• Wann wurde das erste Antibiotikum entdeckt?
  • Wie wirken Antibiotika?
  • Welche Ergebnisse erbrachte die Studie?
  • Antibiotika-Resistenz: Welche Konsequenzen sollten erfolgen?

Ein Expertengremium berichtete im Fachmagazin The Lancet, dass 2019 schätzungsweise 1,2 Millionen Menschen unmittelbar an einer Infektion mit Antibiotika-resistenten Erregern starben. Somit können Antibiotika-Resistenzen zu den häufigsten Todesfällen weltweit gezählt werden. 

Rückblick: Wann wurde das erste Antibiotikum entdeckt?

Meistens wird die Entdeckung des Penicillins durch Alexander Fleming im Jahr 1928 als Geburtsstunde der Antibiotika gefeiert. Die ersten Forschungen an bakterienwirksamen Substanzen gehen zurück bis ins Jahr 1896. Ernest Duchesne injizierte erkrankten Meerschweinchen eine Lösung aus Schimmelpilzkulturen und die Tiere erholten sich.

Ebenfalls vor Flemings bahnbrechenden Entdeckung entwickelte Paul Ehrlich 1910 das erste Antibiotikum, das unter dem Namen "Salvarsan" vertrieben wurde. Dessen Grundlage waren allerdings keine Schimmelpilze, sondern organische Arsenverbindungen. Mit diesem Medikament war es erstmals möglich, die bisher unheilbare Infektionskrankheit Syphilis zu heilen.

Alexander Fleming entdeckte das Penicillin dahingegen eher per Zufall. Er gab Staphylokokken-Bakterien, die sich häufig auf Schleimhäuten befinden, auf eine Nährbodenplatte und schenkte ihr über den Sommer keine Beachtung mehr. Schließlich entdeckte er, dass sich über die Zeit eine Schimmelpilzkolonie gebildet hatte, die die Vermehrung des Bakteriums verhinderte. Dem Schimmelpilz gab er den Namen Penicillin.  Nach 10 Jahren erfolgte der erste Behandlungsversuch am Menschen durch die Forscher Howard W. Florey und Ernst B. Chain und 1942 begann man mit der industriellen Produktion. Florey, Chain und Fleming erhielten für ihre Entdeckung den Nobelpreis im Jahr 1945.

Wie wirken Antibiotika?

Der Begriff stammt aus dem Griechischen und bedeutet soviel wie "gegen das Leben gerichtet" von anti=gegen und bios=Leben. Es handelt sich um ein Stoffwechselprodukt, das von Pilzen gebildet wird und schon in niedriger Konzentration eine hemmende oder abtötende Wirkung auf andere Mikroorganimsmen aufweist. Entweder hemmen sie die Vermehrung von Bakterien oder sie töten sie ab. Neben den natürlichen Antibiotika sind heute weitere Bakterien tötende Stoffe im Einsatz, die labortechnisch hergestellt werden.

Antibiotika sind verschreibungspflichtige Medikamente, die bei Erkrankungen verordnet werden, die durch Bakterien verursacht wurden. Antibiotika greifen in den Stoffwechsel oder die Zellteilung von Bakterien ein, sodass sie nicht mehr lebens- oder vermehrungsfähig sind. So kann beispielsweise der Zellwandaufbau von Bakterien destabilisiert, der Protein- und Folsäurestoffwechsel gestört oder das Erbgut geschädigt werden. Da menschliche Zellen in manchen Bereichen anders zusammengesetzt sind, greifen Antibiotika vorwiegend die Stellen an, die sich bei Bakterien vom Aufbau her unterscheiden. Somit kommt es überwiegend zur Schädigung der Bakterienzellen und menschliche Zellen werden verschont. Antibiotika sind nur gegen Krankheiten wirksam, die durch Bakterien verursacht werden. Sie haben keinen Nutzen bei viralen oder durch Pilze verursachten Erkrankungen. So werden Antibiotika beispielsweise bei bakteriellen Mandel-, Blasen- oder Lungenentzündungen sowie bei bakteriell bedingten Blutvergiftungen (Sepsis), Hirnhautentzündungen (Meningitis) oder Entzündungen des Herzens (Myokarditis) verschrieben. Die Einnahme erfolgt meist in Tablettenform, es gibt aber auch Antibiotika als Saft oder in Form von antibiotischen Salben oder Infusionen.

