1.4 Mikroorganismer og menneskers sygdom
Vi lever alle, fra fødsel til død, i en verden fyldt med mikroorganismer og vi har alle en variation af mikroorganismer på og i vores kroppe. Disse mikroorganismer udgør vores normale mikrobiota, eller fauna. Den normale mikrobiota, gør ikke kun ingen skade på os, men gavner os faktisk i nogle tilfælde. For eksempel beskytter nogle af bakterierne i den normale mikrobiota os mod overvækst af stadelige bakterier og andre producerer brugbare stoffer som K vitaminer og nogle B vitaminer. Desværre kan den normale mikrobiota, under nogle omstændigheder, gøres os syg eller smitte andre mennesker vi har kontakt med. For eksempel kan nogle bakterier i den normale mikrobiota, forårsage sygdom, hvis de forlader deres naturlige levested.
Hvornår er en mikroorganisme så en velkommen del af et rask menneske og hvornår er den en sygdomsfremkaldende faktor? Skelnen mellem sundhed og sygdom, er i store træk en balance mellem det naturlige forsvar af kroppen og de sygdomsfremkaldende egenskaber hos mikroorganismer. Hvorvidt vores kroppe overvinder den offensive taktik af en bestemt mikroorganisme afhænger af vores modstandskraft – evnen til at modstå sygdomme. Modstandskraft bliver blandt andet leveret af hudens barriere, slimhinderne, fimrehår, mavesyre og antimikrobielle kemikalier som for eksempel interferoner. Mikroorganismer kan ødelægges af hvide blodlegemer, ved betændelsesreaktioner, ved feber eller ved konkrete svar fra vores immunsystem. Nogle gange, når vores naturlige forsvar ikke er stærkt nok til selv at overvinde en invaderende fjende, er der behov for at supplere forsvaret med for eksempel antibiotika eller andre typer medicin.
1.5.1 Biofilm
I naturen, kan mikroorganismer eksistere som enkelte celler der flyder eller svømmer selvstændigt i en væske, eller de kan fastgøre sig til hinanden og/eller danne en eller anden form for fast overflade. Den sidstnævnte opførsel, kaldes for biofilm, en kompleks samling af mikroorganismer. Slimen der dækker en sten i en sø er et eksempel på en biofilm. Du kan også bruge din tunge til at mærke biofilmen på dine tænder. Biofilm kan være gavnlige. De beskytter dine slimhinder mod skadelige mikroorganismer, og biofilm i søer er en vigtig fødekilde for vandlevende dyr. Biofilm kan også være skadelige. De kan stoppe vandledninger og på medicinske implantater som ledproteser og katetre, kan de forårsage sådanne infektioner som endocartidis (betændelse i hjertet). Bakterier i biofilm, er typisk resistente mod antibiotika, da biofilmen danner en beskyttende barriere. Biofilm bliver behandlet i større detalje i et senere afsnit.
1.5.2 Infektionssygdomme
En infektionssygdom er en sygdom, hvor patogener invaderer en modtagelig vært, som for eksempel et menneske eller et dyr. I processen, udfører patogenet mindst en del af sin livscyklus inde i værten, hvilket ofte resulterer i sygdom. I slutningen af Anden Verdenskrig, troede mange folk at infektionssygdomme var under kontrol. De troede at malaria ville blive udryddet gennem brugen af bekæmpelsmidlet DDT mod myg, at en vaccine kunne forhindre difteri og at forbedrede sanitære forhold ville hjælper med at forhindre kolerasmitte. Malaria er langt fra udryddet. Siden 1986, er der identificeret lokale udbrud af malaria i blandt andet New Jersey, Californien, Florida, New York og Texas. På verdensplan er over 300 millioner mennesker inficeret med malaria. I 1994 opstod et udbrud af difteri i USA, bragt dertil af rejsende fra de nye uafhængige stater i det tidligere Sovjetunionen der på det tidspunkt oplevede et massivt udbrud af difteri. Difteriepidemien blev bragt under kontrol i 1998. Koleraudbrud forekommer stadig i mindre udviklede dele af verden.
