Laureát Ceny Neuron pro mladé vědce za rok 2015 - doc. Ing. Jaroslav Hrabák, Ph.D.

Včas rozpoznat nepřítele

Některé bakterie jsou odolné proti většině antibiotik a pro dlouhodobě nemocné lidi představují smrtelné riziko. Docent Jaroslav Hrabák z Biomedicínského centra Plzeň vyvinul se svým týmem postup, jak tzv. panrezistentní bakterie rychle rozpoznat a zvýšit pacientům šance na přežití. Za výsledky dosavadního výzkumu nedávno převzal Cenu Neuron pro mladé vědce a částku 250 tisíc korun.

Jaké nemoci tyto bakterie vyvolávají?

Postihují především kriticky nemocné pacienty, kde mohou způsobovat různé infekce, od zánětů plic až po infekce krevního řečiště.

Mohou se přenášet vzduchem?

Naštěstí nikoliv. Nejčastěji se šíří v nemocničním prostředí, buď na dlaních zdravotnického personálu, nebo špatně dezinfikovanými nástroji a pomůckami.

Od kdy se ví o těchto mikrobech?

První případ jsme v Česku zaznamenali v roce 2009. Ale velkým problémem jsou v Řecku a Itálii, kde se objevily již okolo roku 2005.

Jak se nakazil první pacient u nás?

Nedokázali jsme odhalit, jak se panrezistentní bakterií nakazil. Pravděpodobně existují skryté zdroje těchto mikroorganismů, které nejsou pro lékaře zajímavé, protože nezpůsobují infekční onemocnění. Ovšem při souhře určitých okolností přenesou svojí odolnost vůči antibiotikům na ostatní bakterie v lidském těle. Například v žaludku a ve střevech má každý člověk přibližně dva kilogramy mikroorganismů, které mu pomáhají trávit potravu. Některé kmeny těchto bakterií se můžou při dlouhodobém oslabení pacienta stát nebezpečnými. Další případy zaznamenané v roce 2011 se týkaly lidí, kteří měli autonehodu v Řecku nebo v Itálii a strávili nějakou dobu v tamní nemocnici. Po převozu do Česka jsme u nich objevili panrezistentní bakterie.

Jak vysoká je úmrtnost?

Podle údajů z Řecka a Itálie, kde je zaznamenáno ročně asi 1200 případů infekce krevního řečiště potenciálně rezistentními bakteriemi, jako jsou Klebsiella pneumoniae a Pseudomonas aeruginosa, neexistuje u poloviny pacientů spolehlivá antibiotická léčba.

doc. Ing. Jaroslav Hrabák, Ph.D.

• Narodil se v roce 1981 v Plzni.
• Vystudoval biomechaniku a lékařské inženýrství na Fakultě aplikovaných věd Západočeské univerzity v Plzni.
• Následně pokračoval v Ph.D. studiu lékařské mikrobiologie na Lékařské fakultě UK v Plzni.
• Na své alma mater přednáší mikrobiologii.
• Do současné doby publikoval 30 prací v odborných časopisech s impakt faktorem.
• V roce 2014 byl habilitován na 1. lékařské fakultě UK docentem lékařské mikrobiologie.
• V listopadu 2014 se stal manažerem nově otevřeného Biomedicínského centra Lékařské fakulty UK v Plzni.

Co může lékař dělat, když antibiotika nezabírají?

Záleží na zdravotním stavu pacienta a na tom, jaká část těla je zasažena. Opravdu velké riziko hrozí lidem s onkologickým onemocněním a chronickými chorobami. Při napadení organismu panrezistentními bakteriemi zkouší lékaři podávat různé kombinace antibiotik. Musí ale postupovat velmi obezřetně, protože léky, které zahubí většinu mikroorganismů v těle, mohou otevřít prostor pro panrezistentní bakterie a ty se potom rychle rozmnožují.

Poprvé se u nás tyto bakterie vyskytly v roce 2009. Jak se od té doby situace v Česku vyvinula?

Velice rychle se podařilo prosadit na ministerstvu zdravotnictví doporučený postup pro zacházení s pacienty nakaženými rezistentními bakteriemi. Ošetřující personál se například musí oblékat do jednorázového oděvu a používat jednorázové rukavice. Po odchodu z nemocničního pokoje musí vše vyhodit do nádoby s rizikovým odpadem. Když jde pacient na nějaké ošetření, například bronchoskopii, dodržují se mimořádně přísné režimy při dezinfekci přístrojů. Tato metodika platí už tři roky, ale její zásady se u nás dodržovaly mnohem dříve, takže rozšíření panrezistentních bakterií se podařilo včas zastavit. Díky tomu u nás ročně onemocní pouze několik pacientů. Epidemie tady zatím rozhodně nehrozí.

