חיידקי מעיים והרעלת מלמין (melamine)

בשנת 2008 חלו כ-300,000 ילדים בסין כתוצאה מצריכת חלב ותחליף חלב אם שזוהמו בכוונה במלמין (melamine - קיצור של melamine resin או melamine formaldehyde). מלמין הוא חומר פלסטי המשמש בתעשייה כחומר מעכב בעירה ומייצב של חומרים פלסטיים. המלמין הוסף בצורה לא חוקית לחלב ותחליף כדי שיווצר רושם מוטעה שהם מכילים  יותר חלבון ממה שיש בהם באמת. בחקירה התברר שלמעלה מ-20 יצרניות של חלב ותחליפיו הוסיפו את החומר.

המבנה הבסיסי (המונומר) של המלמין

רעילות המלנין התבררה לראשונה בשנת 2007, בארצות הברית, כאשר "מגפה" של אבנים בכליות בחיות מחמד, בעיקר חתולים וכלבים, יוחסה למזון שהכיל גלוטן מזוהם במלנין (שיובא מסין).

בספטמבר 2008 "התפרצה" המגיפה בסין, כשילדים רבים אושפזו בבתי חולים כתוצאה מאבנים בכליות. לפחות ששה מהם מתו.

מבט מקרוב על אבן מכליה

בבדיקת ההרכב של האבנים שנוצרו בכליות של הילדים ובעלי החיים החולים הסתבר שאכן הן מורכבות ממלמין, אך החומר המגבש היה חומצה ציאנורית (cyanuric acid) - חומר שאמנם היה במזון של חיות המחמד אך לא היה בחלב ובתחליפיו.

שתי הצורות הטאוטומריות של החומצה הציאנורית -
שימו לב לדמיון של הצורה הימנית למונומר של המלמין

מאיפה הגיעה החומצה הציאנורית לילדים שצרכו את החלב? בילדים קשה לבדוק את זה מן הסתם,  אבל בחולדות אפשר. ויי ג'יה (Jia) ועמיתיו מאוניברסיטת Jiao Tong בשנחאי, חשדו שחיידקים מסויימים בפלורה הטבעית של המעיים אחראים לאספקה החומצה.

בניסוי הראשוני השתמשו החוקרים בשתי קבוצות של חולדות. בקבוצה אחת הוסף למזון במשך ארבעה ימים בתכשיר האנטיביוטי Primaxin  (התכשיר כולל את האנטיביוט imipenem - אנטיביוט רחב טווח מקבוצת הבטא-לקטמים ואת המעכב cilastatin - המעכב את האנזים הכלייתי dehydropeptidase המפרק את ה-imipenem).  אח"כ הוסיפו החוקרים למזונם של החולדות מלמין במשך 15 יום. כמות האבנים בכליות בקבוצת הניסוי היתה נמוכה משמעותית יחסית לקבוצת הביקורת והחוקרים הסיקו מכך שהטיפול באנטיביוטיקה הפחית בצורה משמעותית את החיידקים האחראים להיווצרות האבנים בכליות. בנוסף, הפרישו החולדות של קבוצת הניסוי כמות גדולה יותר של מלמין בצואה.

בהמשך, נאספה צואה של חולדות (שלא טופלו באנטיביוטיקה לתוך מצע גידול בתוספת מלמין. החוקרים מדדו במצע את את תכולת המלמין במשך 36 שעות ומצאו שהיא יורדת, וכתחליף - עולה במצע כמות החומצה הציאנוארית - שכמותה היתה אפסית בהתחלת הניסוי. ג'יה ועמיתיו בודדו מצואת החולדות את החיידק שהתמיר מלמין לחומצה ציאנורית - Klebsiella terrigena. הוספה של חיידקי K. terrigena למזון של החולדות, הגבירה את כמות החומצה בציאנורית בצואת החולדות ואת כמות האבנים שבכליות של החולדות.

Klebsiella terrigena הוא חיידק מעיים לא נפוץ במיוחד בבני אדם. הוא נמצא בכ-1 מתוך כל מאה איש - 1 אחוז. אחוז נמוך זה מתאים לתחלואה שהתרחשה בשנת 2008 בסין - אז מוצרי החלב המזוהמים במלמין הגיעו, על פי הערכה, לכ-30 מיליון תינוקות - כנראה שרק אלה שהיו נשאי החיידק חלו במחלה.

כדי לבדוק את ההשערה יצטרכו החוקרים לחכות למגיפת המלמין הבאה, אך כולנו מקווים שהיא לא תתרחש.

מקורות
תקציר המאמר המקורי מ-Science Translational Medicine: 
Melamine-Induced Renal Toxicity Is Mediated by the Gut Microbiota

סקירה של המאמר המקורי ב-Science now:
Gut Bacteria Conspired in Melamine Poisonings