Pers en media

ILVO persbericht - vrijdag 5 april 2019

ILVO zet eerste stappen om verspreiding van antibiotica en antibioticaresistentie via mest in kaart te brengen

Vervolgonderzoek kijkt naar effect op gewassen en de mens
ILVO heeft een methode ontwikkeld die toelaat de verspreidingsroute van antibiotica in de omgeving via mest in kaart te brengen. Met deze methode kunnen 69 antibiotica tegelijk opgespoord worden, inclusief het moeilijk op te sporen maar voor de humane geneeskunde van groot belang zijnde colistine. Een eerste verkennende screening van een beperkt aantal antibiotica in een beperkt aantal mest- en bodemstalen wijst op het belang van verder onderzoek.
Marc Heyndrickx (ILVO): “In het kader van de ‘One Health’ strijd tegen antibioticaresistentie is het belangrijk dat we meer inzicht krijgen in de manieren waarop antibiotica en -resistentiegenen zich verspreiden van en naar mens, dier en omgeving. Tina Van den Meersche heeft in dit doctoraatsonderzoek de eerste stappen gezet om de omgevingsroute in kaart te brengen.”
ILVO is samen met UGent en UCLouvain al gestart met vervolgonderzoek naar het effect van antibioticaresiduen en -resistentiegenen in de bodem op gewassen en naar een mogelijk gezondheidsrisico voor de mens door de consumptie van die gewassen. Het belang hiervan is groot, want antibiotica zijn essentieel bij de behandeling van het merendeel van de bacteriële infectieziekten bij mens en dier.

Onlangs verdedigde Tina Van den Meersche haar doctoraat: “Presence and fate of antibiotic residues, antibiotic resistance genes and zoonotic bacteria in (biologically treated) swine manure and soil". Promotoren zijn prof. dr. F. Haesebrouck van de Universiteit Gent en prof. dr. M. Heyndrickx, dr. apr. E. Daeseleire en dr. G. Rasschaert van het Instituut voor Landbouw-, Visserij- en Voedingsonderzoek (ILVO).

Antibioticaresistentie: een natuurlijk proces dat versneld wordt door veelvuldig gebruik

Voor de Tweede Wereldoorlog stierven wereldwijd miljoenen mensen aan infecties veroorzaakt door bacteriën. Dit veranderde drastisch door de toepassing van antibiotica in de humane geneeskunde. Zo’n 80 jaar lang werd dit beschouwd als een succesverhaal, maar het probleem van antibioticaresistente bacteriën werd intussen steeds groter.

Op zich is resistentie een natuurlijk gegeven. Bacteriën passen zich aan hun omgeving aan door afweermechanismen te ontwikkelen voor antimicrobiële stoffen zoals antibiotica. Telkens wanneer een antibioticum wordt toegediend, gaan de gevoelige bacteriën dood of worden ze afgeremd en krijgen eventueel aanwezige resistente bacteriën meer ruimte om te groeien. Hierdoor treedt selectie op in het voordeel van deze resistente bacteriën. Bovendien kunnen sommige bacteriën resistentiegenen doorgeven aan andere bacteriën wat het probleem nog vergroot. Door het veelvuldig gebruik van antibiotica in de humane en dierlijke geneeskunde is dit proces van resistentie in een stroomversnelling terecht gekomen.

One Health: van dier naar mens en omgekeerd, ook via de omgeving?

De ernst van het probleem van antibioticaresistentie wordt wereldwijd erkend. In de strijd ertegen stelt de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) het One Health principe voorop: aangezien mensen en dieren in hetzelfde ecosysteem leven waarin kruisbesmetting mogelijk is, moet de strijd tegen antibioticaresistentie op beide fronten gevoerd worden. Het voorkomen van antibioticaresistente bacteriën bij de mens is immers hoofdzakelijk te wijten aan het humaan gebruik zelf, maar een klein gedeelte is het gevolg van gebruik in de diergeneeskunde. De best gekende verspreidingsroute van antibiotica(resistentie) van dier naar mens is direct via de consumptie van dierlijke producten. Marc Heyndrickx (ILVO): “Het is belangrijk om daarnaast ook de mogelijkheid van een indirecte route via de omgeving te onderzoeken. Via mest kunnen antibiotica en antibioticaresistente kiemen immers in de bodem, op en in planten en in grond- en oppervlaktewater terechtkomen. Over het belang van die transfer weten we nog zeer weinig. Tina Van den Meersche heeft in haar doctoraatsonderzoek de eerste stappen gezet om dit voor Vlaanderen in kaart te brengen.”

