A bartonellózis kutatásának modern története szinte elképzelhetetlen Edward Breitschwerdt neve nélkül. Az amerikai állatorvos-kutató több mint három évtizede vizsgálja a Bartonella baktériumokat, és munkája alapjaiban változtatta meg azt, ahogyan a tudomány ezekre a fertőzésekre tekint. A korábban viszonylag ártalmatlannak gondolt kórokozó ma már egy komplex, sokszervi betegségeket okozni képes baktériumként szerepel a kutatások fókuszában.
Breitschwerdt a North Carolina State University Állatorvosi Karának professzora, valamint az Intracellular Pathogens Research Laboratory vezetője. Pályafutásának jelentős részét a vektorok által terjesztett fertőző betegségek kutatásának szentelte, különösen azoknak a baktériumoknak, amelyek képesek hosszú ideig fennmaradni a gazdaszervezetben. A Bartonella kutatásával a kilencvenes évek elején kezdett foglalkozni, és azóta a terület egyik legismertebb szakértőjévé vált.
Hogyan került kapcsolatba a Bartonellával
Breitschwerdt érdeklődése eredetileg a rickettsiák iránt indult. Egy tudományos konferencián találkozott Dr. Russ Regnery mikrobiológussal, aki a Centers for Disease Control and Prevention kutatójaként azt az áttörést jelentette be, hogy végre sikerült azonosítani a macskakarmolási betegség kórokozóját. Ez a baktérium a később Bartonella henselae néven ismertté vált mikroorganizmus volt.
Ez a bejelentés fordulópontot jelentett Breitschwerdt pályájában. A kutató hamar felismerte, hogy egy alig ismert baktériumcsoportról van szó, amelynek biológiája és klinikai jelentősége szinte teljesen feltáratlan. Laboratóriuma ezért az elsők között kezdte el vizsgálni a Bartonella baktériumok jelenlétét állatokban és emberekben. Az első kutatások elsősorban a macskákra koncentráltak. A macskák ugyanis a Bartonella henselae fő természetes rezervoárjai. A fertőzés rendszerint bolhák segítségével terjed az állatok között, és a karmolás vagy harapás során az emberre is átjuthat.
Egy rejtőzködő baktérium
Breitschwerdt egyik legismertebb megállapítása az volt, hogy a Bartonella baktériumok úgynevezett „stealth pathogenként”, vagyis rejtőzködő kórokozóként viselkednek. Ezek a baktériumok képesek a szervezetben hosszú ideig fennmaradni anélkül, hogy könnyen kimutathatók lennének.
A kórokozók elsősorban a vérerek endotélsejtjeiben és a vörösvértestekben élnek, ami lehetővé teszi számukra, hogy tartós bakterémiát okozzanak. A fertőzés gyakran ciklikusan jelenik meg a vérben, ami rendkívül megnehezíti a diagnózist. Ez az egyik oka annak, hogy a bartonellózis sokáig aluldiagnosztizált fertőzésnek számított.
Hogyan fedezték fel újra a Bartonellát
A modern bartonella kutatás valójában az AIDS-járvány idején kapott új lendületet. A nyolcvanas évek végén immunhiányos betegeknél furcsa éreredetű daganatszerű elváltozásokat figyeltek meg. Ezek az úgynevezett vaszkuláris proliferatív léziók – például a bacillaris angiomatosis – később Bartonella fertőzéssel hozhatók összefüggésbe.
