Die Antibiotikakrise

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Zeit, aufzuwachen!

Das Ausmaß des Problems ist riesig und beängstigend. Die Bedrohung ist real, sie ist andauernd, und die Zeit zu handeln, ist jetzt.

Verschaffen Sie sich einen Überblick über das ganze Ausmaß der Antibiotikakrise: wie Resistenzen entstehen, wie sie sich verbreiten und welche Rolle wir alle dabei spielen - und was das heute und in Zukunft ganz konkret bedeutet. Hören und lesen Sie, was führende Experten zu sagen haben und an welchen Alternativen und smarten Lösungen Forscher im Augenblick arbeiten, um hochgradig anpassungsfähige Krankheitserreger zu überlisten. Wissenschaftler, Regierungen und globale Organisationen sammeln Daten, versuchen Regelwerke und Aktionspläne zu formulieren und Programme zur Eindämmung von Antibiotikaresistenzen und ihren Folgen zu implementieren.

Der Kampf hat begonnen, sein Ausgang ist offen. Um den Rückfall ins medizinische Mittelalter zu verhindern, in dem jede Infektion ein potenzielles Todesurteil bedeuten würde, muss sich jeder Einzelne von uns seiner Verantwortung bewusst sein - und sich ihr stellen.

Es ist Zeit, aufzuwachen. Hier ist Ihr Weckruf! 

Antibiotikaresistenz

Was verstehen Sie unter „Antibiotikaresistenz“? Ein schwer kranker Patient in einer Klinik, der an einem Keim leidet, gegen den jedes bisher bekannte Antibiotikum machtlos ist? Diese Situation gibt es natürlich, aber sie ist nur ein Teil des Problems. Tatsächlich richten Antibiotikaresistenzen – oder antimikrobielle Resistenzen, worunter auch durch andere Mikroorganismen wie Parasiten, Viren oder Pilze verursachte Resistenzen fallen – Schäden an, die weit über den klinischen Bereich hinausgehen. Wir stehen vor einem wahrlich globalen sozialen Problem, das uns früher oder später alle treffen wird, wenn wir nicht gemeinsam handeln, um es zu stoppen. Also lassen Sie uns darüber reden.

„Dies ist ein ernsthaftes Problem, das uns jetzt begleitet, Todesfälle verursacht. Wenn es irgendetwas anderes wäre, würden die Menschen bereits Sturm laufen. […] Wir stehen wirklich – wenn wir jetzt nicht handeln – vor einer grauenvollen post-antibiotischen Apokalypse.“

– Professor Dame Sally Davies, Chief Medical Advisor der britischen Regierung

Worum geht es genau?

Antibiotika sind Medikamente, die zur Vorbeugung und Behandlung bakterieller Infektionen eingesetzt werden. (Sie bekämpfen KEINE Viren und sind daher absolut nutzlos gegen virale Infektionen wie die gewöhnliche Erkältung.) Antibiotika richten sich gegen die meisten der beteiligten Bakterien, greifen diese an und töten sie ab. 

Einige Bakterien verändern sich jedoch und werden gegen diese Antibiotika resistent. Sie überleben folglich den Antibiotika-Angriff und verbreiten genau die Mutation, die sie immun macht. Wenn die resistenten Bakterien dann bei Mensch und Tier Infektionen auslösen, sind diese sehr viel schwieriger zu behandeln, als diejenigen, die durch nicht resistente Bakterien verursacht werden. 

In vielen Fällen haben Ärzte überhaupt keine Alternativen mehr: In der Europäischen Union etwa sterben Expertenschätzungen zufolge jedes Jahr 33.000 Menschen an den unmittelbaren Folgen einer Infektion mit antibiotikaresistenten Bakterien (https://ecdc.europa.eu/en/news-events/33000-people-die-every-year-due-infections-antibiotic-resistant-bacteria).

„Einfach ausgedrückt: Wenn wir dieses Problem jetzt nicht angehen, werden wir künftig nicht mehr in der Lage sein, gewöhnliche Infektionen zu behandeln. […] Einige Bakterienarten, die schwere Infektionen beim Menschen auslösen, haben bereits Resistenzen gegen die meisten oder alle der verfügbaren Behandlungen entwickelt.“

– Dr. Marc Sprenger, Direktor des WHO-Sekretariats für antimikrobielle Resistenz

Im Klinikumfeld werden Krankheitserreger, die eine Antibiotikaresistenz entwickeln, auch als „Superkeime“ bezeichnet. (Wahrscheinlich, weil Ärzte geradezu Superkräfte anwenden müssen, um sie wieder loszuwerden.) Zwei Hauptgründe werden für Antibiotikaresistenzen genannt: missbräuchliche Verwendung (zum Beispiel gegen virale Infektionen beim Menschen) und übermäßige Verwendung (zum Beispiel in der Landwirtschaft).

Wie kommt es dazu?

Bakterien können auf mehrere Arten gegen Antibiotika resistent werden. Einige Bakterien können ein Antibiotikum „neutralisieren“, indem sie es so verändern, dass es harmlos wird, und einige haben gelernt, wie sie ein Antibiotikum wieder aus dem Krankheitserreger herauspumpen können, bevor es Schaden anrichten kann. Andere können ihre äußere Struktur verändern, sodass das Antibiotikum keine Möglichkeit hat, sich auch nur an das Bakterium anzuheften, geschweige denn, es abzutöten. 

Wenn auch nur ein Bakterium gegen Antibiotika resistent wird, kann es sich anschließend vermehren und alle Bakterien ersetzen, die zuvor abgetötet wurden. Die Einwirkung von Antibiotika führt somit zum so genannten „Selektionsdruck“, durch den die überlebenden Bakterien mit noch höherer Wahrscheinlichkeit resistent werden. Und die missbräuchliche und übermäßige Verwendung von Antibiotika – wenn sie zum Beispiel, wie oben erwähnt, bei einer durch Viren verursachten Erkältung verordnet werden – beschleunigt diesen Prozess noch zusätzlich.

