Die rasche Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen (AMR) auf der ganzen Welt stellt eine Krise an vielen Fronten dar. Schwer oder gar nicht behandelbare Infektionen verursachen erhebliche Belastungen für die öffentliche Gesundheit und die Wirtschaft, stellen aber auch eine ernsthafte Bedrohung für die Ernährungssicherheit dar.
Zweifellos hat die unvorsichtige Verabreichung von Antibiotika den evolutionären Druck zur Entstehung resistenter Bakterienstämme erhöht, aber das Problem geht viel weiter als der unverantwortliche Einsatz dieser Medikamente für die Humanmedizin.
Etwa ein Drittel des gesamten Antibiotikaverbrauchs im Vereinigten Königreich entfällt auf die Landwirtschaft – und weltweit ist diese Zahl so viel höher. Im Wesentlichen werden die gleichen Antibiotika zur Behandlung von Menschen und Tieren verwendet, was die Befürchtung weckt, dass sich resistente Bakterienstämme auf Farmen entwickeln, die Umwelt kontaminieren und sich schließlich auf den Menschen ausbreiten und schwere Ausbrüche auslösen.
Alarm von Gesundheitsbehörden, der wissenschaftlichen Gemeinschaft, Förderstellen u die Medien hat dazu geführt, dass sich viele Forschungsprogramme auf das Risiko von Antibiotikaresistenzen in landwirtschaftlichen und ökologischen Umgebungen konzentriert haben (sogenannte „eine Gesundheit„Studien), neben der Übertragung von Mensch zu Mensch in Krankenhäusern oder der breiteren Gemeinschaft.
Das Ausmaß, in dem Antibiotikaresistenzen in Farmen oder Flüssen ein Risiko für die öffentliche Gesundheit darstellen, bleibt jedoch umstritten, da es sehr schwierig ist, nachzuverfolgen, wie resistente Stämme (oder Gene) bestehen bleiben und sich zwischen verschiedenen Umgebungen bewegen. EIN aktuelle Analyse stellte fest, dass „ein klarer Mangel an globalen empirischen Beweisen für die Übertragung von AMR aus der natürlichen Umwelt auf den Menschen besteht“.
Glücklicherweise bieten die jüngsten Fortschritte in der genomischen Epidemiologie, die sich während der COVID-Pandemie beschleunigt haben, die Möglichkeit, die Übertragungswege von Bakterien zu ermitteln und dieses Problem anzugehen. Die einfache Prämisse ist, dass die Übertragung zwischen zwei Probenahmeorten oder Wirten – beispielsweise einzelnen Menschen, Tieren oder Umweltquellen – zu Bakterien mit im Wesentlichen identischen Genomsequenzen in beiden Proben führt.
Obwohl dies in Krankenhäusern gut funktioniert, ist es in komplexeren Umgebungen mit vielen potenziellen Infektionsquellen viel schwieriger zu verfolgen. In einem neues Papiermeine Kollegen und ich beschreiben einen Brute-Force-Ansatz für dieses Problem.
Wir haben fast 3.500 Genome von Klebsiella-Bakterien sequenziert, von denen etwa die Hälfte der berüchtigte AMR-Erreger K. pneumoniae war, der Lungenentzündung, Meningitis, Harnwegsinfektionen und Infektionen im Blutkreislauf verursachen kann. Wir haben diese Bakterien aus 6.500 Proben isoliert, die in weniger als 18 Monaten aus einer Reihe von klinischen, kommunalen, veterinärmedizinischen, landwirtschaftlichen, Wildtier- und Umweltquellen in und um die norditalienische Stadt Pavia entnommen wurden.
Der Stichprobenansatz ist entscheidend. Durch den Vergleich von Bakterien, die über einen kurzen Zeitraum und in einer definierten Region gesammelt wurden, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, dass eine Übertragung stattfindet. Auch K. pnuemoniae-Stämme, die gegen Carbapeneme (ein Antibiotikum der „letzten Instanz“, das nur eingesetzt wird, wenn alle anderen Antibiotika versagt haben) resistent sind, verursachen ein großes Problem in den Krankenhäusern dieser Region, sodass die Studie auch Aufschluss darüber gibt, ob diese Resistente Stämme können außerhalb von Krankenhäusern überleben.