1.5.3 Fremspirende infektionssygdomme
Disse seneste udbrud, antyder det faktum, at infektionssygdomme ikke er ved at forsvinde, men ser ud til at komme igen og øges. I tillæg til disse, er et antal nye sygdomme – Fremspirende Infektionssygdomme – dukket op i seneste år. Disse er sygdomme, der er ændrede eller er i stigning eller har potentialet til at stige i hyppighed i den nærmeste fremtid. Nogle af de faktorer, der har bidraget til udviklingen af fremspirende infektionssygdomme, er evolutionære ændringer i eksisterende mikroorganismer (for eksempel Vibrio cholerae); spredning af kendte sygdomme til nye geografiske områder eller populationer med moderne transportmidler (for eksempel Vest Nil-virus); og eksponering af mennesker for nye, usædvanlige smitstoffer i områder, der er under økologiske ændringer såsom skovrydning og byggeri (for eksempel venezuelansk hæmoragisk virus). Fremspirende infektionssygdomme udvikles også som et resultat af antimikrobiel resistens (for eksempel vancomycin-resistent S. aureus). Et stigende antal hændelser i de seneste år, har fremhævet problemets omfang.
Mellem april 2012 og juni 2012, blev der bekræftet 339 tilfælde og 100 dødsfald blandt mennesker, forårsaget af en ny virus kaldet MERS-CoV (Middle East respiratory syndrome coronavirus). Virussen tilhører den samme familie af vira, der forårsager sygdomme fra den almindelige forkølelse til SARS (severe acute respiratory syndrome), som beskrives nærmere i næste afsnit. Da alle beskrevne tilfælde er forbundet til Mellemøsten, bliver denne senest fremkomne infektionssygdom kaldet for MERS (Middle East respiratory syndrome).
SARS (severe acute respiratory syndrome) er en nyfremkommet infektionssygdom, der først dukkede op i Kina i 2002. Det er en virusinfektion forårsaget af SARS-associeret coronavirus (SARS-CoV).
H1N1 (Influenza A), også kendt som svineinfluenza, er en influenza forårsaget af en ny virus kaldet influenza H1N1. H1N1 blev først opdaget i USA i 2009 og samme år erklærede Verdenssundhedsorganisationen H1N1 som værende en pandemisk sygdom (en sygdom der påvirker en stort antal individer over en kort periode på verdensplan).
Fugleinfluenza (H5N1), fangede opmærksomhed fra offentligheden, da den dræbte millioner af fjerkræ og 24 mennesker i det sydøstlige Asien. Fugleinfluenzavira er at finde i fugle i hele verden. En anden fugleinfluenza, H7N9, gjorde 131 mennesker syge i Kina i 2013.
SARS-CoV19, sprang fra dyr til mennesker førstegang, formentlig på et dyremarked i den kinesiske provins Wuhan. Det blev første gang fundet hos mennesker i oktober 2019. Det spredte sig senere til hele verden på rekordtid, og udløste den værste globale pandemi, som kostede hundredtusindevis af menneskeliv på verdensplan. Dette er den første virus, hvor der på rekordtid blev udviklet en effektiv vaccine som bygger på mRNA vacciner.
Influenza A virus findes i mange forskellige dyr, blandt andet ænder, kyllinger, grise, hvaler, heste og sæler. Normalt er en undertype influenza A virus, specifik til en enkelt art. Nogen gange ses det, at influenza A vira der normalt kun ses i en art, kan springe over og forårsage sygdom hos en anden art. Alle undertyper af Influenza A virus, kan inficere grise. Selvom det er unormalt at mennesker får influenza infektioner direkte fra dyr, er der blevet rapporteret om sporadiske infektioner af mennesker og sygdomsudbrud forårsaget af bestemte fugleinfluenza A vira. I 2008 havde fugleinfluenza gjort 242 mennesker syge og omkring halvdelen af dem, døde. Heldigvis, har virussen endnu ikke udviklet sig til at kunne spredes fra menneske til menneske.
