Špinavá voda z našich koupelen a toalet začíná prozrazovat o naší populaci mnohem víc, než by si mnozí lidé dokázali představit. K seznamu informací, které z ní dokážou vědci vyčíst, právě přibyl další bod: stopy rakoviny tlustého střeva ukryté v městských stokách.
Kanalizace jako gigantické přesívací zkoumání zdraví lidí slouží epidemiologům už několik let. Z analýzy odpadních vod dokážou odborníci vyvodit, jak se ve městě šíří koronavirus, virus chřipky nebo jaká je míra užívání drog. Tým z USA nyní ukázal, že stejná metoda může zachytit signály nádorových onemocnění trávicího traktu.
Jde konkrétně o rakovinu tlustého střeva, tedy nádor zahrnující tlusté střevo a konečník. Patří mezi nejčastější a nejsmrtelnější onkologická onemocnění v rozvinutých zemích. Ve Spojených státech diagnostikují ročně přes sto padesát čtyři tisíc nových případů a rakovina tlustého střeva je druhou nejčastější příčinou úmrtí na nádorová onemocnění.
Vědci z amerického Kentuckyho zjistili, že ve stokách lze detekovat fragmenty genetického materiálu nádorových buněk střeva a na tomto základě posoudit, zda v daném regionu roste riziko rakoviny. Badatelé navrhují, že pravidelné sledování kanalizace by mohlo fungovat jako časný varovný systém pro celé čtvrti. Místo čekání, až se jednotlivý pacient dostaví na kolonoskopii, by zdravotnické služby mohly vidět, kde se riziko začína kumulovat, a tam poslat cílené pozvánky na vyšetření.
Proč tradiční screening rakoviny střeva nestačí
Programy screeningu rakoviny tlustého střeva existují už roky, ale nefungují tak dobře, jak by si lékaři přáli. Testy jsou účinné, jenže se provádějí příliš zřídka. Kolonoskopie vzbuzuje strach, testy na okultní krvácení ve stolici nejsou všude snadno dostupné a spousta lidí si téma jednoduše odkládá na později.
K tomu přistupuje znepokojující trend: onemocnění stoupá ve skupině mladší než padesát let, tedy mezi lidmi, kteří často nejsou zahrnuti do standardních screeningových programů. Epidemiologové proto hledají metody, které nezávisí na motivaci jednotlivého člověka, ale umožňují zorientovat se ve zdravotní situaci celé komunity.
Problémů s klasickým screeningem je hned několik:
- část lidí se bojí endoskopického vyšetření
- mladší dospělí se necítí být v rizikové skupině
- přístup k prevenci bývá nerovný podle místa bydliště a finančního statusu
- systémy zdravotní péče nestíhají s aktivním zváním na vyšetření
- mnoho pacientů podceňuje první příznaky
- informační kampaně se nedostanou ke všem skupinám obyvatel
Právě zde vstupuje do hry koncept epidemiologie odpadních vod. Místo dotazování, kdo se přihlásil na vyšetření, analyzuješ to, co společně zanecháváme v kanalizaci.
Experiment v Kentucky odhalil rozdíly mezi čtvrtěmi
Nejnovější výsledky pocházejí z okresu Jefferson ve státě Kentucky. Výzkumný tým prošel lékařskou dokumentaci pacientů s rakovinou tlustého střeva z let dvacet jedna až dvacet tři, aby určil oblasti se zvlášť vysokou incidencí. Za horká místa označili lokality, kde v okruhu osmi set metrů vyskytovaly alespoň čtyři případy nemoci.
Na tomto základě vybrali tři kanalizační sítě obsluhující regiony se zvýšeným rizikem a jednu, ve které neevidovali pacienty registrované v místních onkologických centrech ani v krajském registru nádorů. Dvacátého šestého července dvacet tři pak odebrali vzorky odpadních vod z každého z těchto čtyř systémů – třikrát během dne, pokaždé sto sedmdesát pět mililitrů.
Ve vzorcích hledali fragmenty lidské RNA, tedy genetického materiálu přítomného v buňkách. Analyzovali dva markery: GAPDH jako obecný ukazatel přítomnosti lidských buněk a CDH1, protein spojený s buňkami epitelu střeva, který se hojně vyskytuje v nádorech tlustého střeva.
K určení použili pokročilou laboratorní techniku – digitální kapičkovou PCR, umožňující velmi přesně spočítat množství molekul RNA. Analýza se zaměřila na poměr CDH1 k GAPDH, který má odrážet nadměrnou reprezentaci materiálu spojeného s nádorem.
Co ukázaly měření genetického materiálu ve stokách
RNA pocházející od lidí detekovali ve všech dvanácti vzorcích, ale poměr CDH1 k GAPDH se významně lišil mezi jednotlivými kanalizačními sítěmi. Průměrné hodnoty poměru CDH1 ku GAPDH činily asi dvacet v oblasti s nejvyšší frekvencí rakoviny, dvě celé dvě v druhém regionu se zvýšeným rizikem, čtyři ve třetím horkém bodě a dvě celé šest v síti zvolené jako srovnávací skupina.