Jak k tomuto stavu přispěla metoda rychlé diagnózy panrezistentních bakterií, kterou vyvinul váš tým?

Lékař potřebuje vědět, jestli pacienta tyto bakterie ohrožují, aby mohl co nejdříve nasadit správnou antibiotickou léčbu. V roce 2011 jsme popsali postup, jak to určit během dvou tří hodin. Dříve trvala diagnostika 24 hodin. Dále náš tým vyvinul metodu, která rozpoznává enzym produkovaný konkrétní panrezistentní bakterií. To je velmi důležitý poznatek, protože lékaři mohou zjistit, odkud pochází a zároveň mohou zahájit kroky proti jejímu šíření mezi další pacienty.

Jak lékaři postupovali v době, kdy se vaše metoda pro rychlou diagnózu ještě běžně nepoužívala?

Nasadili šírokospektrální antibiotika a čekali dva dny, jestli je, nebo není bakterie rezistentní. Pak se léčba případně měnila. Dnes se používají cílená antibiotika okamžitě o začátku léčby.

Vyžaduje „vaše“ diagnostika speciální přístroje?

V nemocniční laboratoři musí mít hmotnostní spektrometr. Tyto přístroje se začaly ve velkém nakupovat od roku 2009 a nyní se běžně používají pro určování druhů bakterií. Samotný diagnostický postup vyvinutý naším týmem stojí jen několik desítek korun.

V čem spočívá váš přínos?

Objevili jsme jednak metodu, jak smíchat bakterii s roztokem antibiotika a ve spektrometru určit, jestli bakterie produkuje enzym, který toto antibiotikum ničí. Druhá metoda umožňuje vidět konkrétní bílkoviny a enzymy, které bakterie používá pro obranu před antibiotiky.

Jak si vysvětlujete, že tak jednoduchá věc nenapadla nikoho před vámi?

Na první metodě pracovaly tři další laboratoře v zahraničí. My jsme to popsali jako první.

Můžete vysvětlit, jak vznikla odolnost bakterií k antibiotikům?

Různé bakterie spolu nepřetržitě bojují o životní prostor už stovky milionů let. Některé kmeny produkují antibiotika a ničí jimi konkurenci, další kmeny se naučily této „zbrani“ bránit. My jsme využíváním antibiotik v lékařské praxi dali bakteriím mnoho příležitostí k setkání s antibiotiky, takže se mohly rychleji vyselektovat odolné kmeny. Jejich evoluce probíhá mnohem rychleji než u lidí. Nová generace bakterií vznikne během dvaceti minut.

Existuje nějaká směrnice ministerstva zdravotnictví, která určuje, kdy antibiotika nasadit?

Před lety se dávaly skoro i na rýmu, která není bakteriálního původu. V Česku běží už třetím rokem Národní antibiotický program, který sdružuje odborníky z humánní medicíny a specialisty z ministerstva zemědělství. Existují doporučené postupy, aby se antibiotika používala rozumně. Probíhají edukativní akce pro lékaře a pacienty. Díky programu jsme na tom poměrně dobře. Ale musím zdůraznit, že u kriticky nemocných pacientů se s podáváním antibiotik příliš otálet nedá. Člověku v těžkém zdravotním stavu je obvykle nutné podat antibiotika, především ta širokospektrá, velmi rychle.

Neroste rezistence kvůli využívání antibiotik v zemědělství?

Určitě. V Česku se v zemědělství využije přibližně stejné množství antibiotik jako v humánní medicíně. To je asi 65 až 70 tun ročně. Například na farmách drůbeže se používají poměrně ve velkém množství, protože kdyby tam vypukla infekce, musel by se zlikvidovat celý chov.

Na čem nyní pracujete?

Připravujeme společně s profesorem Matějovičem z Fakultní nemocnice Plzeň další metodu pro léčbu antibiotiky poslední volby. Na pokusech s prasaty zjišťujeme, jestli se rezistence bakterií projevuje pouze v laboratorních podmínkách, nebo také v živém těle. Cílem je vyvinout metody, které nám během dvou hodin řeknou, jestli bakterie umírají. Pro lékaře to bude důležitý poznatek, protože zjistí, jestli dosavadní léčba zabírá. Dále se snažíme mapovat zdroje panrezistentních bakterií a způsob, jakým se mohou šířit v nemocnici. Rovněž spolupracujeme s kolegy z Veterinární a farmaceutické univerzity v Brně, abychom propojili poznatky ze zdravotnictví i zemědělství a zjistili rezervoáry těchto bakterií v prostředí.