Změny v kanalizaci odhalují zdravotní tajemství měst
Špinavá voda z našich koupelen a toalet začíná prozrazovat věci, které by mnohé osoby raději nechaly v soukromí. Výzkumní pracovníci právě přidali nový prvek do seznamu informací, které lze z městských odpadních vod získat: skryté stopy rakoviny tlustého střeva.
Už několik let se čistírny používají jako gigantická laboratorní zařízení pro epidemiology. Z analýzy odpadních vod lze zjistit, jak se ve městech šíří koronavirus, chřipka nebo jak rozsáhlé je užívání drog. Tým amerických výzkumných pracovníků nyní prokázal, že tentýž přístup může odhalit signály zhoubných nádorů trávicího traktu.
Nový přístup k hledání nemocných
Konkrétně jde o rakovinu tlustého střeva, tedy nádor zahrnující tlusté střevo a konečník. Patří mezi nejčastější a nejsmrtelnější onkologická onemocnění v rozvinutých zemích. V USA se každý rok diagnostikuje přes 154 tisíc nových případů a rakovina tlustého střeva je druhou příčinou úmrtí na rakovinu.
V odpadních vodách lze detekovat fragmenty genetického materiálu zhoubných nádorových buněk tlustého střeva a na základě toho posoudit, zda se v daném regionu zvyšuje riziko rakoviny.
Badatelé naznačují, že pravidelné testování kanalizace by mohlo fungovat jako časný varovný systém pro celé městské čtvrti. Místo čekání, až se jednotlivý pacient dostaví na kolonoskopii, by zdravotnické služby mohly vidět, kde se riziko začíná hromadit, a tam by mohly poslat cílené výzvy k vyšetření.
Proč stávající metody nestačí
Programy na odhalování rakoviny tlustého střeva existují již léta, avšak nefungují tak dobře, jak by si lékaři přáli. Testy jsou účinné, jen se používají příliš zřídka. Kolonoskopie vyvolává obavy, krevní testy na skryté krvácení nejsou všude snadno dostupné a mnozí lidé si věc jednoduše nechávají na později.
K tomu se přidává znepokojivý trend: počet onemocnění roste ve skupině mladší 50 let, tedy mezi osobami, které často nejsou zahrnuty v běžných preventivních programech. Epidemiologové proto hledají metody, které nezávisejí na motivaci jednotlivce, ale umožňují pochopit stav zdraví celé populace.
- Řada lidí se obává endoskopického vyšetření
- Mladší dospělí se necítí být „v rizikové skupině"
- Přístup k prevenci je nerovnoměrný – závisí na místě bydliště a finanční situaci
- Zdravotnické systémy nestíhají aktivně zvát pacienty na vyšetření
Právě zde vstupuje koncept epidemiologie odpadních vod – místo otázky, kdo se dostaví na vyšetření, se analyzuje to, co všichni společně zanecháváme v kanalizaci.
Pokus v Kentucky: co se v odpadech našlo
Nejnovější výsledky pocházejí z okresu Jefferson ve státě Kentucky. Výzkumný tým zkoumal zdravotnickou dokumentaci pacientů s rakovinou tlustého střeva z let 2021–2023, aby identifikoval oblasti se zvlášť vysokým výskytem. Za „horká místa" byly považovány lokality, kde se v okruhu 800 metrů vyskytly nejméně čtyři případy nemoci.
Na základě toho byla vybrána tři kanalizační systémy obsluhující rejony se zvýšeným rizikem a jeden, kde nebyli zaznamenáni pacienti registrovaní v místních onkologických centrech ani v národním registru nádorů. Poté byly 26. července 2023 odebrány vzorky odpadní vody z každého ze čtyř systémů – třikrát za den, každý po 175 mililitrech.
Ve vzorcích se hledaly fragmenty lidské RNA, tedy genetického materiálu přítomného v buňkách. Analyzovány byly dva markery:
- CDH1 – související s procesem vzniku nádoru v tenkém střevě
- GAPDH – technický marker přítomný ve většině buněk, používaný jako bod srovnání
K detekci byla použita pokročilá laboratorní technika – digitální kapková PCR umožňující velmi přesně spočítat množství molekul RNA. Analýza se zaměřila na poměr CDH1 ku GAPDH, který měl odrážet nadreprezentaci materiálu souvisejícího s nádorem.
RNA pocházející od lidí byla detekována ve všech dvanácti vzorcích, ale poměr CDH1/GAPDH se mezi jednotlivými kanalizačními sítěmi významně lišil.
Průměrné hodnoty poměru CDH1/GAPDH byly:
- přibližně 20 v oblasti s nejvyšší frekvencí rakoviny
- 2,2 v druhém rejonu se zvýšeným rizikem
- 4 ve třetím „horém místě"
- 2,6 v síti přijaté jako kontrolní skupiny
Nejvyšší výsledek se zřetelně lišil od ostatních. Zajímavě, první oblast měla také více než dvojnásobný počet pacientů pod dohledem specialisty v přepočtu na 100 obyvatel než dvě zbývající regiony vysokého rizika.
