Bakteerien merkitys infektioiden aiheuttajana alkoi kirkastua 1800-luvun loppupuolella ranskalaisen Louis Pasteurin ja saksalaisen Robert Kochin tutkimustyön ansiosta. Koch oli saksalainen lääkäri ja bakteriologian uranuurtaja. Hän eli vuosina 1843-1910, ja hänen aktiivisin tutkimustyönsä ajoittuu 1800-luvun kahdelle viimeiselle vuosikymmenelle. Itse kukin kuulijoista on saattanut törmätä Kochin edesottamuksiin saksalaisessa Charité-televisiosarjassa, jonka sinänsä fiktiiviset tapahtumat näyttäytyvät mikrobiologian osalta varsin todenmukaisina.
Kochin tutkimustyö ja sen pohjalta tehdyt havainnot ja päätelmät olivat aikoinaan ratkaisevan tärkeitä infektiotautien tutkimuksen ja yleisen bakteriologian kannalta. Vuosien mittaisen tutkimustyön myötä Koch pystyi muun muassa tunnistamaan pernaruton, koleran ja tuberkuloosin aiheuttajabakteerit. Hän oivalsi, että bakteerien tutkimuksessa on välttämätöntä saada aikaan tutkimuksen kohteena olevasta bakteerista ns. puhdasviljelmä, toisin sanoen bakteerikasvusto, jossa kasvaa vain tutkittavaa bakteeria esimerkiksi agar-pohjaisella viljelymaljalla. Maljaviljely on tänäkin päivänä aivan keskeinen menetelmä sekä bakteriologisessa tutkimuksessa että bakteeri-infektioiden diagnostiikassa. Koch sai ansioistaan lääketieteen ja fysiologian Nobelin palkinnon vuonna 1905.
Robert Kochin nimi on jäänyt elämään etenkin niin kutsutuissa ”Kochin postulaateissa”, jotka itsekin aina mainitsen perustutkinto-opiskelijoille pitämilläni luennoilla. Postulaatit olivat aikoinaan käänteentekeviä tieteellisen ajattelun ja syy-yhteyksiin liittyvien päätelmien saralla, ja ne ovat edelleen varsin käyttökelpoisia, kun tehdään johtopäätöksiä tietyn taudin oletetusta bakteriologisesta alkuperästä.
Bakteriologiaan sovellettuna Kochin postulaatit kuuluvat näin:
- Bakteerin on löydyttävä runsaslukuisena kaikista eliöistä, jotka sairastavat kyseistä infektiota, mutta sitä ei tulisi löytyä terveistä eliöistä.
- Bakteeri täytyy voida eristää sairaasta eliöstä, ja sitä täytyy voida kasvattaa laboratoriossa puhdasviljelmänä keinotekoisessa elatusaineessa, esimerkiksi bakteerimaljalla
- Puhdasviljelmässä kasvavan bakteerin pitäisi aiheuttaa terveeseen koe-eliöön siirrettynä sama sairaus, joka havaittiin alkuperäisessä infektoituneessa eliössä.
- Kokeellisesti aikaansaadusta infektiosta täytyy voida eristää sama bakteeri uudelleen puhdasviljelmänä.
Koch kuitenkin hylkäsi ensimmäisen postulaattinsa yleispätevyyden, kun hän löysi koleran aiheuttajabakteerin oireettomia kantajia. Tänä päivänä tiedämmekin, että monien, vakaviakin infektioita aiheuttavien bakteerien oireeton kantajuus, esimerkiksi nenänielussa on varsin tavallista. Esimerkkeinä mainittakoon pahamaineiset bakteerit pneumokokki ja meningokokki.
Toisaalta tiedämme, että on koko joukko bakteereita, joita emme pysty viljelemään laboratorio-olosuhteissa bakteerien monimutkaisten kasvuvaatimusten takia. Siksi käytämme tarvittaessa toisen postulaatin kohdalla muuta kuin bakteeriviljelyyn perustuvaa menetelmää bakteerin toteamiseksi sairaasta yksilöstä. Usein tämä menetelmä on bakteerin perimän osoitus geenimonistusmenetelmällä.