Menneskelige infektioner med fugleinfluenzavirusser opdaget siden 1997, har ikke resulteret i en vedvarende evne til overførsel, menneske til menneske. Men fordi influenzavira har potentiale til at ændre sig og få egenskaben til nemt at sprede sig mellem mennesker, er overvågning af menneskers infektion og person-til-person smitte vigtig.
Antibiotika er kritiske i behandling af bakterielle infektioner. Men års overforbrug og misbrug af disse typer medicin, har skabt miljøer hvor antibiotika-resistente bakterier trives. Tilfældige mutationer i bakteriernes gener kan gøre en bakterie resistent til et antibiotikum. Ved tilstedeværelsen af dette antibiotikum, har denne bakterie en fordel over de øvrige, modtagelige bakterier og har mulighed for at profilere sig. Antibiotika-resistente bakterier har udviklet sig til en verdensomspændende sundhedsmæssig krise.
Staphylococcus aureus forårsager en lang række infektioner hos mennesker fra bumser og bylder til lungebetændelse, madforgiftning og kirurgiske infektioner og er den væsentligst årsag til hospitalserhvervede infektioner. Efter penicillins oprindelige succes i behandlingen mod S. aureus, blev penicillin-resistente S. aureus en alvorlig trussel på hospitalerne i 1950’erne og krævede brugen af methicillin. I 1980’erne fremkom methicillin-resistente S. aureus, kaldet MRSA og blev til en epidemi på mange hospitaler, hvilket ledte til øget forbrug af vancomycin. Sidst i 1990’erne, blev S. aureus infektioner der var mindre følsomme overfor vancomycin (vancomycin-intermediate S. aureus eller VISA) rapporteret. I 2002, blev den første infektion med vancomycin-resistente S. aureus (VRSA) rapporteret i USA.
I 2010, rapporterede Verdenssundhedsorganisationen (WHO) at der i nogle dele af verden (som for eksempel i det nordvestlige Rusland) var op mod 28% af alle individer med tuberkulose (TB), som var inficeret med den multiresistente udgave af sygdommen (MDT-TB). Multiresistent tuberkulose er forårsaget af bakterier der som minimum er resistente overfor isoniazad og rifampicin, der er de mest effektive stoffer mod tuberkulose.
De antibakterielle stoffer der tilsættes forskellige husholdningsrengøringsmidler ligner antibiotika på mange områder. Hvis de bruges korrekt, hæmmer de bakterievækst. Rengør man imidlertid samtlige overflader i huset, med disse rengøringsmidler, skaber man et miljø hvor resistente bakterier kan overleve. Når du så virkelig har behov for at desinficere dit hjem og dine hænder – for eksempel når et familiemedlem kommer hjem fra hospitalet og stadig er modtagelig over for infektioner – støder du desværre oftest på resistente bakterie.
Rutinemæssig rengøring og håndvask er nødvendig, men standardsæber og detergenter (uden tilsatte antimikrobielle stoffer) er gode nok i hverdagen. I tillæg fjerner hurtigt fordampende kemikalier, som klorin, alkohol, ammoniak og brintoverilte, potentielt patogene bakterier, men efterlader sig ikke rester der fremmer væksten af resistente bakterier.
Vest Nil encephalitis (WNE) er en inflammation af hjernen forårsaget af Vest Nil-virussen. WNI blev først diagnosticeret i Vest Nil regionen af Uganda i 1937. I 1999 gjorde virussen sit første indtog hos mennesker i Nordamerika i byen New York. I 2007 inficerede Vest Nil-virussen over 3.600 mennesker i 43 amerikanske stater. Vist Nil-virussen har nu etableret sig i ikke-trækkende fugle i 48 amerikanske stater. Virus, som bæres af fugle, bliver overført til fugle – og heste og mennesker – af myg. Vest Nil-virussen menes at være kommet til USA men en smittet rejsende, eller med trækkende fugle.
