Der Anstieg der Ampicillin-Resistenz in den 1960er Jahren

Forscher des Institut Pasteur haben den Anstieg der Ampicillin-Resistenz in den 1960er Jahren aufgeklärt. Durch die Entnahme von Genomproben historischer Salmonella-Stämme konnten sie nachweisen, dass die Antibiotikaresistenz bereits vor der Freigabe von Ampicillin auf dem britischen Markt nachgewiesen werden kann. Ihre Entdeckung legt nahe, dass niedrige Penicillindosen, die in den 1950er Jahren in Nordamerika und Europa routinemäßig an Nutztiere verfüttert wurden, die Entwicklung und Verbreitung antibiotikaresistenter Bakterien begünstigt haben könnten. Die Ergebnisse werden am Mittwoch, den 29. November, in der Zeitschrift The Lancet Infectious Diseases veröffentlicht.

Antibiotikaresistenzen fordern in Europa jährlich etwa 25.000 Todesopfer, und es wird prognostiziert, dass diese Zahl bis zum Jahr 2050 weltweit auf über 10 Millionen ansteigen wird. Viele Bakterien, die schwere Infektionen beim Menschen verursachen, wie z. B. Salmonellen, haben bereits eine Resistenz gegen gängige Antibiotika entwickelt.

Ampicillin, eines der heute am häufigsten verwendeten Antibiotika und das erste Breitband-Penicillin zur Behandlung von Infektionen durch Enterobakterien, wurde Anfang der sechziger Jahre auf den europäischen Märkten eingeführt, insbesondere 1961 im Vereinigten Königreich. Kurz darauf (1962-1964) wurden hierzulande die ersten Krankheitsausbrüche beim Menschen festgestellt, die durch ampicillinresistente Stämme des weit verbreiteten Zoonosebakteriums Salmonella Typhimurium verursacht wurden.

Diese kurze Zeitspanne veranlasste die Forscher am Institut Pasteur, die Entstehung der Ampicillinresistenz zu untersuchen. Sie fanden heraus, dass Bakterien, die Gene weitergeben können, die gegen Ampicillin resistent sind, bereits einige Jahre vor dem weit verbreiteten Einsatz dieses Antibiotikums beim Menschen auftraten.

In dieser Studie untersuchten sie 288 historische Proben von S. Typhimurium-Bakterien, die zwischen 1911 und 1969 in Europa, Asien, Afrika und Amerika von Menschen, Tieren sowie Lebens- und Futtermitteln gesammelt wurden. Die Proben wurden auf ihre Antibiotika-Empfindlichkeit getestet und durch Sequenzierung des gesamten Genoms analysiert, um die Mechanismen der Ampicillin-Resistenz zu ermitteln.

Die molekulare Analyse deutet darauf hin, dass das Ampicillin-Resistenzgen (blaTEM-1) bei Salmonella mehrere Jahre vor der Freigabe des Antibiotikums auf dem pharmazeutischen Markt entstanden ist. Die Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass eine mögliche Ursache die gängige Praxis war, dem Tierfutter in den 1950er und 60er Jahren niedrige Dosen von Penicillin G (auch bekannt als Benzylpenicillin) mit engem Spektrum beizumischen.

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Antibiotikarückstände in der landwirtschaftlichen Umgebung wie Böden, Abwässer und Gülle einen viel größeren Einfluss auf die Ausbreitung der Resistenz haben könnten als bisher angenommen“, sagt Dr. Francois-Xavier Weill vom Institut Pasteur, der die Studie leitete.

Die Forscher fanden verschiedene Ampicillin-Resistenzgene in 11 Isolaten (3,8 Prozent) aus menschlichen Proben. Wichtig ist, dass das blaTEM-1-Gen auf Plasmiden (mobile DNA, die leicht kopiert und zwischen verschiedenen Bakterien übertragen werden kann) in drei Isolaten gefunden wurde, die 1959 und 1960 von Menschen in Frankreich und Tunesien entnommen wurden.

Die Autoren stellen fest, dass sich die Vektoren der Ampicillin-Resistenz (meist aus Frankreich) trotz der Nähe zwischen den Ländern von denen in den Stämmen unterscheiden, die für die ersten Ausbrüche im Vereinigten Königreich in den 1960er Jahren verantwortlich waren. Dr. Weill sagt: „Dies deutet darauf hin, dass das frühe Auftreten der Ampicillin-Resistenz auf den mehrfachen, unabhängigen Erwerb dieser resistenten Gene durch verschiedene Bakterienpopulationen und deren unterschiedliche Verbreitung über mehrere Länder zurückzuführen ist.“

In weiteren Analysen bestätigen die Autoren, dass Ampicillin-Resistenzgene erfolgreich zwischen Wildtyp-S. Typhimurium-Stämme erfolgreich übertragen werden können, nachdem sie relativ niedrigen Penicillin-G-Konzentrationen ausgesetzt waren, wie sie in den 50er bis 70er Jahren in der Viehzucht zu finden waren.

Dr. Weill: „Obwohl unsere Studie keinen kausalen Zusammenhang zwischen der Verwendung von Penicillin G und dem Auftreten übertragbarer Ampicillin-Resistenzen in der Tierhaltung herstellen kann, deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass die nicht-klinische Verwendung von Penicillinen wie Benzylpenicillin die Entwicklung von Ampicillin-Resistenzgenen in den späten 1950er Jahren gefördert haben könnte. Es ist dringend notwendig, den Einsatz von Antibiotika bei Tieren neu zu bewerten und einen „One-Health“-Ansatz zur Bekämpfung der Resistenz zu verfolgen, wobei zu berücksichtigen ist, dass Bakterien keine Grenzen kennen.

Die Studie kommt nur wenige Wochen, nachdem die WHO das Ende des routinemäßigen Einsatzes von Antibiotika zur Wachstumsförderung und Krankheitsvorbeugung bei gesunden Nutztieren gefordert hatte.