Antibioottien maailmanloppu vai vallankumous?

Bakteerit muuttuvat antibiooteille vastuskykyisiksi, ja se uhkaa ihmisten ja eläinten terveyttä koko maapallolla. Mitkä ovat tieteen keinot torjua mahdollinen globaali katastrofi, joka koskettaa meitä kaikkia?

Tappavat infektiot eivät ole vain menneisyyden kauhukuva. 2050-luvulla antibioottiresistenssin seurauksena kuolee jo 10 miljoonaa ihmistä vuosittain – enemmän kuin syövän.

– Antibioottiresistenssiä eli bakteerien vastustuskykyä antibiooteille voidaan verrata ilmastonmuutokseen koska se tapahtuu globaalisti ja koskee kaikkia, sanoo eläinlääketieteen tohtori Annamari Heikinheimo.

Heikinheimo tutkii antibioottiresistenssiä. Työssään hän ottaa huomioon ihmisten, eläinten ja ympäristön yhteisen terveyden, ketjun, jonka kaikki osaset vaikuttavat toisiinsa. Tätä lähestymistapaa, niin sanottua One Health -mallia, käyttää myös maailman terveysjärjestö WHO taistelussa antibioottiresistenssiä vastaan.  

Antibioottien käyttö ja tehon aleneminen askarruttaa, ei pelkästään tavallisia kansalaisia – pienten lasten vanhempia, lemmikkien omistajia ja maataloustuottajia – vaan myös alan tutkijoita ja päättäjiä.

Miksi antibiootit eivät enää tehoa?

Antibioottiresistenssi on ongelma, koska antibiootteja käytetään leväperäisesti. Katukaupasta antibiootteja saa muun muassa Intiassa, ja siksi matkailu Aasian maissa levittää niin sanottuja superbakteereita. Ihminen tai eläin voi olla vastustuskykyisten bakteerien oireeton kantaja. Vaikeuksia on tiedossa, jos antibiootit eivät enää tehoa silloin kun ihminen tai eläin sairastuu vastustuskykyisten bakteerien aiheuttamaan infektioon.

Monille mikro-organismeille antibioottisten yhdisteiden tuotto on ikiaikainen työkalu taistelussa elintilasta ja sopeutumisessa eri ympäristöihin. Näitä yhdisteitä eli antibiootteja opittiin hyödyntämään vasta kun ihminen löysi homesienen tuottaman penisilliinin ja oppi tuottamaan sitä teollisesti.  (Tätä kappaletta on muokattu 25.10.2017 klo 10.02.)

– Penisilliinin teho on monissa paikoin jo menetetty, ja sama uhkaa käydä myös monille muille lääkkeille, kertoo Heikinheimo.  

Ihmisillä kriittisen tärkeät karpapeneemi-antibiootit menettävät tehoaan kun sitä pilkkovia entsyymejä koodaavat geenit eli karbapenemaasigeenit siirtyvät bakteerikannasta ja -lajista toiseen.  Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen (THL) mukaan karbapenemaasia tuottavat bakteerikannat ovat aiheuttaneet laajoja epidemioita kaikkialla maailmassa ja niitä voidaan pitää niin kutsuttuina XDR–kantoina (extensively drug-resistant), joihin tehoaa enää vain yksi tai kaksi käytössä oleva antibioottia. Myös Suomessa esiintyy karbapeneemeille vastustuskykyisiä bakteereita, mutta paljon vähemmän kuin esimerkiksi Etelä-Euroopan maissa.

Lääkärit ja eläinlääkärit paljon vartijoina

Maailman suurimmat antibioottimarkkinat ovat maatiloilla. Suomessa antibioottien käyttö eläinten rehun lisäaineena lopetettiin jo vuonna 1996.

Sen sijaan Yhdysvalloissa ja monissa muissakin maissa pitkään voimassa ollut käytäntö jatkui ja antoi maataloustuottajille tilaisuuden käyttää antibiootteja eläinten rehussa ilman eläinlääkärin määräystä. Yhdysvaltojen laki salli rehufirmojen lisätä eläinten rehuihin antibiootteja rutiininomaisesti, jotta eläimet kasvaisivat paremmin. Tähän maan tapaan tuli muutos vuoden 2017 alusta, jolloin Yhdysvaltojen terveysviranomaisten uudistettu ohje astui voimaan: kaikki lääketieteellisesti tärkeät antibiootit eli sellaiset, joita myös ihmiset käyttävät, vaativat eläinlääkärin määräyksen tai hyväksynnän. Tavoitteena on päästä eroon näiden antibioottien käytöstä eläinten kasvunedistäjänä ja taistella antibioottiresistenssiä vastaan.

