Jos Iivana Julma (1530–1584) olisi saanut syfiliksensä hoitoon yhden kymmenen päivän penisilliinihoitojakson, Venäjän ja ehkä maailmankin historia olisi muuttunut toisenlaiseksi (1). Tämän professori Heikki Peltolan osuvan esimerkin lisäksi hallitsijoiden sairauksista ja niiden vaikutuksista voidaan varmasti löytää muitakin esimerkkejä.

Maailmaan ja ihmisen elämään vaikuttaneiden tartuntatautien luettelo on pitkä (1,2). Mukaan listoille on tavallisesti otettu rutto, kolera, isorokko, syfilis, pilkkukuume, tuberkuloosi, malaria, influenssa, keltakuume, tuhkarokko, aids ja nyt myös COVID-19. Kaikkien näiden asemaa voidaan perustella erilaisista syistä (taulukko 1).

Ihminen tauteineen ja mikrobeineen on kuitenkin vain osa maapallon ekosysteemiä (3,4). Ympäristön, yhteiskunnan ja ihmisen käyttäytymisen muutokset vaikuttavat väistämättä mikrobeille altistumisen määrään ja laatuun. Vähitellen alkaa kertyä tutkimustietoa ympäristön mikrobialtistuksen merkityksestä terveydelle (5,6,7,8).

Eläimet mikrobien lähteinä

Jared Diamond kertoo Pulitzer-palkitussa kirjassaan "Tykit, taudit ja teräs" tärkeimmistä ihmisen elämään vaikuttaneista tekijöistä kuluneiden runsaan 10 000 vuoden aikana (9). Tykkien ja teräksen lisäksi mikrobien aiheuttamat taudit ovat olleet vaikuttavimpien tekijöiden joukossa.

Diamondin mukaan mikrobien ja ihmisen suhteeseen tuli perustavaa laatua oleva muutos, kun metsästäjä-keräilijästä tuli maanviljelijä ja karjankasvattaja. Ihminen alkoi elää läheisessä kanssakäymisessä koti- ja tuotantoeläinten kanssa.

Koirasta tuli ihmisen ystävä 12 000 vuotta sitten. Noin 10 000 vuotta sitten otettiin käyttöön tuotantoeläimet, lammas, vuohi ja sika. Lehmän vuoro tuli pari tuhatta vuotta myöhemmin. Hevonen, aasi ja vesipuhvelit otettiin käyttöön noin 6 000 vuotta sitten sekä laama, alpakka ja kamelit 4 500–5 500 vuotta sitten. Mielenkiintoista on, ettei ihminen ole saanut uusia tuotantoeläimiä 4 500 vuoteen.

Useiden ihmisen mikrobien otaksutaan olevan peräisin näiden eläinten mikrobeista. Tuhkarokkovirusta muistuttava virus tunnetaan nautakarjasta. Tuberkuloosibakteerin sukulainen löytyy sekin lehmistä. Ihmisen kannalta ehkä tunnetuin lehmien virus on lehmänrokkovirus, josta myöhemmin tehtiin rokote isorokkoa vastaan. Influenssavirus on yleinen linnuilla ja sioilla ja hinkuyskäbakteeri sioilla ja koiralla. Malarian aiheuttajalla, Plasmodium falciparumilla, on läheisiä sukulaisia linnuissa. Pelätyn ruton aiheuttajan Yersinia pestis -bakteerin alkuperä ei liene tiedossa, mutta bakteerin väli-isäntiä matkalla ihmiseen olivat eläimet, mustarotta ja kirput. Kun ihmiset ovat läheisessä kanssakäymisessä eläinten kanssa, syntyvät mahdollisuudet myös virusten rekombinaatioille (10,11).

Merkittävä osa ihmiskunnan vaarallisimmista tartuntataudeista on zoonooseja. Siksi on aiheellisesti kysytty, onko suhteemme eläimiin ja niiden mikrobeihin kestävällä pohjalla. Edistämmekö luontoon ja eläimiin kohdistuvilla toimillamme zoonoosien leviämistä?

Karanteeni, taloudellinen taantuma ja pelko

Suuri ruttopandemia musta surma levisi 1346 Etelä-Venäjältä Volgan suistoalueelta Välimerelle ja edelleen Pohjois-Eurooppaan (12). Ruttopandemia tappoi neljässä vuodessa 25 miljoonaa ihmistä, ainakin neljäsosan Euroopan silloisesta väestöstä.

