En gruppe forskere har undersøgt 1240 spildevandsprøver fra 351 byer i 111 forskellige lande og opdaget, at bakteriel latent antibiotikaresistens er udbredt over alle verdens kontinenter. Forskningen er koordineret af DTU Fødevareinstituttet i Danmark. De undersøgte antibiotikaresistensgener udgør ikke en stor risiko lige nu, men nogle af dem kommer formentligt til det, vurderer forskerne, der på baggrund af studiet anbefaler en udvidet overvågning af antibiotikaresistens i spildevand. Forskningen er offentliggjort i det anerkendte videnskabelige tidsskrift Nature Communications.
”Forskningen viser, at vi har et latent reservoir af antibiotikaresistens, der er langt mere udbredt i verden, end vi havde regnet med,” siger forsker Hannah-Marie Martiny, der sammen med lektor Patrick Munk fra DTU Fødevareinstituttet er førsteforfatter på studiet.
Forskerne har sammenholdt den geografiske udbredelse af antibiotikaresistensgener, latente såvel som allerede aktive (i det følgende kaldet erhvervede), og fundet en langt større geografisk udbredelse af latente resistensgener end erhvervede.
”For at bremse fremtidig antibiotikaresistens, mener vi, at rutineovervågning af antibiotikaresistens i spildevand, udover at inkludere de allerede erhvervede resistensgener også bør omfatte de latente resistensgener, for også at tage højde for fremtidens problemer,” siger Patrick Munk.
Studiet viser, i overensstemmelse med tidligere undersøgelser, at de erhvervede resistensgener findes i større mængder i Afrika syd for Sahara, i det sydlige Asien og Mellemøsten og Nordafrika-regionen (MENA) end i andre dele af verden.
Håb om at kunne bremse pandemi
Det er en naturlig ting, at bakterier har gener, der kan gøre dem modstandsdygtige overfor antibiotika, og den type gener findes overalt, f.eks. i jord, vand og mennesker. Men vores måde at bruge antibiotika på og andre pres fra miljøet (se afsnittet ”Miljøets pres afgør antimikrobiel resistens” nedenfor) har bragt resistens til at brede sig i en grad, der har fået Verdenssundhedsorganisationen WHO til at kalde antimikrobiel resistens (AMR) for en pandemi.
Når forskere verden over kigger på problemets omfang og udbredelse, fokuserer de typisk på resistensgener, der allerede er i stand til at hoppe mellem bakterieværter. De erhvervede antibiotikaresistensgener udgør nemlig en reel udfordring, fordi de gør behandling af mennesker og dyr med antibiotika vanskelig eller umulig.
En udvidet overvågning vil give håb om, at forskerne kan finde ud af, hvor og hvordan antibiotikaresistens opstår og spredes og kan kortlægge genernes økologi.
”Ved at spore både kendte og latente antibiotikaresistente gener kan vi få et bredt overblik over, hvordan de udvikler sig, skifter værter og spreder sig i vores miljø og dermed kvalificere indsatsen mod antimikrobiel resistens (AMR, red.). Spildevand er en praktisk og etisk måde at overvåge AMR på, fordi det samler affald fra mennesker, dyr og de nærmeste omgivelser,” siger Hannah-Marie Martiny.
Studiet viser også, at der generelt er flere latente resistensgener spredt ud over verden end erhvervede resistensgener. Kun i Afrika syd for Sahara er der lige mange af hver.
”Generelt tror jeg ikke, at vi skal være så bekymrede for de fleste latente antibiotikaresistente gener, men jeg tror, at nogle af dem vil ende med at give problemer, og vi vil gerne vide hvilke af dem; for med den viden kan vi måske forudsige, hvilke bakterier der i fremtiden kan stoppes af hvilken medicin,” siger Hannah-Marie Martiny, der bakkes op af Patrick Munk.
”Når man udvikler nyt antibiotika, hvilket tager mange år, har bakterier måske allerede opfundet nye sakse, der kan ødelæggende det. Hvis vi kan studere begge slags gener over tid, kan vi måske finde ud af, hvilke af de latente gener, der bliver til problematiske resistensgener, hvordan de opstår og spreder sig over geografi og bakterier, og på den måde komme en løsning på antibiotikaresistens nærmere,” siger Patrick Munk.
Latent antibiotikaresistens er kortlagt med funktionel metagenomik
Der er flere måder hvorpå, man kan teste for, om gener giver resistens overfor antibiotika, både ved hjælp af AI-forudsigelser og laboratorieeksperimenter. Der er dog en vis usikkerhed forbundet med computerforudsigelser, som også kan give en uklarhed i fortolkningen af resultaterne.
Latente resistensgener er fundet ved at udtrække DNA fra en prøve, og derefter teste tilfældige DNA-fragmenter for, om de kan give antibiotikaresistens. Metoden kaldes for funktionel metagenomik og foregår ved, at forskerne putter DNA-fragmenter ind i en ufarlig bakterie. De bakterier, som overlever, må have fået et DNA-stykke, som giver resistens. Det betyder dog ikke nødvendigvis at DNA-fragmentet kan hoppe mellem bakterier naturligt ude i miljøet.
Forskellen på latente resistensgener og erhvervede resistensgener er netop, at det er et faktum, at erhvervede resistensgener kan hoppe til nye bakterieværter, mens de latente resistensgener kan hoppe til nye bakterieværter i laboratoriet, men forskerne ved ikke, om de også på et tidspunkt vil kunne gøre det ude i miljøet.
”Vores bekymring er, at de latente resistensgener bliver ligesom de erhvervede resistensgener og altså bliver i stand til at hoppe til forskellige bakterieværter ude i miljøet. Især fordi forskningen jo også viser, at de i stort antal er til stede så mange steder i verden. Det er derfor, vi gerne vil have dem med i overvågningen,” siger Patrick Munk.
I hvor høj grad de latente resistensgener bliver til de problematiske erhvervede resistensgener, ved forskerne altså endnu ikke. Det vil en bred overvågning af både latente og erhvervede resistensgener kunne hjælpe med at svare på.
Kan hindre behandling af infektionssygdomme
Den klassiske måde samfundet bliver opmærksom på de erhvervede resistensgener er, at der findes infektionssygdomme, som ikke kan behandles med antibiotika på grund af resistens. På DTU Fødevareinstituttet findes en stor samling resistensgener, der bruges af læger og forskere over hele verden, når de skal fastslå om en bakterie er antimikrobielt resistent. I nærværende studie er forekomsten af alle de forskellige resistensgener i spildevandsprøverne målt op for at finde frem til deres geografiske og miljømæssige udbredelse.
Miljøets pres afgør antimikrobiel resistens
Miljøet er dommeren i et konstant udskillelsesløb, når det gælder resistente bakterier. Når antibiotika er til stede, dør de følsomme bakterier først. De få bakterier, der til at begynde med har et resistensgen, overlever og formerer sig. Følgende i miljøet påvirker f.eks. udvælgelsen af hvilke bakterier, der dør, og hvilke som overlever:
- Antibiotikarester i miljøet (hospitaler, landbrug, spildevand) stopper eller dræber de følsomme bakterier og giver resistente bakterier en fordel, så de lettere kan sprede sig.
- Desinfektionsmidler og biocider kan ved gentagen eller langvarig påvirkning udvælge bakterier, der tåler midlerne. Disse bakterier bærer ofte også gener, der giver antibiotikaresistens.
