Forscher entdecken, dass arzneimittelresistenter Umweltschimmel Menschen infizieren kann

Eine neue Studie unter der Leitung des Imperial College London stellt fest, dass sich arzneimittelresistente Schimmelpilze aus der Umwelt ausbreiten und die Lungen anfälliger Menschen infizieren.

Die Forscher fanden sechs Fälle von Menschen, die mit einer arzneimittelresistenten Form eines Pilzes namens Aspergillus fumigatus infiziert waren, die auf Sporen in der Umwelt zurückgeführt werden konnte. Ihre Ergebnisse verwenden Proben aus England, Wales, Schottland und Irland und werden in veröffentlicht Naturmikrobiologie.

Aspergillus fumigatus ist ein umweltbedingter Schimmelpilz, der Lungenpilzerkrankungen verursachen kann. Während Menschen mit gesunder Lunge eingeatmete Sporen beseitigen können, können Menschen mit Lungenerkrankungen oder geschwächtem Immunsystem dies manchmal nicht, was bedeutet, dass die Sporen in der Lunge verbleiben und eine Infektion namens Aspergillose verursachen können. Aspergillose betrifft weltweit 10-20 Millionen Menschen. Die Infektion wird in der Regel mit einem Antimykotikum behandelt, es wurde jedoch über aufkommende Resistenzen gegen diese Medikamente berichtet.

Diese Resistenz hat sich aufgrund der weit verbreiteten landwirtschaftlichen Verwendung von Azol-Fungiziden entwickelt, sagen die Forscher. Azol-Medikamente, die auf ähnliche Weise wirken, sind die Erstlinienbehandlung für Patienten, die mit dem Schimmelpilz Aspergillus fumigatus infiziert sind. Daher bedeutet die Exposition des Pilzes gegenüber Azol-Fungiziden in der Umwelt, dass er oft in einer arzneimittelresistenten Form vorliegt, noch bevor er überhaupt auf den Schimmelpilz trifft Menschen, die es infiziert.

Die Forscher fordern eine stärkere Überwachung von Aspergillus fumigatus in der Umwelt und in der Klinik, um das Risiko zu verstehen, das es darstellt.

Der leitende Autor, Professor Matthew Fisher von der Imperial School of Public Health, sagt: „Das Verständnis der ökologischen Hotspots und der genetischen Grundlagen der sich entwickelnden Pilzresistenz erfordert dringend Aufmerksamkeit, da die Resistenz unsere Fähigkeit zur Vorbeugung und Behandlung dieser Krankheit beeinträchtigt.“

Er fügt hinzu: „Die Prävalenz der arzneimittelresistenten Aspergillose ist von einem vernachlässigbaren Niveau vor 1999 auf heute bis zu 3-40 % der Fälle in ganz Europa gestiegen. Gleichzeitig könnten immer mehr Menschen aufgrund des Wachstums anfällig für eine Aspergillus fumigatus-Infektion sein eine große Zahl von Menschen, die Stammzellen- oder Organtransplantationen erhalten, eine immunsuppressive Therapie erhalten oder an Lungenerkrankungen oder schweren viralen Atemwegsinfektionen leiden.“

In der Studie isolierten die Forscher zwischen 2005 und 2017 218 Proben von Aspergillus fumigatus aus ganz England, Wales, Schottland und Irland. Etwa 7 von 10 Proben stammten von Infizierten (153 Proben von 143 Patienten in fünf Krankenhäusern) und der Rest aus der Umwelt (65 Proben) – einschließlich aus Erde, Kompost, Pflanzenzwiebeln, der Luft und anderen Quellen.

Die Forscher extrahierten die DNA aus den Schimmelpilzproben und sequenzierten sie, um festzustellen, ob es bei den in der Umgebung und bei einigen Patienten gefundenen resistenten Sporen zu einer Überkreuzung kam.

Sie fanden sechs Stämme von Aspergillus fumigatus, die in der Umgebung existierten und sechs Patienten infiziert hatten. Die Forscher sagen, dass die genetischen Ähnlichkeiten darauf hinwiesen, dass sich der Pilz aus der Umgebung auf den Patienten ausgebreitet hatte.

Hauptautorin Dr. Johanna Rhodes vom Imperial MRC Center for Global Disease Analysis innerhalb der School of Public Health sagt: „Immer mehr Fälle von Aspergillose, die in der Klinik beobachtet werden, sind resistent gegen Azol-Medikamente der ersten Wahl. Wir haben es jedoch getan nicht sicher, wie Patienten diese Infektionen bekommen – ob sie sich während der Behandlung der Infektion in der Lunge entwickeln oder ob die Schimmelpilzsporen, die sie infizieren, überhaupt arzneimittelresistent sind.Unsere Studie zeigt, dass beide Infektionswege möglich sind und bestätigt Bedenken, dass vorresistente Schimmelpilzsporen in der Umwelt in die Lungen von Menschen eindringen und diese infizieren können, was schwerer zu behandelnde Krankheiten verursacht.“

Von den 218 Proben war fast die Hälfte (106 Proben) resistent gegenüber mindestens einem der in der Klinik verwendeten First-Line-Azol-Medikamente. Insbesondere waren 48 % (104 Proben) resistent gegen Itraconazol, 29 % (64 Proben) gegen Voriconazol und 21 % gegen Posaconazol. Mehr als 10 % der Proben (26, darunter 23 Umweltproben und 3 von Patienten) waren gegen zwei oder mehr Azol-Medikamente resistent.

In den 218 Proben fanden die Forscher 50 neue Gene, die mit Arzneimittelresistenz in Verbindung gebracht werden. Als sie die DNA genauer untersuchten, fanden sie auch fünf neue Kombinationen von einstelligen Veränderungen in der DNA (sogenannte Single Nucleotide Polymorphisms oder SNPs), die mit Arzneimittelresistenz in Verbindung gebracht wurden, darunter eine, die gegen mehrere Arzneimittel resistent war.

Bei der Untersuchung der Gene der Proben von Aspergillus fumigatus stellten die Forscher fest, dass es zwei unterschiedliche Gruppen gab – Gruppe A (123 der 218 Proben) und Gruppe B (95 Proben). Etwa 80 % der Proben in Gruppe A waren arzneimittelresistent, während etwa 85 % der Gruppe B dies nicht waren. Obwohl die beiden Gruppen unterschiedlich waren, fanden die Forscher Anzeichen dafür, dass sie genetisches Material austauschten und in einigen Fällen neue Versionen von Arzneimittelresistenzen hervorbrachten.

Die Forscher sagen, dass diese Ergebnisse darauf hindeuten, dass das gesamte Spektrum der Azol-Resistenz bei Aspergillus fumigatus noch verstanden werden muss.

Dr. Rhodes sagt: „Unsere Ergebnisse zeigen neue Wege auf, wie resistente Infektionen auf den Menschen übergehen, und zeigen, dass ein besseres Verständnis darüber erforderlich ist, wo und wie Aspergillus fumigatus Arzneimittelresistenzen erzeugt.“