Der Arzt wird eine Empfehlung abgeben, wie das Medikament eingenommen werden sollte. Wichtig ist, sich an die Zeitabstände der Einnahme zu halten und ob das Antibiotikum vor, während oder nach dem Essen eingenommen werden sollte. In jedem Fall sollten Patient*innen Tabletten immer mit ausreichend Wasser einnehmen und nicht mit Milch, Saft, Tee oder Kaffee. Denn in diesen Getränken können Wirkstoffe enthalten sein, die die Wirkung des Antibiotikums verhindern. Wichtig ist außerdem, Antibiotika über die vorgegebene Zeitdauer einzunehmen, auch wenn schon eine Linderung der Beschwerden eingetreten ist. Werden bereits andere Medikamente eingenommen oder liegen weitere Erkrankungen vor, sollte der behandelnde Arzt darüber informiert werden, damit Wechselwirkungen vermieden werden. Gibt es Nebenwirkungen? Jedes Medikament kann Nebenwirkungen verursachen. Das ist auch bei Antibiotika der Fall. Häufig scheiden bestimmte Personengruppen von Beginn an für die Einnahme von Antibiotika aus. Dazu gehören zum Beispiel Kinder, Schwangere oder nierenkranke Personen. Auch Allergiker können bei bestimmten Stoffzusammensetzungen Probleme bekommen, zum Beispiel bei einer Penicillin-Allergie.

Warum sterben so viele Menschen an Antibiotika-Resistenzen?

Resistenzen gegen Antibiotika entstehen zum einen, wenn diese Medikamente zu oft und unnötig verschrieben werden. Zum Beispiel bei viralen Infekten, wo sie wirkungslos sind. Hier wird oft das Argument angebracht, dass durch die Antibiotika-Gabe eine bakterielle Superinfektion verhindert werden soll, die sich noch zusätzlich entwickeln könnte. Hier könnten Voruntersuchungen jedoch Hinweise auf mögliche Erreger geben und somit von Beginn an die richtigen Arzneistoffe einsetzen zu können.

In der Massentierhaltung kommen häufig Antibiotika zum Einsatz.
CC0 / Pixabay / stux

Neben der Humanmedizin werden auch in der Tiermedizin regelmäßig und in großen Mengen Antibiotika eingesetzt, die dann über die Fleischprodukte oder Dünger auf den Feldern wieder in den menschlichen Körper gelangen können. Dieser hohe Einsatz von Antibiotika regt Bakterien dazu an, Resistenzen zu bilden und sich gegen die antimikrobielle Wirkung zur Wehr zu setzen. Dabei kommt es zur Entwicklung von sogenannten Resistenzgenen, die Informationen für Mechanismen enthalten, die die antimikrobielle Wirkung der Medikamente zunichtemachen. Antibiotika sind zudem nur in der Lage Bakterien abzutöten, die nicht resistent sind. Somit können sich diese resistenten Bakterien ungehindert weiter vermehren.

Besonders beunruhigend ist die Tatsache, dass Bakterien auch mehrere Resistenzen aufweisen können, sogenannte multiresistente Bakterien. Sie überleben auch die Behandlung mit verschiedenen Antibiotika, machen sind sogar gegen alle Antibiotika resistent. 

Studie zeigt globale Belastung durch Antibiotika-Resistenzen

Ein internationales Expertengremium publizierte im Fachmagazin The Lancet eine Studie, die die weltweite Belastung durch Antibiotika-Resistenzen oder Antimikrobielle Resistenzen (AMR) untersuchte. Die Forscher gaben eine Schätzung für 23 Krankheitserreger und 88 Erreger-Wirkstoff-Kombinationen in 204 Ländern und Gebieten für das Jahr 2019 ab. Die Daten entnahmen sie aus systematischen Literaturrecherchen, Krankenhausdatenbanken- und Überwachungssystemen und anderen Quellen.

