11/22/2016
Antibiotikaresistens och den yttre miljön
Foto borttaget
D. G. Joakim Larsson, Professor in Environmental Pharmacology
Director, Centre for Antibiotic Resistance Research at University of Gothenburg (CARe)
Department of Infectious Diseases, Institute for Biomedicine
The Sahlgrenska Academy at the University of Gothenburg
E-mail:
Personal website:
CARe website:
[email protected]
http://www.biomedicine.gu.se/joakimlarsson
www.care.gu.se
Picture by M Kumar, Associated Press
Miljöns roll för antibiotikaresistens:
1. Spridning
1
11/22/2016
Förorenat vatten sprider resistanta
bakterier
Foto borttaget
Photo: Reuters/D Boylan
Walsh et al, Lancet Infect Dis 2011
Fåglar sprider resistenta bakterier
(nästan) överallt
Foto borttaget
Sjöund et al. Emerging
Infectious Diseases 2008,
14: 70-72.
2
11/22/2016
Luft – en möjlig källa för spridning?
Foto borttaget
Pal C, Bengtsson-Palme J, Kristiansson E, Larsson DGJ. (2016). The structure and diversity of
human,animal and environmental resistomes. Microbiome 4:54
“AWARE-WWTP”
Antibiotic Resistance in Wastewater: Transmission Risks for Employees and
Residents around Waste Water Treatment Plants
Foto borttaget
3
11/22/2016
Miljöns roll för antibiotikaresistens:
2. Uppkomst
Antibiotikaresistens - ingen nytt
fenomen i miljön
vanX
bla
tetM
Nature (2011) 477:457-61
4
11/22/2016
Resistens i ofarliga bakterier
Resistens i patogener
Det räcker att detta sker en enstaka gång!
Uppkomst av resistens gynnas av selektionstryck från antibiotika
Slide courtesy: Gerry Wright
Antibakteriella biocider och metaller
kan också selektera för antibiotikaresistenta bakterier genom indirekt
co-selektion
5
11/22/2016
Låga koncentrationer av antibiotika kan ha
potential att selektera för resistens
Bild borttagen
Gullberg E, Cao S, Berg OG, Ilbäck C, Sandegren L, et al. 2011 Selection of Resistant Bacteria at Very Low
Antibiotic Concentrations. PLoS Pathog 7(7): e1002158. doi:10.1371/journal.ppat.1002158
Låga koncetrationer av tetracyklin kan selektera för
resistens i komplexa akvatiska bakteriesamhällen
Lundström et. al Sci Total Environ. 2016 May 15;553:587-95
6
11/22/2016
Tetracyklin inducerar även plasmidöverföring vid 10 µg/L (150 gånger lägre än MIC)
*
1 10 -5
*
8 10 -6
6 10 -6
4 10 -6
2 10 -6
10
00
0
10
00
10
0
10
1
0
0
Tetracycline (µg/L)
Jutkina et. al Sci Total Environ. 2016 Apr 1;548-549:131-8
Resistens i ofarliga bakterier
Resistens i patogener
Var sker dessa kritiska överföringar?
7
11/22/2016
Foto på planeten jorden borttagen
8
11/22/2016
OBS: korrelation mellan förekomst av
resistens och antibiotika betyder inte
att selektion skett i miljön
Foto borttaget
Antibiotika-koncentrationer som ofta hittas i olika typer av miljöer:
Industri
Djurhållning
STPs
EU vattendrag
pg/L ng/L
µg/L
mg/L
9
11/22/2016
Antibiotika-koncentrationer in tre svenska
reningsverk i relation till predikterade ”minsta
selektiva koncentration” (MSC)
1
Bengtsson-Palme et al (2016). Elucidating selection processes for antibiotic resistance in sewage treatment plants using metagenomics.
Science of the Total Environment. 572:697–712
Bengtsson-Palme J, Larsson DGJ. (2015). Concentrations of antibiotics predicted to select for resistant bacteria:
Proposed limits for environmental regulation. Environment International. 86:140-149.
Minskad relativ förekomst av resistensgener efter rening
Influent relative abundance (per 16S)
*
* *
* *
* *
*
* *
*
* *
*
* *
* *
Bengtsson-Palme et al (2016). Elucidating selection processes for antibiotic resistance in sewage treatment plants using metagenomics.
