Auf dem Luftweg: Gene für Antibiotika-Resistenzen finden sich nicht nur in Böden und Gewässern – sie schweben sogar in der Luft. Wie die Analyse von Luftproben aus 19 Städten weltweit enthüllt, fliegen dabei vor allem im Sommer viele bakterielle Erbgutschnipsel durch die Luft. Das Problem: Diese Gene können von Bakterien aufgenommen werden und machen diese dann immun gegen Antibiotika.
Das Problem der Antibiotika-Resistenzen greift weltweit immer mehr um sich. Viele Bakterien, darunter der berüchtigte Krankenhauskeim MRSA, sind inzwischen gegen gleich mehrere Wirkstoffklassen immun. Das hat fatale Folgen: Die Weltgesundheitsorganisation schätzt, dass aktuell rund 700.000 Menschen pro Jahr aufgrund von Resistenzen sterben. Bis 2050 könnte diese Zahl sogar auf zehn Millionen steigen.
Bekannt ist inzwischen, dass Bakterien ihre gefährlichen Resistenzen an ihre eigenen Nachkommen weitergeben. Die entsprechenden Gene können auch an andere Stämme und Arten übergeben werden – unter anderem indem Bakterien freies Erbmaterial toter Zellen aufnehmen. Solches Material findet sich zum Beispiel in Form sogenannter Plasmide in der Umwelt wieder.
Fahndung nach Resistenzgenen
In Krankenhäusern, in Böden, aber auch im Küstenschlamm von Meeren und in städtischen Parks wurden schon Resistenzgene nachgewiesen. Weil sich das Erbmaterial teilweise erstaunlich weit zu verbreiten scheint, hegen Forscher schon länger einen Verdacht: Könnten sich die resistenten Gene über die Luft ausbreiten? Ein Team um Jing Li von der Universität Peking ist dieser Frage nun nachgegangen.
Dafür untersuchten sie die Luft in 19 Städten rund um den Globus – von San Francisco über Peking bis Paris. Konkret fahndeten sie im Feinstaub nach 30 bekannten Genen, die für Resistenzen gegen sieben unterschiedliche Antibiotikaklassen verantwortlich sind. Die Probennahme erfolgte in den Jahren 2016 und 2017. Für das chinesische Xi’an konnten die Wissenschaftler zudem auf Daten aus den vorangegangenen Jahren zugreifen – und so die Konzentration der Resistenzgene über einen Zeitraum von zehn Jahren dokumentieren.
Luftverschmutzung der anderen Art
Die Auswertung zeigte: Tatsächlich flogen fast überall Resistenzgene in Form von Plasmiden und anderen bakteriellen Erbgutteilchen in der Luft herum. Insgesamt am häufigsten kam dabei das Gen blaTEM vor, das Bakterien gegen Beta-Lactam-Antibiotika wie Penicillin resistent macht. Am zweithäufigsten war das gegen Chinolone wie Ciprofloxacin resistent machende Gen qepA.
Welche und wie viele Resistenzgene in der Luft zu finden waren, unterschied sich von Stadt zu Stadt jedoch deutlich. Wie die Forscher berichten, identifizierten sie in Peking mit 18 Subtypen die größte Vielfalt an Genen, während sich in Zürich beispielsweise nur sechs Subtypen im Feinstaub tummelten.
Die höchste Gesamtkonzentration von Resistenzgenen wies das Team in San Francisco nach. Dort lag die relative Häufigkeit solcher Gene in den Feinstaubproben aus der Luft bei 5,6, während sie etwa im indonesischen Bandung mit 0,07 um fast das Hundertfache geringer war. Ebenfalls im Vergleich sehr wenig belastet war die Luft in Hongkong sowie in Zürich.
Problem hat zugenommen
Deutlich offenbarte sich am Beispiel Xi’an zudem, dass sich das Problem der Resistenzen in den vergangenen Jahren verschärft hat. Demnach hatte sich die relative Häufigkeit des blaTEM-Gens von 2004 bis 2014 um 178 Prozent erhöht, die des qepA-Gens immerhin um 26 Prozent. Interessant auch: Die Konzentration aller Resistenzgene war dabei im Sommer stets am höchsten und im Herbst am niedrigsten.
„Unsere Arbeit zeigt, dass die Verbreitung von Resistenzgenen über die Luft ein echtes Problem darstellt. Die Konzentration solcher Gene sollte bei der Bewertung der Luftqualität daher in Zukunft mitberücksichtigt werden“, schließt das Forscherteam. (Environmental Science and Technology, 2018; doi: 10.1021/acs.est.8b02204)
(American Chemical Society, 30.07.2018 – DAL)
