Gefährdung der menschlichen Gesundheit durch Antibiotikarückstände im Abwasser

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Gefährdung der menschlichen Gesundheit durch Antibiotikarückstände im Abwasser

In einer kürzlich veröffentlichten Studie in Die Lancet Planetare GesundheitDie Forscher untersuchten den Antibiotikagehalt und die Antibiotikaresistenz in aquatischen Umgebungen.

Antibiotika gelten als sich entwickelnde Schadstoffe der aquatischen Umwelt, die in der Lage sind, die Etablierung sowie Selektion von Resistenzen von Antibiotika in der Umwelt zu fördern. Kläranlagen und andere Entsorgungssysteme können Antibiotika-Rückstände jedoch teilweise entfernen. Studien haben festgestellt, dass Antibiotika in den aquatischen Ökosystemen der Weltgesundheitsorganisation (WHO) in der Region Westpazifik (WPR) sowie in der Region Südostasien (SEAR) der WHO weit verbreitet sind. Die Bewertung des Antibiotikagehalts in aquatischen Lebensräumen, in denen Resistenzen auftreten können, ist von entscheidender Bedeutung für die Charakterisierung von Gefahren für die öffentliche Gesundheit und die Umwelt und die Information über geeignete Korrekturmaßnahmen.

Studien: Antibiotikakonzentrationen und Antibiotikaresistenz in Gewässern der WHO-Regionen Westpazifik und Südostasien: eine systematische Überprüfung und probabilistische Umweltgefahrenbewertung. Bildnachweis: LISEN/Shutterstock

Über das Studium

In der vorliegenden Studie entdeckten Forscher des Karolinska Institutet, Stockholm, Schweden, Konzentrationen von Antibiotikarückständen, die mit größerer Wahrscheinlichkeit für Resistenzen ausgewählt werden, zusammen mit relativen Beiträgen aus verschiedenen aquatischen Quellen.

In dieser systematischen Studie wurde eine Literaturrecherche durchgeführt, um die Antibiotika-Rückstandskonzentrationen in den aquatischen Lebensräumen der WPR und der SEAR zu bestimmen und eine Bewertung der probabilistischen Umweltgefahren zu erstellen. Studien waren förderfähig, wenn sie originell waren; registrierte Antibiotika oder Antibiotika, die zur systemischen Anwendung bei Tieren oder Menschen verabreicht werden; berichteten über jede Gruppe, Art oder Klasse von Antibiotika; Erfasste alle Wasserproben aus der Umwelt, einschließlich Flusswasser, Trinkwasser, Seewasser, Grundwasser, Abwasser, Meerwasser und Abwässer und Zuflüsse von Kläranlagen. Die förderfähigen Studien schätzten auch die Konzentrationen von Antibiotikarückständen in einem oder mehreren Wasserkompartimenten. Die eingeschlossene Forschung muss im WPR oder SEAR durchgeführt und zwischen 2006 und 2019 veröffentlicht worden sein.

Nachdem Daten aus Primärquellen abgerufen und gesammelt wurden, wurden sie für probabilistische Umweltrisikobewertungen verwendet. Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens in der Umwelt, das mit jedem Antibiotikum verbunden ist, das die Schwellenwerte für die Entwicklung von Antibiotikaresistenzen in verschiedenen Anteilen der Exposition innerhalb der aquatischen Umweltkompartimente der SEAR, WPR, Indien und China überschreitet, wurde berechnet. Unter Verwendung der Umweltexpositionsverteilungen der höchsten beobachteten Umweltkonzentrationen von Antibiotika, die jedem Wasserkompartiment entsprechen, entwickelte das Team probabilistische Umweltgefahrenbewertungsmodelle.