Zwei klare Schlussfolgerungen
Die Studie ergab zwei klare Schlussfolgerungen. Erstens gab es außerhalb von Krankenhäusern keine Hinweise auf Carbapenem-resistente Stämme, weder anhand der Genomdaten noch durch direktes Testen der Bakterien. Dies zeigt, dass die Resistenz möglicherweise Kosten verursacht, die es den Bakterien unmöglich machen, mit anderen Stämmen zu konkurrieren, wenn keine Antibiotika vorhanden sind. Sie können sich „Kosten“ so vorstellen, dass die Bakterien die ganze Zeit über volle Rüstung tragen müssen, wenn sie nicht im Kampf sind.
Zweitens bekommen Menschen diese Bakterien fast immer von anderen Menschen und nicht von Tieren oder Umweltquellen. In ähnlicher Weise infizieren Kühe meistens andere Kühe, Pflanzen infizieren meistens andere Pflanzen und so weiter.
Dies bedeutet nicht, dass es nie zu einer Übertragung zwischen verschiedenen Wirten und Umgebungen kommt (z. B. gibt es eine relativ hohe Überlappung von Stämmen zwischen Hunden und Menschen), aber unter dem Strich stellen andere Menschen eindeutig das größte Infektionsrisiko dar.
Entscheidend ist, dass selbst in den seltenen Fällen, in denen Menschen Bakterien von Tieren erworben haben (zoonotische Infektionen), keine Weiterübertragung auf andere menschliche Wirte stattgefunden zu haben scheint. Mit anderen Worten, es gab keine Hinweise auf anhaltende Ausbrüche, die von nichtmenschlichen Quellen ausgingen.
Diese Studie ist aus Sicht der öffentlichen Gesundheit beruhigend, da sie bedeutet, dass unmittelbare öffentliche Risiken durch Standardhygienemaßnahmen oder durch Vermeidung von Aktivitäten mit hohem Expositionsrisiko, wie z Schwimmen in verschmutztem Wasser.
Die Ergebnisse sagen uns auch etwas Wichtiges über die grundlegende Ökologie dieser Bakterien. Barrieren für den Bakterienfluss von einer Wirtsart zur anderen oder zwischen verschiedenen Umweltbedingungen weisen auf reiche und vielfältige ökologische Anpassungen zwischen verschiedenen Stämmen hin. Einfach ausgedrückt, ein Stamm, der an eine Kuh angepasst ist, kann möglicherweise vorübergehend einen Menschen besiedeln, aber er wird angesichts von an Menschen angepassten Konkurrenzstämmen nicht lange bestehen.
Vorbehalte
Es gibt wichtige Vorbehalte zu dieser Studie. Auch mit großem Aufwand und Ressourcen ist es nicht möglich, alle möglichen Infektionsquellen zu beproben. Zum Beispiel ist Nahrung eine wahrscheinliche Quelle von Bakterien, die in dieser Studie nicht gut vertreten ist.
Auch während ähnliche Schlussfolgerungen für andere Bakterienarten in entwickelten Ländern gezogen wurden, einschließlich E coli und Enterococcus faeciumkann das Bild in Entwicklungsländern, in denen der Kontakt zwischen Menschen und Tieren viel enger ist oder in denen der Antibiotikaverbrauch sehr hoch ist, ganz anders aussehen.
Schließlich wäre es äußerst leichtsinnig zu behaupten, dass eine Überschwemmung der Umwelt mit Antibiotika keine langfristigen Folgen für die Ausbreitung von Resistenzen haben wird. Das Auftreten neuer resistenter Bakterienstämme mag ein seltenes Ereignis in der Umwelt sein (obwohl es häufig in Krankenhäusern vorkommt), aber wie die COVID-Pandemie gezeigt hat, kann das „Übergreifen“ neu aufgetretener Krankheitserreger auf den Menschen verheerend sein.
Obwohl solche Veranstaltungen weitaus mehr sind allgemein beschrieben Für Viren als für antibiotikaresistente Bakterien ist es entscheidend, dass diese Bedrohung, wie existentiell oder schwer zu bewerten, weiterhin politische und behördliche Richtlinien beeinflusst.
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