I 1996, nægtede mange lande på verdensplan at importere kød fra Storbritannien, hvor hundredetusinder af kvæg født efter 1988, var blevet slået ihjel på grund af en epidemi af Bovin Spongiform Encephalopati, også kaldet BSE eller kogalskab. Mikrobiologer blev først opmærksomme på BSE i 1986, efter en af en håndfuld sygdomme var forårsaget af et smitsomt protein kaldet en prion. Studier pegede i retning af, at kilden til smitten var kvægfoder lavet af får, der var inficeret med deres egen udgave af sygdommen. Kvæg er planteædere, men tilførsel af protein til deres foder forbedrede deres vækst og helbred. Cerutzfeldt-Jakobs syndrom, eller CJD, er en sygdom hos mennesker, som også forårsages af en prion. Forekomsten af CJD i Storbritannien ligner forekomsten i andre lande. Men i 20005 rapporterede Storbritannien om 154 tilfælde af CJD forårsaget af en ny variant relateret til den bovine sygdom.
Escherichia coli er en normal beboer i tyktarmen på hvirveldyr, inklusiv mennesker og dens tilstedeværelse er gavnlig, fordi den hjælper med at producere særlige vitaminer og nedbryder andre ellers ufordøjelige fødevarer. Men en stamme kaldet E. coli O157:H7 forårsager blodig diarre når den vokser i tarmene. Denne stamme blev først anerkendt i 1982 og siden da er den dukket op som et sundhedsmæssigt problem. Den er nu en af hovedårsagerne til diarre på verdensplan. I 1996, blev omkring 9.000 mennesker i Japan syge og 7 døde, som et resultat af en infektion med E. coli O157:H7. De seneste udbrud af E. coli O157:H7 i USA, er blevet associeret til undertilberedt inficeret kød og ikkepasteuriserede drikkevarer og har ledt til at sundhedsmyndighederne har bedt om at der udvikles metoder til at teste for bakterier i mad.
I 2004, blev der rapporteret om en ny epidemisk stamme af Clostridium difficile. Den epidemiske stamme producerer mere toksin en de øvrige og er mere resistent mod antibiotika. I USA alene dræber infektioner med C. difficile op mod 14.000 personer om året. Næsten alle infektioner med C. difficile opstår i sundhedssektoren, hvor smitten ofte overføres mellem patienter via sundhedspersonale, hvis hænder er forurenede efter kontakt med inficerede patienter eller deres omgivelser.
I 1995, gennemgik en hospitalslaboratorietekniker i Den Demokratiske Republik Congo (DDRC), der havde feber og diarre, en operation på grund af mistanke om en perforeret tarm. Efterfølgende begyndte han at bløde, og blodet begyndte at størkne i hans blodårer. Få dage senere, begyndte sundhedspersonale på det hospital hvor han var indlagt, at udvise lignende symptomer. Den at disse blev overført til et hospital i en anden by; personalet på det andet hospital, der passede denne patient, udviklede også symptomer. På det tidspunkt hvor epidemien var overstået, havde over 315 personer pådraget sig Ebola blødningsfeber (EBF) og over 75% af dem døde. Epidemien kom under kontrol, da mikrobiologer indførte uddannelse i brugen af beskyttelsesudstyr og uddannelsesmæssige skridt i befolkningen. Tæt personlig kontakt til inficeret blod eller andre kropsvæsker fører til smitte menneske-til-menneske.
Mikrobiologer isolerede første gang Ebolavirus fra mennesker, under et tidligere udbrud i DDRC i 1976 (virussen er opkaldt efter floden Ebola i Den Demokratiske Republik Congo). I 2014 erklærede WHO at der var et udbrud med Ebolavirus i Vestafrika. I USA i 1989 og i 1996, blev udbrud af Ebola mellem importerede aber fra Filippinerne forårsaget af et andet Ebolavirus, men disse blev ikke associeret med sygdom hos nogen mennesker.