Suomessa antibioottien käyttö eläinten rehun lisäaineena lopetettiin jo vuonna 1996.

Lisäksi yhdysvaltalaisten kuluttajien asenteissa on tapahtumassa muutos – naudanlihantuottaja Cargillin tekemässä kyselyssä 54 prosenttia kuluttajista ostaisi mieluummin ilman antibiootteja tuotettua naudanlihaa. Tosin vain 35 prosenttia vastaajista oli valmis maksamaan siitä enemmän.

Joskus yksinkertainenkin toimenpide voi suitsia merkittävästi antibioottien käyttöä; Isossa-Britanniassa viranomaiset puuttuivat eniten antibiootteja määränneiden lääkäreiden toimintaan kirjekampanjalla, jolloin määrättävien antibioottien kokonaiskulutus laski usealla prosenttiyksiköllä. Myös eläinpuolella on onnistuttu vähentämään antibioottien käyttöä, sillä eläimille käytettävien antibioottien kokonaismyynti Isossa-Britanniassa laski yhdeksällä prosentilla vuonna 2015. Tämä on tulosta eläinlääkäreiden ja maataloustuottajien yhteistyöstä antibioottiresistenssiä vastaan.  

On spekuloitu, että suomalaisessa eläintuotannossa vastustuskykyisiä bakteerikantoja on tullut muun muassa ulkomailta tuotujen jalostuseläinten mukana. Vastustuskykyisiä bakteerikantoja syntyy ja valikoituu Suomessakin eläinlääkinnän myötä.

Suomalaisissa elintarvikkeissa antibiooteille vastustuskykyisiä bakteereita esiintyy monia muita maita vähemmän. Ei tiedetä tarkkaan kuinka paljon tuontielintarvikkeiden mukana tulee antibioottiresistenssiä, sillä suuri osa ulkomaisten raaka-aineiden ja valmisteiden valvonnasta tehdään Suomen ulkopuolella. Toisaalta Euroopan elintarviketurvallisuusviranomainen EFSA mukaan riskiä saada antibiootille vastustuskykyinen bakteeri elintarvikkeiden välityksellä pienentävät kuumennuskäsittelyt ja hyvä käsittelyhygienia.

Lemmikit syövät antibiootteja

Antibiooteille vastustuskykyiset bakteerit siirtyvät myös suorassa kontaktissa ihmisen ja eläimen välillä. Elintarviketurvallisuusvirasto Eviran suositukset lemmikkien antibioottilääkintään ovat selkeät: bakteeritulehdusdiagnoosin varmistamiseksi tulisi ottaa laboratorionäytteitä ja antibioottihoitoa tulee välttää infektioissa, jotka paranevat ilmankin antibioottia.

– Seura- ja harraste-eläinten antibioottiresistenssi on täysin unohdettu EU:n kansainvälisessä seurantaohjelmassa vaikka niiden bakteerien resistenssitilanne on hälyttävä, toteaa eläinlääketieteen tohtori ja tarttuvien eläintautien erikoiseläinlääkäri Merja Rantala.

"Seura- ja harraste-eläinten antibioottiresistenssi on täysin unohdettu EU:n kansainvälisessä seurantaohjelmassa."

Rantalan vetämä tutkimusryhmä seuraa antibiooteille vastustuskykyisiä bakteereja lemmikeillä. Ryhmä seuraa resistenssin kehitystä ajallisesti ja tekee molekyyliepidemiologista tutkimusta eli kartoittaa bakteerikantoja ja niiden perimää. Lisäksi Rantala on mukana kansallisia mikrobilääkesuosituksia tekevässä ryhmässä.

– Näin pääsemme kartalle siitä onko resistenssin leviämisen taustalla bakteerikloonit eli muutaman bakteerityypin jälkeläiset, vai liittyykö resistenssin leviäminen bakteerien väliseen geenien vaihtoon, kertoo Rantala. 

Rantalan ryhmä löysi ensi kertaa lemmikeiltä karpapeneemeille vastustuskykyisiä bakteereita eli karbapenemaasia tuottava NDM E.coli -bakteeria Suomessa kahdesta koirasta.

– Näiden löytyminen oli yllätys, sillä karbapeneemien käyttö eläimillä Suomessa on kielletty, sanoo Rantala.