Rutto hankaloitti suuresti elämää ja kaupankäyntiä. Karanteeni-sana tuli käyttöön ruton aikana. Tarttuvien tautien torjuntaa keskitettiin ammattilaisille, ruttosanitääreille, ja viranomaisille. Yhteisöt käyttivät lisäksi käänteiskaranteenia, jossa terveet eristivät itsensä muusta maailmasta. Ketään ei päästetty kylään tai kaupunkiin, joka eristi itsensä ruttomaailmasta – ei sairaita eikä terveitä.

Historioitsijoiden mukaan keskiajan musta surma aiheutti merkittävän taantuman ja työvoimapulan. Maatalous työvoimavaltaisena elinkeinona ei pystynyt läheskään entisiin tuotantomääriin. Henkiin jääneet työntekijät kilpailuttivat itseään maanomistajien kesken ja samalla vaativat parempia palkkoja ja työoloja. Ruttoa voidaan pitää jopa eräänlaisena ammattiyhdistysliikkeen synnyttäjänä.

Rutto palasi aika ajoin vielä runsaan 300 vuoden ajan, kunnes taudinkuva muutti luonnettaan. Eri puolilla maailmaa esiintyy edelleen ruttoa, mutta ruttopandemiat loppuivat (13). Toistaiseksi ruttoa voidaan hoitaa antibiooteilla, joskin resistenttejä bakteerikantoja esiintyy (14). Pelko ja paniikki liittyvät kuitenkin edelleen tarttuviin tauteihin (15). Vielä tänäkin päivänä mitä erilaisimpia asioita "pelätään kuin ruttoa".

Tarttuviin tauteihin liittyvä viestintä tulee jatkossakin olemaan haastava tehtävä pelon ja paniikin torjumisessa. Siksi lääkäreille tulee olla tarjolla riittävästi osaamista viestittää tarttuvista taudeista ja paras mahdollinen ajantasainen tieto, jota he voivat jakaa yhteisölle ja potilailleen.

Puhdas juomavesi ja viemärit

Vajaat 200 vuotta sitten kolerabakteerin aiheuttama epidemia riepotteli Lontoota. Vuonna 1849 kuningatar Viktorian henkilääkäri John Snow keksi, että koleratapaukset rajoittuivat Sohon Golden Squaren alueelle (1). Suurin osa sairastuneista oli käyttänyt tietyn kaivon vettä, joka oli läheisen viemärikaivon veden saastuttama. Puhtaan juomaveden merkitys on kuitenkin tunnettu vuosituhansia. Sen hallinnasta on käyty lukemattomia taisteluja kaikkialla maailmassa.

Vuonna 2007 tapahtui Nokialla Suomen historian ehkä pahin vesikriisi. Nokian vesilaitoksella puhtaan juomaveden ja kiintoaineksesta puhdistetun jäteveden yhdistävä venttiili oli jäänyt auki. Venttiilin kautta juomaveteen sekoittui yli 400 000 litraa jätevettä. Tuhansia nokialaisia sairastui erilaisiin maha-suolikanavan infektioihin (16,17). Kärjistetysti voi sanoa, että potilailta löytyivät lähes kaikki kuviteltavissa olevat taudinaiheuttajat bakteereista viruksiin ja alkueläimiin.

Nokian vesikriisi on hyvä esimerkki siitä, että erilaisia taudinaiheuttajia esiintyy väestössä ja viemärivesistä edelleen Suomessakin. Siksi vesi- ja viemärijärjestelmät ja niiden moitteeton toimivuus ovat välttämättömiä tarttuvien tautien torjunnassa (18). Harvoin tulee ajatelleeksi, että investointi tehdään erityisesti tarttuvien tautien kurissa pitämiseksi.

Viruspandemiat

Samalla kun ihminen maanviljelijänä ja karjankasvattajana muodosti suurempia yhteisöjä, infektiotautien leviämiselle tarjoutui uusia mahdollisuuksia. On ilmeistä, että nykyisen kaltaisia virusinfektioiden leviämisiä ei olisi ilman joitakin tuhansia vuosia sitten muodostuneita asutuskeskittymiä. Niissä oli riittävästi ihmisiä, jotta virukset pysyivät hengissä ja löysivät jatkuvasti alttiita yksilöitä infektoitavaksi. Tautien leviämistä tehosti kulkuyhteyksien kehittyminen asutuskeskittymien välillä.

Ensimmäinen influenssaksi määritelty pandemia levisi vuonna 1580 Aasiasta Eurooppaan ja sieltä Afrikkaan ja Pohjois-Amerikkaan (10). Vuoden 2009 sikainfluenssa oli järjestyksessään kymmenes influenssapandemia. Pelättyä uutta vuosien 1918–20 espanjantaudin kaltaista influenssapandemiaa ei ole vielä tullut. Tulikin SARS-CoV-2:n aiheuttama pandemia.

