Matematiska modeller pekar på bredare antibiotikaanvändning som ett verktyg mot kolera

Matematiska modeller pekar på bredare antibiotikaanvändning som ett verktyg mot kolera

Kolera dödar tusentals människor och infekterar hundratusentals varje år - och fallen har ökat under de senaste åren, vilket tvingar regeringar att snabbt hitta de bästa sätten att kontrollera utbrott.

Nuvarande folkhälsoriktlinjer avråder från att behandla kolera med antibiotika i alla utom de allvarligaste fallen för att minska risken att sjukdomen utvecklar resistens mot de bästa behandlingarna vi tillhandahåller.

Senare sjukdomsforskning från forskning vid University of Utah Health tyder dock på att för vissa kolerautbrott kan mer aggressiv förskrivning av antibiotika bromsa eller stoppa sjukdomen och till och med minska sannolikheten för antibiotikaresistens.

Resultaten är baserade på matematisk modellering och kräver ytterligare forskning för att bekräfta. Men de representerar ett första steg mot att förstå hur antibiotika kan förändra spridningen av kolera.

Detta kan vara ett missat tillfälle för kolerakontroll, där uppskalning av antibiotikabehandling till befolkningsnivåer och för att kontrollera utbrott kan hjälpa till att kontrollera utbrott. "

Lindsay Keegan, PhD, forskningsdocent i epidemiologi vid U of U Health och senior författare till studien

Resultaten kommer att publiceras iBulletin of Mathematical Biology.

Dra åt bromsar vid breakouts

Nyckeln till forskarnas upptäckt är det faktum att antibiotika gör människor mindre smittsamma. Medicinering är i allmänhet reserverad för personer som är allvarligast infekterade, eftersom måttliga fall återhämtar sig snabbt med vila och rehydrering. Även om antibiotika kanske inte hjälper de flesta att må bättre snabbare, förkortar de tiden någon är smittsam med en faktor 10.

"Om du återhämtar dig från kolera naturligt kommer du att må bättre inom en dag eller två, men du kommer fortfarande att avskaffa kolera i upp till två veckor", förklarar doktorn, biträdande professor i epidemiologi vid Emory University Rollins School of Public Health i studien, som inkluderade arbete som postdoktoral forskningsutredare i Keegers laboratorium. "Men om du tar ett antibiotikum kommer du fortfarande att må bättre inom ungefär en dag och sluta släppa in kolera i din miljö."

Detta innebär att behandling av måttliga fall med antibiotika kan bromsa utbrotten eller, i vissa fall, stoppa dem i deras spår. Även om en högre andel personer med kolera skulle använda antibiotika, skulle färre personer få sjukdomen, så färre antibiotika skulle användas totalt.

Kumulativt sänker lägre antibiotikaanvändning risken för att kolera utvecklar antibiotikaresistens - vilket är "ett stort problem på området", säger Keegan. "Kolera är exceptionellt bra på att undvika antibiotika och utveckla resistens. Det är inte bara ett teoretiskt problem."

Forskarna modellerade matematiskt spridningen av kolera under olika förhållanden för att avgöra vilka fall som kan dra nytta av antibiotikaanvändning. Nyckelvariabeln är hur sannolikt det är att någon sprider sjukdomen till andra människor, vilket i sin tur beror på faktorer som befolkningstäthet och sanitetsinfrastruktur.

I de fall kolera sprids snabbare i regioner med högre befolkningstätheter eller utan tillförlitlig tillgång till rent dricksvatten, skulle måttlig kolera med antibiotika inte bromsa spridningen tillräckligt för att kompensera för riskerna för antibiotikaresistens.

Men om spridningen är relativt långsam, noterade forskarna att användning av antibiotika för måttliga fall kan begränsa spridningen till den punkt där färre människor drabbas av sjukdomen och färre människor behandlas med antibiotika. I vissa fall, förutspår de, kan användningen av antibiotika stoppa utbrotten helt.

Fallen ökar

Att ta reda på bättre planer för att hantera kolera är särskilt brådskande eftersom utbrotten har ökat. Fall och dödsfall har ökat med ungefär en tredjedel under det senaste året, troligen relaterat till massfördrivning och naturkatastrofer. "Vi tyckte det var bra på några specifika platser, och nu har det kommit ut igen", säger Ahmed.

När klimatförändringar och extrema väderhändelser blir vanligare kan störningar i infrastrukturen leda till kolerautbrott i länder som ännu inte har upplevt sjukdomen.

Forskarna betonar att det krävs mer arbete innan deras arbete kan motivera förändringar av hur regeringar behandlar kolera. Forskare måste avgöra om resultaten visas i mer komplexa simuleringar som inkluderar faktorer som koleravaccin, och de måste ta reda på tumreglerna för att snabbt uppskatta om sjukdomen sprider sig tillräckligt långsamt för att aggressiv antibiotikaanvändning ska vara ett bra samtal.

"Hämtmaten är inte "OK, låt oss ge folk antibiotika", säger Keegan. "Detta är ett första steg i att förstå användningen av antibiotika som ett sätt att kontrollera utbrottet."

"Om resultaten fortsätter att vara så övertygande", tillägger Ahmed, "och vi kan replikera dem i olika miljöer, då pratar vi om att ändra våra riktlinjer för antibiotikabehandling av kolera. Det här är ett riktigt bra exempel på att använda data för att kontinuerligt förbättra våra riktlinjer och våra behandlingsbeslut för även väletablerade sjukdomar."

Dessa resultat publiceras iBulletin of Mathematical Biologysom "ett teoretiskt ramverk för att kvantifiera avvägningen mellan individuella och befolkningsfördelar med utökad antibiotikaanvändning".

Arbetet finansierades av Centers for Disease Control and Prevention (bidragsnummer 1U01CK000675 och 1NU38FT000009-01-00) och Myndigheten för sjukvårdens forskning och kvalitet (bidragsnummer 5K08HS026530-06).

Källor: