Die Untersuchung von wässrigen Matrices auf Rückstände antibiotisch wirksamer Substanzen mittels LC-MS/MS

Abstract

Vor dem Hintergrund einer zunehmenden Resistenzproblematik und der schwerwiegenden Folgen einer möglichen Post-Antibiotika-Ära werden geeignete Analysemethoden zur Untersuchung auf Antibiotikarückstände in Umweltproben benötigt. Von besonderem Interesse sind hierbei subinhibitorische Rückstandskonzentrationen, die ausreichend sein können, um die Verbreitung und Entwicklung von Antibiotikaresistenzen zu begünstigen. Die im Rahmen dieser Dissertation entwickelte Direktinjektionsmethode zeigte, dass eine Vielzahl an Antibiotikarückständen simultan und ohne Analytanreicherung mittels LC-MSMS mit ausreichender Empfindlichkeit in wässrigen Umweltproben nachgewiesen werden kann. <br /> Zudem konnte gezeigt werden, dass das Abwasser in klinischen Sanitäreinheiten ein Reservoir an Antibiotikarückständen darstellt. Die dort nachgewiesenen hohen Rückstandskonzentrationen könnten ausreichen, um einen Selektionsvorteil zugunsten von antibiotikaresistenten Bakterien auszuüben. Des Weiteren konnte festgestellt werden, dass eine Speicherung der Antibiotikarückstände im Biofilm, der sich im Leitungsnetz ausbildet, zu erfolgen scheint. Demnach ist die Entfernung des Biofilms beziehungsweise die Prävention der Ausbildung von Biofilmen in patientennahen Bereichen durch regulatorische Änderungen auch aus chemischer Sicht sinnvoll.<br /> Ferner konnte der Einfluss von klinischem Abwasser auch in kommunalen Mischabwässern anhand des Nachweises von Antibiotikarückständen, Antibiotikaresistenzgenen und antibiotikaresistenten Bakterien nachgewiesen werden. So ergab sich für spezifische antibiotikaresistente Bakterien beziehungsweise Antibiotikaresistenzgene eine erhöhte Nachweiswahrscheinlichkeit bei gleichzeitigem Nachweis spezifischer Antibiotikarückstände. Diese Ergebnisse legen nahe, dass hohe Rückstandskonzentrationen von zum Beispiel Meropenem oder Ciprofloxacin als Marker für das Vorhandensein von multiresistenten Bakterien in Abwasser fungieren können.<br /> Einen potentiellen Rückkopplungsweg in Bezug auf Antibiotikarückstände, antibiotikaresistente Bakterien und Antibiotikaresistenzgene zurück zum Menschen stellt der Eintrag von behandeltem Abwasser in zur Trinkwassergewinnung dienende Oberflächengewässer dar. Diesbezüglich konnte gezeigt werden, dass aufgrund von Abbau- und Verdünnungseffekten sowie aufgrund des Einzugsgebietes des untersuchten Oberflächengewässers keine signifikanten Einflüsse durch die Kläranlageneinleitungen auf die Trinkwassertalsperre nachzuweisen waren.