Science of the Total Environment. 572:697–712
10
11/22/2016
Tydliga bevis för selektion saknas fortfarande
Foto borttaget
Antibiotika-koncentrationer som ofta hittas i olika typer av miljöer:
Industri
Djurhållning
STPs
EU vattendrag
pg/L ng/L
µg/L
mg/L
Patancheru, Indien
Ett av flera centra för API produktion till hela världen
Foto borttaget
Photo: C. de Pedro (2006)
11
11/22/2016
30 mg/L ciprofloxacin
30 ng/L ciprofloxacin
Larsson DGJ, de Pedro C, Paxeus N. 2007. Effluent from drug manufactures contains extremely
high levels of pharmaceuticals. J Haz Mat. 148 (3), 751-755
44 kg ciprofloxacin
på en dag!
Sveriges dagskonsumtion= 9kg!
1 g/kg i flodsediment!
Kristiansson E, Fick J, Janzon A, Grabic R, Rutgersson C, Weidegård B, Larsson DGJ. PLoS ONE,
2011 6(2): e17038
Larsson DGJ, de Pedro C, Paxeus N. 2007. Effluent from drug manufactures contains extremely high
levels of pharmaceuticals. J Haz Mat. 148 (3), 751-755
12
11/22/2016
Ytvatten och dricksvatten kraftigt förorenat med antibiotika
och andra läkemedel
J Fick, H Söderström, RH Lindberg, Chau DNP, M Tysklind, DGJ Larsson 2009.
Contamination of surface, ground, and drinking water from pharmaceutical production.
Environmental Toxicology & Chemistry 28:2522–2527
Exceptionellt multiresistenta bakterier i reningsverket
Foto borttaget
Marathe NP, Regina VR, Walujkar SA, Charan SS, Moore ERB, Charan SS, Moore ERB, Larsson DGJ,
Shouche YS. (2013) A Treatment Plant Receiving Waste Water from Multiple Bulk Drug Manufacturers Is a
Reservoir for Highly Multi-Drug Resistant Integron-Bearing Bacteria. PLoS ONE 8(10): e77310.
Johnning A, Moore ERB, Svensson-Stadler L, Shouche YS, Larsson DGJ, Kristiansson E. (2013) The
acquired genetic mechanisms of a multi-resistant bacterium isolated from a treatment plant receiving
wastewater from antibiotic production. Appl. Environ. Microbiol., 79(23):7256.
13
11/22/2016
Resistenta bakterier i miljöer förorenade av
antibiotika genom utsläpp från tillverkning
100
90
% resistant bacteria
80
70
CIP 2 µg/mL
60
50
SMX 100 µg/mL
40
30
20
10
0
Flach CF, Johnning A, Nilsson I, Smalla K, Kristiansson E, Larsson DGJ. (2015)
Isolation of novel IncA/C and IncN fluoroquinolone resistance plasmids from an antibiotic-polluted lake.
Journal of Antimicrobial Chemotherapy. doi: 10.1093/jac/dkv167
Inga andra miljöer har fler resistensgener
Pal et al. Microbiome (2016) 4:54
14
11/22/2016
Nya resistensplasmider från en antibiotikakontaminerad sjö kan lätt föras över till E.coli!
Foto borttaget
CIP-TC 31
Flach CF, Johnning A, Nilsson I, Smalla K,
Kristiansson E, Larsson DGJ. (2015)
Isolation of novel IncA/C and IncN
fluoroquinolone resistance plasmids from an
antibiotic-polluted lake.
Journal of Antimicrobial Chemotherapy.
doi: 10.1093/jac/dkv167
• Fekalieutsläpp = resistensspridning
• Användning av antibiotika till människor och djur leder till exkretion
och utsläpp till miljön. De relativt låga halter som hittas kanske
selekterar för resistens, men ännu saknas klara bevis.
• Utsläpp från tillverkningen kan vara mycket, mycket högre!
• Selektion för multiresistenta bakterier
• En mångfald av resistensgener anrikas
• Resistens överförs relativt lätt till patogener
• Den yttre miljön är en källa för resistensgener
15
11/22/2016
”……we argue that risks are greatest in
those cases in which the mobilized resistance
gene has not yet been detected in pathogenic
bacteria..”
Online 27th April 2015
Tack för att ni lyssnat!
E-mail:
Personal website:
CARe website:
[email protected]
http://www.biomedicine.gu.se/joakimlarsson
www.care.gu.se
16
11/22/2016
17
