Špinavá voda z našich koupelen a toalet o nás začíná prozrazovat víc, než by se mnohým lidem líbilo připustit.
A seznam toho, co se z ní dá vyčíst, vědci právě rozšířili o další položku: stopy rakoviny tlustého střeva ukryté v městských odpadních vodách.
Kanalizace jako obrovský screening
Čistírny odpadních vod slouží epidemiologům jako gigantické laboratoře už několik let. Z analýzy odpadní vody lze zjistit, jak se ve městě šíří koronavirus nebo chřipka, případně odhadnout rozsah užívání drog. Americký výzkumný tým nyní ukázal, že stejná metoda dokáže zachytit signály nádorů trávicího traktu.
Konkrétně jde o rakovinu tlustého střeva, tedy nádor postihující tračník a konečník. Jedná se o jedno z nejčastějších a nejsmrtelnějších onkologických onemocnění ve vyspělých zemích. Ve Spojených státech se ročně diagnostikuje přes 154 tisíc nových případů a rakovina tlustého střeva je druhou nejčastější příčinou úmrtí na nádorová onemocnění.
V odpadních vodách lze detekovat fragmenty genetického materiálu nádorových buněk střeva a na jejich základě posoudit, zda v daném místě roste riziko rakoviny.
Vědci navrhují, že pravidelné sledování kanalizace by mohlo fungovat jako systém včasného varování pro celé čtvrti. Místo čekání, až se jednotlivý pacient dostaví na kolonoskopii, by zdravotní služby mohly vidět, kde se riziko začíná kumulovat, a tam cíleně rozesílat pozvánky na vyšetření.
Proč tradiční screening rakoviny střeva nestačí
Programy screeningu rakoviny tlustého střeva existují již léta, 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 mnoho lidí téma prostě odkládá „na jindy".
K tomu přichází znepokojivý trend: výskyt onemocnění roste ve skupině osob mladších 50 let, tedy u těch, kteří zpravidla nejsou zahrnuti do standardních screeningových programů. Epidemiologové proto hledají metody, které nezávisí na motivaci jednotlivce, ale umožňují zmapovat zdravotní situaci celé komunity.
- část lidí se bojí endoskopického vyšetření
- mladší dospělí se necítí být „v rizikové skupině"
- přístup k prevenci je nerovnoměrný – závisí na místě bydliště i finanční situaci
- zdravotní systémy nestíhají aktivně zvát pacienty na vyšetření
Právě zde vstupuje do hry koncept „odpadní epidemiologie" – místo dotazování, kdo se přihlásil na vyšetření, se analyzuje to, co společně zanecháváme v kanalizaci.
Experiment v Kentucky: co bylo nalezeno v odpadních vodách
Nejnovější výsledky pocházejí z Jefferson County ve státě Kentucky. Výzkumný tým prošel zdravotnickou dokumentaci pacientů s rakovinou tlustého střeva z let 2021–2023 s cílem identifikovat oblasti s mimořádně vysokým výskytem onemocnění. Za „horká místa" byla považována místa, kde se v okruhu 800 metrů vyskytly alespoň čtyři případy nemoci.
Na základě toho byly vybrány tři kanalizační sítě obsluhující oblasti se zvýšeným rizikem a jedna, v níž nebyli evidováni žádní pacienti registrovaní v místních onkologických centrech ani v celostátním registru nádorových onemocnění. Dne 26. července 2023 byly z každého ze čtyř systémů odebrány vzorky odpadní vody – třikrát za den, vždy po 175 mililitrech.
Ve vzorcích byly hledány fragmenty lidské RNA, tedy genetického materiálu přítomného v buňkách. Analyzovaly se dva markery:
| Marker | Úloha |
|---|---|
| CDH1 | spojený s procesem vzniku nádoru ve střevě |
| GAPDH | „technický" marker přítomný ve většině buněk, používaný jako referenční bod |
K detekci byla použita pokročilá laboratorní technika – digitální kapičková PCR, která umožňuje velmi přesně spočítat množství molekul RNA. Analýza se soustředila na poměr CDH1 k GAPDH, který má odrážet „nadreprezentaci" materiálu spojeného s nádorovým onemocněním.
RNA lidského původu byla detekována ve všech dvanácti vzorcích, avšak poměr CDH1/GAPDH se výrazně lišil mezi jednotlivými kanalizačními sítěmi.
Průměrné hodnoty poměru CDH1/GAPDH byly následující:
- přibližně 20 v oblasti s nejvyšší četností rakoviny (skupina 1)
- 2,2 ve druhé oblasti se zvýšeným rizikem
- 4 ve třetím „horkém místě"
- 2,6 v síti přijaté jako srovnávací skupina
Nejvyšší výsledek se výrazně odlišoval od ostatních. Zajímavé je, že skupina 1 měla také více než dvakrát více pacientů v péči specialistů na 100 obyvatel než zbývající dvě oblasti se zvýšeným rizikem.
