Antibiotikaresistente bakterier er en av de største helsetruslene verden står overfor, ifølge Verdens helseorganisasjon. Det er derfor viktig å se nøye på all bruk av antibiotika og antibiotikaresistensgener som ikke er strengt nødvendig for å sikre at vi videre kan bekjempe infeksjoner hos mennesker og dyr. Dette gir et press på å kutte bruken av disse genene som finnes i genmodifiserte planter.
Produsentene av genmodifiserte planter bruker ofte antibiotikaresistensgener for å lettere kunne velge ut de plantene som inneholder nye ønskede egenskaper. De er ikke nødvendig for plantens funksjon, men i mange tilfeller forblir genet i planten og kan potensielt spres til bakterier. Vil da genmodifiserte planter kunne utgjøre en risiko for økt antibiotikaresistens i naturen? Dette er et kontroversielt tema blant både fagfolk, politikere og myndigheter.
Vet for lite
Vi vet at det finnes naturlige resistente bakterier i ulike miljø, som i for eksempel jord, vann og slam. Men, det er veldig få studier som sier noe om forekomsten av disse genene i ulike miljøer rundt om i Europa, og de fleste av studiene viser til lav forekomst av resistensgenene utenfor sykehus. Et eventuelt utslipp av planter som inneholder disse genene vil i teorien kunne endre konsentrasjonen av genene i ulike miljø. Dermed vil de også endre eksponeringen av resistensgener til ulike bakterier, som igjen kan ta opp disse genene.
Det er kjent at noen bakterier kan ta opp DNA fra omgivelsene sine, for eksempel fra jord. Bakterier kan også overføre DNA seg imellom. Dette kan føre til bakterier som blir motstandsdyktige mot ulike antibiotika. At en plante inneholder antibiotikaresistensgener, betyr at det i teorien er mulig at dette genet kan tas opp av enkelte jordbakterier, og eventuelt tarmbakterier hvis planten også er godkjent som fòr eller mat. I verste fall kan dette føre til at viktige antibiotika ikke kan brukes ved infeksjoner forårsaket av den bakterien som har utviklet resistens.
Kartlegger naturlig forekomst
Vi i Genøk- Senter for biosikkerhet, holder på med et prosjekt hvor vi kartlegger forekomsten av de mest vanlige antibiotikaresistensgenene som blir brukt i planter. GenØk analyserer prøver fra pattedyr, vann, avløp og jord som blir utsatt for antibiotika i ulik grad for å kunne si noe om den naturlige forekomsten.
Antibiotikaresistensgener finnes for eksempel i genmodifisert mais, potet og bomull. Det har skjedd fremskritt i teknologien som i dag gjør det unødvendig å bruke antibiotikaresistensgener når vi lager genmodifiserte planter. Men, det er likevel mange planter som i dag er godkjente, og som er under godkjenning til bruk i EU, som inneholder disse genene. Norge har et nasjonalt forbud mot planteprodukter med antibiotikaresistensgener.
Spørsmålet vi står igjen med
I Norge dyrkes det ingen av disse plantene i dag, men det kan bli en realitet i fremtiden. Per i dag finnes det liten kunnskap om resistenssituasjonen i ulike miljøer i Norge. Det er derfor viktig å kartlegge hva som allerede finnes av resistens for å bedre forstå hvordan ulike miljøer kan bidra til å spre resistens. På den måten kan vi også skaffe oss kunnskap for å kunne evaluere betydningen av eventuelle utslipp av genmodifiserte planter som inneholder antibiotikaresistensgener.
Spørsmålet vi må finne svar på er om bruken av planter som har antibiotikaresistensgener vil kunne være med på å drive utviklingen av motstandsdyktige bakterier. Å kartlegge forekomsten av disse genene i de ulike miljøene vil derfor være viktig og nødvendig for å kunne overvåke og følge med om resistenssituasjonen blir verre.
I november for 14 år siden knakk det greske oljetankskipet Prestige i to – under en voldsom storm – i Biscayabukta. Skipet var lastet med 77 000 tonn råolje. Flere tusen kilometer kystlinje i Spania, Portugal og Frankrike ble forurenset, og mer enn tusen strender ble ødelagt. Dette er en av historiens verste oljekatastrofer i Europa.
