Das Problem der Antibiotika-Resistenzen greift weltweit immer weiter um sich. Doch welche Regionen haben am stärksten mit diesem Phänomen zu kämpfen? Um diese Frage zu beantworten, haben Forscher nun unter anderem Abwasserproben aus aller Welt nach resistenten Keimen untersucht. Ihre globale Karte der Resistenzen zeigt: In Afrika, Asien und Südamerika ist das Resistenzproblem besonders groß.
Die alten Waffen der Medizin gegen bakterielle Erreger werden zunehmend stumpf: Viele Bakterien, darunter der berüchtigte Krankenhauskeim MRSA, sind inzwischen gegen gleich mehrere Antibiotika-Klassen immun. Bereits resistente Mikroben geben ihre gefährlichen Eigenschaften dabei nicht nur an ihre eigenen Nachkommen weiter. Sie können sie auch an andere Stämme und Arten übergeben und dadurch zu einer noch schnelleren Verbreitung der Resistenzen beitragen. Das hat fatale Folgen: Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) schätzt, dass aktuell rund 700.000 Menschen pro Jahr aufgrund von Resistenzen sterben. Bis 2050 könnte diese Zahl sogar auf zehn Millionen steigen.
Fahndung im Abwasser
Doch wo ist das Problem der Resistenzen weltweit am größten? Um dies herauszufinden, haben Forscher um Rene Hendriksen von der Technischen Universität Dänemark in Lyngby nun Abwasserproben aus 74 Städten in 60 Ländern untersucht. “Die Analyse von Abwasser ist eine kostengünstige und einfache Methode, um festzustellen, welche Bakterien und Resistenzen in einer bestimmten Region verbreitet sind”, erklärt Hendriksens Kollege Frank Aarestrup. Für ihre Auswertung sammelten die Wissenschaftler sämtliches in den Proben vorhandenes DNA-Material und konnten so in Bakterien verbreitete Resistenzgene nachweisen.
Insgesamt entdeckte das Team bei seiner Fahndung im Abwasser 1546 unterschiedliche Bakteriengattungen – von Escherichia über Streptococcus bis hin zu den unter anderem als Erreger von Lungenentzündung und Meningitis bekannten Acinetobacter. Dabei identifizierten Hendriksen und seine Kollegen 1625 unterschiedliche Resistenzgene, darunter einige, die sich ihnen zufolge erst vor kurzem entwickelt haben. Die meisten dieser genetischen Anpassungen vermitteln den Mikroben unter anderem Resistenzen gegen Tetrazykline, Beta-Lactam-Antibiotika, Aminoglykoside und die Wirkstoffklasse der Sulfonamide.
Asien und Afrika als Hotspots
Bei der Auswertung der Daten stellte sich wie erwartet heraus, dass Resistenzen gegen Antibiotika und Co global keineswegs gleichmäßig verteilt sind. Wie die Forscher berichten, lassen sich die untersuchten Länder grob in zwei Kategorien einteilen. In Nordamerika, Westeuropa, Australien und Neuseeland ist das Resistenzniveau demnach insgesamt am niedrigsten. Staaten in Asien, Afrika und Südamerika haben im Vergleich deutlich stärker mit Resistenzen zu kämpfen. Auch in Bezug auf die Vielfalt an Resistenzen stellten die Wissenschaftler länderspezifische Unterschiede fest. So wiesen sie in Australien und Neuseeland die geringste Diversität an Resistenzgenen nach, in Brasilien, Indien und Vietnam die größte. “Diese Länder könnten daher Hotspots für die Entstehung neuer Resistenzmechanismen darstellen”, schreibt das Team.
Die unterschiedliche Ausprägung des Resistenzproblems lässt sich Hendriksen und seinen Kollegen zufolge zwar auch, aber nicht allein durch das Ausmaß des Antimikrobiotika-Gebrauchs erklären. Welche Faktoren also wirken sich noch auf das Resistenzniveau in den einzelnen Ländern aus? Dieser Frage gingen die Wissenschaftler nach, indem sie ihre Ergebnisse mit Informationen der Weltbank verglichen – Datensätzen, die zum Beispiel Auskunft über die Entwicklung eines Staates und den Gesundheitszustand seiner Bevölkerung geben. Es offenbarte sich: Die meisten Variablen, die im Zusammenhang mit dem Auftreten von Resistenzen zu stehen schienen, hatten mit den sanitären Bedingungen und der öffentlichen Gesundheit zu tun. “Unsere Ergebnisse zeigen, dass eine sehr effektive Strategie im Kampf gegen Resistenzen die Verbesserung der sanitären Bedingungen ist”, konstatiert Aarestrup.
Überwachungssystem für Resistenzen
Die bei den Analysen identifizierten Einflussfaktoren nutzte das Forscherteam anschließend, um das Niveau der antimikrobiellen Resistenzen auch für andere Länder und Regionen abzuschätzen. Das Ergebnis ist eine Weltkarte, die zeigt, wo die Entwicklung am kritischsten ist: Tansania, Vietnam und Nigeria führen die Liste der Länder mit dem größten Resistenzproblem demnach an. Die niedrigsten Resistenzwerte finden sich den Forschern zufolge dagegen unter anderem in den Niederlanden, Neuseeland und Schweden.
Aarestrup und seine Kollegen hoffen, dass sich ihre Forschungsarbeit auch in Zukunft als nützlich erweisen wird. So könnten die aus dem Abwasser gewonnenen Gendaten zum Beispiel genutzt werden, um die Entstehung und Ausbreitung von Resistenzgenen nachzuvollziehen. Denkbar wäre nach Ansicht der Wissenschaftler zudem, eine Art Abwasserüberwachungssystem einzurichten, um das Auftauchen neuer Resistenzen möglichst schnell zu bemerken. “Dies wäre günstig und zudem ohne ethische Prüfung möglich, da das DNA-Material nicht zu einzelnen Personen zurückverfolgt werden kann. Beide Faktoren machen diesen Ansatz leicht umsetzbar – auch in Entwicklungsländern”, schließt Aarestrup.
Quelle: Rene Hendriksen (Technische Universität Dänemark, Lyngby) et al., Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-019-08853-3
Wie Cannabinol den Schlaf fördert
