มนุษย์ไม่ได้เตรียมพร้อมสำหรับการระบาดใหญ่ที่เกิดจากการติดเชื้อรา

เมื่อนักสูบบุหรี่วัย 48 ปีรายนี้มาพบ Shmuel Shoham ผู้เชี่ยวชาญด้านโรคติดเชื้อที่ Johns Hopkins เธอกังวลเรื่องโรคมะเร็ง ผู้หญิงคนนี้ซึ่งได้รับการปลูกถ่ายตับเมื่อหลายสิบปีก่อนมีอาการไอและลดน้ำหนักเป็นเวลาหลายเดือนก่อนเข้ารับการรักษา แพทย์ระบบทางเดินหายใจได้รับการตรวจชิ้นเนื้อชิ้นหนึ่งที่จุดปอดของเธอเพราะกลัวเนื้องอก แต่เขากลับพบเชื้อรา Aspergillusซึ่งเป็นเชื้อราทั่วไป—ซึ่งเกิดขึ้นได้ทุกที่ตั้งแต่กองปุ๋ยหมักไปจนถึงพรมไปจนถึงร้านขายดอกไม้ในท้องถิ่น

“ฉันกังวลเรื่องเชื้อรามากเพราะว่าผู้ป่วยประเภทไหนที่ฉันเห็น” โชแฮม ผู้ดูแลผู้ที่มีระบบภูมิคุ้มกันอ่อนแอ ซึ่งมีความเสี่ยงเป็นพิเศษต่อจุลินทรีย์ที่ฉวยโอกาส เช่น เชื้อรา กล่าว แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้เชื้อราได้ปรากฏขึ้นบ่อยครั้งในการตั้งค่าทางคลินิก ตัวอย่างเช่น ในอินเดีย พายุที่รุนแรงของการบาดเจ็บของระบบทางเดินหายใจ การรักษาด้วยยาสเตียรอยด์ที่กดภูมิคุ้มกัน และโรคเบาหวานที่ไม่สามารถควบคุมได้ ส่งผลให้ผู้ป่วย COVID-19 ติดเชื้อจากเชื้อราราดำที่แพร่กระจายและมักเป็นอันตรายถึงชีวิต จากนั้นมีCandida aurisซึ่งเป็นเชื้อราที่ติดเชื้อจากเชื้อราในเลือดซึ่งเกิดขึ้นจากที่ไหนเลยที่จะกลายเป็นเชื้อโรคที่สำคัญของมนุษย์ ซึ่งทนต่อยาต้านเชื้อราหลายชนิดและสามารถตั้งรกรากบนพื้นผิวได้เป็นเวลาหลายเดือน

Tom Chiller นักระบาดวิทยาทางการแพทย์และหัวหน้าแผนก Mycotic Diseases แห่งศูนย์ควบคุมและป้องกันโรคกล่าวว่า “สิ่งที่เรากังวลตลอดเวลาในโลกของเชื้อราคือศักยภาพของเชื้อราที่จะก่อให้เกิดโรคในมนุษย์ “มีหลายสิ่งหลายอย่างที่เราไม่เข้าใจ”

มีการระบุชนิดของเชื้อราประมาณ 120,000 จากห้าล้านชนิดเท่านั้น ในจำนวนนั้น มีเพียงไม่กี่ร้อยชนิดเท่านั้นที่ทราบว่าเป็นอันตรายต่อมนุษย์ ในเวลาเดียวกัน การเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมและสภาพอากาศ ตลอดจนการใช้สารฆ่าเชื้อรามากเกินไปในการเกษตร ได้ช่วยสร้างจุลชีพที่ฟิตขึ้น ซึ่งสามารถหลบเลี่ยงคลังแสงที่มนุษย์มีไว้ต่อสู้กับมันได้

