Dlaczego to tak długo trwa? Matka 17-letniej Moniki, przyjętej do szpitala z wysoką gorączką, nie mogła zrozumieć, na co czekają lekarze. Zrobiliśmy posiew, nie wiemy, co wyrośnie – tłumaczyli zdenerwowanej kobiecie, która już trzy dni bezskutecznie zbijała temperaturę u córki. – Gdy przekroczyła 40 stopni, zadzwoniłam na pogotowie – mówi. – Dyspozytorka kazała podać ibuprofen i obłożyć córkę zimnymi ręcznikami. Pomogło na krótko. Przy kolejnym skoku gorączki zawieźliśmy ją do szpitala na izbę przyjęć.
Dziewczyna trafiła do izolatki, otrzymała antybiotyk, ale następnego dnia nadal nie było poprawy. Pani Joanna odchodziła od zmysłów: – Pobrano krew i mocz, by ustalić przyczynę infekcji. Minęły dwa dni i dalej nic nie wiadomo! Może to sepsa?
Sepsę (z łaciny, po polsku: posocznicę) nazywano początkowo zatruciem krwi. Już Hipokrates, a po nim Avicenna nagłą śmierć poprzedzoną takimi objawami jak dreszcze, zaburzenia świadomości i niewydolność płuc tłumaczyli obecnością w organizmie zgniłych toksyn. Sepsa bywa więc kojarzona z atakiem bakterii na układ krwionośny, choć w rzeczywistości krew jest tylko środkiem transportu rozsiewającym zarazki po narządach wewnętrznych. A sama sepsa – uogólnioną reakcją organizmu na masywne zakażenie.
Na skutek infekcji – wywołanej nie tylko bakteriami, ale też wirusami lub grzybami – w organizmie z osłabioną odpornością dochodzi do gwałtownej odpowiedzi zapalnej. Uwalniają się substancje, które niszczą naczynia krwionośne i sprzyjają tworzeniu zakrzepów. System ich rozbijania, tzw. fibrynoliza, zostaje stłumiony, więc mikroskopijne skrzepliny docierają do narządów wewnętrznych, blokują przepływ krwi, a pozbawione tlenu tkanki zaczynają umierać.
– Przy wysokiej gorączce nie można jeszcze mówić o sepsie – uspokaja prof. Wojciech Gaszyński, kierownik Katedry Anestezjologii i Intensywnej Terapii Uniwersytetu Medycznego w Łodzi. – Temperatura może być wskaźnikiem, sygnałem, ale posocznica to nie choroba, tylko zespół objawów.
Jak dr House
Zachowanie lekarzy, którzy zajęli się Moniką, było właściwe: zebrali wywiad, zbadali chorą, umieścili ją w izolatce. Dr House zrobiłby to samo. Przy niewykrytym źródle zakażenia trzeba postępować ostrożnie – chronić innych, ale też dbać o osłabionego pacjenta, aby nie narażać go na zarazki obcych ludzi. Dlatego jak najszybciej pobrano krew i mocz, by ustalić, co jest powodem infekcji. Czas ma znaczenie. – Pierwszy antybiotyk to strzał w ciemno – ostrzega prof. Gaszyński. – Nie wiemy jeszcze, jaki zarazek trzeba wybić, więc wybieramy lek na podstawie doświadczenia, a nie konkretnych ustaleń pracowni mikrobiologicznej.
Właśnie w to miejsce przenosi się śledztwo mające zdemaskować wroga. Drobnoustrój trzeba wyhodować z próbki krwi pobranej od chorego, a następnie sprawdzić, na jaki antybiotyk jest wrażliwy. Zabiera to nieraz nawet kilka dni! Dr Dorota Żabicka z Krajowego Ośrodka Referencyjnego ds. Lekowrażliwości Drobnoustrojów w Narodowym Instytucie Leków rozumie niecierpliwość pacjentów, ale w wielu wypadkach przyspieszyć się tego nie da. – Bakterie dzielą się w określonym czasie, taka jest ich biologia. Escherichia coli w bogatej pożywce rozmnaża się co 20–30 minut, ale wzrost niektórych mykobakterii można obserwować dopiero po dwóch tygodniach.
