Suolistossa piilevät bakteerit voivat levitä väestössä yllättävällä vauhdilla – jopa yhtä tehokkaasti kuin influenssavirukset. Hyvä uutinen on kuitenkin se, että kaikkein vastustuskykyisimmät ja vaarallisimmat kannat eivät vaikuta olevan herkimmin leviäviä.
E. coli tarttuu usein arjen tavallisissa kontakteissa – esimerkiksi suudellessa, samassa taloudessa asuttaessa tai yhteisten esineiden ja ruoan välityksellä. Se kuuluu ns. opportunistisiin bakteeripatogeeneihin: tavallisesti se elää suolistossa harmittomasti, mutta voi joillakin kantajilla aiheuttaa virtsatieinfektion tai jopa hengenvaarallisen verenmyrkytyksen, jos bakteeri pääsee virtsateihin ja verenkiertoon tai jos ihmisen immuunijärjestelmä on heikentynyt.
Tulokset perustuvat Nature Communications -tiedejulkaisussa vastikään julkaistuun kansainväliseen tutkimukseen, jossa kolmen maailmanlaajuisesti levinneen Escherichia coli (E. coli) -kannan havaittiin eroavan selvästi tartuttavuudeltaan.
Kaikkein tarttuvimmaksi osoittautui antibiooteille herkempi kanta ST131-A. Sen tartuttavuutta kuvaavaksi R₀-luvuksi arvioitiin 1,47 – eli samaa tasoa kuin vuoden 2009 H1N1-sikainfluenssalla, jonka R₀-luvuksi on arvioitu 1,45.
Sen sijaan antibioottiresistentit kannat ST131-C1 ja ST131-C2 levisivät selvästi hitaammin (R₀ = 1,18 ja 1,13). Tämä viittaa siihen, etteivät ne välttämättä ole luontaisesti erityisen tarttuvia, mutta selviävät paremmin antibioottihoidoista. Niinpä ne pääsevät leviämään sairaaloissa ja hoitolaitoksissa, joissa antibiootteja käytetään paljon ja potilaat ovat heikkokuntoisempia – eivät niinkään laajassa, terveessä väestössä.
Tutkimus toteutettiin Aalto-yliopiston, Helsingin, Tampereen ja Oslon yliopistojen sekä Wellcome Sanger -instituutin yhteistyönä.
“Yhdistämällä Britannian ja Norjan laajoja tartuntatauti- ja väestöaineistoja pystyimme kehittämään uuden mallin, joka mahdollisti ensimmäistä kertaa kolmen pandemian lailla levinneen E. coli -kannan tartuttavuuden mittaamisen ja vertailun”, kertovat Aalto-yliopiston professori Pekka Marttinen sekä Helsingin yliopiston ja Oslon yliopiston professori Jukka Corander, jotka yhdessä vetivät tutkimushanketta.
Korona-aikana suuren yleisön tietoisuuteen noussut R₀-luku kertoo, kuinka monta uutta tartuntaa yksi kantaja aiheuttaa keskimäärin. R₀:n estimointiin käytettyä mallia hyödynnetään perinteisesti virusinfektioiden arvioinnissa, mutta sitä ei ole aiemmin pystytty soveltamaan suolistossa usein oireettomina eläviin bakteereihin.
”Laajan aineiston ansiosta pystyimme rakentamaan simulaatiomallin, joka ennustaa E. colin R₀-luvun. Käsityksemme mukaan tämä ei ole vain ensimmäinen kerta, kun R₀ on arvioitu E. colille, vaan ylipäätään millekään suolistomikrobistossamme elävälle bakteerille. Kehittämäämme mallia voidaan tulevaisuudessa soveltaa myös muihin bakteerikantoihin – ja näin ymmärtää, seurata ja toivottavasti myös ehkäistä antibiooteille vastustuskykyisten infektioiden leviämistä”, sanoo Aalto-yliopiston väitöskirjatutkija Fanni Ojala, tutkimuksen toinen pääkirjoittaja.
Jatkossa R₀-luku auttaa tutkijoita erottamaan, mitkä bakteerikannat aiheuttavat suurimman tautiriskin ja ohjaamaan seurantaa ja ennaltaehkäiseviä toimia oikeaan suuntaan.
Koska verenmyrkytystä aiheuttavat bakteerit voivat piileskellä elimistössä pitkään ennen oireiden puhkeamista, tutkijat painottavat tarvetta kehittää seulontajärjestelmiä, jotka tunnistavat riskialttiit kannat jo kantajavaiheessa – jotta niiden evoluutiota ja leviämistä voidaan ymmärtää paremmin ja infektioita ehkäistä varhaisessa vaiheessa.
Suomen tekoälykeskus FCAI on osaamiskeskittymä, jonka ovat käynnistäneet Aalto-yliopisto, Helsingin yliopisto ja Teknologian tutkimuskeskus VTT. FCAI:n tavoitteena on kehittää uudenlaista tekoälyä, joka voi toimia ihmisen kanssa monimutkaisessa ympäristössä ja auttaa uudistamaan suomalaista teollisuutta. FCAI on yksi Suomen Akatemian lippulaivoista.