Kolmannessa postulaatissa todetaan, että bakteerin pitäisi aiheuttaa terveeseen koe-eliöön siirrettynä sama sairaus kuin alkuperäisessä eliössä. Muotoilu ei siis ole ”täytyy aiheuttaa”. Tämä johtuu siitä, että Koch todisti aikoinaan jo itse, etteivät kaikki tuberkuloosi- ja kolerabakteereille altistuneet yksilöt sairastuneet ainakaan oireiseen infektioon. Nykyään tiedämmekin, että bakteerille altistuneen yksilön ominaisuuksilla on ratkaiseva vaikutus bakteerin ja isäntäeliön välisen kohtaamisen lopputuloksen kannalta. Merkityksellisiä ovat muun muassa ikä, solujen ja kudosten ominaisuudet, anatomiset rakenteet ja tietysti varsinaiset immuunipuutossairaudet, jotka ovat onneksi harvinaisia. Hankittu immuniteetti joko aiemmin sairastetun infektion tai rokotuksen aikaansaamana muuttaa usein dramaattisestikin infektion taudinkuvaa, ja johtaa parhaimmillaan täysin oireettomaan bakteerikontaktiin. Toisaalta mahdollisuutemme hoitaa yhä vaikeampia kroonisia tauteja sairastavia potilaita, kuten syöpäpotilaita, diabeetikkoja, munuaisoireisia ja elinsiirtopotilaita lisää infektioille alttiiden ihmisten osuutta väestössä. Monien autoimmuunisairauksien hoidossa on käytössä niin sanottuja biologisia lääkkeitä, jotka ovat erinomaisen tehokkaita autoimmuniteetin hallinnassa, mutta toisaalta laskemalla immuunipuolustuksen tasoa ne altistavat ihmisen jopa yleensä taudinaiheuttamiskyvyttömän bakteerin aiheuttamalle infektiolle.
Näillä lisähuomioilla täydennettynä Kochin postulaatit pätevät siis edelleen, mutta onko meillä enää tarvetta postulaattien mukaiselle pohdinnalle? Vieläkö löydämme uusia bakteeritauteja, vai onko kaikki bakteerit jo kuvattu alan oppikirjoissa?
Minun tutkimustyöni aihe on koko tutkijanurani ajan ollut bakteerit ja niiden aiheuttamat infektiot. Viimeisen kahdenkymmenen vuoden aikana kohteena ovat olleet erityisesti puutiaisvälitteiset infektiot eli niin sanotut punkkitaudit. Tiedämme, että Suomessa esiintyvät puutiaislajit tartuttavat ihmisiin etenkin Lymen borrelioosia aiheuttavaa Borrelia burgdorferi -bakteeria ja puutiaisaivotulehduksen taustalla olevaa TBE-virusta. Oman puutiaisiin kohdistuvan kartoitustyömme perusteella tiedämme myös, että puutiaisistamme löytyy monia muita, mahdollisesti taudinaiheuttamiskykyisiä, mutta huonommin tunnettuja bakteereita ja alkueläimiä. Esimerkkinä mainittakoon toisintokuume-borrelioiden ryhmään kuuluva Borrelia miyamotoi -bakteeri, ihmisen granulosyyttisen anaplasmoosin aiheuttaja Anaplasma phagocytophilum -bakteeri ja neoehrlichioosin aiheuttaja Neoehrlichia mikurensis -bakteeri. Näiden mikrobien aiheuttamia infektioita suomalaisessa väestössä on tutkittu vähän.
Kuvasimme Suomen ensimmäisen neoehrlichioosi-tapauksen viime vuonna. Neoehrlichioosi on siis puutiaisvälitteinen Neoehrlichia mikurensis -bakteerin aiheuttama infektio. Loppuvuodesta 2023 sain puhelun eräältä infektiolääkäriltä. Hän ilmoitti osastolla olevasta potilaasta, jonka taudinkulku ja oireet saattaisivat sopia neoehrlichioosiin. Neoehrlichioosi-tapauksia oli tuolloin kuvattu jo useissa Euroopan maissa, etenkin Ruotisissa, joka onkin ollut tämän infektion tutkimuksen etulinjassa. Itse asiassa ensimmäinen neoehrlichioosi-tapaus kuvattiin Ruotsissa jo vuonna 2010. Tähän päivään mennessä neoehrlichioosia sairastavia henkilöitä lienee todettu Euroopassa joitain satoja, joten mistään merkittävästä kansanterveydellisestä ongelmasta ei ole kyse. Sairaan henkilön kohdalla diagnoosiin pääseminen ja infektiosta parantuminen oikean lääkityksen myötä on kuitenkin oleellista.