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Frühere Schätzungen gingen davon aus, dass Antibiotika-resistente Keime bis zum Jahr 2050 den Tod von rund zehn Millionen Menschen verursachen könnten. Chris Murray von der University of Washington, ein Mitautor der Studie, stellt jedoch fest, dass dieser Wert schon viel früher erreicht werden könnte. Im Durchschnitt ermittelten die Forscher 1,27 Millionen Todesfälle, die im Jahr 2019 direkt auf Antibiotika-Resistenzen zurückzuführen waren. Dies entspreche laut den Autoren dem Wert, den Malaria (627.000) und HIV (680.000) zusammen an weltweiten Todesfällen herbeiführten. Bei 3,69 Millionen Todesfällen war eine Infektion mit Antibiotika-resistenten Erregern mit beteiligt. Innerhalb der 21 Regionen Australasiens wurde die geringste Belastung durch Antibiotika-Resistenzen festgestellt. Etwa 6,5 Todesfälle auf 100.000 Menschen konnten direkt auf eine Resistenz zurückgeführt werden. Am höchsten belastet war dagegen das westliche Afrika mit 27,3 Todesfällen pro 100.000 Menschen, die direkt auf einer antimikrobielle Resistenz beruhten. 114,8 Todesopfer pro 100.000 Menschen wurden mit einer Resistenz in Verbindung gebracht. Insgesamt betrachteten die Autoren 23 Krankheitserreger, von denen sechs Erreger für 73,4 % dieser Antibiotika-resistenten Todesfälle verantwortlich gemacht wurden. Hierzu zählen:

Welche Konsequenzen sollten erfolgen?

Die Studie zeigt eindrucksvoll, wie groß das Ausmaß der weltweiten Resistenzen gegen antimikrobielle Erreger ist. Die Autoren sehen hier dringenden Handlungsbedarf, damit Krankenhausaufenthalte nicht unnötig verlängert und Todesfälle reduziert werden. Zudem existieren enorme Datenlücken in vielen einkommensschwachen Regionen. Hier sollten die mikrobiologischen Laborkapazitäten und Datenerfassungssysteme erweitert werden.

Forscher empfehlen, mehr in die Antibiotika-Forschung zu investieren.
CC0 / Pixabay / jarmoluk

Roman Laxminarayan, Gründer und Direktor des Center for Disease Dynamics, Economics & Policy in Washington, DC führt in einem Leitartikel, der in Zusammenhang mit der Lancet-Studie veröffentlicht wurde, weitere Punkte an. Im Schatten von COVID-19 setzte sich die Pandemie der Antibiotika-Resistenzen ungehindert fort. Die Studie verdeutliche außerdem, dass überproportional arme Bevölkerungsgruppen betroffen sind, denen der Zugang zu kostspieligen Antibiotika der 2. Linie verwehrt ist, wenn Medikamente der ersten Linie nicht wirken. Zudem stellt er die Frage, ob Antibiotika-Resistenzen für längere Krankenhausaufenthalte verantwortlich sind oder ob Patienten, die sich länger im Krankenhaus aufhalten, zufällig an arzneimittelresistenten Krankheitserregern sterben. 

Bisher wurden vergleichsweise wenig Mittel in die Erforschung von Antibiotika-Resistenzen investiert. Fast alle großen Pharmaunternehmen haben ihre Forschungen an Antibiotika gestoppt, da andere Sparten gewinnbringender sind. Das Problem für die Pharmaforschung ist, dass Antibiotika nur wenige Tage lang eingesetzt werden. Und natürlich sollten auch die neu entwickelten Antibiotika möglichst selten verschrieben werden und eher als Reserve dienen, damit sich nicht wieder neue Resistenzen bilden. Aus diesem Grund fließen die meisten Forschungsgelder in die Entwicklung von Medikamenten gegen Krebs oder chronischen Krankheiten.

Fazit

Weltweit stellen Antibiotika-Resistenzen eine große Gefahr für die Menschheit dar und verursachen eine sehr hohe Zahl an Todesfällen. Besonders in ärmeren Regionen gibt es keinen Zugang zu verschiedenen Antibiotika und es existieren große Datenlücken und geringe Laborkapazitäten. Die Pharmaforschung sieht wenig Anreize, in die Entwicklung neuer Antibiotika zu investieren und setzt eher auf gewinnträchtigere Sparten. Es herrscht enormer Handlungsbedarf, damit zum einen Infektionen von vornherein verhindert, vorhandene Antibiotika angemessen eingesetzt und neue Antibiotika entwickelt werden.

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