แม้ว่าแบคทีเรียที่ดื้อยาเช่นStaphylococcus aureus ที่ดื้อต่อเมทิซิ ลลินหรือ MRSA ได้รับความสนใจมากที่สุด แต่ Chiller ก็หวังว่าจะฉายแสงสปอตไลต์บนเชื้อราด้วยเช่นกัน “เชื้อราอยู่ที่นี่—เราเห็นพวกมันพัฒนาความต้านทาน และผู้คนกำลังตายจากการติดเชื้อที่ดื้อยาเหล่านี้” การ ประมาณการบางอย่างมีอัตราการเสียชีวิตจากการติดเชื้อราที่แพร่กระจายได้ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งแปลจากทั่วโลกว่ามีผู้เสียชีวิต 1.6 ล้านคนและค่ารักษาพยาบาล 7.2 พันล้านดอลลาร์ต่อปี แม้ว่าตัวเลขเหล่านี้มักจะถูกประเมินต่ำไปเนื่องจากความท้าทายอย่างต่อเนื่องในการวินิจฉัยผู้ป่วยอย่างแม่นยำ

แต่ทำไมตอนนี้เมื่อเชื้อรามีมานานแล้วที่ขอบยา? ตามข้อมูลของ Chiller มีหลายปัจจัยที่ผลักดันเชื้อราให้อยู่ในระดับแนวหน้า—ในหมู่พวกเขา ความสามารถของจุลินทรีย์ในการพัฒนาอย่างรวดเร็ว การเพิ่มขึ้นของแรงกดดันที่คัดเลือกมาซึ่งบังคับให้พวกมันต้องปรับตัว และจำนวนประชากรที่อ่อนแอเพิ่มขึ้น

โลกกว้างของเชื้อรา

ความเร็วที่เชื้อราพัฒนาได้นั้นน่าตกใจ Amelia Barber นักจุลชีววิทยาที่สถาบัน Hans Knöll ในเยอรมนี เล่าถึงกรณีของผู้ป่วยโรคมะเร็ง ที่ผิวหนังเป็นที่อยู่อาศัยของเชื้อราCandida glabrataได้รับความต้านทานต่อ echinocandin ซึ่งเป็นหนึ่งในสามกลุ่มยาต้านเชื้อราที่สำคัญที่มีอยู่ภายในไม่กี่วันของการรักษา “เราคิดว่าสิ่งมีชีวิตนี้เป็นส่วนหนึ่งของจุลชีพของมันจริงๆ และการให้ยาป้องกันเพื่อปกป้องเธอ มันสามารถต้านทานและแพร่พันธุ์ได้”

เมื่อช่างตัดผมจัดลำดับตัวอย่างเชื้อราของผู้ป่วยโดยแยกจากกัน 12 วัน เธอสังเกตเห็นว่าเชื้อราได้รับทั้งการกลายพันธุ์ที่รู้จักกันก่อนหน้านี้เพื่อทำให้เกิดการดื้อยาเอไคโนแคนดินและการกลายพันธุ์ใหม่อื่นๆ ช่างตัดผมเดาว่าการปรับแต่งเพิ่มเติมเหล่านี้ทำให้จุลินทรีย์สามารถอยู่ในกระแสเลือดหลังจากที่มันแพร่กระจายจากผิวหนังซึ่งปกติจะอยู่

“เราตั้งสมมติฐานว่าการเปลี่ยนแปลงช่วยให้ [เชื้อรา] สามารถจัดการกับสภาพแวดล้อมของสารอาหารใหม่ได้ และยังติดอยู่เพราะมีการไหลเวียนของเลือดมากเมื่อเทียบกับผิวหนัง” ผลข้างเคียงที่โชคร้าย? สิ่งนี้ยังทำให้เชื้อโรคมีความรุนแรงมากขึ้น—สามารถเกาะติดเซลล์ของโฮสต์ได้ดีขึ้นและปล่อยสารออกมาเพื่อหลบเลี่ยงระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย

ความรุนแรงนี้เป็นสิ่งที่ทำให้การติดเชื้อราที่รุกรานมีอันตรายมาก เมื่อเทียบกับพันธุ์ที่ผิวเผิน เช่น เท้าของนักกีฬาหรือเชื้อราในดง เชื้อราที่อาละวาดจะขับสารพิษที่ทำลายเนื้อเยื่อ ซึ่งพวกมันสามารถกินได้ คล้ายกับวิธีที่พวกมันย่อยสลายอินทรียวัตถุซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรสารอาหารของระบบนิเวศ เช่นเดียวกับแบคทีเรีย เชื้อราสามารถทำให้อวัยวะต่างๆ หยุดทำงานผ่านภาวะติดเชื้อ ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่ระบบภูมิคุ้มกันมากเกินไปต่อการโจมตีของจุลินทรีย์ หรือพวกมันสามารถสร้างลูกเชื้อราที่ผลักอวัยวะข้างเคียง การดื้อยาทำให้สิ่งต่างๆ แย่ลงไปอีก: อัตราการตายสูงขึ้น 25 เปอร์เซ็นต์เมื่อมีเชื้อโรคที่ดื้อต่อเชื้อราเข้ามาเกี่ยวข้อง

