Grzyb, który „zjada od środka”. Naukowcy ostrzegają: zmienia się globalna mapa zagrożeń

Naukowcy biją na alarm: niektóre mikroskopijne pleśnie przestają być tylko sprzątaczami martwych liści. Coraz lepiej radzą sobie w ludzkim organizmie, na polach uprawnych i w magazynach zboża, a zmieniający się klimat i nadużywanie środków grzybobójczych dają im przewagę, jakiej wcześniej nie miały.

Grzyby, które odżywiają się nami od środka

Większość z nas codziennie wdycha tysiące zarodników grzybów i nawet tego nie zauważa. Układ odpornościowy w milczeniu wykonuje swoją pracę i usuwa intruzów. Problem zaczyna się, gdy trafi na wyjątkowo agresywne gatunki albo gdy organizm jest osłabiony.

Jedną z najgroźniejszych grup są pleśnie z rodzaju Aspergillus – potrafią wywoływać infekcje, które dosłownie „zjadają” tkanki od środka, niszcząc płuca, zatoki, a czasem przenikając dalej.

Te same grzyby, które w lesie rozkładają martwe rośliny i uwalniają składniki odżywcze do gleby, w szpitalu czy w płucach pacjenta zamieniają się w inwazyjnych najeźdźców. U części chorych prowadzi to do tzw. inwazyjnej aspergilozy – ciężkiej choroby, gdzie strzępki grzyba wrastają w tkanki i naczynia krwionośne.

Aspergillus – mistrz przystosowania

Zespół dr. Normana van Rhijna z Uniwersytetu w Manchesterze przeanalizował, jak trzy szczególnie znane gatunki – A. flavus, A. fumigatus i A. niger – mogą rozprzestrzeniać się do końca XXI wieku. Do modeli komputerowych wprowadzono różne scenariusze zmian klimatu, w tym taki, w którym świat nadal mocno opiera się na paliwach kopalnych.

Przeczytaj również: Chiny jako pierwsze zgadzają się na sprzedaż implantu mózgu dla sparaliżowanych

W wirtualnej symulacji zarodniki „wędrowały” wraz z wiatrem i zmieniającą się temperaturą. Wynik jest niepokojący: znaczna część Europy staje się bardziej przyjazna tym grzybom. Aspergillus odnajduje się w wielu środowiskach – od gleby i ziaren zbóż po pióra ptaków i szkielety koralowców – i znakomicie wykorzystuje nowe warunki.

Genom tych grzybów bardzo łatwo się „przestawia”, dzięki czemu szybko adaptują się do wyższej temperatury, suszy, środków chemicznych i leków.

W naturze to zaleta, bo pozwala im rozkładać niemal wszystko. W rolnictwie i medycynie ta sama cecha zamienia je w problem: łatwo nabywają oporność na substancje, które miały je powstrzymywać.

Przeczytaj również: Co dzieje się z mięśniami w kosmosie? Myszki na ISS dały zaskakującą odpowiedź

Gdy rolnictwo i medycyna używają podobnych broni

Rolnicy na całym świecie opryskują zboża i orzeszki ziemne środkami z grupy azoli, by chronić plony przed pleśnią. Lekarze stosują niemal identyczne związki chemiczne jako leki przeciwgrzybicze u pacjentów z zakażeniami płuc.

Taki zbieg okoliczności sprzyja selekcji najbardziej odpornych szczepów. Zarodniki, które przeżyją kontakt z fungicydem na polu, mogą później trafić do człowieka i nie reagować na terapię w szpitalu – podobnie jak bakterie uodparniają się na antybiotyki.

Przeczytaj również: Dlaczego drogie fotele biurowe nie ratują przed bólem pleców

Zmiany klimatu przesuwają granice pleśni

Rozmieszczenie groźnych grzybów w dużym stopniu zależy od temperatury, wilgotności i skrajnych zjawisk pogodowych. Zespół z Manchesteru przełożył te czynniki na mapy potencjalnego występowania Aspergillus.

• W scenariuszu wysokich emisji obszar występowania A. flavus w Europie może wzrosnąć o ok. 16%, co oznacza ryzyko infekcji dla kolejnego miliona osób.
• A. fumigatus, główny sprawca inwazyjnej aspergilozy, może powiększyć swój zasięg aż o 77,5%, narażając nawet 9 milionów dodatkowych mieszkańców.
• W części Afryki ma nastąpić odwrotny efekt – temperatura może przekroczyć próg tolerancji niektórych grzybów, co pokazuje, jak skomplikowane są regionalne różnice.

Silne burze, wichury i burze piaskowe zwiększają ilość zarodników w powietrzu. Po takich zdarzeniach szpitale coraz częściej zgłaszają lokalne ogniska aspergilozy, szczególnie na oddziałach intensywnej terapii i wśród pacjentów po przebytym COVID-19 czy ciężkiej grypie.

Szpitale, pola i silosy z tym samym wrogiem

Grzyby z rodzaju Aspergillus uderzają w trzech miejscach naraz: w zdrowie ludzi, w bezpieczeństwo żywności i w gospodarkę.

W jednym tylko sezonie silny rozwój Aspergillus potrafi przynieść producentom kukurydzy w USA straty przekraczające miliard dolarów. Wyższa temperatura i większa wilgotność wydłużają okres, w którym pleśń rozwija się na polach i w silosach. Rolnicy muszą wyrzucać ziarno, mieszać partie, by rozcieńczyć toksyny, albo inwestować w dodatkowe zabezpieczenia magazynów.

