Forschungsbericht W 201830 05/2022 -PDF-Datei-

Im Rahmen des Projektes des DVGW-Forschungsberichts W 210830 wurde die Nachweismethodik für Antibiotikaresistenzen weiterentwickelt. Die derzeitigen Kulturverfahren aus dem klinischen Bereich erfassen Bakterien, die unter Nährstoffreichen Bedingungen wachsen. Es konnte erfolgreich ein Kulturverfahren zur Erfassung von antibiotikaresistenten Umweltbakterien etabliert werden. Mit diesem Verfahren können Cephalosporin-resistente und Carbapenemase-bildende oligotrophe Bakterien in Wasserproben erfasst werden. Diese Resistenzen sind im klinischen Bereich weltweit von hoher Relevanz, da sie die Wirksamkeit der Reserve-Antibiotika einschränken. Durch die weiterführende Untersuchung der gewonnenen Isolate konnten die Bakteriengattungen identifiziert und die Expression von β-Laktamasen belegt werden. Auch die PCR-Methodik zum Nachweis von Antibiotikaresistenzgenen wurde weiterentwickelt. Bei der konventionellen quantitativen PCR (qPCR) werden bislang 100-300 Basenpaar lange Fragmente der Antibiotikaresistenzgene nachgewiesen. Im Rahmen des Vorhabens wurde die Methodik der Long Amplicon (LA)-qPCR weiterentwickelt. Da nur vollständige Gene mit ca. 800-2000 Basenpaaren zur Entwicklung von Resistenzen führen, können somit falsch-positive Befunde minimiert werden. Insbesondere nach der Wasseraufbereitung mittels reaktiver Verfahren wie Ozonung oder UV-Behandlung entstehen kleine Genfragmente. Die Versuche zeigten, dass mittels der LA-qPCR nach der Behandlung deutlich weniger Gene erfasst werden als mit der herkömmlichen Methode. Im Projekt wurde auch der Einsatz der Propidium-Monoazid (PMA)-qPCR zur Erfassung geschädigter Zellen geprüft. Es zeigte sich allerdings, dass die benötigte PMA-Konzentration und die optimalen Inkubationsbedingungen zwischen den Umweltbakterien stark variieren und nicht vereinheitlicht werden können. Daher kann keine Standard-Methode der PMA-qPCR für die Untersuchung von Umweltproben empfohlen werden.

Mit den zur Verfügung stehenden Methoden wurde das Vorkommen von antibiotikaresistenten Bakterien und Antibiotikaresistenzgenen im Rohwasser erfasst sowie das Verhalten von Antibiotikaresistenzen bei der Trinkwasseraufbereitung mittels naturnaher/ mikrobiologischer Verfahren, Filtrationsschritten und Desinfektionsverfahren untersucht. Die Untersuchungen zeigten, dass die Aufbereitung zu einer deutlichen Reduktion der antibiotikaresistenten Bakterien und Antibiotikaresistenzgene führt. Daher ist eine Gefährdung des Trinkwassers derzeit nicht zu erwarten, wenn die anerkannten Regeln der Technik eingehalten werden und das Trinkwasser den gesetzlichen hygienisch-mikrobiologischen Anforderungen entspricht. Zur Erfassung des aktuellen Ist-Zustandes und der zeitlichen Entwicklungen sowie für eine abgesicherte Bewertung der Situation wird die zukünftige Durchführung von Monitoring-Programmen mit den etablierten Methoden empfohlen.

Eine Verbesserung der Methodik für den Nachweis von Antibiotikaresistenzen in der Umwelt ist notwendig, um den tatsächlichen Grad an Belastung sicher erfassen zu können. Mit den verbesserten Verfahren wurde die Datenbasis in Bezug auf das Vorkommen von Antibiotikaresistenzen im Rohwasser und ihrem Verhalten bei der Trinkwasseraufbereitung ausgebaut. Die Untersuchungen erfolgten im Labor sowie in Proben von mehreren Wasserversorgungsunternehmen, die das Vorhaben aktiv unterstützten.