Co všechno prozradí špinavá voda z městských stok
Odpadní voda z našich koupelen a záchodů toho o nás ví překvapivě hodně. A seznam věcí, které z ní dokážou odborníci vyčíst, se právě rozrostl o něco, co by mnohé mohlo zaskočit: stopy rakoviny tlustého střeva ukryté přímo v městské kanalizaci.
Epidemiologové využívají analýzu odpadních vod už několik let. Z výsledků dokážou vysledovat šíření koronaviru, chřipky nebo míru užívání drog v dané oblasti. Tým vědců z USA nyní prokázal, že stejný přístup může odhalit i signály nádorových onemocnění trávicího traktu.
Proč je rakovina tlustého střeva tak závažným problémem
Rakovina tlustého střeva zahrnuje nádory tlustého střeva i konečníku a patří mezi nejčastější a nejsmrtelnější onkologická onemocnění v rozvinutých zemích. Ve Spojených státech se ročně diagnostikuje přes sto padesát čtyři tisíc nových případů a toto onemocnění je druhou nejčastější příčinou úmrtí na rakovinu vůbec.
Vědci z amerického Kentucky zjistili, že v kanalizačních stokách lze zachytit fragmenty genetického materiálu pocházejícího z nádorových buněk střeva. Na základě těchto nálezů lze posoudit, zda v daném místě narůstá riziko výskytu tohoto onemocnění. Pravidelné sledování kanalizace by podle badatelů mohlo fungovat jako včasný varovný systém pro celé městské čtvrti — zdravotnické služby by tak mohly cíleně posílat pozvánky na vyšetření tam, kde se riziko začíná kumulovat, aniž by čekaly, až se pacient sám rozhodne podstoupit kolonoskopii.
Proč tradiční screening rakoviny střeva nestačí
Screeningové programy zaměřené na rakovinu tlustého střeva existují již řadu let, jenže jejich účinnost je omezená. Testy samy o sobě fungují, ale provádějí se příliš zřídka. Kolonoskopie v mnoha lidech vyvolává strach, testy na skryté krvácení ve stolici nejsou všude snadno dostupné a velká část lidí odkládá celé téma na neurčito.
Situaci navíc komplikuje znepokojivý trend: výskyt rakoviny tlustého střeva roste u osob mladších padesáti let, tedy ve věkové skupině, která standardní screeningové programy zpravidla vůbec nezahrnují. Epidemiologové proto hledají přístupy, které nezávisí na ochotě konkrétního jednotlivce.
Klasický screening naráží na celou řadu překážek:
- část lidí se obává endoskopického vyšetření
- mladší dospělí se nepovažují za rizikovou skupinu
- přístup k preventivní péči je nerovný v závislosti na místě bydliště i finanční situaci
- zdravotnické systémy nestíhají aktivně zvát pacienty na preventivní prohlídky
- mnoho nemocných podceňuje první varovné příznaky
- informační kampaně se nedostanou ke všem skupinám obyvatel
Právě zde nabývá na váze koncept epidemiologie odpadních vod. Místo zjišťování, kdo se přihlásil na vyšetření, se analyzuje to, co společně zanecháváme v kanalizaci.
Experiment v Kentucky odhalil výrazné rozdíly mezi čtvrtěmi
Nejnovější výsledky pocházejí z okresu Jefferson ve státě Kentucky. Výzkumný tým prošel lékařskou dokumentaci pacientů s rakovinou tlustého střeva z let 2021 až 2023 a identifikoval oblasti s obzvláště vysokou incidencí. Za tzv. horká místa označili lokality, kde se v okruhu osmi set metrů vyskytovaly alespoň čtyři případy nemoci.
Na základě toho vybrali tři kanalizační sítě obsluhující oblasti se zvýšeným rizikem a jednu srovnávací síť, v níž nebyli evidováni žádní pacienti registrovaní v místních onkologických centrech ani v krajském nádorovém registru. Dne 26. července 2023 pak odebrali vzorky odpadních vod ze všech čtyř systémů — třikrát během dne, pokaždé sto sedmdesát pět mililitrů.
Ve vzorcích pátrali po fragmentech lidské RNA, tedy genetického materiálu přítomného v buňkách. Sledovali dva markery: GAPDH jako obecný ukazatel přítomnosti lidských buněk a CDH1, protein vázaný na buňky střevního epitelu, který se hojně vyskytuje v nádorech tlustého střeva.
K analýze využili pokročilou laboratorní techniku — digitální kapičkovou PCR, která umožňuje velmi přesně stanovit množství molekul RNA. Klíčovým sledovaným parametrem byl poměr CDH1 k GAPDH odrážející nadměrné zastoupení materiálu spojeného s nádorovou tkání.
Co prozradila měření genetického materiálu ve stokách
Lidská RNA byla detekována ve všech dvanácti vzorcích, avšak poměr CDH1 k GAPDH se mezi jednotlivými kanalizačními sítěmi výrazně lišil. Průměrné hodnoty tohoto poměru činily přibližně 20 v oblasti s nejvyšší frekvencí rakoviny, 2,2 ve druhém rizikovém regionu, 4 ve třetím horkém místě a 2,6 ve srovnávací síti.