Leki przestają działać, a nowe są toksyczne

W Europie i Azji od kilku lat rośnie udział szczepów Aspergillus opornych na azole. U pacjentów zakażonych takimi grzybami śmiertelność przekracza 50%. Dostępne alternatywne leki bywają mocno obciążające dla nerek i wątroby, więc lekarze stoją przed dramatycznym wyborem: agresywne leczenie z ryzykiem uszkodzenia narządów albo zbyt słaba terapia.

Każdy hektar pola opryskany azolowym fungicydem to większe prawdopodobieństwo, że w glebie powstaną zarodniki z genami oporności, które w końcu trafią na oddział intensywnej terapii.

Agencje zdrowia publicznego zaczęły monitorować obecność takich genów w kompoście, ziemi z upraw i miejskich ogrodach. Chodzi o to, aby wychwycić „gorące punkty” zanim trafią do szpitali. Jednocześnie rośnie zapotrzebowanie na fungicydy: tam, gdzie klimat sprzyja pleśni, rolnicy często nie mają innego wyjścia niż częstsze opryski, co ponownie napędza spiralę oporności.

Nie tylko Aspergillus: kolejne grzyby przyspieszają

Aspergiloza to tylko fragment większego obrazu. Zmieniający się klimat wpływa także na inne patogeny grzybicze:

• Fusarium – niszczy plantacje pszenicy i owsa, tworzy toksyny szkodliwe dla ludzi i zwierząt, zagraża bezpieczeństwu zboża paszowego i spożywczego.
• Cryptococcus – szczególnie groźny dla osób z osłabioną odpornością, na przykład z zaawansowanym AIDS; wysokie temperatury pomagają mu przystosować się do ludzkiego organizmu.
• Candida auris – nowy, wyjątkowo odporny grzyb szpitalny, który zaczął się pojawiać na kilku kontynentach prawdopodobnie w związku z ociepleniem.

Eksperci z organizacji zajmujących się zdrowiem globalnym ostrzegają, że patogeny grzybicze potrafią jednocześnie rozregulować system ochrony zdrowia i łańcuchy dostaw żywności. Dla planowania polityki zdrowotnej i rolniczej to coraz większe wyzwanie.

Dlaczego tak mało wiemy o grzybach?

Szacuje się, że na Ziemi istnieje od 1,5 do 3,8 miliona gatunków grzybów. Oficjalnie opisano mniej niż jedną dziesiątą z nich, a pełne sekwencje genetyczne ma zaledwie niewielki ułamek. Ta luka w wiedzy spowalnia prace nad szczepionkami i bezpieczniejszymi lekami.

Dopiero w 2022 roku Światowa Organizacja Zdrowia umieściła Aspergillus i niektóre gatunki Candida na liście priorytetowych zagrożeń, obok znacznie lepiej znanych wirusów czy bakterii.

Naukowcy apelują o skoordynowany system monitoringu: od czujników jakości powietrza przez regularne badania gleby i plonów, po nadzór nad zakażeniami szpitalnymi. Tylko takie połączenie danych pozwoli śledzić drogę zarodników niemal na bieżąco, a w razie potrzeby szybciej reagować.

Co można zrobić już teraz?

Nie istnieje jedno cudowne rozwiązanie, które „wyłączy” zagrożenie ze strony pleśni. Eksperci wskazują na kilka równoległych działań:

• ograniczenie emisji gazów cieplarnianych, by spowolnić ocieplanie klimatu sprzyjające grzybom;
• bardziej przemyślaną politykę stosowania fungicydów, w tym rotację substancji czynnych i lepszą kontrolę dawek;
• poprawę wentylacji i filtracji powietrza w budynkach, szczególnie w szpitalach i domach opieki;
• inwestycje w szybkie testy diagnostyczne, które pozwolą lekarzom wcześniej rozpoznać zakażenie grzybicze;
• badania nad nowymi lekami przeciwgrzybiczymi o mniejszej toksyczności dla narządów.

Dla zwykłych ludzi część zagrożeń brzmi abstrakcyjnie, bo grzybów nie widać gołym okiem. W praktyce chodzi jednak o bardzo konkretne rzeczy: czy zboże trafiające do mąki jest bezpieczne, jak duże ryzyko ponosi osoba po chemioterapii w słabo wentylowanym budynku szpitalnym, ilu rolników straci plony po fali upałów i ulewach.

Warto też wyjaśnić często mylone pojęcie: zarodniki i mykotoksyny to nie to samo. Zarodniki to „nasiona” grzyba, którymi się rozmnaża i które wdychamy z powietrzem. Mykotoksyny to trujące związki chemiczne, które część grzybów produkuje w zainfekowanej żywności. Nawet jeśli sam grzyb już nie rośnie, toksyna może pozostać w produkcie i szkodzić zdrowiu przez długi czas.

Rosnąca odporność pleśni na środki chemiczne oraz coraz cieplejszy klimat sprawiają, że temat, który do niedawna interesował głównie specjalistów od roślin i mikrobiologów, zaczyna dotyczyć każdego. Niewidoczne gołym okiem organizmy potrafią znacząco zwiększyć koszty leczenia, ceny żywności i obciążenie systemów ochrony zdrowia – i to w skali całego globu.