Wie breitet sich das Problem aus?

Die Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen ist nahezu ein Teufelskreis, in dem Mensch und Tier eingebunden sind. Schlechte Hygiene sowie missbräuchliche und übermäßige Verwendung von Antibiotika spielen dabei allesamt einen Rolle.  

Was sind die Folgen?

Das Problem der Antibiotikaresistenz beunruhigt Experten seit seiner Existenz mal mehr, mal weniger. Die Vielzahl der Fälle aber, die Forscher aus der ganzen Welt in der jüngsten Vergangenheit zusammengetragen haben, sind eine bittere Lektüre und sollten der notwendige Anstoß für bedeutende globale Veränderungen sein.

Das ist der aktuelle Stand. Darüber hinaus haben Forscher berechnet, wie Antibiotikaresistenzen und daraus folgende Erkrankungen und Todesfälle die weltweite Erwerbsbevölkerung beeinflussen werden. Sie fanden heraus, dass sich die Zahl der erwerbsfähigen Menschen, im Vergleich zu einer Welt ohne Antibiotikaresistenzen, drastisch verringern und der Verlust des Bruttoinlandsprodukts erheblich sein wird.

„Der Umfang und die Natur dieser wirtschaftlichen Bedrohung könnten die hart erkämpften Entwicklungsgewinne vernichten und uns von unserem Ziel entfernen, extreme Armut zu beseitigen und gemeinsamen Wohlstand zu stärken.“

– Jim Yong Kim, Ehemaliger Präsident der Weltbank

Ist der Untergang also unausweichlich? Nein, nicht im Geringsten, denn es gibt Maßnahmen, die jeder ergreifen kann, um die Situation zu verbessern. 

Warum ist die Entwicklung neuer Medikamente so schwierig? 

Von den 1960er bis in die 1980er Jahre versuchten Pharmaunternehmen dem Problem durch die Entwicklung vieler neuer Antibiotika entgegenzuwirken. In den vergangenen Jahren jedoch wurden immer weniger Antibiotika entwickelt, sodass die Zahl der Alternativen zur Behandlung von Keimen, die fortlaufend neue Resistenzen entwickeln, kontinuierlich gesunken ist. Die Pharmabranche, zu der sowohl Unternehmen als auch Forschungsinstitute zählen, ist daher aufgerufen, ihre Bemühungen zur Entwicklung neuer Antibiotika wiederaufzunehmen.

Die gute Nachricht ist, dass einige Pharmaunternehmen genau das bereits getan haben. Auch Forscher arbeiten mehr denn je an der Entdeckung von Alternativen zu Antibiotika sowie an Verstärkern, um die Wirksamkeit von Antibiotika zu steigern. Darüber hinaus haben sich auch Regierungen weltweit dem Kampf gegen die globale Antibiotikaresistenz angeschlossen. Im nächsten Kapitel erfahren Sie mehr.

Medizinische Lösungen für Antibiotikaresistenz

Eigentlich müsste es ganz einfach sein. Wenn ein Antibiotikum nicht mehr wirkt, sollte man doch einfach ein neues entwickeln können? Leider ist die Situation bei Antibiotika jedoch etwas komplizierter. Ein kurzer Blick in die Geschichte zeigt warum, und ein etwas längerer Blick in die Zukunft zeigt, wie Wissenschaftler mit dem Problem umgehen.

„Wir sehen bereits Infektionen, die gegen alle Antibiotika resistent sind – das ist bekannt. Deshalb müssen wir extrem hart arbeiten, um die Medikamente zu bewahren, die kritisch für die menschliche Gesundheit sind und die Forschung und Entwicklung neuer Medikamente zu ermöglichen.“

– Dr. Marc Sprenger, Direktor des WHO-Sekretariats für antimikrobielle Resistenz

Es ist eine Art uraltes Ping-Pong-Spiel zwischen Bakterien und Wissenschaft: Wann immer Forscher ein neues Medikament entwickelten oder erfanden, reagierten Bakterien mit Adaptionen darauf und wurden so resistent – bis zum nächsten neuen Mittel. Diese Adaptionen können eine Reihe von Formen annehmen. 

Neue Antibiotika: Rückschläge und Erfolge 

In den letzten Jahren haben Wissenschaftler sich verstärkt darauf konzentriert, zu versuchen, neue Antibiotika zu entwickeln,; hierbei waren sie mal mehr, mal weniger erfolgreich. 2015 etwa haben Forscher die Entdeckung zweier neuer Antibiotika gefeiert: Gulmirecin und Disciformycin A und B galten als sehr wirksam gegen einige Bakterien, die gegen bestimmte Antibiotika bereits resistent waren. Da seither keine neuen Studien zu diesem Thema veröffentlicht wurden, stellt sich dieser Enthusiasmus aber wohl leider als unbegründet heraus. 

Ein weiteres Antibiotikum hingegen, das ebenfalls 2015 entdeckt wurde, und den Namen Teixobactin trägt, wurde gerade erfolgreich zur Behandlung von Infektionen bei Mäusen eingesetzt. (Tierstudien sind immer der erste Schritt, bevor Medikamente am Menschen getestet werden.) Die Forscher hoffen, dass Teixobactin in sechs bis zehn Jahren als Medikament erhältlich sein wird (https://newatlas.com/new-novel-antibiotic-success-animal-testing/53943/). 

Und noch ein weiteres antibiotisches Medikament wurde entdeckt, das den treffenden Namen Malacidin („mal“ = schlecht, „cide“ = abtöten) erhielt; es soll nach jüngsten Beobachtungen die Fähigkeit besitzen, die Zellwand des noch immer gefürchteten bereits erwähnten MRSA-Erregers abzubauen (Hover B.M. et al., Nature Microbiol 2018;3:415-422). Das Team, das diese Entdeckung gemacht hat, arbeitet nun daran, Malacidin für die Massenproduktion bereitzustellen – was aber wohl noch eine Weile dauern kann.