Jak se nádorové buňky dostanou do kanalizace
Z biologického hlediska je mechanismus poměrně jednoduchý. Nádor tlustého střeva se postupně začíná rozpadat, olupuje se a uvolňuje jak celé buňky, tak jejich fragmenty, včetně RNA, do střevního obsahu. Právě na tomto principu fungují domácí testy z stolice na přítomnost změn – hledají specifické molekuly, které by se neměly vyskytovat v takém množství u zdravého člověka.
Vědci z Kentucky šli o krok dále a místo analýzy vzorku od jednotlivého pacienta shromáždili to, co vypouští celý region do kanalizace. V praxi jejich metoda ověřuje, zda se v daném území zvyšuje pozadí materiálu typického pro tkáně měněné nádorem.
Pokud se v odpadních vodách daného okresu zvyšuje poměr CDH1/GAPDH nad stanovenou bazální hladinu, může takový region vyžadovat naléhavý screening.
Autoři výzkumu navrhují, že v budoucnosti by vysoký výsledek mohl spustit konkrétní akční plán, například:
- hromadné zasílání pozvánek na kolonoskopii obyvatelům dané oblasti
- rozesílání bezplatných domácích testů na skryté krvácení či markery rakoviny
- intenzivnější informační kampaň v ordinacích a místních médiích
- dočasné zvýšení personálu gastroenterologických a onkologických klinik
Omezení výzkumu: slibná stopa, ale ještě ne zavádění
Sami tvůrci studie zdůrazňují, že jde zatím pouze o důkaz, že to jde, a ne o hotový systém k zavádění v každé čistírně. Analýza zahrnula pouze čtyři kanalizační sítě v jednom okresu a vzorky odebrané v jeden den. Tak krátký a bodový výzkum zatím neumožňuje vyvozovat pevné statistické závěry.
Stále není zcela jasné, jak přesně se poměr CDH1/GAPDH promítá do skutečného počtu osob s rakovinou v daném regionu. K tomu se přidávají další pochybnosti: někteří nemocní se mohli léčit v jiných nemocnicích, část případů zůstává nediagnostikována a na úroveň markerů působí i další faktory, jako je počet obyvatel či místní zvyky spojené s používáním toalety doma či v práci.
Přes tato omezení specialisté v této metodě vidí cenné doplnění klasických screeningů. Dle jejich názoru by systém sledování markerů rakoviny v odpadních vodách mohl pomoci odhalovat nová ohniska choroby dříve a zároveň poukazovat na místa, kde se tradiční testy dostávají příliš zřídka v poměru k skutečnému riziku.
Co to znamená pro běžného pacienta
Pro průměrného městského obyvatele takový druh dohledu nad zdravím populace zní trochu jako scéna z vědecko-fantastického seriálu. V praxi se nepředpokládá kontrola jednotlivých osob, nýbrž odhalování znepokojivých trendů na úrovni celých čtvrtí či obcí. Odpadní vody mísí všechno v jednom proudu, takže výzkumný pracovník nemá žádný způsob, jak určit konkrétního nemocného.
Nejpravděpodobnější scénář na příští roky je použití tohoto typu monitoringu jako „radaru", který říká rozhodujícím osobám, kam nasměrovat omezené zdroje. Pokud systém zjistí signál zvýšeného rizika, obyvatelé daného území pravděpodobně začnou dostávat více pozvánek na vyšetření tlustého střeva a místní ordinace mohou více zdůrazňovat toto téma v hovoru s pacienty.
Testování odpadních vod nenahradí individuální prevenci, ale může zajistit, aby se pozvání na kolonoskopii dostalo právě tobě, místo aby se ztratilo v některé statistice.
Jak se zde a nyní starat o tlustého střevo
Bez ohledu na pokročilou technologii v čistírnách mají obrovský význam jednoduché rozhodnutí, která si každý může vzít sám. Lékaři poukazují na několik klíčových prvků životního stylu souvisejících s rizikem rakoviny tlustého střeva:
- omezení červeného a zpracovaného masa
- zvýšení přívodu vlákniny v jídelníčku (zelenina, ovoce, cereal)
- udržování správné hmotnosti
- běžná tělesná aktivita
- vyhýbání se nadměrnému alkoholu a kouření tabáku
K tomu přichází jeden bod, který mnozí stále zapomínají: reagování na znepokojivé příznaky. Trvavé bolesti břicha, změna rytmu stolice, příměs krve ve stolici nebo nevysvětlitelné hubnutí by měly vést k návštěvě lékaře, i když v daném regionu nikdo nemluví o „horém místě" v datech.
Z dlouhodobějšího hlediska se monitoring odpadních vod může rozšířit i na další medicínské obory. Tentýž přístup – hledání specifických markerů v obrovském, anonymním vzorku – by mohl pomoci sledovat cukrovku, onemocnění jater nebo dopady znečišťování prostředí. Pro zdravotnické systémy je to příležitost k přesnějšímu plánování, a pro obyvatele – k lepšímu přizpůsobení péče skutečnému riziku v jejich oblasti, i když v každodennosti vidí jen nenápadný vstup do kanalizace pod domem.
