W grze wideo „The Last of Us” i niedawno ukończonym serialu HBO gigantyczne zmutowane grzyby zamieniają większość ludzkości w zombie. W prawdziwym życiu inny grzyb, drożdże Candida aurisrozprzestrzenia się, tak jak COVID w końcu zanika.

Candida auris jest pierwszym zidentyfikowanym grzybem wielolekoopornym. Jest bardziej śmiercionośny niż znajomy krewny Candida albicansktóra leży u podłoża powszechnych infekcji pochwy i gardła. Candida Drożdżaki są normalnymi mieszkańcami naszej skóry i innych powierzchownych części ciała, ale są niebezpieczne, gdy dostaną się do krwioobiegu lub dostaną się do narządów stałych, takich jak serce lub nerki.

„Co jest innego i szczególnie przerażającego Candida auris jest to, że może przetrwać na skórze i powierzchniach medycznych do dwóch tygodni, umożliwiając rozprzestrzenianie się z osoby na osobę w placówkach opieki zdrowotnej i domach opieki. Grzyb ten zwykle nie jest zabijany przez stosowane klinicznie leki przeciwgrzybicze, co utrudnia leczenie infekcji i często może prowadzić do śmierci. Trudno też identyfikować się ze standardowymi metodami laboratoryjnymi” – podsumował Mahmoud Ghannoum, dyrektor Centrum Mikologii Medycznej w Szpitalach Uniwersyteckich Cleveland Medical Center.

CDC i inne organizacje zdrowia publicznego wdrażają sekwencjonowanie całego genomu, aby śledzić rozprzestrzenianie się tego grzyba na całym świecie. Agencja uruchomiła FungiNet w 2021 r. jako „sieć nadzoru molekularnego i epidemiologii genomicznej chorób grzybiczych”, początkowo koncentrując się na C. auris. Zasoby internetowe „wspierają ogólnokrajowe możliwości laboratoryjne w zakresie szybkiego wykrywania, zapobiegania i reagowania na lekooporność” na infekcję.

Porównanie sekwencji całego genomu może ujawnić, skąd pochodzi patogen i dokąd prawdopodobnie zmierza – nadzór notorycznie opóźniał się w Stanach Zjednoczonych w porównaniu z innymi krajami, kiedy uderzył COVID.

Toaleta Śledzenie COVID

Od trzech lat ściana z widokiem na toaletę w mojej łazience jest ozdobiona najnowszą kolorową mapą rodowodów SARS-CoV-2, koronawirusa COVID. Siedząc na porcelanowym tronie, można zastanawiać się nad ewolucją wirusów.

Wczesne wersje mojego wykresu łazienkowego podążały za agencjami zdrowia publicznego, przedstawiając narody, w których początkowo zidentyfikowano COVID. Po tym, jak uznano to za piętnujące, śledziłem identyfikatory greckich liter, wędrując od alfa do beta, do delty, do gammy z kilkoma dziwakami, takimi jak zeta, aż ewolucja utknęła w martwym punkcie, a potem wybuchła lawina mniejszych gałęzi, gdy pojawił się Omicron. Wariant wirusa nowicjusza rozgałęził się raz, po czym jedna z tych początkowych gałęzi ponownie się rozdzieliła, dając BA.1, który dał początek BA1.1, a także BA.2, który podzielił się na pięć gałęzi, które z kolei stały się dziesięcioma innymi. Przestałem aktualizować, gdy to się stało.

Pierwsza sekwencja genomu SARS-CoV-2 została opublikowana światu zdumiewająco szybko, 11 stycznia 2020 r. Potem sprawy potoczyły się szybko, głównie spoza Stanów Zjednoczonych, i często przeglądałem witrynę internetową The GISAID Initiative w celu znalezienia liczby wirusów sekwencjonowanie genomów. Tik, tik, bum! Obecnie przekracza 15 milionów.

GISAID powstał w 2006 roku w odpowiedzi na ptasią grypę, stając się globalnym centrum wymiany danych i map na temat wirusów epidemicznych i pandemicznych. Tych, którzy twierdzą, że nie robi się nic, aby zapobiec przyszłym pandemiom, odsyłamy do GISAID.

Porównywanie sekwencji genomów jest ważne, ponieważ zapewniają one 4-literowy język w zasadach A, C, G i T (dla DNA) lub A, C, G i U (dla RNA). Sekwencje służą do śledzenia ewolucji w oparciu o jedno założenie: im bardziej podobne są sekwencje kwasów nukleinowych dwóch gatunków lub szczepów, a nawet osobników, tym później mieli wspólnego przodka. I tak te dane są wykorzystywane do wnioskowania o drzewach ewolucyjnych – czasami więcej niż jedna osoba może wyjaśnić wskazówki w języku genetyki.