A kutatók ekkor fedezték fel, hogy a baktérium képes kóros érképződést kiváltani a szervezetben. A jelenség a bőrben és a belső szervekben is megjelenhet, például a májban, ahol peliosis hepatis nevű elváltozást okozhat. De mi is az a peliosis hepatis? A peliosis hepatis a máj egy speciális kórképe, amelyben vérrel telt üregek (cisztaszerű tágulatok) alakulnak ki a májszövetben. Ezek az üregek tulajdonképpen kitágult, károsodott kis erek vagy sinusoidok, amelyekben a vér felhalmozódik. Normál esetben a máj mikrokeringése egy nagyon finom érhálózaton keresztül zajlik. Peliosis hepatis esetén azonban ez a rendszer sérül, és szabálytalan vérrel telt üregek jelennek meg a máj parenchymájában. A betegség neve a görög pelios szóból származik, ami sötétlilát jelent – ez utal a májban megjelenő vérrel telt elváltozások színére. A Bartonella úgy kerül képbe, hogy a Bartonella baktériumok egyik különleges tulajdonsága, hogy az erek endotélsejtjeit fertőzik meg. Ezek a sejtek borítják a vérerek belső felszínét. Amikor a baktérium bekerül ezekbe a sejtekbe, fokozza az érképződést (angogenezist), megzavarja az érstruktúrát, gyulladást és sejtszaporodást indíthat el. Ennek következtében kóros érstruktúrák alakulhatnak ki, amelyekből vérrel telt üregek jöhetnek létre a májban. Ez a folyamat vezethet peliosis hepatis kialakulásához. A jelenséget leggyakrabban a Bartonella henselae és Bartonella quintana baktériumokkal hozzák összefüggésbe.
A kilencvenes évek elején még csak néhány Bartonella faj volt ismert. Ma azonban már több mint negyven különböző fajt azonosítottak, amelyek közül legalább tizennyolc képes embereket megfertőzni.
Diagnosztikai áttörés: a BAPGM módszer
A bartonellózis diagnosztikájának egyik legnagyobb problémája mindig is az volt, hogy a baktérium rendkívül alacsony mennyiségben van jelen a vérben. Emiatt a Bartonella tesztek, mint a szerológiai (antitest) vizsgálat, PCR teszt vagy vérből való tenyésztés gyakran hamis negatív eredményt adnak.
Breitschwerdt és munkatársai ezért egy új diagnosztikai módszert fejlesztettek ki, amely alapjaiban változtatta meg a bartonella kutatásának technikai lehetőségeit. Ez az úgynevezett BAPGM-platform (Bartonella Alpha-Proteobacteria Growth Medium), egy speciális dúsító tenyésztési eljárás.
A módszer lényege, hogy a beteg vérmintáját egy speciális tápfolyadékban inkubálják, amely kifejezetten a Bartonella baktériumok szaporodását segíti. Az inkubáció során a baktériumok száma megnő, így később PCR-vizsgálattal sokkal nagyobb eséllyel kimutathatók.
Ez az eljárás jelentősen növeli a diagnosztikai érzékenységet. Egyes vizsgálatok szerint a dúsítás után végzett PCR akár 20–30 százalékkal több fertőzött esetet képes kimutatni, mint a hagyományos módszerek. A módszer jelentősége azért is nagy, mert a bartonella fertőzések sokszor krónikusak és intermittáló bakterémiával járnak, vagyis a baktérium időnként eltűnik a vérből. A dúsítási technika segít áthidalni ezt a problémát.
A Galaxy Diagnostics megalapítása
A diagnosztikai kutatás később egy külön laboratórium létrehozásához is vezetett. Breitschwerdt és munkatársa, Ricardo Maggi közösen alapították meg a Galaxy Diagnostics nevű céget, amely kifejezetten a nehezen kimutatható kórokozók diagnosztikájára specializálódott.
A laboratórium első kereskedelmi tesztje 2009-ben jelent meg, és eredetileg elsősorban állatorvosi diagnosztikai célokra fejlesztették ki. A cél az volt, hogy olyan módszereket hozzanak létre, amelyek segítségével a Bartonella fertőzés megbízhatóan kimutatható kutyákban, macskákban és más állatokban.
Később azonban kiderült, hogy ugyanazok a technológiák az emberi fertőzések diagnosztikájában is rendkívül hasznosak lehetnek.
A labor ma már többféle módszert kombinál:
- BAPGM dúsítás
- PCR és qPCR
- droplet digital PCR (ddPCR)
- szerológiai vizsgálatok
A droplet digital PCR például a mintát több tízezer mikrocseppre osztja, és minden egyes cseppben külön PCR-reakciót futtat, ami jelentősen növeli a kimutatás érzékenységét.
Ez a diagnosztikai stratégia kifejezetten az úgynevezett „low abundance pathogens”, vagyis alacsony mennyiségben jelen lévő kórokozók felismerésére készült.