Vuonna 2002, juuri ennen kuin ensimmäinen koronaviruksen SARS-CoV-1:n aiheuttama epidemia puhkesi, lääketieteellisen mikrobiologian oppikirjassa todettiin, että koronaviruksia ei voida tällä hetkellä saada kontrolliin, mutta "ei ole paljon aihettakaan" (19). Pitkään kesyinä pidetyistä koronaviruksista tuli kahden vakavan pandemian aiheuttaja ja kolmas, MERS (Middle East Respiratory Syndrome), esiintyy edelleen endeemisenä Arabian niemimaalla.

Vaikka SARS-CoV-2:n aiheuttama pandemia on vielä kesken, se on jo muuttanut maailmaa. Aika näyttää, mitkä muutoksista jää lyhytaikaisiksi mikä pysyviksi. Tietoisuus tarttuvista taudeista on valtavasti lisääntynyt. Koskaan aikaisemmin historian aikana käsihygienia ei ole ollut yhtä suosittua kuin nyt. Kättely tervehtimistapana on kokenut aikojen saatossa muutoksia (20), ja voidaankin kysyä, onko jälleen pysyvämmän muutoksen aika.

Koronaviruksen leviämisen torjuntatoimet ovat vähentäneet muiden hengitystieinfektioiden määrää. Jos tämä muutos jää edes osittain pysyväksi, antibioottien käyttö saattaa vähentyä jopa niin, että sillä on merkitystä bakteerien antibioottiresistenssin leviämiselle.

Koskaan aikaisemmin ei liene panostettu yhtä paljon rokotteiden ja viruslääkkeiden kehittämiseen kuin nyt. Pelkästään teknisten menetelmien kehityksellä on kauaskantoinen merkitys infektiotautien ehkäisyssä ja hoidossa. Merkittävät panostukset on laitettu myös pikadiagnostisten menetelmien kehittämiseen. Ehkä jo lähitulevaisuudessa lääkärin vastaanoton yhteydessä on mahdollista saada tieto laajasta valikoimasta taudinaiheuttajia, niin että sillä on välitön vaikutus hoidon kohdentamiseen.

Vesi- ja viemärijärjestelmät ovat vakiintuneet osaksi jokaisen kodin rakenteita, mutta koronapandemian yhteydessä on kiinnitetty huomiota ilmanvaihtoon. Maailman terveysjärjestö on korostanut sisätilojen tuuletusta ja maskien käyttöä ahtaissa sisätiloissa, joissa on lähellä toisia ihmisiä (www.facebook.com/WHO/posts/3339935886051771).

Hollantilaisessa 123 asukkaan vanhainkodissa yhdellä seitsemästä osastosta tehtiin ilmanvaihtoremontti (21). Energiansäästön nimissä osastolle valittiin järjestelmä, jossa pääosin kierrätettiin sisäilmaa ja ulkoilmaa otettiin sisään vain sen verran, että huoneilman hiilidioksidipitoisuus saatiin pidettyä riittävän pienenä. Kuudella muulla osastolla ilmanvaihto otti korvaavan ilman kokonaan ulkoa, eli näillä osastoilla ilmanvaihto ei kierrättänyt sisäilmaa. Uuden ilmanvaihdon saaneella osastolla havaittiin pian koronaviruksen aiheuttama epidemia. Peräti 81 % osaston asukkaista ja puolet henkilökunnasta sairastui COVID-19-tautiin. Yhteensä sairastuneita oli 34. Samaan aikaan kuudella muulla osastolla asukkaat ja hoitohenkilöstö pysyivät terveinä. Suojaustoimet osastoilla olivat tavanomaiset. Henkilökunta käytti maskeja hoitaessaan asukkaita, mutta ei tehdessään muuta työtä esimerkiksi toimistoissa ja tauoilla. Tutkijat päätyivät siihen, että koronavirus levisi pisaratartuntana ilmanvaihtolaitteiden välityksellä sekä suojaamattomien asukkaiden huoneisiin että yleisiin tiloihin ja henkilökunnan toimistoihin.

Aiemmin ei juuri ole ollut tarvetta pohtia yleisissä tiloissa tai kodeissa hengitettävän ilman tartuttavuutta, koska näin leviävät infektiotaudit ovat olleet lieviä tai ne on saatu kuriin rokotuksin ja antibiootein. Yhdysvalloissa käydyssä keskustelussa on todettu, että koronaviruksen kohdalla tilanne voi olla toinen, erityisesti jos rokotukset eivät ole kattavia. Nature-tiedelehden pääkirjoituksen mukaan on yksimielisyys siitä, että koronavirus leviää pisaravälitteisesti ilman välityksellä isoina ja pieninä pisaroina. Siksi hyvään ilmanvaihtoon ja ilman puhdistukseen on kiinnitettävä erityistä huomiota. Koronaviruksen leviäminen on osoittanut, että pysyviin rakenteellisiin muutoksiin on aihetta (22,23).