Die Resistenz brechen

Neben neuen Antibiotika suchen Wissenschaftler auch nach anderen Möglichkeiten. Zum Beispiel nach nicht-antibiotischen „unterstützenden“ Komponenten, die auch als „Resistenzbrecher“ oder „Verstärker für Antibiotika“ bezeichnet werden und mit diesen gemeinsam verabreicht werden können. Sie blockieren die Resistenz des Antibiotikums oder verbessern seine Wirkungskraft. Bei diesen Medikamenten handelt es sich sowohl um neue Substanzen als auch um bereits existierende Wirkstoffe. Bisher wurden drei Haupttypen von Hilfsstoffen für Antibiotika entwickelt, deren Namen ihre Wirkungsweisen exakt widerspiegeln (Gonzáles-Bello C., Bioorg Med Chem Lett 2017;27:4221-4228: Beta-Lactamase-Hemmer, Effluxpumpen-Hemmer und Zellwand-Permeabilisierer).

Bakterienfressende Viren

Eine weitere Option ist die sogenannte Phagentherapie, bei der „Bakteriophagen“ – hauptsächlich Viren, die Bakterien fressen – zum Einsatz kommen. Diese haben sich bereits über einen Zeitraum von 100 Jahren bei der Behandlung von Wunden oder Infektionen bewährt. Mit der zunehmenden Dominanz statischer Medikamente wie Antibiotika ist die Phagentherapie aber in den Hintergrund gerückt. Die Herstellung von Phagen ist aufwendig und schwierig, und es ist kompliziert, sie patentieren zu lassen: Da sich Bakterien verändern, müssen sich auch die Viren, die sie bekämpfen, verändern, das heißt ein Unternehmen müsste für jede neue Phagentherapie wieder ein Patent anmelden.

Dies könnte sich jedoch mit der Antibiotikakrise ändern: Wissenschaftler aus Osteuropa, wo Phagen am intensivsten erforscht und immer noch eingesetzt werden, haben begonnen, eng mit amerikanischen Wissenschaftlern zusammenzuarbeiten, und das Nationale Institut für Infektionen in den USA hat die Phagentherapie auf die Liste der erfolgversprechendsten Behandlungsstrategien gegen Bakterien gesetzt.

Forscher vom University College London haben vor Kurzem die Idee, Viren für den Einsatz gegen Bakterien nutzbar zu machen, einen Schritt vorangebracht. Sie stellten einen künstlichen Virus her, der Bakterien beim Kontakt abtötet. Im Gegensatz zu Antibiotika, die sich gegen eine einzige bakterielle Struktur innerhalb einer Zelle richten, greift die künstliche Version das Bakterium als Ganzes an und zerstört es innerhalb von Minuten (De Santis E. et al., Nature Communications 2017;8:2263). Durch diese Wirkungsweise sinkt auch die Wahrscheinlichkeit, dass Bakterien resistent werden. 

Plasma von den Sternen

Plasma ist ein Aggregatzustand wie fest oder gasförmig. Es ist normalerweise in hochenergetischen Umgebungen wie Sternen zu finden, kann aber auch bei niedrigeren Temperaturen künstlich erzeugt werden, indem elektrische Ströme an einen Gas- oder Flüssigkeitsisolator angelegt werden. Der Punkt ist: Plasma kann Bakterien abtöten – einschließlich derjenigen, die gegen Antibiotika resistent sind. Normalerweise bildet sich Plasma bei hohen Temperaturen, deutsche Wissenschaftler haben allerdings ein Pflaster entwickelt, das kaltes Plasma erzeugen kann (https://motherboard.vice.com/en_us/article/qvnww3/these-plasma-patches-could-replace-antibiotics-to-treat-chronic-wounds). 

Diese „Plasma-Pflaster“ bestehen aus Silikon und verwenden Ionen und UV-Strahlung, die von dem Material abgegeben werden, um Infektionen in chronischen Wunden zu behandeln und gleichzeitig den Heilungsprozess zu beschleunigen. Im Wesentlichen handelt es sich um ionisiertes, bioaktives Gas, das Bakterien innerhalb von Minuten abtöten kann. Der Nachteil ist: Die Pflaster können nur für äußere Infektionen, wie Wunden auf der Haut, verwendet werden. In diesen Fällen könnten sie Antibiotika ersetzen.

Orchideen, Faultiere und Krokodile: Was kommt als nächstes? 

Wissenschaftler suchen immer häufiger an ungewöhnlichen Orten nach Lösungen für das Problem der Antibiotikaresistenz – oder an Orten, die man nicht sofort mit Antibiotikaresistenz in Verbindung bringen würde. Diese faszinierenden potenziellen Quellen neuer antibiotischer Medikamente umfassen eine große Bandbreite, von Orchideen über Faultierhaare bis hin zu Blattschneiderameisen und Komodowaranen. Keine dieser Entdeckungen hat es bisher in die Endphase geschafft und zur Entwicklung eines neuen Medikaments geführt, erste Erkenntnisse sehen jedoch vielversprechend aus.

Es scheint offensichtlich, dass nicht alle diese Forschungen zur Entwicklung neuer Medikamente im Kampf gegen antimikrobielle Resistenz führen werden. Ohne es versucht zu haben, werden wir es allerdings nie herausfinden. Zumindest sollten wir einen Gedanken an die mutigen Wissenschaftlicher verwenden, die Krokodile freundlich um eine Blutprobe gebeten oder niedliche Komodowarane dazu gebracht haben, ein Wattestäbchen abzulecken, ohne dabei eine Hand zu verlieren.

Smarte Lösungen im Kampf gegen Infektionen

Weil die ultimative Sicherheit antibiotischer Mittel immer zweifelhafter erscheint, kommen neue Innovationen zum Einsatz, um der uralten Notwendigkeit nachzukommen, den Menschen angreifende Keime abzutöten. Zu diesen Innovationen zählen sogenannte Echtzeit-Lokalisierungssysteme, (UV-)Licht und Virtual-Reality-Technologien. 

