Grzyby, które niszczą od środka
Coraz liczniejsza grupa niepozornych grzybów potrafi jednocześnie siać spustoszenie w ludzkich płucach, na polach uprawnych i w magazynach żywności. Zmiany klimatyczne, masowe stosowanie fungicydów oraz rosnąca liczba osób z osłabioną odpornością tworzą idealne warunki dla pleśni zdolnych dosłownie „pożerać” człowieka od wewnątrz.
Każdego dnia wdychamy tysiące zarodników grzybów. Zazwyczaj nic się nie dzieje — organizm skutecznie je neutralizuje. Część z nich to pożyteczne „sprzątaczki” rozkładające martwe liście i resztki roślin. Problem pojawia się w momencie, gdy ten sam gatunek przenosi się z lasu do szpitala albo na pole uprawne.
Dokładnie tak dzieje się w przypadku pleśni z rodzaju Aspergillus. W przyrodzie wspomagają obieg składników odżywczych. Natomiast w płucach osoby chorej na astmę, POChP, po chemioterapii lub po ciężkim przebiegu COVID-19 mogą wywołać poważny stan zapalny, który w skrajnych przypadkach dosłownie niszczy tkanki od środka. Te same pleśnie niszczą ziarno w silosach, zanieczyszczają kukurydzę, orzechy i zboża toksynami, przyczyniając się do miliardowych strat w rolnictwie.
Aspergillus — mistrz przystosowania do nowych warunków
Zespół doktora Normana van Rhijna z Uniwersytetu w Manchesterze przeanalizował, w jaki sposób trzy szczególnie niebezpieczne gatunki — A. flavus, A. fumigatus oraz A. niger — będą się rozprzestrzeniać do końca tego stulecia. Do modeli komputerowych naukowcy wprowadzili różne scenariusze klimatyczne, w tym taki, w którym świat nadal intensywnie opiera się na paliwach kopalnych.
W tej wersji przyszłości mapa staje się niepokojąco czytelna: znaczna część Europy przekształca się w środowisko wyraźnie sprzyjające tym pleśniom. Wynika to z faktu, że Aspergillus dysponuje wyjątkowo elastycznym genomem i potrafi przeżyć niemal wszędzie — w glebie, na ziarnie, w piórach ptaków, a nawet w szkieletach koralowców.
Szacuje się, że na Ziemi istnieje od 1,5 do 3,8 miliona gatunków grzybów. Naukowo opisano mniej niż dziesięć procent z nich, a materiał genetyczny zsekwencjonowano jedynie u znikomej ich części. Brak podstawowych danych poważnie utrudnia opracowanie szczepionek i bezpieczniejszych leków.
Rolnictwo i medycyna sięgają po podobne substancje — to napędza oporność
Rolnicy na całym świecie chronią pszenicę, orzechy i inne uprawy za pomocą fungicydów azolowych. Lekarze stosują niemal identyczne związki chemiczne u pacjentów z grzybiczymi infekcjami płuc. Ten zbieg okoliczności przyspiesza selekcję szczepów opornych na leczenie.
Każde pole opryskane azolami zwiększa prawdopodobieństwo, że zarodniki w środowisku nabędą oporności i trafią później na oddział intensywnej terapii. Efekt ten przypomina dobrze znany problem antybiotyków i bakterii — im więcej chemii w otoczeniu, tym silniejsza presja, by przeżyły jedynie najodporniejsze grzyby.
Wraz z wydłużaniem się sezonu wegetacyjnego i nasilaniem chorób roślin wskutek ciepła i wilgoci rolnicy w wielu krajach sięgają po coraz większe ilości fungicydów. Konsekwencją jest narastająca presja selekcyjna na grzyby i coraz powszechniejsze odporne szczepy. Więcej środków chemicznych na polach oznacza z jednej strony lepsze plony, z drugiej — szybsze pojawianie się pleśni, których nie można już zwalczyć standardowym lekiem szpitalnym.
Zmiany klimatyczne przepisują globalną mapę pleśni
Temperatura, wilgotność i gwałtowne zjawiska atmosferyczne decydują o tym, gdzie zarodniki osiadają i kiełkują. Gdy średnia temperatura rośnie, a ekstremalne zdarzenia pogodowe stają się częstsze, grzyby otrzymują sygnał do migracji i przyspieszonej adaptacji.