Aiemmin NDM E.coli -kantoja on kuvattu vain kahdesti muualla maailmassa: Yhdysvalloissa ja Algeriassa. Rantalan mukaan maailmanlaajuisesti on joitain viitteitä siitä, että karbapenemaasia tuottavat bakteerit ovat yleistymässä sekä lemmikeillä että tuotantoeläimillä.

Sen sijaan useille antibiooteille vastustuskykyisiä ESBL-E. coli-bakteereja esiintyy yleisesti hevosilla ja koirilla. E. coli -bakteeri aiheuttaa muun muassa virtsatietulehduksia. Jopa 20 prosenttia koirien ja kissojen virtsatietulehdusta aiheuttavista E.coli -kannoista on vastustuskykyisiä kahdelle virtsatietulehduksen hoitoon ensisijaisesti käytettävälle antibiootille. Käytännössä joka viidennen potilaan kohdalla ensisijaislääkitys saattaa olla tehoton.

Tarvitseeko tuotantoeläin antibiootteja?

EU:n jäsenmaissa seurataan tarkasti sekä tuotantoeläinten antibioottien käyttöä että antibioottiresistenssiä. Tilanne on toinen EU:n ulkopuolella, sillä kaikilla mailla ei ole yhtäläisiä resursseja seurantaan eikä taisteluun antibioottiresistenssiä vastaan.

Suomessa, kuten Pohjoismaissa yleensäkin, antibiootteja käytetään tuotantoeläinten lääkinnässä suhteessa muihin Euroopan maihin vain vähän. Tämä johtuu tuotantosuuntien omista terveysohjelmista, hyvästä eläintautitilanteesta ja tuotantohygieniasta sekä lainsäädännöstämme.

"Moderni eläintuotanto on mahdollista maltillista mikrobilääkintää noudattaen."

Eläinten terveys ETT ry  tekee konkreettista työtä elintautien vastustamisessa. Eläintautitilanne on pysynyt Suomessa aisoissa, mutta huolenaiheet ovat lisääntyneet, todetaan Eviran juuri julkaistussa Eläintaudit Suomessa 2016 -raportissa.

Suomalaisista tuotantoeläimistä eristetyissä bakteereissa esiintyy kuitenkin vähemmän mikrobilääkeresistenssiä kuin EU:ssa keskimäärin. Suomalaisen broilerin kasvatuksessa ei käytetä antibiootteja lainkaan ja muun siipikarjan kasvatuksessa käyttö on vähäistä.

– Moderni eläintuotanto on mahdollista maltillista mikrobilääkintää noudattaen. Siitä on osoituksena suomalaiset tuotantopolven broilerit, joilla ei käytetä lainkaan antibiootteja, toteaa Heikinheimo.

Heikinheimon mukaan myös sika- ja nautakarjataloudessa Suomessa on esimerkkejä siitä, että tilalla voi kasvaa terveitä eläimiä hyvin vähäisellä antibioottien käytöllä. Kyse on yksinkertaisista perusasioista – terveistä eläimistä, tarpeeksi väljistä eläinyksiköistä ja hyvästä tuotantohygieniasta. Suomessa myös suositaan eläinten yksilölääkintää massalääkinnän sijaan.

Kolistiini on antibiootti, jota käytetään ihmisen vaikeissa bakteeri-infektioissa viimeisenä mahdollisena lääkkeenä ja Euroopassa sitä käytetään yleisesti myös tuotantoeläinten lääkinnässä. Suomi poikkeaa edukseen myös kolistiinin käytön osalta, sillä Suomessa kolistiinia ei käytetä tuotantoeläimillä lainkaan. Kolistiiniresistenssi on bakteereilla lisääntymässä – mitä se merkitsee?

– Havainnot siirtyvästä kolistiiniresistenssistä toivat yhden huolen lisää. Tätä resistenssiominaisuutta on tavattu sekä ihmisten että eläinten bakteereissa. Mikäli siirtyvä kolistiiniresistenssi osoittautuu nopeasti leviäväksi, se uhkaa romuttaa viimeisen, moniresistentteihin bakteereihin purevan antibiootin käyttökelpoisuuden, Rantala kertoo.

Euroopan lääkevirasto onkin suosittanut kolistiini-antibiootin käytön vähentämistä tuotantoeläimillä Euroopassa – tavoite on rajut 65 prosenttia 3–4 vuoden aikana.

