Antibioottiresistenssin lisääntyminen maaperässä

Maaperän mikrobien antibioottiresistenssi lisääntyy jatkuvasti huolimatta antibioottien käytön tiukemmasta valvonnasta ja jätehuoltomenetelmien kehittymisestä.  Näihin tuloksiin on päätynyt Newcastlen yliopiston tutkimusryhmä. Environmental Science and Technology -lehdessä julkaistu raportti perustuu tutkimustuloksiin, jotka on saatu vuosien 1940 ja 2008 välillä Alankomaissa viideltä eri sijaintipaikalta kerätyistä maaperänäytteistä.

Tulokset osoittavat, että maaperän bakteerien antibioottiresistenssigeenien määrä on kasvanut vuodesta 1940 kaikkien tutkittujen antibioottiluokkien osalta ja erityisesti tetrasykliineissä. Tutkittujen antibioottiryhmien resistenssigeeneistä 78 % :n tasot kasvoivat vuodesta 1940. Vuoden 2008 tasot olivat 2-15 kertaa suurempia kuin vuosien 1970-1979 tasot. Havainto on merkittävä, koska viime vuosikymmeninä jätehuoltomenetelmät ovat parantuneet ja antibioottien käyttöä maataloudessa on rajoitettu. Alankomaissa saadut tulokset antavat viitteitä siitä, että ympäristön antibioottiresistenssin tasot saattavat yhä olla lisääntymässä muuallakin maailmassa.

Lääkkeet menettävät tehonsa
Lääketieteessä ja maataloudessa on käytetty jo yli 60 vuoden ajan massatuotettuja antibiootteja ja mikrobilääkkeitä. Monet maaperän mikrobeista ovat vastustuskykyisiä eli resistenttejä antibiooteille. Viime vuosikymmeninä antibioottiresistenssi on yleistynyt niin hyvänlaatuisissa bakteereissa kuin taudinaiheuttajissakin. Tästä esimerkkinä ovat MRSA (Metisilliinille resistentti stafylokokki aureus) ja muut superbakteerit. Taudinaiheuttajien antibioottiresistenssin yleistyminen on johtanut mikrobilääkkeiden entistä varovaisempaan käyttöön. Antibioottien käytön rajoittamisesta huolimatta antibiooteille resistenttejä geenejä löytyy yhä jäte- ja pintavesissä, valtamerissä ja maaperässä. On myös näyttöä siitä, että antibioottiresistenssigeenit voivat siirtyä luonnonympäristön bakteereista taudinaiheuttajiin esimerkiksi horisontaalisen geeninsiirron välityksellä. Luonnonympäristön antibioottiresistenssitasojen muutoksia ei ole aiemmin tutkittu siltä ajanjaksolta, jolloin antibioottien teollinen tuotanto on kasvanut. 

Resistenssin yleisyys ja leviäminen
Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää maaperässä esiintyviä antibioottiresistenssitasoja ja antibioottien käytön vaikutusta niihin pitkällä aikavälillä. Samalla haluttiin tutkia, onko antibioottiresistenssin siirtymisen riski maaperän organismeista taudinaiheuttajille kasvanut. Tutkimuksessa käytettiin arkistoituja maanäytteitä maaseutualueilta eri puolilta Alankomaita, jotka on kerätty viidessä eri mittaisessa pitkäaikaisessa tutkimuksessa vuosien 1940 ja 2008 välillä. Näin voitiin vertailla maaperän nykyisiä ja historiallisia antibioottiresistenssiarvoja alkaen ajasta ennen laajamittaista teollista antibioottituotantoa. 

Resistenssi moninkertaistunut
Jokaiselta näytteenottopaikalta laskettiin antibiooteille resistenttien geenien määrät eri vuosina. Ryhmä määritti maaperänäytteiden bakteerien DNA-näytteistä 18 antibiooteille resistentin geenin pitoisuudet merkittävimpien antibioottiryhmien osalta, mukaan lukien laajakirjoiset beetalaktaamit, tetrasykliinit, erytromysiinit ja glykopeptidit. Tutkituista antibioottiresistenssigeeneistä 78 %:n tasot nousivat tarkastelujaksolla. Resistenssin kasvu oli voimakkainta tetrasykliineille ja beetalaktaameille. Huomionarvoista on se, että vuoden 2008 tasot olivat 2-15 kertaa suurempia kuin 1970-luvulla mitatut tasot, vaikka tällä aikavälillä jätehuolto on kehittynyt ja antibioottien käyttöä on alettu rajoittaa. 

Resistenssi vaihtelee
Vaikka antibioottiresistenssigeenejä sisältävien bakteerien suhteellinen osuus kasvoi tutkitulla ajanjaksolla, geenien ja näytteenottopaikkojen välillä oli eroavuuksia. Tutkimus ei antanut vastausta siihen, miksi maaperän antibioottiresistenssigeenien tasot nousevat edelleen, vaikka antibioottien käytön rajoituksia on tiukennettu. Jatkotutkimuksissa on syytä analysoida maaperänäytteitä maapallon eri puolilta ja tutkia miten paikalliset ympäristötekijät ja ihmisen toiminta vaikuttavat antibioottiresistenssigeenitasoihin. Tällaisia tekijöitä ovat mm. maalajien ominaisuudet, käytetyt lannoitteet ja kastelukäytännöt, raskasmetalleille altistuminen, vesistöjen saastuminen sekä antibioottien käyttö. 

Jatkotutkimuksia tarvitaan myös sen määrittelemiseksi, edistääkö luonnonympäristön lisääntyvä resistenssikanta MRSA:n kaltaisten haitallisten bakteerien yleistymistä. 

Lähde:
C. W. Knapp, J. Dolfing, Phillip A. I . Ehlert, and D. W. Graham 2010. Antibioottiresistenssigeenien yleistyminen maanäytteissä vuodesta 1940.
Evidence of Increasing Antibiotic Resistance Gene Abundances in Archived Soils since 1940. Environmental Science & Technology 2010, 44, 580–587
 

Teksti:  Mikko Salmu

Tulosta