Nejvyšší výsledek se výrazně odlišoval od ostatních. Zajímavé je, že první skupina měla také více než dvakrát víc pacientů v odborné péči v přepočtu na sto obyvatel než dva zbývající regiony vysokého rizika. Vědci z Kentucky navrhují, že pokud v odpadních vodách z dané čtvrti poměr CDH1 ku GAPDH převýší stanovenou bazální úroveň, takový region může vyžadovat naléhavou screeningovou akci.
Autoři studie naznačují, že v budoucnosti by vysoký výsledek mohl spouštět konkrétní akční plán:
- hromadné rozesílání pozvánek na kolonoskopii obyvatelům dané oblasti
- distribuci bezplatných domácích testů na okultní krvácení nebo markery rakoviny střeva
- zesílenou informační kampaň v ordinacích a místních médiích
- dočasné posílení personálu gastroenterologických a onkologických ambulancí
- cílenou edukaci praktických lékařů v postižených oblastech
Pro průměrného obyvatele města zní taková forma dohledu nad zdravím populace trochu jako úryvek ze sci-fi seriálu. V praxi jejím cílem není kontrola jednotlivých osob, ale zachycení znepokojivých trendů na úrovni celých sídlišť nebo obcí.
Jak se nádorové buňky dostanou do kanalizace
Z hlediska biologie je mechanismus poměrně jednoduchý. Nádor tlustého střeva časem začíná drolit se, odlučovat a uvolňovat do lumenu střeva jak celé buňky, tak jejich fragmenty včetně RNA. Právě na tomto principu fungují domácí testy ze stolice na přítomnost nádorových změn – hledají specifické molekuly, které by se v takovém množství u zdravého člověka neměly objevovat.
Vědci z Kentucky udělali krok dál a místo analýzy vzorku od jednotlivého pacienta sebrali to, co odevzdává celý region do kanalizace. Jejich metoda v praxi ověřuje, zda v dané oblasti roste pozadí materiálu typického pro nádorově změněné tkáně. Badatelé ze Spojených států zdůrazňují, že zatím jde jen o důkaz proveditelnosti, ne o hotový systém k zavedení v každé čistírně odpadních vod.
Analýza zahrnula pouze čtyři kanalizační sítě v jednom okrese a jeden den odběru vzorků. Tak krátká a bodová studie ještě neumožňuje vyvozovat tvrdé statistické závěry. Stále není přesně známo, jak úzce poměr CDH1 ku GAPDH odpovídá reálnému počtu lidí s rakovinou v daném regionu.
Omezení metody i přínos pro budoucí medicínu
K nejasnostem přistupují další pochybnosti: část nemocných se mohla léčit v jiných nemocnicích, část případů zůstává nediagnostikována a na úroveň markerů působí také jiné faktory, třeba počet obyvatel nebo místní zvyklosti související s používáním toalety doma nebo v práci. Navíc některé osoby mohly být právě po operaci nebo v remisi, což ovlivňuje množství uvolňovaného materiálu.
Přes tato omezení odborníci vidí v této metodě cenné doplnění klasických screeningů. Podle jejich názoru by systém sledování markerů rakoviny v odpadních vodách mohl pomoci odhalovat nová ohniska nemoci dříve a současně ukázat místa, kde tradiční testy docházejí příliš zřídka vzhledem ke skutečnému riziku.
Nejreálnější scénář na příští roky je využití takového monitoringu jako radaru, který našeptává rozhodovatelům, kam směřovat omezené zdroje. Pokud systém detekuje signál zvýšeného rizika, obyvatelé dané oblasti pravděpodobně začnou častěji dostávat pozvánky na vyšetření tlustého střeva a místní ordinace mohou silněji zdůrazňovat téma v rozhovorech s pacienty.
Co můžeš udělat pro své střevo už dnes
Nezávisle na pokročilých technologiích v čistírnách odpadních vod mají obrovský význam jednoduchá rozhodnutí, která každý můžeš učinit sám. Lékaři upozorňují na několik klíčových prvků životního stylu spojených s rizikem rakoviny tlustého střeva. Mezi ně patří omezení červeného a zpracovaného masa, zvýšení množství vlákniny v jídelníčku prostřednictvím zeleniny, ovoce a celozrnných produktů, udržování správné tělesné hmotnosti a pravidelná fyzická aktivita.
Dále je důležité vyhýbat se nadměrnému alkoholu a kouření cigaret. K tomu přichází jeden bod, na který spousta lidí stále zapomíná: reagovat na znepokojivé příznaky. Vytrvávající bolesti břicha, změna rytmu vyprazdňování, příměs krve ve stolici nebo nevysvětlitelné hubnutí by tě měly přimět k návštěvě lékaře, i když ve tvém regionu nikdo nemluví o horkém bodě ve statistikách.
Vyšetření odpadních vod nenahradí individuální prevenci, ale může způsobit, že pozvánka na kolonoskopii dorazí právě k tobě, místo aby se ztratila někde ve statistice. V delší perspektivě může monitoring stok zamířit také do dalších oblastí medicíny. Stejná logika – hledání specifických markerů v obrovském anonymním vzorku – může pomoci sledovat cukrovku, onemocnění jater nebo důsledky znečištění životního prostředí.