การเชื่อมต่อของสารฆ่าเชื้อรา

เชื้อโรคจากเชื้อราเป็นสัดส่วนที่มีนัยสำคัญ มากถึง 80 เปอร์เซ็นต์ของโรคทั้งหมดที่ส่งผลกระทบต่อพืช ทำลายหนึ่งในสามของผลผลิตพืชทั่วโลกต่อปี ตัวอย่างเช่น ราสีน้ำเงิน ซึ่งโจมตีแอปเปิ้ลและลูกแพร์เป็นหลัก สามารถแพร่กระจายอย่างรวดเร็วผ่านผลไม้ เริ่มต้นด้วยการเยื้องที่นุ่มนวลในเนื้อและลงท้ายด้วยสปอร์สีเขียวน้ำเงินที่กระจัดกระจายไปตามพื้นผิว ป่าไม้ทั่วยุโรปและอเมริกาเหนือถูกทำลายโดยโรคเอล์มดัตช์ เชื้อราที่แพร่กระจายด้วยความช่วยเหลือของแมลงปีกแข็ง การแซงระบบหลอดเลือดของต้นไม้ การติดเชื้อจะทำให้พวกมันขาดน้ำจนเหี่ยวแห้งและตาย

แต่การใช้สารฆ่าเชื้อราอย่างเสรี ซึ่งเป็นคู่ขนานทางการเกษตรกับยาต้านเชื้อราสำหรับผู้ป่วย ในการตอบสนองต่อภัยคุกคามเหล่านี้ได้ส่งผลกระทบโดยไม่ได้ตั้งใจ

มาริน บริวเวอร์ นักพยาธิวิทยาพืชแห่งมหาวิทยาลัยจอร์เจียกล่าวว่า การใช้สารฆ่าเชื้อราประเภทหนึ่งทั่วไป เช่น azoles เพิ่มขึ้นสี่เท่าในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา ผู้ผลิตยาฆ่าเชื้อราจะส่งเสริมผลิตภัณฑ์ของตนแก่เกษตรกรในลักษณะที่คล้ายคลึงกับการใช้ยาปฏิชีวนะในปศุสัตว์ เพื่อเพิ่มผลผลิตพืชผล ซึ่งจะทำให้มีการใช้มากเกินไป และเนื่องจากสารฆ่าเชื้อรามักใช้กลยุทธ์ที่คล้ายคลึงกันกับยาที่คล้ายคลึงกัน เมื่อเชื้อรามีภูมิคุ้มกันต่อเชื้อราตัวใดตัวหนึ่ง พวกมันก็พัฒนาความต้านทานต่อตัวอื่นๆ ด้วย

แม้ว่าการเชื่อมโยงนี้จะถูกสงสัยมานานแล้ว แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้ Brewer และเพื่อนร่วมงานของเธอ Michelle Momany ได้พิสูจน์โดยการทดสอบตัวอย่างAspergillus fumigatus ที่ได้รับจากผู้ป่วย ซึ่งเป็นเชื้อราที่สามารถบุกรุกปอด ก่อตัวเป็นลูกของเส้นใยเชื้อราที่พันกัน และแพร่กระจายไปยัง อวัยวะอื่นๆ เช่น สมองหรือไต

เชื้อราเหล่านี้ไม่เพียงแต่ต้านทานต่อ azoles ซึ่งใช้ทั้งในโรงพยาบาลและทุ่งนา แต่ยังรวมถึง Quinone ภายนอก Inhibitors (QoI) สารฆ่าเชื้อราที่ใช้ในการเกษตรเท่านั้น “ไม่มีทางที่ผู้ป่วยจะมีตัวอย่างเชื้อราที่ดื้อยาฆ่าเชื้อราทางการเกษตรโดยเฉพาะ เว้นแต่ว่ากลุ่มนั้นใช้เวลาในพื้นที่เกษตรกรรม” Momany นักชีววิทยาด้านเชื้อราจากมหาวิทยาลัยจอร์เจียกล่าว