Antibiooteille resistenttien bakteerien pandemia

Penisilliini kuuluu ihmiskunnan kymmenen tärkeimmän keksinnön joukkoon (24). On sanottu, että antibioottien käyttö on lisännyt elinajan odotetta 10 vuodella (25). Jos kaikki syövät parannettaisiin, elinajan odote pitenisi vain kahdella vuodella. Ero on selitettävissä osittain sillä, että antibiooteilla parannettavat bakteeri-infektiot ovat pääasiassa lasten tauteja. Syövät taas ovat vanhempien ikäluokkien tauteja. Antibioottien käyttöönotto vaikutti kuitenkin muuhunkin kuin infektiotautien hoitoon.

Ennen antibioottien aikaa neljä viidestä potilaasta tuli sairaalaan infektiotaudin takia, antibioottien käyttöönoton jälkeen enää joka kuudes (24). Nykyinen moderni kirurgia, immuunipuutteisten potilaiden hoito ja tehohoito eivät tule toimeen ilman antibiootteja. Antibiootit olivat välttämättömiä myös virusrokotteiden kehittämiselle. Virusten kasvatus soluviljelmissä ei olisi ollut mahdollista ilman antibiootteja, koska viljelmät kontaminoituivat herkästi bakteereilla. Antibiootit vapauttivat terveydenhuollosta valtavan määrän resursseja, ja ne voitiin suunnata muiden tautien tutkimukseen ja hoitoon.

Vuonna 1969 Yhdysvaltain korkein lääkintäviranomainen, Surgeon General William H. Stewart ylisti kongressin edessä ihmisen voittoa bakteereista: "It is time to close the book on infectious disease." Toisin on kuitenkin käynyt, ja infektiotautien kirja on pysynyt auki.

Antibioottien laaja käyttö on johtanut tauteja aiheuttavien bakteerien vastustuskyvyn lisääntymiseen ja näiden bakteerien leviämiseen kaikkialla maailmassa. Jokainen antibioottikuuri antaa niille lisää elintilaa herkkien bakteerien kuollessa. Resistentit bakteerit lisääntyvät yksilöissä ja samalla koko yhteiskunnassa. Siirrämme bakteerimme lapsillemme ja lastenlapsillemme. Ongelmat kertautuvat tuleville sukupolville.

Antibiooteille resistenttien bakteerien aiheuttamat infektiotaudit johtavat maailmassa noin 700 000 kuolemaan vuosittain (26). Ongelma on koko ajan pahenemassa, ja on ennustettu, että vuonna 2050 luku olisi 10 miljoonaa. Brittiasiantuntijat ovat arvioineet, että resistenttien bakteerien aiheuttamat kumulatiiviset maailmanlaajuiset kustannukset vuoteen 2050 mennessä ovat 100 biljoonaa dollaria (100 miljoonaa miljoonaa dollaria). Siksi antibioottiresistenssi on noussut myös yleispoliittiseksi kysymykseksi. Se on hiljainen pandemia, joka leviää näkymättömissä.

Jos uusia bakteeri-infektioiden hoitoon tarvittavia keksintöjä ei tehdä, on varauduttava siihen, että edessä saattaa jo parin vuosikymmenen kuluessa olla paluu aikaan ennen antibiootteja.

Mikrobit muiden kuin tarttuvien tautien pandemioissa

Viime vuosisadan aikana ihmisen tautikirjossa tapahtui merkittävä muutos. Mikrobien aiheuttamien infektiotautien osuus sairastuvuuden ja kuolleisuuden aiheuttajana väheni merkittävästi (27). Tähän kehitykseen johtivat muun muassa taloudellinen vaurastuminen, asumisen väljentyminen, yhteiskuntahygienian paraneminen, vesi- ja viemärihuolto, mikrobien tartuntamekanismien tunteminen, diagnostiikan ja lääketieteellisen hoidon kehittyminen sekä antibioottien ja rokotusten käyttöönotto.

Samaan aikaan infektiotautien vähentyessä muut kuin tarttuvat taudit ovat lisääntyneet voimakkaasti. Nykyään länsimaissa neljä viidestä kuolemasta aiheutuu elintasosairauksista. Koska länsimaista ruokavaliota on pidetty monien tulehdustautien riskitekijänä tai jopa aiheuttajana, ei-tarttuvien tautien syiden hakeminen on luonnollisesti kohdistunut suolistoon. Suolistossa on arveltu olevan yksi tiheimmistä mikrobien esiintymistä maapallolla.