Eerste verkennend onderzoek in Vlaanderen op een beperkt aantal stalen

Jaarlijks wordt in Vlaanderen circa 40.000 ton varkensmest geproduceerd waarvan ongeveer de helft als ruwe mest verspreid wordt over grasland en akkers waarop voeders en in mindere mate ook groenten gekweekt worden. Dat maakt de varkenshouderij een interessante case voor een eerste verkennend onderzoek. Tina Van den Meersche nam daarom stalen in mestkelders op zeven Vlaamse varkensbedrijven en bodemstalen op verschillende tijdstippen (van voor bemesting tot na de oogst) van vijf verschillende percelen (klei en zandleem). In die stalen zocht ze naar resten van een beperkt aantal antibiotica en resistentiegenen.

Ze ontwikkelde daarvoor een intussen gevalideerde vloeistofchromatografische/ massaspectrometrische multi-residu methode. Daarmee kunnen in één keer meerdere antibiotica behorende tot meerdere antibioticaklassen gekwantificeerd worden, wat een grote vooruitgang betekent ten opzichte van de bestaande methodes die toelaten op slechts één of enkele antibiotica tegelijkertijd te screenen. Bovendien kan met de nieuwe methode colistine gekwalificeerd worden, een antibioticum dat door de WHO als prioritair wordt beschouwd voor de humane geneeskunde en met andere methodes niet op te sporen valt.

Bepaalde types antibiotica kunnen stabiel blijven in varkensmest in de mestkelders en zelfs in bepaalde bodemtypes

Tina Van den Meersche ontdekte dat varkensmest antibioticaresiduen kán bevatten met een variërende concentratie afhankelijk van het type. Als een varken bijvoorbeeld behandeld werd met trimethoprim dan kan dit middel slechts in lagere concentraties teruggevonden worden in de meststalen, terwijl doxycycline na een behandeling in hogere concentraties in mest aanwezig kan zijn. Tina Van den Meersche: “Het is geweten dat sommige antibiotica goed opgenomen worden door de dieren en andere niet. In dat laatste geval wordt een groter deel van het antibioticum onveranderd uitgescheiden in de mest. Daarenboven is er een groot verschil in de stabiliteit van de antibiotica. Sommige breken snel af in mest, terwijl andere er heel lang stabiel in kunnen blijven.”

Dat laatste bleek ook uit de verkennende studie: sommige antibiotica kunnen lang aanwezig zijn in mestkelders, terwijl andere snel weer verdwenen zijn. Een nog complexer beeld ontstaat zodra de mest-met-antibioticaresidu’s wordt uitgespreid op het veld. Niet alleen het type antibioticum, de tijd (hoe lang stabiel na uitspreiding?), de verdere verdunning (factor 10-100) maar ook het type bodem lijkt een invloed te hebben op het al dan niet terugvinden van antibioticaresten in bodemstalen.

Eerste aanwijzingen voor korte overlevingskans van pathogene bacteriën en antibioticaresistentiegenen in de bodem

In de darmen van varkens kunnen zich ziekmakende bacteriën zoals Salmonella en Campylobacter bevinden. Van beide is geweten dat ze overdraagbaar zijn naar de mens. De route van varkensvlees naar mens werd eerder al in kaart gebracht. Tina Van den Meersche stelde nu ook vast dat áls ze aanwezig zijn in mest, ze ook aanwezig kunnen zijn in bemeste bodems. Na een maand zijn ze in de bodem echter niet meer op te sporen.