Muualla Euroopassa yleisesti esiintyvä salmonella on pysynyt suomalaisilla tuotantoeläimillä aisoissa ja vain alle yhdellä prosentilla tuotantoeläimistä on tavattu salmonellaa. Vuosina 2015 ja 2016 tuotantoeläimiltä eristetyistä salmonellakannoista vain muutama on ollut yhdelle tai useammalle antibiootille vastustuskykyinen.

– Tavoitteena eläintuotannossa ei ole pelkästään antibioottien vähäinen käyttö vaan myös käyttötarpeen pitäminen alhaisena, kertoo Heikinheimo.

Tästä huolimatta eläintuotannossa on Rantalan ja Heikinheimon mukaan tilanteita, jolloin antibiootteihin joudutaan Suomessakin turvautumaan.  Karkeasti arvioiden joka viidettä lypsylehmää joudutaan hoitamaan antibiooteilla utaretulehduksen takia – hoito tapahtuu tällöin yksilölääkintänä. Infektioita pääsee syntymään esimerkiksi vasikkakasvattamoissa, joihin kootaan eläimiä useilta eri tiloilta. Tarttuvan taudin puhjetessa tällaisissa oloissa joudutaan usein turvautumaan massalääkintään.

– Suomessakin resistenssiä on ehtinyt kehittyä yleisimmille käytössä oleville antibiooteille. Arsenaalissamme on verrattain vähän käyttökelpoisia antibiootteja tuotantoeläimille, toteaa Rantala.

Vaikka Suomessa ihmisten ja eläinten välillä tarttuvien niin kutsuttujen zoonoottisten bakteerien resistenssi on pysynyt yleisesti kohtuullisena, ei Suomikaan ole välttynyt kaikilta vastustuskykyisiltä taudinaiheuttajilta. Tällaisia ovat muun muassa siipikarjan ESBL- ja sikojen MRSA -bakteerit. Heikinheimon vetää parhaillaan tutkimushanketta, jossa tutkitaan ESBL-bakteerien mahdollista kulkeutumista emolinnusta poikaseen kananmunan välityksellä. Myös uusien hoitomuotojen kuten faagiterapian käyttöä sikojen MRSA-kantajuuden torjunnassa tutkitaan kyseisessä Suomen Akatemian rahoittamassa tutkimushankkeessa.

Antibiootti on ympäristöjätettä

Mihin joutuvat kaikki maailman antibiootit sen jälkeen kun oma elimistömme on ne hyödyntänyt tai toisaalta kun heitämme pois käyttämättömiä lääkkeitä? Entä mikä on lääketeollisuuden rooli? Maailmanlaajuiseksi huolenaiheeksi YK:n yleiskokouksessa 2016 nostettiin antibioottijäämät, joita löytyy niin viljoista, maaperästä kuin vedestäkin.

Lääkeyhtiöt ovat ulkoistaneet antibioottien tuotannon lähinnä Intiaan, jotta pystytään välttämään Euroopan ja Pohjois-Amerikan tiukat jätemääräykset, ja koska lääkkeiden valmistus siellä on paljon halvempaa. Puhdistamattomista jätevesistä syntyy suuria antibioottipäästöjä ympäristöön, minkä seurauksena ympäristössä pääsee kehittymään antibiooteille vastustuskykyisiä bakteereita. Jätevesiin erittyy antibiootteja kaikkialla maailmassa myös virtsan ja ulosteen mukana. Lisäksi jätevedessä ja jätevedenpuhdistamolla eri ihmisten bakteerit kohtaavat sekä toisensa että ympäristöperäiset bakteerit, jolloin syntyy otollinen ympäristö bakteerien väliseen geenien vaihtoon ja resistenssin leviämiseen bakteerien välillä. Professori Marko Virta on mukana kahdeksan maan yhteiseurooppalaisessa StARE-hankkeessa, jossa tutkitaan antibioottiresistenssiä ja antibiootteja jäteveden puhdistamoilla.

– Jätevedenpuhdistamoita ei ole suunniteltu poistamaan antibiootteja vaan typpeä, fosforia ja orgaanista hiiltä. Suomalaiset puhdistamot ovat kuitenkin todella hyviä, eikä Suomessa myöskään ole niin suurta ongelmaa antibioottijäämien suhteen kuin joissain muissa Euroopan maissa, kertoo Virta.