Kuluneiden parinkymmenen vuoden aikana kehitettyjen molekyylibiologisten menetelmien avulla on tullut mahdolliseksi tutkia ihmisen ja elinympäristöjen mikrobistoja (28). Mikrobien terveysvaikutusten tunteminen on muodostumassa uudeksi lääketieteen alueeksi, joka väistämättä muuttaa lääkärin työtä.

Antibiootit ja epäterveellinen länsimainen ruokavalio ovat suoliston limakalvolla tapahtuvan tulehdusreaktion tärkeimpiä aiheuttajia (29). Dysbioosiksi kutsuttu tulehdus johtuu suolen pinnan vauriosta, jonka seurauksena immuunipuolustus reagoi suolen mikrobien ja sisällön kanssa (kuvio 1). Tätä tulehdusreaktiota pidetään yhtenä elimistön niin sanotun matala-asteisen tulehduksen alullepanijana tai syynä. Dysbioosi on yhdistetty suureen määrään tulehdustauteja, sydän- ja verisuonitaudeista, allergisista sairauksista, suoliston tulehdustaudeista aina keskushermoston tauteihin (29,30).

Bakteerit käsittelevät suolistossa syömämme ravinnon. Ne myös tuottavat kuitupitoisesta ravinnosta lyhytketjuisia rasvahappoja solujen rakenneaineksiksi ja energianlähteiksi. Lyhytketjuisten rasvahappojen riittävä tuotanto edellyttää kuitupitoisen ravinnon lisäksi oikeanlaista bakteeriston koostumusta.

Ravitsemussuositukset on laadittu epidemiologisten tutkimusten perusteella niin, että ne edistävät terveyttä. Ruokakolmion mukainen ravitsemus vähentää dysbioosia, ja suositusten mukainen ravinnon kuidun määrä antaa mahdollisuuden riittävälle lyhytketjuisten rasvahappojen tuotannolle. Terveet ravintotottumukset eivät kuitenkaan välttämättä takaa häiriötöntä suolen toimintaa ilman limakalvon toimintaa suojaavia bakteereita.

Dysbioosi voi siis kehittyä myös suoliston bakteeriston muuttumisen seurauksena. Antibioottihoito johtaa limakalvoa suojaavien bakteerien merkittävään vähenemiseen ja altistaa sitä kautta dysbioosille. Suolen pintaa suojaavan limakerroksen oheneminen ja häviäminen liittyvät bakteerien toiminnan ja lajikoostumuksen muutoksiin (30,31,32).

Tutkijoiden parissa on alettu keskustella antibioottien laajan käytön vaikutuksista suoliston bakteeristoon (31). Jokainen antibioottikuuri muuttaa bakteeristoa pahimmillaan jopa vuosien ajaksi. Saattaa jopa olla, ettei bakteeristo koskaan palaa ennalleen antibioottikuurin jälkeen. Antibioottien käyttö oikeissa tilanteissa on tietysti välttämätöntä, mutta jokainen hoitojakso lisää dysbioosin riskiä. Antibioottien käyttö siis lisää resistenttien bakteerien määrää, jäävuoren pintaosaa, mutta pinnan alla ovat antibioottien bakteeristoon aiheuttamien vaurioiden vielä tuntemattomat terveyshaitat.

Lopuksi

Vuosituhannen vaihteen tienoilla elimme Suomessa infektiotautien torjunnan ja hoidon kannalta ehkä maailmanhistorian parasta aikaa. Infektiotautien ehkäisy ja hoito toimivat tehokkaasti verrattuna aikaisempiin vuosikymmeniin. Pari viime vuosikymmentä eivät kuitenkaan ole parantaneet tilannetta.

Akuutin koronapandemian lisäksi antibioottiresistenssitilanteen heikkeneminen johtaa vähitellen bakteeri-infektioiden hoitomahdollisuuksien kapenemiseen. Antibioottien käyttö johtaa resistenssin lisääntymiseen, mutta vaikuttaa myös suoliston bakteeristoon ja edistää dysbioosin syntymistä ja sitä kautta tämän hetken merkittävimpiä terveysongelmia, jotka ovat tulehdustauteja.

Varautuminen tulevien vuosikymmenien terveysuhkiin edellyttää mikrobien maailman nykyistä huomattavasti intensiivisempää tieteellistä tutkimusta ja sitä kautta ymmärrystä.