Modele opracowane przez badaczy wskazują, że przy wysokiej emisji gazów cieplarnianych:
- zasięg A. flavus w Europie może wzrosnąć o około szesnaście procent
- zasięg A. fumigatus, najczęstszego sprawcy inwazyjnej aspergilozy, może zwiększyć się nawet o 77,5 procenta
- kilka milionów więcej mieszkańców kontynentu znajdzie się w strefie realnego ryzyka zakażenia
- niektóre regiony Afryki mogą stać się zbyt gorące dla części pleśni
- problem w praktyce przesuwa się między kontynentami, lecz nie znika
- dłuższe okresy wysokiej wilgotności wydłużają okno czasowe, w którym pleśń może rozwijać się w silosach i na polach
Placówki ochrony zdrowia już teraz zmagają się z ogniskami infekcji grzybiczych po remontach, burzach piaskowych lub powodziach, gdy do powietrza dostaje się ogromna ilość zarodników. Na oddziałach intensywnej terapii rośnie liczba przypadków powikłań grzybiczych u pacjentów po grypie i po COVID-19.
Dlaczego obecne leki często zawodzą
Oporność na azole narasta szczególnie szybko w Europie i Azji. Pacjenci zakażeni odpornym szczepem Aspergillus umierają częściej niż co drugi chory — między innymi dlatego, że kolejne linie leczenia są toksyczne dla nerek i wątroby.
Agencje zdrowia publicznego rozpoczęły monitorowanie genów oporności w glebie, kompostowniach i materiałach rolniczych. Chodzi o to, by wykryć niebezpieczne szczepy, zanim dotrą do pacjentów z osłabioną odpornością. Światowa Organizacja Zdrowia w 2022 roku umieściła Aspergillus oraz niektóre gatunki Candida na liście priorytetowych zagrożeń.
Eksperci apelują o budowę sieci monitoringu łączącej pomiary jakości powietrza, badania rolnicze i dane szpitalne. Taka sieć mogłaby wskazywać „gorące punkty”, gdzie należy ograniczyć stosowanie określonych fungicydów, poprawić systemy wentylacyjne lub wdrożyć dodatkowe środki ochrony dla pacjentów z grup ryzyka.
Zagrożony jest nie tylko człowiek, ale i bezpieczeństwo żywności
Aspergillus to nie jedyny problematyczny rodzaj grzybów. Fusarium pustoszy pola pszenicy i owsa, produkując toksyny groźne dla ludzi i zwierząt. Cryptococcus może wywoływać ciężkie zapalenie opon mózgowych, zwłaszcza u osób z zaawansowanym AIDS. Wszystkie te patogeny reagują na ocieplenie, przesuwając swoje zasięgi i wydłużając sezon aktywności.
Toksyczne metabolity pleśni, zwane mykotoksynami, stanowią odrębny problem. Nie można ich usunąć przez zwykłe gotowanie ani pieczenie. Dlatego ziarno przechowywane zbyt długo w ciepłych, wilgotnych silosach często musi być wyrzucone lub zmieszane z „czystymi” partiami — co i tak niesie ze sobą ryzyko zdrowotne.
W latach z wyjątkowo intensywnym rozwojem Aspergillus straty w sektorze kukurydzy w Stanach Zjednoczonych sięgają około miliarda dolarów rocznie. Ocieplenie i dłuższe okresy wysokiej wilgotności poszerzają przedział czasowy, w którym pleśń może rozwijać się w magazynach i na polach.
Co może ograniczyć ryzyko w nadchodzących latach
Eksperci podkreślają, że nie istnieje jedno cudowne rozwiązanie. Potrzebny jest raczej zestaw działań na kilku poziomach jednocześnie — od polityki klimatycznej, przez rolnictwo, aż po codzienną praktykę w szpitalach i gospodarstwach domowych.
Redukcja emisji gazów cieplarnianych może spowolnić ekspansję zasięgów pleśni. Racjonalna polityka fungicydowa — na przykład rotacja substancji czynnych i ograniczenie oprysków prewencyjnych — hamuje rozwój oporności. W budynkach coraz większego znaczenia nabierają wentylacja, filtry powietrza oraz unikanie wilgoci sprzyjającej wzrostowi pleśni.
Im mniej okazji damy grzybom do „ćwiczenia się” na lekach w środowisku, tym większa szansa, że farmakoterapia zachowa skuteczność wtedy, gdy będzie naprawdę potrzebna. Z perspektywy indywidualnej warto systematycznie kontrolować miejsca podatne na zawilgocenie — piwnice, łazienki, stare okna czy klimatyzatory.
Osoby z chorobami płuc lub obniżoną odpornością powinny omawiać z lekarzem przewlekły kaszel lub niewyjaśnioną duszność również pod kątem infekcji grzybiczych, a nie wyłącznie bakteryjnych. Grzyby przez miliony lat pełniły rolę cichego sprzątacza. W erze ocieplenia klimatu i intensywnej chemizacji rolnictwa niektóre z nich zaczynają jednak wychodzić z cienia.