A Bartonella mint „One Health” probléma
Breitschwerdt kutatásai hamar rámutattak arra, hogy a bartonellózis nem pusztán egy állatorvosi vagy humán orvosi kérdés, hanem egy tipikus „One Health” probléma.
A baktérium számos állatfajban jelen van: macskákban, kutyákban, rágcsálókban, denevérekben, szarvasokban és más vadon élő állatokban is.
A terjedésben különböző ízeltlábú vektorok játszanak szerepet, például:
- bolhák
- tetvek
- homoklegyek
- kullancsok
- vérszívó legyek
A kutató szerint a Bartonella egyik legnagyobb veszélye éppen az, hogy rendkívül sok különböző állatfajban és vektorban képes fennmaradni.
A macskakarmolási betegségtől az endocarditisig
A Bartonella henselae legismertebb betegsége a macskakarmolási betegség. Ennek klasszikus tünetei a karmolás helyén megjelenő bőrelváltozás, láz és a közeli nyirokcsomók megduzzadása. A kilencvenes évek elején azonban egy újabb fontos felfedezés történt. A kutatók rájöttek, hogy a Bartonella baktériumok felelősek lehetnek az úgynevezett culture-negative endocarditis / hemokultúra-negatív szívbelhártya-gyulladás egy részéért. Ez egy súlyos szívbillentyű-fertőzés, amelyben a kórokozót hagyományos módszerekkel gyakran nem lehet kimutatni. Ma már legalább kilenc Bartonella fajról ismert, hogy képes endocarditist okozni emberekben.
Egy fontos felfedezés: Bartonella vinsonii kutyákban
Breitschwerdt egyik legfontosabb tudományos hozzájárulása a Bartonella vinsonii subsp. berkhoffii felfedezése volt kutyákban.
Ez a baktérium először egy beteg kutya véréből került izolálásra az ő laboratóriumában a North Carolina State University Állatorvosi Karán.
A felfedezés rendkívül fontos volt, mert korábban a Bartonella fertőzést elsősorban macskákhoz kötötték. A kutyában kimutatott új faj azonban azt jelezte, hogy a baktérium sokkal szélesebb állatvilágban fordul elő. Később kiderült, hogy ez a faj embereket is képes megfertőzni, és kapcsolatba hozható például endocarditissel és más súlyos fertőzésekkel.
Ez a felismerés jelentős mértékben hozzájárult ahhoz a szemléletváltáshoz, amely a bartonellózist ma már klasszikus zoonózisként – állatról emberre terjedő fertőzésként – kezeli.
Különleges klinikai esetek
Breitschwerdt munkássága során számos különleges esetet dokumentált.
Az egyik legismertebb történet egy fiatal ausztrál nő esete volt, aki San Franciscóban tartózkodott, amikor súlyos bolhacsípések érték. Később egy ritka éreredetű daganat, az epithelioid hemangioendothelioma alakult ki nála.
A vizsgálatok során kimutatták, hogy Bartonella henselae fertőzésben szenvedett. A diagnózis lehetővé tette a célzott kezelést, és évekkel később a beteg állapota jelentősen javult.
Ez az eset is jól mutatja, hogy a Bartonella fertőzés sokkal komplexebb lehet, mint azt korábban gondolták.
Neurológiai és pszichiátriai tünetek bartonellózis miatt
Breitschwerdt kutatásai során egy másik fontos jelenségre is felfigyeltek: a Bartonella fertőzés bizonyos esetekben neurológiai vagy pszichiátriai tünetekkel járhat.
Vizsgálataik során olyan betegeket is azonosítottak, akiknél hirtelen jelentkeztek:
- hallucinációk
- viselkedésváltozás
- memóriazavar
- súlyos fáradtság
- alvászavar
Egy kutatásban például olyan gyermekeket vizsgáltak, akiknél hirtelen kialakuló neuropszichiátriai tünetek jelentkeztek. A vizsgált esetek közel egyharmadában Bartonella fertőzést sikerült kimutatni. Bár a kapcsolat pontos mechanizmusa még nem teljesen tisztázott, ezek az eredmények új kutatási irányokat nyitottak meg.
Állatorvosok mint „kanárik a bányában”
Breitschwerdt kutatócsoportja külön figyelmet fordított az állatorvosok vizsgálatára. Az állatorvosok ugyanis gyakran kerülnek kapcsolatba állatokkal, bolhákkal és más vektorokkal.
A vizsgálatok során kiderült, hogy az állatorvosok 40–50 százalékánál kimutathatók Bartonella ellenanyagok. Még meglepőbb volt, hogy egyes tanulmányokban a résztvevők közel egynegyedénél a baktérium DNS-ét is sikerült kimutatni a vérben.
Breitschwerdt ezért gyakran úgy fogalmaz, hogy az állatorvosok „kanárik a bányában”: rajtuk keresztül láthatjuk először, milyen hatással lehet ez a baktérium az emberekre.
Bartonella és reumatológiai betegségek
A kutató munkája során felmerült az a lehetőség is, hogy a Bartonella fertőzés bizonyos reumatológiai betegségekhez is hozzájárulhat.
Egyes betegek például rheumatoid arthritis diagnózissal kerültek vizsgálatra, majd később Bartonella fertőzést találtak náluk. Antibiotikumos kezelés után a tünetek jelentősen javultak. Ezek az esetek azonban további kutatást igényelnek.
Bartonella és a daganatok
A Bartonella baktériumok különleges tulajdonsága, hogy képesek serkenteni az érképződést. Ez felvetette annak lehetőségét, hogy bizonyos daganatos folyamatokban is szerepet játszhatnak.
Breitschwerdt és kollégái például melanoma és emlőrák mintákban is találtak Bartonella DNS-t.
Fontos azonban hangsúlyozni, hogy ezek a megfigyelések nem bizonyítják, hogy a baktérium okozza a daganatot – csak azt mutatják, hogy jelen lehet a szövetekben.
Miért vitatott a Bartonella szerepe?
Annak ellenére, hogy a kutatás az elmúlt harminc évben jelentős eredményeket hozott, a bartonellózis szerepe számos betegségben még mindig vita tárgyát képezi.
Breitschwerdt szerint ennek egyik oka az, hogy az orvostudomány általában lassan reagál az új felfedezésekre. Egy új kórokozó klinikai jelentőségének felismerése gyakran évtizedekig tart. (Lásd: Helicobacter Pylori)
A másik probléma a diagnosztika: Bár már egyre több teszt áll a klinikusok rendelkezésére Bartonella-fertőzés gyanúja esetén, a baktériumot még ma is nehéz kimutatni, különösen, hogy a speciális, modern tesztek Amerikán kívüli országoknak csak nehezen és drágán elérhetőek.
A jövő kutatásai
Breitschwerdt szerint a bartonellózis kutatása még messze nem ért véget.
Az elmúlt harminc évben a Bartonella baktériumokról szerzett ismeretek robbanásszerűen bővültek. Ma már tudjuk, hogy a baktérium világszerte jelen van, számos állatfaj hordozhatja, és többféle vektor terjesztheti.
A jövő kutatásainak egyik legfontosabb célja annak megértése, hogy a Bartonella milyen szerepet játszik krónikus betegségekben, valamint hogy hogyan lehet a fertőzést gyorsabban és megbízhatóbban diagnosztizálni.
Egy úttörő öröksége
Edward Breitschwerdt munkássága alapjaiban változtatta meg a bartonellózisról alkotott tudományos képet.
Az általa vezetett kutatások új diagnosztikai módszereket hoztak létre, új betegségekkel hozták összefüggésbe a baktériumot, és rámutattak arra, hogy a bartonellózis sokkal összetettebb fertőzés, mint korábban gondolták.
Munkája révén a Bartonella ma már nem csupán egy ritka baktérium a mikrobiológia tankönyveiben, hanem egy olyan kórokozó, amelynek szerepét az orvostudomány még csak most kezdi igazán megérteni.
Edward Breitschwerdt neve ezért mára elválaszthatatlan a bartonellózis kutatásának történetétől. Az elmúlt három évtizedben végzett munkája új perspektívát adott a fertőző betegségek kutatásának, és nagyban hozzájárult ahhoz, hogy a Bartonella baktériumok a modern orvostudomány egyik fontos kutatási területévé váljanak.