Momany เริ่มสนใจเชื้อราที่เป็นศัตรูพืชทางการเกษตรและทำให้เกิดโรคในมนุษย์ในขณะที่ทำการวิจัยในวันอาทิตย์ ที่นั่น เธอได้เรียนรู้เกี่ยวกับความกังวลที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับการดื้อยา azole ใน ผู้ป่วย Aspergillusในยุโรป เมื่อเธอกลับมาที่สหรัฐอเมริกา เธอได้เข้าร่วมการนำเสนอเกี่ยวกับเชื้อราที่ดื้อต่ออะโซลที่มีผลต่อแตงโมที่นักเรียนคนหนึ่งของบริวเวอร์มอบให้

“นั่นคือตอนที่เราตระหนักว่าเรามีจุดตัดกันของเชื้อโรคจากเชื้อราในมนุษย์และพืช และความต้านทานต่อ azole” Momany กล่าว

ในทำนองเดียวกัน Johanna Rhodes ผู้เชี่ยวชาญด้านโรคติดเชื้อที่ Imperial College ในลอนดอนพบ ว่าตัวอย่างของ Aspergillus fumigatusที่ดื้อต่อ azole จากสภาพแวดล้อมนั้นมีความคล้ายคลึงกันทางพันธุกรรมกับตัวอย่างที่นำมาจากผู้ป่วย ซึ่งบ่งชี้ว่าพวกเขามาจากแหล่งทั่วไป

นักวิทยาศาสตร์ยังคงพยายามที่จะจัดการกับความชุกของกรณีดังกล่าว แต่ผลการศึกษาชิ้นหนึ่งพบว่าการติดเชื้อราที่ดื้อต่ออะโซลในเนเธอร์แลนด์เพิ่มขึ้นจาก 0 เปอร์เซ็นต์ในปี 1997 เป็น 9.5 เปอร์เซ็นต์ในปี 2559

นี่เป็นปัญหาใหญ่ เนื่องจากการพัฒนายาต้านเชื้อราชนิดใหม่เป็นกระบวนการที่ใช้เวลานานและมีราคาแพง และซับซ้อนยิ่งขึ้นด้วยข้อเท็จจริงที่ว่ามนุษย์และเชื้อรามียีนและกระบวนการทางชีววิทยาร่วมกันจำนวนมาก ดังนั้นสิ่งที่เป็นพิษต่อเชื้อรามักจะส่งผลกระทบต่อเราเช่นกัน Momany กล่าว การพัฒนายาที่ฆ่าเชื้อราในขณะที่ปล่อยให้ร่างกายมนุษย์ไม่ถูกทำลาย—เป็นสิ่งที่ท้าทาย และหลายปีผ่านไประหว่างการแนะนำยาต้านเชื้อราชนิดใหม่ ปัจจุบันมียาต้านเชื้อราเพียงสามประเภทหลักที่สามารถใช้ได้ในผู้ป่วยและสารฆ่าเชื้อราหลายสิบชนิด Brewer กล่าว

กลยุทธ์ทั่วไป

จากความแตกต่างเพียงเล็กน้อยระหว่างมนุษย์และเชื้อรา สารฆ่าเชื้อราเช่น azoles จับกับเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการประกอบของ ergosterol ซึ่งเป็นโมเลกุลที่คล้ายกับคอเลสเตอรอลในมนุษย์และเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของเยื่อหุ้มเซลล์ของเชื้อรา หากไม่มีเมมเบรนจะรั่วและสลายตัวทำให้จุลินทรีย์ตาย

แต่เชื้อราที่ดื้อยาสามารถเอาชนะยาเป้าหมายเดียวอย่าง azoles โดยการพัฒนากลยุทธ์สองเท่า ขั้นแรก พวกเขาเปลี่ยนรูปร่างของเอ็นไซม์เป้าหมายเพื่อไม่ให้ยาจำมันได้อีกต่อไป จากนั้น สำหรับการวัดที่ดี พวกมันจะเพิ่มการผลิตเอ็นไซม์เพื่อให้แน่ใจว่ามีการสร้างเออร์กอสเตอรอลเพียงพอและทำให้เซลล์ของเชื้อราไม่เสียหาย

หน้าแรก