Olimme edeltävästi kesällä 2023 kehittäneet ja ottaneet käyttöön neoehrlichioosin toteamiseksi tarvittavan PCR-perustaisen geenimonistusmenetelmän, koska oletuksemme oli, että neoehrlichioosi-potilaita on varmasti myös Suomessa. Osastolla olevaa potilasta oli tutkittu laajasti erilaisin laboratoriotestein, mutta syytä hänen pitkittyneeseen kuumetautiin ei ollut löytynyt. Huomionarvoista oli, että henkilö oli immuunipuutteinen perussairautensa hoidon takia. Potilaan verinäytteestä tehty geenimonistustesti paljasti taudinaiheuttajabakteerin, ja tulos varmistettiin vielä ruotsalaisessa yhteistyölaboratoriossa. Potilas sai oikean antibioottihoidon ja toipui infektiosta.
Vaikka tunnemmekin jo neoehrlichioosin ja sen aiheuttajabakteerin kohtalaisen hyvin, monet lääketieteellisen bakteriologian oppialan näkökulmasta keskeiset kysymykset ovat vielä ratkaisematta. Kochin postulaattien mukainen koeasetelma eläinmallissa on vielä tekemättä, koska tämän solunsisäisen bakteerin viljeleminen laboratorio-olosuhteissa on vaikeaa. Emme tunne neoehrlichioosin yleisyyttä ja taudinkuvaa suomalaisessa väestössä. Neoehrlichia mikurensis -bakteerin rakenne ja sen taudinaiheuttamisominaisuudet ovat epäselviä. Bakteeri näyttäisi infektoivan verisuonen seinämän niin sanottuja endoteelisoluja, mutta miksi näin tapahtuu, sitä emme tiedä.
Neoehrlichia mikurensis -infektioita on todettu myös oireettomilla perusterveillä henkilöillä. Mikä tämän ilmiön lääketieteellinen merkitys on, se jää tulevien tutkimusprojektien selvitettäväksi. Liittyykö Neoehrlichia mikurensis -bakteeriin antibioottiresistenssiä; mikä olisi infektion optimaalisin diagnostinen menetelmä; onko tätä infektiota vastaan mahdollista kehittää rokote – näiden kysymysten ympärillä meillä bakteriologeilla riittää työsarkaa.
Viimeisen viidenkymmenen vuoden aikana tiedeyhteisö on kuvannut kymmeniä uusia bakteeri-infektioita, joista monet ovat eläinkunnasta peräisin olevia niin sanottuja zoonoottisia tauteja. Toisin kuin uusien virustaudinaiheuttajien kohdalla, useimmat näistä tulokasbakteereista ovat itse asiassa olleet olemassa ympäristössämme tai meissä ihmisissä itsessämme vuosisatoja, ellei vuosituhansia. Uusien bakteeri-infektioiden löytymisen taustalla onkin aiempaa kehittyneemmät mikrobiologiset laboratoriomenetelmät. Ihmisten lisääntyvä altistus taudinaiheuttajille luontokontakteissa lisää ympäristöperäisten, esimerkiksi puutiaisvälitteisten, infektioiden riskiä. Myös ihminen itse muuttuu. Osa väestöstä on aiempaa alttiimpi saamaan infektioita erilaisten hoitojen aiheuttamien immuunipuutostilojen takia.
Arvoisat kuulijat, vastaus otsikon kysymykseen on kyllä. Uusia mahdollisia taudinaiheuttajabakteereita löytyy edelleen. Eräs viimeisimmistä tutkimuksen kohteeksi nousseista bakteereista on Waddlia chondrophila. Sen oletetaan aiheuttavan hedelmättömyyttä ihmisessä, mutta bakteerin taudinaiheuttamiskyky ja liittyminen ihmisen lisääntymisongelmiin on vielä koko lailla epävarmaa. Tulevat vuodet näyttävät toteutuvatko Kochin postulaatit myös tämän bakteerin kohdalla.