Jak se nádorové buňky dostávají do kanalizace
Z biologického hlediska je mechanismus poměrně jednoduchý. Nádor tlustého střeva se postupem času začíná drolit, odlupovat a uvolňovat do střevního lumen jak celé buňky, tak jejich fragmenty včetně RNA. Na tomto principu fungují domácí testy stolice na přítomnost nádorových změn – hledají specifické molekuly, které by se u zdravého člověka v takovém množství neměly vyskytovat.
Vědci z Kentucky šli o krok dál a místo analýzy vzorku od jednotlivého pacienta „sesbírali" to, co celá oblast odvádí do kanalizace. Jejich metoda v praxi ověřuje, zda v daném území roste „pozadí" materiálu typického pro nádorově změněné tkáně.
Pokud poměr CDH1/GAPDH v odpadních vodách z určité čtvrti překročí stanovenou základní úroveň, může taková oblast vyžadovat okamžitou screeningovou akci.
Autoři studie naznačují, že v budoucnosti by vysoký výsledek mohl spustit konkrétní akční plán. Například:
- hromadné rozesílání pozvánek na kolonoskopii obyvatelům daného území
- distribuce bezplatných domácích testů na okultní krvácení nebo markery rakoviny střeva
- intenzivnější informační kampaň v ordinacích a místních médiích
- dočasné posílení kapacit gastroenterologických a onkologických ambulancí
Omezení studie: slibná stopa, ale zatím ne hotový nástroj
Sami autoři zdůrazňují, že jde prozatím pouze o „důkaz proveditelnosti", nikoli o hotový systém k nasazení v každé čistírně odpadních vod. Analýza zahrnovala pouze čtyři kanalizační sítě v jednom okrese a jediný den odběru vzorků. Tak krátké a bodové šetření zatím neumožňuje vyvozovat pevné statistické závěry.
Stále není přesně jasné, jak těsně poměr CDH1/GAPDH koreluje se skutečným počtem nemocných v dané oblasti. K tomu přistupují další pochybnosti: část pacientů se mohla léčit v jiných nemocnicích, část případů zůstává nediagnostikovaná a hladinu markerů ovlivňují i další faktory, třeba počet obyvatel nebo místní zvyklosti spojené s využíváním toalety doma či v práci.
Přes tato omezení vidí odborníci v této metodě cenné doplnění klasického screeningu. Podle jejich názoru by systém sledování nádorových markerů v odpadních vodách mohl pomoci odhalovat nová ohniska nemoci dříve a zároveň ukazovat místa, kam tradiční testy pronikají příliš zřídka vzhledem ke skutečnému riziku.
Co to znamená pro běžného pacienta
Pro průměrného obyvatele města zní takový způsob sledování zdraví populace trochu jako záběr ze sci-fi seriálu. V praxi však jeho cílem není kontrola konkrétních osob, nýbrž zachycení znepokojivých trendů na úrovni celých čtvrtí či obcí. Odpadní vody vše mísí v jediném proudu, takže výzkumník nemá žádnou možnost identifikovat konkrétního nemocného.
Nejrealističtějším scénářem pro nejbližší léta je využití tohoto typu monitoringu jako „radaru", který napovídá rozhodovatelům, kam nasměrovat omezené zdroje. Pokud systém zaznamená signál zvýšeného rizika, obyvatelé dané oblasti budou pravděpodobně častěji dostávat pozvánky na vyšetření tlustého střeva a místní ordinace mohou téma více zdůrazňovat při rozhovorech s pacienty.
Sledování odpadních vod nenahradí individuální prevenci, ale může zařídit, že pozvánka na kolonoskopii dorazí právě vám, místo aby se ztratila někde ve statistikách.
Jak pečovat o tlusté střevo už teď
Bez ohledu na pokročilé technologie v čistírnách odpadních vod hrají obrovskou roli stále jednoduchá rozhodnutí, která může každý udělat sám. Lékaři upozorňují na několik klíčových složek životního stylu spojených s rizikem rakoviny tlustého střeva:
- omezení červeného a zpracovaného masa
- zvýšení příjmu vlákniny ve stravě (zelenina, ovoce, celozrnné potraviny)
- udržování zdravé tělesné hmotnosti
- pravidelná fyzická aktivita
- vyhýbání se nadměrnému alkoholu a kouření
K tomu přistupuje jeden bod, na který mnoho lidí stále zapomíná: reagovat na znepokojivé příznaky. Přetrvávající bolesti břicha, změna rytmu vyprazdňování, příměs krve ve stolici nebo nevysvětlitelné hubnutí by měly být důvodem k návštěvě lékaře, i když v dané oblasti nikdo nemluví o „horkém místě" ve statistikách.
V delší perspektivě by monitoring odpadních vod mohl proniknout i do dalších oblastí medicíny. Stejná logika – hledání specifických markerů v obrovském, anonymním vzorku – může pomoci sledovat cukrovku, onemocnění jater nebo důsledky znečištění životního prostředí. Pro systémy ochrany zdraví je to šance na přesnější plánování a pro obyvatele na lepší přizpůsobení péče skutečnému riziku v jejich okolí, i když v každodenním životě vidí jen nenápadný kanalizační poklop před domem.