De økonomiske konsekvensene var store. Mye sto på spill. Hvem skulle få forsikringspengene, og hvem måtte betale for opprydningen etter katastrofen?
Ulykken skjedde i et havområde da bølger fra to ulike stormsentre krysset hverandre. Det store spørsmålet for rederi, forsikringsselskap og den spanske stat var om de kryssende bølgene gjorde situasjonen farligere, mindre farlig eller om bølgekryssingen var irrelevant for ulykken.
– Mange har antatt at den kryssende sjøen under oljekatastrofen var farligere enn vanlig sjø. Denne antakelsen er også gammel sjømannsvisdom, men ingen har visst om den har noe med virkeligheten å gjøre, forteller professor Karsten Trulsen på Matematisk institutt ved Universitetet i Oslo.
Matematikeren har siden oljekatastrofen forsket på kryssende bølger. Han konkluderer nå at ingen av partene hadde rett. Sannheten ligger et sted midt imellom.
Saken tok mange år i det spanske rettsvesenet og ble avgjort i spansk høyesterett først i januar 2016. De spanske myndighetene mente at kapteinen opptrådte uansvarlig og at skipet var i så dårlig stand at det ikke tålte belastningene. Forsikringspengene skulle derfor tilfalle den spanske stat. Rederiet og kapteinen mente derimot at hendelsen til sjøs var svært uvanlig. De påstod at ulykken var forårsaket av en ekstrembølge og ikke skyldtes verken dårlig skip eller dårlig sjømannskap.
De forskerne som forsvarte rederne, hevdet at havtilstanden var spesielt farlig. Det amerikanske svaret på Det Norske Veritas, American Bureau of Shipping, sa at skipet var sjødyktig, men var blitt utsatt for en unormalt stor påkjenning.
De spanske myndighetene lente seg på den spanske bølgeforskeren Antonia Lechuga, som poengterte at kryssende sjø reduserer faren for ekstrembølger og at skipet derfor måtte ha vært i dårlig forfatning. Denne analysen passet myndighetene. Da kunne de påstå at skipet ikke var sjødyktig og ikke burde ha seilt.
– For oss ser det ut til at bølgesystemene i kryssende retninger ikke vekselvirket på en slik måte at ekstreme bølger var mer sannsynlige enn i vanlig sjø. Det kan ha skjedd, men vi har kommet frem til at sannsynligheten er like stor for at ekstrembølgen bare kom fra én storm. Bølgene var farlige, men ikke farligere enn det rederiet påstår eller mindre farlig, slik den spanske staten hevder. Kryssende sjø ser derfor i praksis ut til å være irrelevant for å forklare ulykken, poengterer Trulsen.
I det 25 meter lange bølgelaboratoriet i kjelleren i matematikk-bygningen på Blindern undersøker professor Karsten Trulsen hvordan bølger oppfører seg under ulike scenarioer. (Foto: Yngve Vogt)
Dom med matematiske feil
Han kaller den spanske dommen for selsom.
– Dommeren var ikke villig til å bruke sannsynlighetsbegrepet for en bølgehevelse. Retten sier at ting enten har skjedd eller ikke skjedd, og at det ikke er rom for sannsynligheter. Men hele diskusjonen om ekstrembølger handler nettopp om sannsynligheter.
Dommen slo fast at kapteinen opptrådte uansvarlig og at skipet ikke var sjødyktig.
Alle partene diskuterte bølgeteori. Selv om Trulsen mener at alle partene tok matematisk feil, heller konklusjonen hans litt mer mot den spanjolene forfektet, nemlig at sannsynligheten var størst for at ulykken ikke skyldtes en ekstremt høy bølge.
– Den spanske bølgeforskeren hadde ikke kontroll på velkjent bølgeteori. Han vrir og dreier på argumentene og gjør flere grunnleggende, matematiske feil for å komme frem til det svaret som arbeidsgiveren hans, den spanske stat, vil like.
Trulsen sier at selv om den spanske matematikeren burde ha erkjent at det han skrev, ikke var riktig, fikk han i det minste satt en stopper for mediespekulasjonene.
– En av de mange matematiske feilene han gjorde, handler om uniforme bølger. Uniforme bølger kan bli påvirket av en liten forstyrrelse, og forstyrrelsen kan vokse seg vilkårlig stor, før den forsvinner igjen. Den spanske bølgeforskeren påstår at uniforme bølger ikke blir ustabile av bølger som kommer inn fra siden. Bølgene var dessuten ikke uniforme. De var irregulære. Irregulære bølger er helt usystematiske og lar seg forstyrre på samme måte. Alle hans teoretiske betraktninger er derfor helt irrelevante, påpeker Karsten Trulsen.
Apollon har gjentatte ganger forsøkt å innhente kommentar fra den spanske bølgeforskeren Antonia Lechuga uten å lykkes.
Knekker bølgekoden
Vinkelen mellom bølgesystemene kan ha mye å si for hvordan bølgene i krysningspunktet oppfører seg.
Under Prestige-ulykken var vinkelen mellom de to bølgesystemene nitti grader. Denne vinkelen påvirker ikke sannsynligheten for store bølger. Eksperimenter på bølgelaboratoriet Marintek i Trondheim har vist at sannsynligheten for ekstreme bølger øker hvis vinkelen mellom de to bølgesystemene reduseres til seksti grader og bølgelengdene er like.
Karsten Trulsen er nå på jakt etter en langt mer generell, matematisk forklaring på kryssende bølger enn det som bølgeforskerne undersøkte i forbindelse med Prestige-ulykken.
– Spørsmålene våre er hva som skjer hvis vinkelen er annerledes, eller om det ene bølgesystemet kommer fra en nærliggende storm og det andre er dønninger fra en storm langt borte.
I underetasjen på Niels Henrik Abels hus på Blindern, der Matematisk institutt holder til, har universitetet et svært bølgelaboratorium der de kan undersøke en rekke bølgefenomener eksperimentelt.
Her forsøkte masterstudent Lisa Rye for noen år siden å finne ut av hva som skjer når bølger møtes fra diametralt motsatte retninger. Det er bølger der vinkelen mellom de to bølgesystemene er 180 grader.
– Svaret hennes er entydig. Det blir klart færre ekstreme bølger når de kolliderer med hverandre. Motgående bølger demper havets evne til å fremprovosere ekstreme bølgehendelser. Det er det stikk motsatte av det folk flest tror.
Det neste spørsmålet til Trulsen er hva som skjer om det kommer to sett bølger fra samme retning, der det ene bølgesystemet er fra en nærliggende storm og det andre bølgesystemet er fra en annen storm bak den nærliggende. I mastergraden viste Shkurta Olluri at bølgene fra den nære stormen er korte og krappe, mens bølgene fra den fjerne stormen er lange og slake.
– Også her er svaret entydig. Bølgene fra to stormer i samme retning vil redusere havets evne til å fremstille overraskende store hendelser.
De norske matematikerne har også undersøkt hva som skjer om den fjerntliggende stormen er på andre siden av havet. Vegar Klem Hafnor viser i en masteroppgave fra i år at avstanden mellom bølgene fra en fjerntliggende storm vil være så lang at de bare vil oppleves som om havet går langsomt opp og ned.
– Konklusjonen er den samme. Kombinasjonen av bølgene fra disse to stormene demper også havets evne til å lage store enkeltbølger.
Dagens bølgetank er lang og smal. Matematikerne kan derfor ikke bruke den til å eksperimentere med bølger fra andre vinkler.
De søker nå penger til et nytt bølgebasseng i det gamle fyrrommet i Matematikkbygningen. Her skal de kunne sette opp mange uavhengige bølgegeneratorer, slik at de kan lage alle typer bølger som kommer med vilkårlig vinkel på hverandre.
– Med dette laboratoriet kan vi prøve ut mange flere ting til en langt billigere penge og avsløre langt mer av bølgenes hemmeligheter enn om vi skulle ha leid oss inn hos kommersielle aktører som Marintek i Trondheim og konkurrert om plassen med skipsindustrien, forteller matematikeren.
Han tar samtidig et oppgjør med skipsindustriens tradisjonelle holdning til ekstrembølger.
Når skipsindustrien skal beregne hvor sikre båtene skal bygges, forholder de seg vanligvis til sentralgrenseteoremet i statistikk, der man har lagt sammen uavhengige bølgebidrag. Da får man en gaussisk fordeling på hvordan bølgene blir.
– Når industrien bygger skip, må de anta at sjøen er farlig. Tradisjonelt har de brukt den gaussiske fordelingen til å beregne sannsynligheten for ekstreme bølger.
Faren for ekstreme bølger er faktisk større enn det den internasjonale skipsindustrien vanligvis har forholdt seg til.
I den nylige vitenskapelige artikkelen om Prestige-ulykken slår Trulsen og medforfatterne hans fast at sannsynligheten for den maksimale kamhøyden til bølgene er så mye som fem til seks prosent større enn i gaussisk sjø. Kamhøyden er definert som forskjellen mellom det høyeste punktet i en bølge og middelvannstanden.
Matematikerne påpeker at den matematiske modellen for gaussisk sjø ikke er riktig. Den gaussiske teorien forutsetter at bølgene er uavhengige av hverandre. Det stemmer ikke.
– Selv om den tradisjonelle skipsindustrien forholder seg til den gaussiske modellen, tar offshore inn over seg at bølger er litt farligere. Dette er spørsmål om kostnader. Hvis du skal bygge verdens tryggeste skip, bruker du alle pengene dine. For offshore er konsekvensene av en oljeulykke så store at man tar litt ekstra i når det gjelder sikkerhet, poengterer Trulsen.
DNV GL (Det Norske Veritas) skriver i en e-post til Apollon at de ikke deler den oppfatningen at resultatene til UiO om at havoverflaten avviker fra gaussisk teori, er veldig nye eller veldig kontroversielle.
– Det er velkjent at havoverflaten ikke er eksakt gaussisk. All teori er bare en approksimasjon av den virkelige havoverflaten, poengterer visekommunikasjonsdirektør Per Wiggo Richardsen i DNV GL.
Det Norske Veritas mener likevel det vitenskapelige bidraget fra UiO er viktig for bedre å kunne forstå når sannsynligheten øker for ekstreme bølger.
Behandlingsopplegget er utvikla i perioden 2012-2015 av forskarar frå Universitet i Agder i samarbeid med legar og sjukepleiarar frå Sørlandet sjukehus, pasientorganisasjonar og Kristiansand kommune.
– Målet med elektroniske helsetenester er å forenkle kvardagen for pasienten og effektivisere helsevesenet, seier Berglind Fjóla Smáradóttir.
Ho er utdanna sjukepleiar og stipendiat ved Universitet i Agder (UiA), knytt til Senter for ehelse og omsorgsteknologi ved UiA i Grimstad. Smáradóttir disputerte nyleg med ei avhandling om brukarinvolvering i utvikling av elektroniske helsetenester. Forskinga er ein del av EU-programmet United4Health, som vert gjennomført i fleire byar og ved fleire universitet i Europa. Målet for programmet er å utvikle nye digitale helsetenester.
Forenkling
– Eit digitalt opplegg med nettbrett og telesentral er ein vinn-vinn-situasjon for pasient og samfunn. Pasienten får trygg oppfølging heime og meistrar eigen sjukdom betre. Målet er å unngå nye sjukehusinnleggingar, seier Smáradóttir.
Saman med brukarane har ho vore med og utvikla eit dataprogram som ligg lett tilgjengeleg på skjermsida straks du slår på eit heilt vanleg nettbrett. Systemet har ingen kompliserte menyval. Du loggar deg inn med eitt tastetrykk. Ikon, fargar, skriftbilete, tekst og design er tydelege. Enkle søkefunksjonar gir lege og sjukepleiar all informasjon om pasienten frå éin database.
Berglind Fjóla Smáradóttir. (Foto: Atle Christiansen / Universitetet i Agder)
– Ofte vert feil og manglar funnen for seint når ein utviklar slike tenester. Men her har vi unngått det ved at brukarane vart involvert frå byrjinga av prosjektet. Dei har kome med nyttige innspel som har endra funksjonar og bruksmåten av nettbrettet, ikkje minst har forslaga gjort nettbretta enklare å bruke, seier Smáradóttir.
Tett oppfølging av brukarane er nødvendig for å lykkast med å utvikle enkle elektroniske hjelpemiddel. Feltobservasjonar undervegs, både heime hos pasienten, på sjukehus, sjukeheim og andre relevante stader, har også vist seg å vere viktig for å forstå teknologi, pasient og helsevesen i samanheng.
– Mot slutten av slike prosjekt bør også teknologien bli testa ut der han skal brukast, seier Smáradóttir.