Pożywka to – mówiąc kolokwialnie – papu, czyli bulion, który dostają drobnoustroje w laboratorium, aby szybciej urosnąć. Im podłoże bogatsze, tym żwawiej się dzielą. – Podajemy im wyciąg drożdży, białko, sól, witaminy i składniki mineralne. Wszystko w gotowych zestawach, do których trafia krew pobrana od pacjenta – wyjaśnia dr Żabicka.
Współczesna medycyna robi wszystko, by jak najszybciej uzyskać wyniki. Dlatego pierwszy etap hodowli bakterii nadzorowany jest już najczęściej komputerowo, a aparatura – reagując na zmianę wskaźników umieszczonych w butelkach – w zastępstwie ludzkiego oka sygnalizuje wzrost drobnoustrojów. Skraca to czas ich wykrycia z kilkunastu do 4–5 godzin, choć pierwszy wynik jest dość pobieżny i nadal nie wiadomo, jaki konkretnie wróg wywołał infekcję. Teraz dopiero może się rozpocząć jego szczegółowa identyfikacja.
Trzeba ustalić, czy przyczyną zakażenia są np. ziarenkowce gram dodatnie czy pałeczki gram ujemne – od tego będzie zależeć strategia leczenia. – Przy tradycyjnych metodach odpowiedź poznamy najwcześniej po 24–48 godzinach – mówi dr Żabicka. Dzięki maszynom można skrócić ten czas, choć wymaga to sporych inwestycji – pod względem wyposażenia pracowni mikrobiologicznych w superwydajny sprzęt jesteśmy na szarym końcu w Europie. Tylko cztery polskie laboratoria sprawiły sobie spektrometr masowy, który identyfikuje bakterie na podstawie zawartych w nich białek w ciągu kilkunastu minut (o spektrometrii masowej pisaliśmy w POLITYCE 4/14; „Białka do czarnej roboty”) – cena aparatu dochodzi jednak do miliona złotych!
Genom zarazka
Prof. Marek Gniadkowski, kierujący Zakładem Mikrobiologii Molekularnej w Narodowym Instytucie Leków, widzi inną szansę na skrócenie wyczekiwania na wyniki posiewów: – Bakterie posiadają materiał genetyczny, który można wykryć i przyporządkować do konkretnego gatunku.
Metody oparte na wykorzystaniu fragmentów DNA drobnoustrojów nazywane są w skrócie reakcjami PCR (z ang. Polymerase Chain Reaction). Za pomocą specjalnych starterów, niereagujących z ludzkim DNA, oraz pewnego enzymu bakteryjny kwas dezoksyrybonukleinowy jest namnażany w specjalnej maszynie. – To metoda dużo tańsza niż spektrometria, więc zaczyna być powszechnie wykorzystywana – mówi prof. Gniadkowski. – Już po dwóch–trzech godzinach otrzymujemy odpowiedź, a ulepszona metoda PCR pozwala jeszcze bardziej skrócić ten czas.
Korzystając z mikroskopu fluorescencyjnego, można też obejrzeć wybarwione komórki drobnoustrojów namnożone podczas hodowli. Na podstawie ich kształtu ustala się, z jakim rodzajem zarazków mamy do czynienia (metoda ta w skrócie nazywa się FISH, z ang. Fluorescent In Situ Hybridization). Oszczędność czasu podobna jak przy PCR – kilka godzin. Obie metody nie są jednak w Polsce wykorzystywane na masową skalę, ponieważ wiele laboratoriów nadal z rezerwą podchodzi do biologii molekularnej. – Ludzie w terenowych placówkach przyzwyczaili się do tradycyjnych metod – przyznaje prof. Gniadkowski. – A nowe wymagają na początku sporych inwestycji i zdobycia pewnego doświadczenia.
Według dr Doroty Żabickiej diagnostyka molekularna kosztuje trzy–cztery razy więcej niż klasyczne metody. Dlatego nawet jeśli personel szpitalnego laboratorium zachęcałby dyrekcję do zakupu odpowiedniego sprzętu (dobra aparatura PCR to wydatek co najmniej kilkunastu tysięcy złotych), ryzykuje, że władzom szpitala bardziej może się opłacać podpisanie umowy z zewnętrzną pracownią mikrobiologiczną niż inwestowanie we własny zespół. Lepiej się nie wychylać, by nie stracić pracy – lekarze z oddziału będą musieli nadal czekać na wyniki kilka dni zamiast kilku godzin.
