Antibiotika-Abbauprodukte aus Kläranlagen fördern Antibiotikaresistenz – Studie der University of Queensland und der University of Exeter

Wenn Menschen eine Antibiotikakur einnehmen, wird der grösste Teil des Wirkstoffs nicht im Körper „verbraucht“, sondern passiert ihn weitgehend unverändert und wird wieder ausgeschieden.

Über das Abwasser gelangt dieser Rest in die Kanalisation, erreicht eine Kläranlage, durchläuft dort die Aufbereitung und wird anschliessend über den Ablauf in Flüsse oder ins Meer eingeleitet.

Lange galt – plausibel genug – die Annahme, dass die Behandlung in der Kläranlage das Problem erledigt. Neue Forschung deutet jedoch darauf hin, dass das nicht oder zumindest nicht vollständig stimmt.

Denn das, was am Ende aus der Anlage herauskommt, kann weiterhin Antibiotikaresistenz in Bakterien fördern – teils nahezu genauso stark wie der ursprüngliche Wirkstoff.

Geleitet wurde die Untersuchung von der University of Queensland (UQ) und der University of Exeter.

Im Mittelpunkt standen Antibiotika-Transformationsprodukte – also jene chemischen Verbindungen, die entstehen, wenn Antibiotika abgebaut werden. Die Studie zeigt: Diese Abbauprodukte können in ähnlichem Ausmass Resistenz antreiben wie die Antibiotika selbst.

Das Kläranlagen-Problem

Bis zu 90 Prozent der Antibiotika, die wir einnehmen, passieren den Körper und landen im Abwassersystem.

Kläranlagen sollten eigentlich der Ort sein, an dem diese Belastung kontrolliert wird – in der Praxis ist die Lage jedoch deutlich komplexer.

„Die Abwasserbehandlung gilt weithin als wirksam, um Antibiotikakonzentrationen und biologische Aktivität zu senken, wenn auch nicht unbedingt vollständig zu beseitigen“, sagte Pooja Lakhey, Doktorandin an der UQ.

„Unsere Forschung zeigt, dass Kläranlagen als versteckte Reservoirs biologischer Aktivität wirken können, wobei sowohl Antibiotika als auch ihre Nebenprodukte zur Resistenz beitragen.“

Dafür entnahm das Team Abwasserproben in Queensland sowie in Cornwall in England – zwei sehr unterschiedliche Rahmenbedingungen, getrennt durch Geografie und Klima, aber mit derselben Tendenz.

An beiden Orten entwickelten Bakterien Resistenzen, sobald sie Abbauprodukten aus drei unterschiedlichen Antibiotikaklassen ausgesetzt waren.

Rückstände sind genauso gefährlich

Besonders beunruhigend ist, wie wirksam sich diese Abbauprodukte erweisen. Abbau bedeutet offenbar nicht automatisch Entschärfung.

„In einigen Fällen lösten die Abbauprodukte Resistenzen bei derselben Expositionshöhe aus wie die ursprünglichen Antibiotika. Das deutet darauf hin, dass Antibiotika auch nach dem Abbau die Fähigkeit behalten können, Antibiotikaresistenz in Bakterien zu fördern“, erklärte Lakhey.

Weder Programme zur Abwasserüberwachung noch umfassendere Umweltmessungen erfassen diese Verbindungen routinemässig.

Gemessen werden meist die ursprünglichen Wirkstoffe – ihre chemischen „Nachfolger“ dagegen kaum.

Dadurch dürfte das Ausmass des Problems seit Langem unterschätzt worden sein, und Umwelten, die nach bisherigen Daten als unbedenklich gelten, könnten in Wirklichkeit weniger sicher sein als angenommen.

Eine stille Pandemie

Antibiotikaresistenz zählt bereits zu den gravierendsten Problemen der öffentlichen Gesundheit weltweit – und zugleich zu den am wenigsten sichtbaren.

„Antibiotikaresistenz ist eine grosse globale Gesundheitsbedrohung, bezeichnet als die ‚stille Pandemie‘, die bereits zu 5 Millionen Todesfällen pro Jahr beiträgt“, merkte Lakhey an.

Resistenzen verbreiten sich über viele Wege – Krankenhäuser, Landwirtschaft, Gemeinschaften – und auch Gewässer gehören dazu.

Resistente Bakterien, die sich in Flüssen und Küstengewässern anreichern, bleiben nicht dort. Sie erreichen Menschen, die in betroffenen Bereichen schwimmen, fischen oder aus solchen Quellen Trinkwasser beziehen.

Versorger sind nicht die Bösewichte

Es liegt nahe, die Abwasserinfrastruktur als eigentlichen Schwachpunkt zu betrachten. Ganz so einfach ist es jedoch nicht.

„Wasserversorger sind nicht der Grund für antimikrobielle Resistenz, aber leider müssen sie mit allem umgehen, was heruntergespült wird“, sagte Dr. Jake O’Brien von der Queensland Alliance for Environmental Health Sciences (QAEHS).

„Sie sind entscheidend dafür, dass wir Proben bekommen, und viele sind daran interessiert, Probleme anzugehen, sobald wir sie identifiziert haben. Die eigentlichen Probleme sind, dass Menschen zu viele Antibiotika verwenden und ihre Abbauprodukte weiterhin Antibiotikaresistenz antreiben.“

Frühere Forschung desselben Teams verfolgte die Konzentrationen von rund 100 antimikrobiellen Wirkstoffen und ihren Transformationsprodukten in 50 Kläranlagen in Australien.

Die Belastungen in den Wassersystemen waren hoch. Gleichzeitig wurden aber auch Standorte identifiziert, an denen die Entfernung deutlich besser funktionierte – ein Hinweis darauf, dass die Herausforderung nicht zwangsläufig unlösbar ist.

Einige Anlagen schneiden bereits besser ab als andere. Wenn klar wird, warum das so ist, könnten daraus praktische Verbesserungen entstehen, ohne die Infrastruktur komplett neu bauen zu müssen.

Neu bewerten, was gemessen wird

Murray an der University of Exeter wies auf eine konkrete Lücke in der bisherigen Risikobewertung hin.

Regulatorisch stehen vor allem die ursprünglichen Substanzen im Fokus; was daraus während der Behandlung entsteht, wurde meist nachrangig betrachtet.

„Wir empfehlen eine Risikobewertung, die die Auswirkungen sowohl der ursprünglichen Chemikalie, etwa eines Antibiotikums, als auch der Bestandteile berücksichtigt, in die sie durch die Behandlung zerfällt“, sagte Dr. Aimee Murray von der University of Exeter.

„Wir müssen uns hin zu Behandlungsprozessen bewegen, die die Gefahr verringern können, dass all diese Elemente Resistenz antreiben“, schloss sie.