Nejvyšší naměřená hodnota se od ostatních výsledků zřetelně odlišovala. Pozoruhodné je také to, že první skupina vykazovala více než dvojnásobný počet pacientů v odborné péči na sto obyvatel ve srovnání se zbývajícími dvěma rizikovými regiony. Vědci z Kentucky navrhují, že pokud poměr CDH1 k GAPDH v odpadních vodách z dané čtvrti překročí stanovenou referenční hodnotu, měla by taková oblast dostat přednost při plánování screeningových akcí.
Autoři studie naznačují, že v budoucnosti by vysoký výsledek mohl spouštět konkrétní akční plán zahrnující:
- hromadné rozesílání pozvánek na kolonoskopii obyvatelům dané oblasti
- distribuci bezplatných domácích testů na skryté krvácení nebo nádorové markery
- zintenzivnění informačních kampaní v ordinacích a místních médiích
- dočasné posílení personálu gastroenterologických a onkologických ambulancí
- cílenou edukaci praktických lékařů v postižených lokalitách
Pro běžného městského obyvatele může takový způsob sledování zdraví populace znít trochu jako scéna z vědeckofantastického seriálu. Ve skutečnosti však nejde o kontrolu jednotlivců, ale o zachycení znepokojivých trendů na úrovni celých čtvrtí nebo obcí.
Jak se nádorové buňky dostanou až do kanalizace
Z biologického hlediska je tento mechanismus poměrně přímočarý. Nádor tlustého střeva postupem času začíná odštěpovat buňky i jejich fragmenty včetně RNA přímo do střevního lumenu. Na tomto principu ostatně fungují i domácí testy ze stolice — hledají specifické molekuly, které by se v takovém množství u zdravého člověka vyskytovat neměly.
Vědci z Kentucky šli o krok dál a namísto analýzy vzorku od jednoho pacienta zachytili to, co do kanalizace odevzdává celý region. Jejich metoda v praxi ověřuje, zda v dané oblasti narůstá pozadí materiálu typického pro nádorově změněné tkáně. Sami přitom zdůrazňují, že se zatím jedná pouze o důkaz proveditelnosti, nikoli o hotový systém připravený k nasazení v každé čistírně odpadních vod.
Analýza zahrnovala pouze čtyři kanalizační sítě v jediném okrese a odběr vzorků proběhl v jediný den. Tak omezená studie zatím neumožňuje vyvozovat pevné statistické závěry. Přesná vazba mezi poměrem CDH1 k GAPDH a skutečným počtem nemocných v dané oblasti stále není dostatečně objasněna.
Omezení metody a její přínos pro budoucí medicínu
K těmto nejasnostem přistupují i další pochybnosti. Část pacientů se mohla léčit v nemocnicích mimo sledovanou oblast, část případů zůstává nediagnostikována a na úroveň markerů působí i jiné faktory — například počet obyvatel nebo místní zvyklosti týkající se používání toalety doma oproti pracovišti. Někteří jedinci navíc mohli být právě po operaci nebo v remisi, což množství uvolňovaného materiálu významně ovlivňuje.
Přes tato omezení odborníci vidí v metodě cenné doplnění klasického screeningu. Systém sledování nádorových markerů v odpadních vodách by podle nich mohl pomoci odhalovat nová ohniska nemoci dříve a zároveň ukázat místa, kde tradiční testy nejsou dostatečně využívány v porovnání se skutečnou mírou rizika.
Nejreálnější využití v příštích letech spočívá v tom, že takový monitoring by fungoval jako radar — tiše napovídal rozhodovatelům, kam směřovat omezené zdroje. Pokud systém zachytí signál zvýšeného rizika, obyvatelé dané oblasti by pravděpodobně začali dostávat častější pozvánky na vyšetření tlustého střeva a místní lékaři by toto téma silněji zdůrazňovali v rozhovorech s pacienty.
Co můžeš pro zdraví svého střeva udělat už dnes
Bez ohledu na pokročilé technologie v čistírnách odpadních vod mají zásadní roli jednoduchá rozhodnutí, která může každý učinit sám. Lékaři opakovaně upozorňují na klíčové faktory životního stylu spojené s rizikem rakoviny tlustého střeva. Patří mezi ně omezení červeného a zpracovaného masa, zvýšení příjmu vlákniny prostřednictvím zeleniny, ovoce a celozrnných produktů, udržování zdravé tělesné hmotnosti a pravidelná fyzická aktivita.
Důležité je také vyhýbat se nadměrnému alkoholu a kouření. A pak je tu jeden bod, na který spousta lidí stále zapomíná: nenechávat bez povšimnutí varovné příznaky. Přetrvávající bolesti břicha, změna rytmu vyprazdňování, příměs krve ve stolici nebo nevysvětlitelný úbytek hmotnosti by vás měly přimět k návštěvě lékaře — bez ohledu na to, zda vaše čtvrť figuruje v nějakém horkém bodě statistik.
Sledování odpadních vod individuální prevenci nenahradí, ale může způsobit, že pozvánka na kolonoskopii dorazí právě k vám, místo aby se ztratila ve statistickém průměru. Ve výhledu dalších let by mohl monitoring stok zamířit i do jiných oblastí medicíny — stejná logika hledání specifických markerů v anonymním hromadném vzorku může pomoci sledovat cukrovku, onemocnění jater nebo dopady znečištění životního prostředí.
