Tungmetaller i byen øger forekomsten af antibiotikaresistens

Ophobede tungmetaller i byerne risikerer at gøre antibiotikaresistens til et helt uoverkommeligt problem.

En ny undersøgelse fra København, Kina og Nordirland har nemlig påvist, at antibiotikaresistente bakterier trives storartet i byjord, hvor resistensgenerne bliver båret vidt omkring af tungmetalresistente bakterier.

»Man har længe vidst, at metaller kan sprede antibiotikaresistens, men det er først inden for de seneste år, at det har været muligt for alvor at studere, om det rent faktisk sker ude i miljøet,« siger Kristian Koefoed Brandt, lektor på Københavns Universitets Institut for Plante- og Miljøvidenskab.

Han er sidsteforfatter på artiklen, der er publiceret i Elseviers Science of the Total Environment, og som gruppen betegner som det mest udførlige studie til dato af antibiotikaresistens spredning via metaller i byjord.

Mekanismer springer fra bakterie til bakterie

Udfordringen er, at mange af de bakterier, som gennem tiden har udviklet resistens over for de giftige tungmetaller, også har udviklet sig til at modstå forskellige antibiotika.

Det er bl.a. sket, fordi de opståede resistensmekanismer, såsom efflux-pumperne, er i stand til at pumpe både giftige metaller og antibiotika væk fra cellen.

Det springende punkt for sagens alvor er imidlertid, at problemet kan sprede sig bredt og til andre organismer.

Forskerne har nemlig i studiet sandsynliggjort, at resistensmekanismerne kan hoppe fra bakterie til bakterie ved hjælp af de såkaldt mobile genetiske elementer. Det er små dele af bakteriens dna, hvorpå resistensmekanismerne ligger, og disse dele kan bakterien 'smitte' andre typer bakterier med.

De mobile genetiske elementer er allerede kendt og beskrevet i den nylige litteratur, men her har forskningsgruppen set nærmere på konsekvenserne ved at kvantificere forekomsten af disse elementer i by-bakterierne og konstateret, at der er en sammenhæng med metallerne.

Zink og kobber i landbruget ikke det eneste problem

Og ikke alene kan de delte resistensmekanismer flyttes over på andre bakterier - andre mekanismer, som alene modstår antibiotika og ikke nødvendigvis tungmetaller, kan stadig få plads på det mobile element og blive flyttet rundt sammen med de øvrige mekanismer.

På den måde kan koncentrationerne af resistente bakterier blive voldsomt store, i takt med at også mængden af tungmetaller vokser, hvilket i sig selv øger selektionspresset for resistente bakterier.

»Opråbene omkring tungmetalresistens går ofte på, hvor meget zink og kobber landmændene bruger, og hvad det kan gøre ved resistensproblemerne. Men lige hvad angår metallerne, er byjordene formentlig langt værre. De indeholder langt flere forskellige tungmetaller i højere koncentrationer end danske landbrugsjorder, der modtager svinegylle,« siger han.

Forskergruppen har opnået konklusionen ved at undersøge gemte jordprøver fra forskellige områder omkring Nordirlands hovedstad, Belfast.

Denne jord er valgt, fordi området har en lang historie med en tung metalindustri, men også fordi jordprøverne er udtaget på steder, hvor der er meget stor sandsynlighed for, at antibiotikaholdig afføring fra mennesker eller husdyr ikke har forurenet jorden.

Generne skyldes ikke spildevandsslam

Den fundne antibiotikaresistens er altså blevet grundlagt af naturlige forhold i jorden, hvor bakterier har været i stand til at producere antibiotika, mens andre har udviklet resistens mod dem. Siden er problemet blevet kraftigt forøget, efterhånden som tungmetallerne begyndte at hobe sig op.

»Da landhistorien for disse jordprøver er velkendt, kan vi udelukke, at genernes forekomst skyldes spildevandsslam eller andre restprodukter fra husdyr og mennesker. Og derfor kan vi konkludere, at det er metallerne, der har medført antibiotikaresistensen,« siger Kristian Koefoed Brandt.

Bekymringen er derfor, at selv om man begrænser brugen af antibiotika til det minimale i både dyr og mennesker, så vil den øgede grad af ophobede metaller alligevel øge spredningen af de antibiotikaresistente gener til flere typer bakterier på grund af det massive selektionspres i byjorderne.

»Jo mere disse mobile genetiske elementer spredes i naturen, desto mere alvorligt vil problemet med tungmetallerne derfor blive,« understreger Kristian Koefoed Brandt.

Dna fra de 50 jordprøver kunne alle fremvise disse mobile genetiske elementer, og herudover viste der sig 175 forskellige antibiotikaresistensgener.

Stor del af generne viste multiresistens

Endvidere viste prøverne, at næsten halvdelen af generne helt konkret viste resistens mod penicillin eller endda multiresistens, og man kunne se en klar statistisk sammenhæng mellem forekomsten af disse antibiotikaresistensgener og forekomsten af de mobile genetiske elementer.

Nogle prøver viste stærkere sammenhænge end andre, men i hvert fald 24 stærke relationer var fundet i prøverne, fremgår det af rapporten. De fundne metaller på de mobile elementer var arsen, kadmium, kobolt, krom, kobber, kviksølv, nikkel og zink.

Hvad der kan gøres ved det, er et godt spørgsmål, understreger Kristian Koefoed Brandt:

»Vi kan blot konkludere, at der er forøget risiko for at pådrage sig antibiotikaresistens som følge af tungmetallerne i byerne, sandsynligvis også her i Danmark. Vi ved ikke, hvor stort problemet er, selv om en masse gode hjerner prøver at regne sig frem til det. Det er en kompleks situation, men den kan bestemt være alvorlig,« siger han og fortsætter:

»Det kan være svært at rense alle metallerne væk, men vi skal i hvert fald sørge for, at vores legepladser ikke ligger på steder med bar, tungmetalforurenet jord, og vi bør nok heller ikke dyrke grøntsager i tungmetalforurenede byjorder, hvilket kan blive en udfordring for byhaverne. Nu handler det ikke 'kun' om, at tungmetallerne er giftige, men også om, at de spreder antibiotikaresistens,« lyder det fra Kristian Koefoed Brandt.