– Nie, tak być wcale nie musi – zapewnia dr Tomasz Gosiewski z Katedry Mikrobiologii Uniwersytetu Jagiellońskiego Collegium Medicum, gdzie w ramach projektu sfinansowanego z grantu Narodowego Centrum Nauki przeprowadzono pod jego kierunkiem badania nad szybkimi sposobami diagnostyki sepsy (o czym niedawno informował „Projektor Jagielloński”). – Opracowaliśmy metodę pozwalającą skrócić czas identyfikacji patogenów bakteryjnych i grzybiczych do kilku godzin, z pominięciem etapu czasochłonnej hodowli.
Pomysł wykorzystuje PCR lub FISH – a więc opiera się na biologii molekularnej – ale w tym wypadku materiał genetyczny drobnoustrojów izoluje się bezpośrednio z próbki krwi pobranej od pacjenta.
Zgłoszona przez krakowski ośrodek do ochrony patentowej metoda izolowania DNA mikrobów polega na agresywnym rozbijaniu komórek bakterii i grzybów, co pozwala szybciej dostać się do ich kwasu dezoksyrybonukleinowego. Kolejnym etapem jest wykrycie w wyizolowanym materiale DNA tych fragmentów, które są charakterystyczne dla bakterii lub grzybów chorobotwórczych. – Nasze startery pozwalają wykryć śladowe ilości DNA każdego gatunku bakterii i grzybów – mówi dr Gosiewski. – To duża różnica w porównaniu z dostępnymi na rynku testami, które potwierdzają obecność jedynie kilku lub kilkunastu najbardziej prawdopodobnych gatunków.
Efekt domina
Niestety, nawet przy wykorzystaniu tej metody nadal potrzebna jest równoczesna hodowla, by móc odpowiedzieć na drugie pytanie: na które antybiotyki wykryte mikroorganizmy będą wrażliwe? Z punktu widzenia pacjenta z sepsą to sprawa kluczowa. Muszą więc upłynąć standardowe dwa–trzy dni, choć zdaniem dr. Gosiewskiego nawet wstępna informacja ma znaczenie: – Szybkie przyporządkowanie drobnoustroju do jednej z czterech grup: bakterii gram dodatnich lub gram ujemnych, grzybów drożdżowych bądź pleśniowych, pozwala na zwiększenie prawdopodobieństwa trafienia z właściwym antybiotykiem.
Na powodzenie terapii duży wpływ ma dobra współpraca między lekarzami a pracownią mikrobiologiczną. To, czy zarazki zostaną szybko wykryte we krwi, a później uda się je namnożyć w hodowli, zależy już od momentu pobrania krwi od chorego. – Lekceważenie procedur może wszystko zaprzepaścić – ostrzega dr Elżbieta Stefaniuk z Zakładu Mikrobiologii i Epidemiologii Klinicznej w Narodowym Instytucie Leków. Kilka warunków trzeba spełnić: – Krew na posiew powinna być pobrana dwukrotnie z dwóch różnych miejsc, na przykład lewej i prawej ręki pacjenta, aby uniknąć zakażenia próbki drobnoustrojami obecnymi na skórze. Najlepiej, aby trafiła bezpośrednio z żyły do probówki z pożywką, gdzie będzie prowadzona hodowla. I nie w szczycie gorączki, tylko gdy temperatura rośnie, bo wysiew bakterii jest wtedy największy.
Błędy przy pobieraniu krwi zdarzają się w co dziesiątym przypadku. Transport próbek do laboratorium również ma znaczenie (nie powinny być przenoszone w niskiej temperaturze). A na zleceniu skierowanym do mikrobiologów powinna znaleźć się informacja o wstępnej diagnozie i celu badania – to pomaga w poszukiwaniu zarazków i ustaleniu właściwej metody leczenia. Niestety, nadal mamy w Polsce szpitale, gdzie mikrobiologów się nie szanuje i nie słucha ich zaleceń, a wykonywanie posiewów traktowane jest jak zło konieczne. Lekarze, jak w przypadku Moniki, pomstowali na opieszałość pracowni mikrobiologicznej, choć często hodowla nie udaje się z winy błędów popełnionych na oddziale. Brak współpracy słono kosztuje, bo przedłużające się oczekiwanie na wynik to wyrzucone pieniądze na źle dobrane antybiotyki i dłuższy pobyt w szpitalu.