Virta on tutkinut myös millä tavoin antibiooteilla lääkittyjen tuotantoeläinten lannan levitys ravinteena pellolle vaikuttaa ihmisen terveyteen. Virran mukaan lannan antibioottipitoisuudet Suomessa ovat pienet, ja vaikka antibioottiresistenssigeenejä esiintyy lannassa ne kuitenkin häviävät varsin nopeasti pellosta lannoituksen jälkeen, ja keväällä niitä ei enää havaita.

Onko peli menetetty – miten tiede vastaa?

Joidenkin näkemysten mukaan antibioottien suurimmat hyödyt on jo saavutettu ja nyt olemme tilanteessa, jossa käydään torjuntataistelua.

Marko Virran mukaan positiivisia poikkeuksia kuitenkin löytyy, sillä esimerkiksi Hollanti on seurannut pohjoismaista mallia antibioottiresistenssin suitsimisessa. Antibioottien vastuullinen käyttö, kuten esimerkiksi antibioottien käytön vähentäminen eläimillä, aloitettiin Hollannissa pari vuotta sitten ja muutos parempaan on toimenpiteiden seurauksena ollut nopea.

Merja Rantala perää puolestaan tutkimuksen lisäämistä ja hoitokäytäntöjen kehittämistä. Vertailevaa tutkimusta tarvitaan siitä, miten eri hoitokäytännöt todellisuudessa tehoavat.

–  Luotan siihen, että pakon edessä me tutkijat keksimme uusia keinoja infektioiden ehkäisyyn ja hoitoon, kuten rokotteita ja erilaisia innovaatioita. Tutkijana en voi paeta vuorille odottelemaan, että superbakteeri iskee. Tarvitsemme kiireesti vastauksia – onko antibioottien käytössä vähemmän enemmän? Rantala kysyy.

Myös keinot, joilla resistenssin leviämistä ehkäistään, ovat tarpeen. Yliopistollisessa eläinsairaalassa on tehty uraauurtavaa työtä eläinten sairaalahygienian ja hoitohygienian kehittämisessä. Tähän kuuluu muun muassa riskipotilaiden tunnistaminen ja seulonta resistenttien bakteerien varalta. 

– Luonto on järjestänyt meille koetilanteita resistenttien bakteerien aiheuttamien epidemioiden muodossa. Näistä tapauksista olemme saaneet arvokasta oppia resistenttien bakteerien epidemiologiasta, ja siitä miten antibioottiresistenssin ehkäisyohjelmat kannattaa rakentaa, Rantala kertoo. 

Rantalan mukaan taistelu antibioottiresistenssiä vastaan kilpistyy resurssipulaan – tarvitaan poliittista tahtoa edistää antibioottiresistenssin ehkäisyä kohdistamalla varoja tutkimukseen ja uusien hoitomuotojen kehittämiseen. Tuotantotiloja tulee tukea infektioiden ehkäisyssä ja terveydenhuolto-ohjelmissa. Vähäinen lääkintätarve tulee näkyä lihan ja muiden eläinperäisten elintarvikkeiden hinnassa. Lisäksi eläinlääkärien erikoistumiskoulutukseen pitäisi suunnata nykyistä enemmän varoja.  

Marko Virta on samoilla linjoilla; tutkimukseen panostus on ollut mitätöntä. Lisäksi kansallisia resursseja täytyisi pitää yllä ja toimivalmiudessa epidemioita silmälläpitäen.

– Emme voi toimia yksin ja eristyksissä muusta maailmasta taistelussa antibioottiresistenssiä vastaan. Tarvitaan kansainvälistä yhteistyötä ja kontakteja kun puhutaan vakavasta globaalista uhkasta, Virta toteaa. 

Haastatellut tutkijat

Yliopistonlehtori, ELT Annamari Heikinheimo, eläinlääketieteellinen tiedekunta ja Elintarviketurvallisuusvirasto Evira

ELT, tarttuvien eläintautien erikoiseläinlääkäri Merja Rantala, eläinlääketieteellinen tiedekunta

Professori Marko Virta , maatalous-metsätieteellinen tiedekunta

Aiheeseen liittyviä väitöksiä vuonna 2017

Johanna Muurinen: Antibiotic resistance in agroecosystems
Annika Ciragan: Structural studies of potential new-generation antibiotic targets and the use of one of them, TonB as a model protein in protein engineering
Pauliina Kärpänoja: Antimicrobial resistance in the major respiratory tract pathogens - methods and epidemiology
Andreas Helfenstein: Fighting Bugs by Numbers: Bioinformatics Tools for Antimicrobial Drug Discovery

Lue lisää aiheesta: Elämäntieteet