Die vorhergesagten Schwellenwerte wurden aus den zugehörigen Perzentilen der gemessenen Umweltkonzentrationsverteilung in Bezug auf die höchsten gemeldeten Antibiotika in verschiedenen aquatischen Umgebungen abgeleitet, und die prozentualen Überschreitungen im Zusammenhang mit Antibiotika-Schwellenwerten bei der Entwicklung von Antibiotikaresistenzen wurden berechnet. Diese Berechnungen verwendeten Schwellenwerte für prognostizierte Nicht-Effekt-Konzentrationen (PNECs) für die Entwicklung von Antibiotikaresistenzen.

Ergebnisse

Diese systematische Übersichtsarbeit, bei der Antibiotikarückstände in Gewässern gemessen wurden, umfasste 218 relevante Studien von 5.230 bewerteten WPR-Studien und 22 von 2.625 durchmusterten Studien von SEAR, wobei die Mehrheit dieser relevanten Forschung aus Indien und China stammte. In der WPR wurden fast 92 Antibiotika identifiziert, während die SEAR 45 Antibiotika identifizierte.

Rückstände von Veterinär- und Humanantibiotika wurden in zahlreichen aquatischen Umweltkompartimenten entdeckt, die mit SEAR und WPR in Verbindung stehen. Antibiotika verschiedener Klassen, darunter Fluorchinolone, β-Lactame, Makrolide, Lincosamide, Tetracycline, Sulfonamide, Glykopeptide, Amphenicole und Aminoglykoside, wurden in Abwässern, Abwässern und Zuflüssen von Kläranlagen sowie in aufnehmenden Gewässern der WPR nachgewiesen und SEAR.

Die probabilistische Umweltrisikobewertung ergab Werte für prognostizierte Schwellenkonzentrationen, die mit unterschiedlichen Perzentilen in Bezug auf Verteilungen der Umweltexposition der höchsten nachgewiesenen Umweltkonzentrationen von Antibiotika verbunden sind. In China und der WPR überstiegen die Antibiotikakonzentrationen wahrscheinlich die PNECs im Zusammenhang mit Fluorchinolonen, Tetracyclinen, Makroliden, -Lactamen, Sulfamiden, Lincosamiden, Trimethoprim und Amphenicolen. Darüber hinaus ergab die SEAR-Untersuchung, dass die Antibiotikakonzentrationen die PNEC-Werte für Makrolide, Fluorchinolone, Trimethoprim und Sulfonamide in aquatischen Lebensräumen im SEAR und für Fluorchinolone in aquatischen Umgebungen in Indien überschritten.

Die relativen Beiträge für Antibiotika aus zahlreichen Quellen der Antibiotikaverschmutzung in Wasserstraßen, darunter Krankenhäuser, Kommunen, Viehzucht und pharmazeutische Produktion, wurden ermittelt. Es wurde gezeigt, dass die Zuflüsse von Abwasser und Abwasserbehandlung aus SEAR-, WPR-, Indien- und China-Anlagen die höchsten erwarteten Schwellenkonzentrationen für die meisten Antibiotika und die höchste Wahrscheinlichkeit einer Überschreitung des Antibiotikaspiegels aufweisen. In aufnehmenden aquatischen Lebensräumen wurden, wenn das 95. Perzentil einbezogen wird, die signifikantesten Konzentrationen und die Wahrscheinlichkeit einer Überschreitung der Antibiotikakonzentration PNECs für Ciprofloxacin in Chinas Leitungs- oder Trinkwasser und dem WPR gefunden.

Insgesamt machten die in Abwasser- und Abwasserbehandlungsanlagen der SEAR und WPR beobachteten Mengen an Antibiotikarückständen diese zu wahrscheinlichen Hotspots für die Entwicklung von Antibiotikaresistenzen, was Bedenken hinsichtlich der menschlichen Gesundheit durch die Exposition durch Trinkwasser aufwirft. Diese Ergebnisse können Entscheidungsträger dabei unterstützen, Risikominderungsstrategien gegen umweltbedingte Rückstände wichtiger Antibiotika in Gebieten mit hohem Risiko auszuarbeiten und die Forschungsbemühungen auf diese globalen Regionen zu konzentrieren.