Rapporterede tilfælde af Marburg virus, en anden blødningsfeber, er sjældne. De første tilfælde var hos laboratorieansatte i Europa, hvor de håndterede grønne marekatte fra Uganda. Fire udbrud er blevet identificeret i Afrika i perioden 1976 til 1998, med 2 til 154 inficerede mennesker og en dødelighed på 56%. I 2004, dræbte et udbrud 224 mennesker. Den afrikanske Storflagermus, er det naturlige reservoir for Marburg virussen og mikrobiologer mistænker at flagermus er reservoir for EBF.
I 1993, var en udbrud af cryptosporidiosis overført gennem vandforsyningen i Milwaukee, Wisconsin i USA, årsag til en diarresygdom hos omkring 403.000 personer. Mikroorganismen ansvarlig for dette udbrud var protozoen Cryptosporidium. Den blev først rapporteret som årsag til sygdom hos mennesker i 1976 og er ansvarlig for op mod 30% af diarresygdomme i Ulandene. I vestlige lande sker overførslen gennem drikkevand, swimmingpools og forurenede hospitalsforsyninger.
AIDS (aquired immunodefiency syndrome) kom først til offentligheden kendskab i 1981, da der kom rapporter fra Los Angeles om, at nogle få unge homoseksuelle mænd, var døde af en tidligere sjælden form for lungebetændelse, kendt som Pneumocystis lungebetændelse. Disse mænd oplevede alvorlig svækkelse af immunforsvaret, der normalt bekæmper infektionssygdommene. Kort efter, blev disse tilfælde korreleret med et usædvanligt antal forekomster af en sjælden form for kræft, Kaposis sarkom, blandt unge homoseksuelle mænd. Lignende stigninger i sådanne sjældne sygdomme blev fundet blandt blødere og stiknarkomaner.
Forskere opdagede hurtigt, at årsagen til AIDS var en tidligere ukendt virus. Virussen kaldes nu for human immunodefiency virus (HIV). Den ødelægger CD4+ T celler, som er en type af hvide blodceller i immunforsvaret som er vigtige for immunforsvaret. Sygdom og død kommer af infektioner med mikroorganismer, eller kræftcelleforekomster, der normalt nedkæmpes af koppens naturlige forsvar. Indtil videre, er sygdommen dødelig, så snart symptomerne begynder at udvikle sig.
Ved at studere sygdomsmønstre, har forskere fundet ud af at HIV kan smitte ved samleje, fra inficerede nåle, fra mor til nyfødte gennem modermælken og ved blodtransfusion – kort sagt, altså gennem overførsel fra en person til en anden. Siden 1985, er blod der bruges til transfusion, blevet grundigt tjekket for tilstedeværelsen af HIV og det er i dag usandsynligt at man smittes med HIV ad den vej.
Ved afslutningen af 2013, levede over 1 million mennesker med AIDS i USA. Af omkring 50.000 amerikanere der hvert år inficeres, dør der ca. 18.000. I 2011, estimerede de amerikanske sundhedsmyndigheder, at omkring 1,8 millioner amerikanere er inficeret med HIV. Verdenssundhedsorganisationen estimerede i 2013 at der på verdensplan var over 38 millioner mennesker levede med HIV/AIDS og at der inficeres 6.000 hver dag.
Som mikrobiologiske teknikker hjalp forskerne i kampen mod syfilis og skoldkopper, vil de hjælpe forskerne til at opdage årsagerne til nye infektionssygdomme i det 21’ende århundrede. Der vil uden tvivl komme nye sygdomme. Ebolavirus og Influenzavirus er eksempler på vira, der kan ændre deres egenskaber, så det kan inficere forskellige værtsarter.
Infektionssygdomme kan genfremkomme på grund af antibiotika-resistens og gennem brug af mikroorganismer som våben. Nedbrydningen af folkesundhedsmæssige foranstaltninger for tidligere kontrollerede infektioner, har resulteret i uventede udbrud af tuberkulose, kighoste og difteri.