Smarte Systeme passen auf 

Echtzeit-Lokalisierungssysteme oder nach dem Englischen Real-Time Location Systems kurz RTLS sind als „GPS für Innenräume“ bekannt. Warum? Weil sie es dem Nutzer ermöglichen, verschiedene Elemente in einer bestimmten Umgebung sowohl zu identifizieren als auch sie durch diese Umgebung zu verfolgen. Das hat zahlreiche Vorteile, die von alltäglichen Dingen – weniger Zeit mit Suchen verbringen – bis hin zu lebensrettenden Maßnahmen reichen, zum Beispiel, wenn Kliniken schnell diejenigen Mitarbeiter ausfindig machen müssen, die Kontakt zu einem kontaminierten Patienten hatten.

Smarte Systeme erweisen sich auch in Bezug auf die Händehygiene als nützlich, oder genauer die Einhaltung der Händehygiene, die sogenannte Compliance, die in den meisten Ländern noch nicht dort ist, wo sie sein sollte. Einige Kliniken bringen beispielsweise Sensoren an Desinfektionsmittelspendern an, die den Gebrauch aufzeichnen und mit anderen Systemelementen kommunizieren, wie etwa einer Identifikationsplakette eines Mitarbeiters.. Dies erlaubt dem System zu„wissen“, wenn eine bestimmte Person ihre Hände reinigen sollte (z.B. nach Verlassen des Raumes). Vergisst die Person dies, ertönt ein kurzer Alarm. (Falls Ihnen diese Überwachungssysteme etwas unheimlich vorkommen, dann suchen Sie online einmal nach Bildern von MRSA-Infektionen – diese sind um einigesschrecklicher.)

Entkeimungslampen 

Die keimtötende Wirkung von ultraviolettem (UV-)Licht wurde erstmals in den 1900er Jahren entdeckt und kam ab den 1950er Jahren zur Desinfektion von Trinkwasser und in Wasseraufbereitungsanlagen zum Einsatz. Jetzt haben die desinfizierenden Eigenschaften von UV- und anderem Licht das Interesse im Hinblick auf die Verbesserung der Krankenhaushygiene neu geweckt. 

So werden zum Beispiel Roboter, die UV-Licht von hoher Intensität in kurzer Zeit aussenden, verwendet, um ganze Räume in Kliniken zu desinfizieren. Das UV-Licht tötet verschiedene Krankheitserreger (einschließlich dem MRSA) ab, indem es ihre DNA verändert und ihre Reproduktionsfähigkeit zerstört. Eine Klinik, die eine 3-monatige Studie zu dieser Technologie durchgeführt hat, stellte einen erheblichen Abwärtstrend bei Krankenhausinfektionen durch einen als Clostridium difficile bezeichneten Keim fest.

Andere Kliniken haben bewegungsgesteuerte Deckenlampen in ihren Operationssälen eingeführt. Diese Vorrichtungen verbinden weißes Umgebungslicht mit blau-violettem Licht, um schädliche Bakterien in der Luft und auf harten und weichen Oberflächen abzutöten. So sorgen sie für eine fortlaufende Desinfektion der Umgebung, egal ob der Raum leer oder in Gebrauch ist. 

Die Vorteile liegen auf der Hand: Bei klassischen Ganzraum-Desinfektionssystemen muss ein Mitarbeiter ein Gerät in den OP schieben und es einschalten; Deckenlampen jedoch sorgen für eine fortlaufende Desinfektion der Umgebung. Eine Klinik berichtete, dass sie mit diesem Ansatz 70 Prozent der bakteriellen Belastung reduzieren konnte.  

Smarte Stethoskope

Es müssen jedoch nicht immer ganz neue Dinge wie Roboter sein – auch mit eher betagten Sachen, wie zum Beispiel Stethoskopen, kann man smarte Dinge tun. Diese wichtigen Werkzeuge sind ebenso schmutzig, wie die Hände des Arztes, sie zu reinigen, wird jedoch oft vergessen. Eine Lösung sind smarte Technologien wie sterilisierende Magnethalter, die an der Kleidung des Arztes befestigt werden können. Das Stethoskop rastet im Halter ein, der einen aseptischen Schwamm enthält; gleitet die Membran über diesen Schwamm, werden 99 Prozent der Keime beseitigt (http://cleanint.com/cleanstethoscope/). 

Eine andere Möglichkeit ist eine sterilisierende Vorrichtung, die an der Wand befestigt wird: Der Arzt zieht das Bruststück des Stethoskops wie eine Kreditkarte durch das Gerät, welches dann das Stethoskop mit UV-Licht sterilisiert (http://www.uvs-ultraclean.com/stethoscope.htm).

Und hierbei handelt es sich nicht mehr nur um Nischenprodukte: Schätzungen einer neuen Marktstudie zufolge werden smarte Stethoskope im Jahr 2025 einen Marktanteil von 220 Millionen US-Dollar ausmachen, mit einigen großen Markennamen an vorderster Front. (https://www.researchmoz.us/global-intelligent-stethoscope-smart-stethoscopes-market-insights-forecast-to-2025-report.html).

Systemischer Ansatz zur Raumreinigung

Keime setzen sich gerne auf unwichtig erscheinenden Dingen wie Türgriffen und Toilettenpapierhaltern fest. Reinigungskräfte, denen die unangenehme Aufgabe zuteil wird, Keime und andere Dinge von diesen Objekten zu entfernen, werden bei den Strategien zur Infektionsprävention oft übersehen. Durch systematisches Reinigen erhalten Reinigungskräfte klare Anweisungen, wie sie vorgehen müssen. Die Anweisungen zur Reinigung des Operationssaals können zum Beispiel folgende Hinweise enthalten: „Beginnen Sie von oben und arbeiten Sie sich nach unten vor, reinigen Sie von den Ecken zur Mitte hin“, „desinfizieren Sie alle Ecken sämtlicher Absaugöffnungen“ und „überprüfen Sie die Arbeit mit Biolumineszenz“.

Virtuelle Realität für Krankenhausdesign und -hygiene

Virtuelle Realität (VR) wird vielleicht nicht sofort mit Antibiotikaresistenz in Verbindung gebracht, kann aber eine wichtige Rolle bei der Milderung dieses Problems spielen. Das beginnt mit der Gestaltung eines Krankenhauses: Man stelle sich vor, Ärzte, Pflegekräfte und Hygieneexperten könnten eine Brille aufsetzen und einen virtuellen Spaziergang durch ihren Arbeitsplatz machen, bevor er überhaupt gebaut wird. So könnten alle Parteien wertvolles Feedback zu Patientenströmen und zur Raumnutzung geben. 

In Bezug auf das Thema Händehygiene (Compliance) ermöglicht ein VR-HSimulator die Trainingssimulation in drei Phasen: 1) eine Übungsphase, in der die „5 Indikationen der Händedesinfektion“ der WHO vermittelt werden, 2) eine interaktive Schulungsphase, während der die Teilnehmer gebeten werden, die Händehygiene einer virtuellen Krankenschwester zu bewerten, und 3) eine Feedbackphase, in der die Teilnehmer eine Punktzahl erhalten (https://pdfs.semanticscholar.org/presentation/b5e9/aa72daa86a3081a7c527a73cee43b86191bc.pdf). 

VR kommt zunehmend auch in der Ausbildung von Medizinstudenten zum Einsatz, zum Beispiel bei der Infektionsprävention im Operationssaal. Diese Schulung ist in der Regel schwierig zu organisieren, da ein OP nur Platz für eine begrenzte Zahl an Studierenden bietet, und diejenigen, die ganz hinten stehen, nicht besonders viel sehen. Durch VR kann sich jedoch eine virtuell unbegrenzte Anzahl von Studierenden mit der OP-Umgebung vertraut machen, Risikosituationen studieren und lernen, wie man diese vermeiden kann.

Systemische Lösungen bei Antibiotikaresistenz

Nach einem Exkurs über smarte Lösungen lassen Sie uns nun einige systemische Ansätze zum Problem der Antibiotikaresistenz anschauen. Da Keime über die Idee von Grenze nur müde lachen, bevor sie diese überqueren, müssen auf allen Ebenen Maßnahmen ergriffen werden: global, national und individuell. 

Da das wahre Ausmaß des Problems erst seit einigen Jahren bekannt ist, befinden sich viele der Programme noch in der Phase der Datensammlung oder der Einführung erster Veränderungen – deshalb mangelt es noch an konkreten Daten zum Erfolg dieser Programme. Nichtsdestotrotz ist ein Anstieg vielversprechender Projekte zu erkennen: Regierungen, Wissenschaftler und die Wirtschaft haben die Herausforderung angenommen und sind bereit, das Problem zu bekämpfen. Ring frei! 

Erster Schritt für eine mögliche Lösung: Daten sammeln

Weltweit führend im Hinblick auf globale Initiativen ist, wenig überraschend, die Weltgesundheitsorganisation WHO. Ihr „Globaler Aktionsplan“ verfolgt fünf Ziele: die Verbesserung des Bewusstseins und Verständnisses für Antibiotikaresistenzen, die Stärkung der wichtigen Evidenzbasis, die Verringerung des Auftretens von Infektionen, die Entwicklung des Geschäftsszenarios für nachhaltige Investitionen sowie die Optimierung des Einsatzes von Antibiotika bei Mensch und Tier. 

Im Hinblick auf das letzte Ziel arbeitet die WHO mit der OIE, der Weltorganisation für Tiergesundheit, zusammen, die kürzlich von einem ersten Erfolg berichtet hat: Die Anzahl der Länder, die Antibiotika nicht zur Förderung des Tierwachstums einsetzen, ist von 86 (58,9 % aller untersuchten Länder) im Jahr 2016 auf 110 (70,9 % aller untersuchten Länder) im Jahr 2017 gestiegen (https://cddep.org/blog/posts/weekly-digest-feb-22-2019/).

„Die Gefahr durch antimikrobielle Resistenzen muss durch den korrekten Gebrauch antimikrobieller Mittel sowohl bei Mensch, Tier und in der Umwelt abgewendet werden. Wir streben danach, diese Medikamente in der Gesellschaft und in der Gesundheitsversorgung korrekt einzusetzen, aber das Problem kann nicht in nur einem Sektor allein gelöst werden.“

– Zsuzsanna Jakab, WHO Regionaldirektorin für Europa

Die WHO war auch die erste, die 2014 einen globalen Bericht zu Überwachungsdaten veröffentlichte, der die Alarmglocken schrillen ließ: Schon damals gab es „ein hohes Maß an Resistenzen“ in allen Regionen der Welt und „erhebliche Lücken“ bei der Nachverfolgung von Antibiotikaresistenzen (https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/112647/WHO_HSE_PED_AIP_2014.2_eng.pdf;
jsessionid=F028BC0135BD98C6673BB1220D684DBD?sequence=1
). 

Diese Datenlücken beginnen sich nun zumindest zu verringern. 2017 veröffentliche die WHO eine globale Datenbank, die einen Überblick liefert, wo einzelne Länder hinsichtlich folgender Fragen stehen:

  • Welche Länder haben einen „Nationalen Handlungsplan“ entworfen oder eingeführt: In Europa verfügen nur Österreich, die Schweiz, Italien, Portugal, Norwegen, Finnland und Serbien über einen solchen Plan.
  • In welchen Ländern werden Angehörige der Veterinärberufe in Bezug auf Antibiotikaresistenzen geschult: In Afrika gibt es nur in Botswana und der Elfenbeinküste solche Schulungen, und nur Südafrika, Kenia und Zimbabwe haben das Problem in Lehrpläne aufgenommen. 
  • Welche Länder stärken aktuell das Bewusstsein und Verständnis für die Gefährdung der menschlichen Gesundheit durch Antibiotikaresistenzen: Die gute Nachricht ist, dass Mauretanien, die Demokratische Republik Kongo, die Zentralafrikanische Republik und Syrien weltweit die einzigen Länder sind, in denen derartige Aktivitäten nicht stattfinden (https://amrcountryprogress.org/).

Die neuen Daten haben leider auch gezeigt, dass die hohen Resistenzgrade sich nur in eine Richtung bewegen und zwar nach oben. Der erste offizielle Bericht der WHO wurde 2015 unter dem Namen „GLASS” (Global Antimicrobial Resistance Surveillance System) veröffentlicht und umfasst 52 Länder. Bereits damals wiesen Experten auf beunruhigend hohe Resistenzgrade in den 22 Ländern hin, die bereits statistische Daten lieferten. Weitverbreitete Resistenzen wurden laut Dr. Marc Sprenger, Direktor des WHO-Sekretariats für antimikrobielle Resistenz, bei etwa 500.000 Menschen gefunden. „Natürlich unterscheidet sich die Situation von Land zu Land, aber es gibt einige Infektionen, die nicht behandelbar sind, was bedeutet, dass Patienten an ihnen sterben können – das ist durchaus dramatisch.“ (https://news.un.org/en/tags/global-antimicrobial-surveillance-system-glass

Die einzige gute Nachricht ist, dass im Vergleich zum ersten Datenabruf im April 2017 die Beteiligung laut GLASS 2018 um 64 Prozent gestiegen ist und mehr als doppelt so viele Länder Daten zur Antibiotikaresistenz eingereicht haben. Regierungen auf der ganzen Welt realisieren offensichtlich, dass sie sich am Kampf gegen Antibiotikaresistenz beteiligen müssen (https://www.who.int/gho/glass/en/). 

„Da die Raten antimikrobieller Resistenz, die Verbrauchsraten antimikrobieller Mittel sowie die Praktiken der Infektionsprävention und –kontrolle von Land zu Land variieren, ist es unerlässlich maßgeschneiderte Strategien zu haben, um spezifische Bedürfnisse anzugehen.“

– Andrea Ammon, Direktorin des Europäischen Zentrums für die Prävention und Kontrolle von Krankheiten

Verbesserungspotenzial – überall 

Dies sollte für Länder erst recht ein Grund sein, auch auf nationaler Ebene zusammenzuarbeiten. Wie die „Worldwide Country Situation Analysis“ der WHO gezeigt hat, gibt es hier mehr als nur ein bisschen Verbesserungspotenzial. Sogar in hochentwickelten Gebieten wie Europa verfügen nur 43 Prozent der Länder über einen nationalen Plan gegen Antibiotikaresistenz. Antimikrobielle Medikamente sind ohne Rezept in über 50 Prozent der Länder erhältlich, wobei 51 Prozent dieser Länder auf dem amerikanischen Kontinent und 64 Prozent in Südostasien liegen. Afrikanische Länder berichten von begrenzten Möglichkeiten, bestehende Richtlinien zur Verwendung dieser Medikamente in der Humanmedizin zu verschärfen. 

Nationale Pläne für internationale Bakterien

Einige Länder preschen alleine nach vorne: Kanada hat einen bundesstaatlichen Handlungsrahmen in Bezug auf die Resistenz und den Einsatz von Antibiotika eingeführt, Äthiopien einen nationalen strategischen Rahmenplan zur Prävention und Eindämmung von Antibiotika-Resistenz, und Schweden kann gleich drei solcher Pläne vorweisen. 

Australien hat in der Zwischenzeit so etwas wie die Expertenrolle in der Infektionsprävention eingenommen. Bereits 2009 entschloss man sich Down Under das weltweit größte nationale Programm zur Handhygiene ins Leben zu rufen. Krankenhäuser sind seit 2013 verpflichtet, sich Überprüfungen ihrer Hygienestandards zu unterziehen, und das Versäumnis, diese Standards zu erfüllen, bringt Kliniken in die Gefahr, ihre finanzielle Förderung und Zulassung zu verlieren. Wenig überraschend kam es infolgedessen bis 2017 zu einem Anstieg der teilnehmenden Kliniken von 103 auf 937. 

Der Erfolg des Programms rechtfertigte diesen Ansatz somit, auch wenn er  in Form einer Zwangsmaßnahme kam: Die Einhaltung der Händehygienevorschriften stieg landesweit auf durchschnittlich 85 Prozent an. Entscheidend ist dabei, dass Infektionen mit dem berüchtigten Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA) nachweislich zurückgingen. 2018 veröffentlichten die am Programm beteiligten Experten die Ergebnisse, die diese wichtige Verbindung zwischen Verbesserungen bei der Einhaltung der Händehygiene und dem Rückgang therapieassoziierter Infektionen zeigte, in der Fachzeitschrift „The Lancet“ (Grayson M.L. et al., Lancet Infect Dis 2018;18:1269-1277).

Um postoperative Wundinfektionen - Surgical Site Infections, kurz SSI -) zu verringern, hat Australiens Nachbar Neuseeland 2013 ein nationales Programm eingeführt, das sich auf 1) die Überwachung, 2) die Einhaltung evidenzbasierter Praktiken und 3) die öffentliche Berichterstattung zu veränderten Praktiken und Ergebnisdaten konzentriert. Bis Ende 2016 ist die landesweite Durchschnittsrate an SSI von 1,36 Prozent auf 0,91 Prozent gesunken. Dies entspricht Einsparungen von etwa 2,2 Millionen Neuseeland-Dollar (NZD) für umgangene Behandlungen und von 5 Millionen NZD für umgangene behinderungsbereinigte Lebensjahre (Disability-Adjusted Life Years or DALYs). (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30048432

Und wo wir gerade beim Geld sind: Die Vereinigten Staaten haben 2012 einen komplett anderen Ansatz zur Infektionsprävention gewählt, indem sie das „Hospital Readmissions Reduction Program” (HRRP) aufgebaut haben, das bei einem Übermaß von Wiederaufnahmen geringere Zahlungen für Krankenhäuser vorsieht. Einfach ausgedrückt: Wenn eine Klinik Patienten innerhalb von 30 Tagen erneut aufnehmen muss, wird angenommen, dass bei der Gesundheitsversorgung der Patienten keine gute Arbeit geleistet wurde. Infektionen sind in dieser Hinsicht von Bedeutung, denn sie sind ein wichtiger Grund dafür, dass Patienten wieder zurück ins Krankenhaus müssen.

Das Programm hat vielversprechende Ergebnisse geliefert: Laut einem Dokument aus dem Jahr 2018 verringerte sich der Anteil an im Krankenhaus erworbenen Infektionen seit der Einführung von HRRP um 16 Prozent (Magill S.S. et al., NEJM 2018;379:1732-1744). Ein anderer Bericht zeigt einen Rückgang von 17 Prozent in Bezug auf Wiederaufnahmen in Krankenhäusern bis 2016 (http://medpac.gov/docs/default-source/default-document-library/readmissions-january-2018-public9bd311adfa9c665e80adff00009edf9c.pdf?sfvrsn=0).

Da Sepsis der eigentliche Hauptgrund für Wiederaufnahmen in Krankenhäusern ist (Mayr F.B. et al., JAMA 2016; doi:10.1001/jama.2016.20468), forderten Wissenschaftler, dass dieser Zustand in das Programm aufgenommen wird – bisher allerdings ohne Erfolg. 

Schließlich hat sich das Vereinigte Königreich 2014 auf den Weg gemacht, sich als weltweit führende Nation im Kampf gegen Infektionen durch antibiotikaresistente  Erreger zu positionieren. In den folgenden beiden Jahren sammelte eine Kommission unter der Leitung von Lord Jim O‘Neill, Ökonom und Mitglied des britischen Oberhauses, Informationen und schlug Lösungen aus wirtschaftlicher und sozialer Sicht vor. In ihrem Endbericht empfahl der „Review on Antimicrobial Resistance“ Maßnahmen auf zehn Ebenen, um die Nachfrage nach antimikrobiellen Mitteln, insbesondere Antibiotika, zu verringern. Als übliche Verdächtige standen das öffentliche Bewusstsein, die sanitäre Versorgung und Hygiene sowie Antibiotika in der Landwirtschaft und Umwelt ganz oben auf der 10-Punkte-Liste.

Im Januar 2019 veröffentlichte die britische Regierung einen nationalen 5-Jahres-Aktionsplan und einen 20-Jahres-Ausblick, der erläutert, wie das Vereinigte Königreich zur Eindämmung und Kontrolle antimikrobieller Resistenz bis 2040 beitragen will. Die Pläne beinhalten Ziele wie die Senkung der Anzahl medikamentenresistenter Infektionen um zehn Prozent bis 2025, die Verringerung des Einsatzes von Antibiotika beim Menschen um 15 Prozent und die Vermeidung von mindestens 15.000 therapieassoziierten Infektionen bei Patienten jedes Jahr bis 2024.

Der transnationale Ansatz: Europa bündelt Kräfte in öffentlich-privaten Partnerschaften

In Europa arbeitet das „Enable“-Projekt innerhalb des Programms mit dem schlagkräftigen Namen „New Drugs for Bad Bugs“ (dt. etwa „Neue Medikamente für böse Bakterien“) an der Entwicklung potenzieller Antibiotika gegen bestimmte Bakterien. Die Wissenschaftler, die diese „bad bugs“ bekämpfen wollen, haben bereits neue Wege gegen medikamentenresistente Bakterien gefunden, ein Pharmaunternehmen überzeugt, sich ihnen anzuschließen, und kürzlich ihren ersten Antibiotikum-Kandidaten ausgewählt (https://www.imi.europa.eu/projects-results/project-factsheets/enable). 

„Enable“ umfasst mehr als 40 europäische Partner aus Wissenschaft und Praxis, die sich in einem 6-Jahres-Projekt zusammengeschlossen haben. Gegründet wurde das Projekt von der Innovative Medicines Initiative (IMI), um neue Antibiotika gegen die wichtigsten „gramnegativen“ Bakterien zu entwickeln. (Diese gelten als gefährlicher als ihre „grampositiven“ Verwandten, da sie ihre Zellwand oft durch eine Kapsel oder Schleimschicht verstecken, die als „Tarnung“ gegen Medikamente dient.) „Enable“ wurde 2014 gegründet und läuft bis 2020. 

Das IMI ist eine öffentlich-private EU-Partnerschaft zur Förderung von Forschung und Innovation im Gesundheitswesen und verfügt über ein Budget von 5,3 Milliarden Euro. Kürzlich wählte das Projekt ein neues Antibiotikum mit dem Namen Apramycin als Kandidat für klinische Studien aus. Forscher an der Universität Zürich konnten die Wirksamkeit und Sicherheit dieses Medikaments bereits im Tiermodell für verschiedene Infektionen nachweisen, darunter auch Infektionen, die von einigen der gefährlicheren medikamentenresistenten Bakterien verursacht wurden.

„Bisher drehte sich ein großer Teil der Forschungsarbeit zur Bewältigung dieses Problems um Krankenhäuser und die Verringerung klinischer Verordnungen, inzwischen wissen wir aber, dass die Umwelt wahrscheinlich einen Anteil daran hat, wie Antibiotika-Resistenz sich entwickeln und ausbreiten kann.“

– Associate Professor William Gaze, University of Exeter Medical School

Neuigkeiten aus der Agrarbranche 

Die bisher genannten Anstrengungen konzentrierten sich ausschließlich auf den Menschen. Wie wir jedoch wissen, ist der (übermäßige) Einsatz von Antibiotika in der Landwirtschaft, insbesondere in der Tierhaltung, einer der Hauptauslöser von Antibiotikaresistenz. Um was geht es also hierbei? 

Die Neuigkeiten sind verhalten optimistisch. Wie oben erwähnt, beginnen einige Länder damit, Studierenden der Tiermedizin die Wichtigkeit eines gesunden Einsatzes von Antibiotika zu vermitteln. Die Agrarbranche hat ebenfalls realisiert, dass es dringend erforderlich ist, Strategien zu entwickeln, damit Antibiotika bei zur Lebensmittelgewinnung genutzten Tieren, insbesondere in der Geflügel- und Viehzucht, ersetzt werden können. Bisher wurden zwei internationale Symposien zu „Alternativen für Antibiotika“ durchgeführt. Hunderte von Experten – aus Wissenschaft, Regierungen, Aufsichtsbehörden und der Tierindustrie – aus mehr als 25 Ländern haben sich getroffen, um über Handlungspläne zur Verringerung von Antibiotika in der Tierzucht und die Entwicklung von Alternativen für die wichtigen antibiotischen Leistungsförderer (AGP) zu diskutieren. 

Hier kommen Phytochemikalien ins Spiel. Diese natürlichen bioaktiven Substanzen, die auch als Phytobiotika oder phytogene Wirkstoffe bekannt sind, werden aus Pflanzen gewonnen. In den letzten Jahren wurden Phytochemikalien, einschließlich geläufiger Kräuter und Gewürze (Thymian, Oregano, Ingwer, Kumin, Koriander) bereits bei Geflügel als potenzielle AGP-Alternativen eingesetzt. Ätherische Öle haben einen nachweisbar positiven Effekt auf die Gewichtszunahme bei Masthühnern und verbessern zudem die Fütterungseffizienz. Eine Vielzahl von Studien zeigte auch, dass Extrakte aus Pflanzen, wie zum Beispiel Löwenzahn oder Senf, die angeborene Immunität bei Geflügel und Schweinen verbessert (https://veterinaryresearch.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13567-018-0562-6).

Ankurbeln der Hitze bei Abfallstoffen

Ein internationales Team aus Forschern von Universitäten in China, dem Vereinigten Königreich und den Niederlanden konzentrierte sich auf einen der Hauptübertragungswege von Antibiotikaresistenz: die industrielle Kompostierung. Kompost wie etwa Gülle enthält als eine Mischung aus Pflanzen- und Tierabfällen oft resistenztragende Bakterien, die über die Ausscheidungen von mit Antibiotika behandelten Tieren übertragen werden. Wenn die Gülle dann wieder als Dünger für Getreide in den Boden eingebracht wird, verbreiten sich die resistenten Gene  gleich mit.  

Die Forscher untersuchten verschiedene Kompostierungsmethoden und waren insbesondere an den häufig vorkommenden Antibiotikaresistenzgenen (ARGs) und den so genannten mobilen genetischen Elementen (MGEs) interessiert, die eine Schlüsselrolle bei der Verbreitung von Resistenzen spielen. Beim Vergleich der konventionellen und der hyperthermophilen Kompostierung stellten die Forscher eine wirksamere Entfernung von sowohl ARGs als auch MGEs im Zuge der hyperthermophilen Kompostierung fest, bei der, sehr vereinfacht ausgedrückt, höhere Temperaturen zum Einsatz kommen. Hyperthermophile Kompostierung ist nach der Schlussfolgerung der Studie „eine vielversprechende Biotechnologie zur Verringerung der Häufigkeit von ARGs, bevor Feststoffabfälle in Böden eingebracht werden“ (https://www.researchgate.net/publication/321502958_Hyperthermophilic_Composting_Accelerates_the_
Removal_of_Antibiotic_Resistance_Genes_and_Mobile_Genetic_Elements_in_Sewage_Sludge
).

Unter den zahlreichen Studien und Berichten, die in jüngster Zeit veröffentlicht wurden und die die Wichtigkeit der Umwelt bei der Verbreitung von Antibiotikaresistenzen hervorgehoben haben, konzentrierten sich mehrere auf das Thema Abwasser. Schwedische Forscher zeigten in einer Anfang 2018 veröffentlichten Studie, dass auch niedrige Konzentrationen von Antibiotika zu hohen Resistenzgraden bei Bakterien führen können. Dies verschärft die bevorstehende Antibiotikakrise nur noch, da diese niedrigen Konzentrationen heute in vielen, wenn nicht in den meisten Wasserläufen und Seen, zu finden sind (https://phys.org/news/2018-04-antibiotic-resistance-small-amounts-antibiotics.html). 

Kurz darauf bestätigte eine an der University of Exeter Medical School durchgeführte Studie, dass die Exposition gegenüber niedrigen Konzentrationen von Antibiotika im Abwasser zum gleichen Anstieg resistenter Bakterien führt wie bei hohen klinischen Konzentrationen. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass jedes Wassersystem, durch das Abwässer fließen, eine Brutstätte für resistente Bakterien ist und dass die Umwelt daher als gleichwertiges Schlachtfeld  im Kampf gegen Antibiotikaresistenzen betrachtet werden sollte (https://phys.org/news/2018-07-environment-key-ground-tackle-antibiotic.html).

Wie Sie sehen gibt es auf die globale Bedrohung durchr Antibiotikaresistenzen keine einfachen oder eindeutigen Antworten. Regierungen, Wissenschaftler und die Wirtschaft müssen jedoch weiterhin ausprobieren, forschen und analysieren. Wir alle müssen ebenso unseren Teil beitragen, indem wir unsere Hände waschen, Antibiotika nur einnehmen, wenn es erforderlich ist, und „antibiotikafreie“ Tierprodukte fordern. Wie die Wirtschaft bereitwillig zugibt, war das steigende Bewusstsein der Kunden ein Schlüsselreiz, um nach Alternativen zu suchen. Ansonsten wird unsere alternative Realität eine Rückkehr in dunkle Zeiten sein, wo bereits ein kleinen Kratzer ein Todesurteil bedeuten kann. 

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Die Antibiotikakrise
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