Wirusowe rodowody na ścianie mojej łazienki nie różnią się pod względem koncepcji od drzewa ewolucyjnego w moim podręczniku genetyki człowieka, które przedstawia Homo sapiens sapiens odbiegający od neandertalczyków i denisowian, który odbiegał od innych członków Homo jeszcze dalej, a australopiteki jeszcze dalej. Linie rodowe obejmujące drzewa ewolucyjne, od ludzi do wirusów, nazywane są filogenami. To stara technika.

Śledzenie nowego patogenu

Wstępna identyfikacja kliniczna Candida auris był w Japonii w 2009 roku, ale przechowywane kultury ujawniają, że sięga co najmniej 1996 roku w Korei Południowej. CDC nazywa go „wschodzącym patogenem”, ponieważ od tego czasu pojawił się w ponad 30 krajach. Agencja zaczęła go śledzić w 2013 roku, a rozprzestrzenianie się przyspieszyło w 2015 roku.

Raport CDC z USA z 2018 r Candida auris Zespół śledczy, opublikowany w czasopiśmie Lancet Infectious Diseases, porównał całe sekwencje genomu drożdży pacjentów z dziesięciu stanów USA oraz z Indii, Kolumbii, Japonii, Pakistanu, RPA, Korei Południowej i Wenezueli.

Badanie koncentrowało się na jednozasadowych miejscach w genomie, które mogą się różnić (polimorfizmy pojedynczego nukleotydu, czyli SNP), w zależności od kraju, pacjenta, a nawet w obrębie danej osoby. Zespół wziął również pod uwagę historię podróży i kontakty, które mogły przyczynić się do rozprzestrzeniania. Przypadki w USA „były genetycznie spokrewnione z tymi z czterech regionów świata, co to sugeruje C. auris był kilkakrotnie wprowadzany do USA. Różnorodność genetyczna wśród izolatów pochodzących od tych samych pacjentów, placówek służby zdrowia i stanów wskazuje na lokalną i ciągłą transmisję” – podsumowuje raport.

Więc jest tutaj.

W 2022 roku CDC zgłosiło 2377 przypadków od pacjentów i kolejne 5754 od ich kontaktów, głównie z Kalifornii, Nevady, Teksasu, Nowego Jorku, Florydy i Illinois. Ale może to być zaniżona liczba, jeśli niektórzy klinicyści jeszcze nie zgłaszają (lub być może nie rozpoznają) przypadków.

Kto jest zagrożony?

C. auris, podobnie jak wiele patogenów, jest szczególnie niebezpieczny dla pacjentów w szpitalach, gdzie dostaje się do krwioobiegu i rozprzestrzenia się w obrębie jednostki i innych. Infekuje również uszy (stąd „auris”) i rany, a prawdopodobnie także płuca i pęcherz moczowy, ponieważ drożdże znajdują się w plwocinie i moczu.

Najbardziej zagrożeni są pacjenci z rurkami przekłuwającymi części ciała lub którzy intensywnie stosowali określone leki przeciwgrzybicze lub antybiotyki o szerokim spektrum działania. Śmiertelność zbliża się do 60%, ale wielu pacjentów jest już bardzo chorych, jeśli zostali zarażeni podczas hospitalizacji z innego powodu.

Drożdże rozprzestrzeniają się w powietrzu iw kontakcie z zanieczyszczonymi powierzchniami zagrzybionymi. A zarazić się można w każdym wieku.

Identyfikacja C. auris wymaga specjalnych testów laboratoryjnych i narzędzi do hodowli drożdży; łatwo go pomylić z innym Candida gatunek. I jest odporny na wiele konwencjonalnych środków przeciwgrzybiczych. Najskuteczniejszymi lekami są echinokandyny, ale do kontrolowania infekcji konieczne może być połączenie leków.

Trwają poszukiwania nowych leków przeciwgrzybiczych. Na przykład Uniwersytet Case Western Reserve właśnie otrzymał od NIH grant w wysokości 3 milionów dolarów na opracowanie nowatorskich metod leczenia.

Podejrzewam jednak, że wiele badań jest wciąż na etapie przedklinicznym (myszy i molekuły), ponieważ Clinicaltrials.gov wymienia tylko trzy projekty dotyczące drożdży, z Indii, Pakistanu i Republiki Południowej Afryki. Szczepionka opracowywana w Lundquist Institute of UCLA jak dotąd działa na myszach i może być łączona ze środkami przeciwgrzybiczymi.

Tymczasem porównania całych genomów nadal informują, śledzą, a być może nawet przewidują, gdzie rozprzestrzeniły się drożdże i być może wyprzedzają je, aby zapobiec wybuchom epidemii. Biorąc pod uwagę dane genomu wraz z innymi informacjami, badacze mogą określić, w jaki sposób ludzie zostali narażeni, gdzie grzyby prawdopodobnie przemieszczają się geograficznie, a nawet ujawnić wprowadzenie patogenu na nowe obszary przed wystąpieniem lub wykryciem epidemii.

Wyobraź sobie, że moglibyśmy to zrobić z COVID!