Doktorarbeidet til Smáradóttir viser at involvering av brukarane er ein effektiv metode for å forenkle og effektivisere dei elektroniske helsetenestene. Rundt 35 brukarar frå Landslaget for hjarte og lungesjuke (LHL), pasientar, sjukepleiarar, legar og IKT-spesialistar har vore med og utvikla programvare og design til nettbrett og ein telemedisinsk sentral, sistnemnde styrt av spesialtrente sjukepleiarar.
– Aktørane har prøvd utstyret og kome med forslag til forbetringar undervegs, og det er heilt klart at brukarinvolvering gjer gode idear enda betre, seier Smáradóttir.
Ho medgir at det gir meir arbeid å involvere brukarane, men det gir også meir brukarvenlege og effektive system, og da er det meir sannsynleg at det vert tatt i bruk. Prosjektet gjekk gjennom fleire rundar med endringar etter innspel og evalueringar frå brukarane. Pasientar, legar og sjukepleiarar har også gjennomført rollespel som vart filma, analysert og fortolka for å finne ut på kva måte systemet best kunne fungere for alle partar. Smáradóttir har også vore heime hos brukarane, observert dei når dei brukte nettbrettet og gjort fleire intervju med pasientane og dei andre brukarane.
Ofte er kolspasientar så utmatta at eit sjukehusbesøk i seg sjølv kan forverre sjukdommen. Derfor passar det særleg godt for denne pasientgruppa å få helsetenestene levert via nettbrett.
Smáradóttir vedgår at det kan høyrest brutalt ut å overlate ein kolspasient med pustevanskar til seg sjølv og eit nettbrett. Men pasientar og pårørande i prosjektet har meldt tilbake at dei føler seg tryggare med denne typen behandlingsform. Alternativet er gjerne å ringje etter drosje når ein kjenner seg dårleg, karre seg ut i all slags vêr og kome seg til fastlege eller sjukehus.
Menneskeleg kontakt
Pasienten er dessutan ikkje aleine med seg sjølv og elektronikken, men har via nettbrettet direkte kontakt med ein spesialtrent sjukepleiar på ein telemedisinsk sentral. Pasienten måler sjølv puls og oksygenmetting i blodet, og svarar på spørsmål om sjukdomsutviklinga via nettbrettet. Informasjonen går direkte frå nettbrettet til sjukepleiaren på sentralen. Sjukepleiaren vurderer resultata og har eit videomøte med pasienten.
Dersom sjukdommen har forverra seg, kan sjukepleiaren setje i gang tidlig hjelp heime hos pasienten. Sjukepleiaren kan foreslå endring av medisineringa eller andre tiltak og på den måten kan pasienten unngå enda ei innlegging på sjukehus.
Alle dei ti fagfellevurderte artiklane Smáradóttir har skrive i samband med doktorarbeidet, vart akseptert utan dikkedarar av tidsskrift og konferansearrangørar. Ph.d.-kandidaten sjølv meiner det kjem av temaet er aktuelt og at studiane hennar derfor er relevante, men det er nok også grunn til å tru at arbeida held høg kvalitet. Utvikling av teknologi ligg elles i tida og er relevant for mange, ikkje minst i helsevesenet.
Samhandlingsreforma (2012) har overført meir ansvar for samarbeidet mellom heimebaserte helsetenester, fastlegen og sjukehuset til kommunane. Helsekøar og skorten på helsepersonell medfører at kommune-Norge må vere villige til å prøve ut nye helsetenester for å klare å ta seg av eldre og sjuke i tida framover, sett i det lys, er digitale løysingar riktig medisin, i alle fall dei løysingane som fører til færre sjukehusinnleggingar.
Om lag halvparten av doktorarbeidet hennar er forsking på utviklinga av ei ny digital helseteneste for kronisk sjuke kolspasientar. Den andre halvparten dreiar seg om teknologisk samkøyring av system for helsetenester i fire kommunar og om tekniske løysingar for blinde som bruker mobiltelefon. Ho disputerer i oktober og håper å bli tilsett i ei postdoktor-stilling ved UiA etter jul.
– Eg vil gjerne halde fram med å forske på teknologiutvikling med brukarinvolvering, seier Smáradóttir.
Referanse:
Smaradottir Berglind m.fl: User-centred Design and Evaluation of Health Information Technology. Doktorgradsavhandling ved Universitetet i Agder, 2016. Sammendrag