Tot slot bleek uit het verkennend onderzoek dat varkens drager zijn van antibioticaresistentiegenen. Dat zijn genen die ervoor kunnen zorgen dat bacteriën ongevoelig worden aan antibiotica. Tina Van den Meersche onderzocht hun aanwezigheid in varken maar ook in varkensmest en in de bemeste bodem. Opmerkelijk is dat ze al antibioticaresistentiegenen in de bodemstalen aantrof vóór deze bodem werd bemest. Onmiddellijk na bemesting (met mest-met-antibioticaresistentiegenen) stijgen de aantallen, afhankelijk van de concentraties in de aangevoerde mest, en na verloop van tijd dalen ze opnieuw tot de niveaus voor bemesting. De bodemstalen zonder antibioticaresten bevatten bovendien evenveel resistentiegenen als de stalen mét antibioticaresten. De al dan niet aanwezigheid van antibiotica in de bodem heeft dus geen duidelijk effect op het aantal resistentiegenen in die bodem.

Mestverwerking kan reductie opleveren

In Vlaanderen wordt een deel van de mest verwerkt om het risico op uitspoeling van nutriënten naar het oppervlakte- en grondwater door overbemesting te verminderen. In 2016 ging het om 34% van de totale mestproductie, die verwerkt werd in 124 installaties. De techniek die het vaakst gebruikt wordt om varkensmest te verwerken, is biologische verwerking of kortweg de biologie. Tina Van den Meersche ging na of die verwerking invloed heeft op de aanwezigheid van antibiotica, resistentiegenen en ziekmakende bacteriën. Ze nam daarvoor stalen op twee bedrijven in zes verschillende fasen van het verwerkingsproces. Maar het effect dat ze vond was eerder beperkt. Tina Van den Meersche: “De biologie is gericht op het verminderen van stikstof en fosfor in mest, niet op antibiotica of bacteriën. Toch zagen we een beperkte daling van zowel antibioticaresiduen en resistentiegenen na verwerking. Het grootste effect zagen we bij Salmonella, Campylobacter en E. coli, een indicatororganisme dat kan duiden op de aanwezigheid van andere schadelijke organismen uit mest. Voor Salmonella en Campylobacter zagen we een daling met factor 10 en voor E. coli een daling met factor 10-10.000.”

Nood aan vervolgonderzoek: 3 projecten lopen al

De grote verdienste van het onderzoek van Tina Van den Meersche is dat het enerzijds een methode heeft opgeleverd om sneller meer verschillende antibiotica op te sporen – de methode werd intussen verder geoptimaliseerd en uitgebreid tot 69 antibioticaresiduen – en anderzijds dat het wijst op het belang van vervolgonderzoek.

Marc Heyndrickx (ILVO): “Het is een verkennende studie op basis van een beperkt aantal stalen, wat het niet mogelijk maakt om veralgemenende conclusies te trekken. Maar het levert ons wel belangrijke inzichten op voor verder onderzoek. Er was bv. geen verschil in het aantal resistentiegenen in de mest van varkens die recent geen antibiotica kregen en varkens die recent wel behandeld werden. We kunnen dit momenteel niet verklaren. Een interessant vervolgonderzoek zou daarom zijn om het aantal resistentiegenen in mest te vergelijken tussen varkens afkomstig van bedrijven die weinig antibiotica toedienen (bv. in de biologische productie) en varkens van bedrijven die meer regelmatig antibiotica medicineren.”

ILVO is samen met UGent en UCLouvain al gestart met vervolgonderzoek (AMRESMAN) om uit te klaren welke invloed antibioticaresiduen en resistentiegenen in de bodem hebben op de gewassen die erop groeien, en of er een risico is voor de mens om via de consumptie van groenten (prei) hieraan blootgesteld te worden. De resultaten van dit onderzoek worden verwacht in 2021. Els Daeseleire (ILVO): “Op basis van literatuuronderzoek verwachten we in groenten geen of veel kleinere concentraties dan wat toegelaten is in vlees. De concentraties die we vonden in de bodemstalen van Tina Van den Meersche zullen immers nog verder verdund worden. Uiteraard moet dit vermoeden getest worden via proeven in de praktijk.” Geertrui Rasschaert (ILVO): “We gaan ook onderzoeken of de antibioticaresistentie wordt doorgegeven van bacteriën uit de mest of de bodem naar bacteriën op de geteelde groenten.”

Antibiotica - gebruik ze goed en enkel als het moet!In opdracht van de Vlaamse Milieumaatschappij (VMM) voerde ILVO nog twee studies uit naar die indirecte verspreidingsroute. Enerzijds naar antibioticaresiduen in mest op het moment van uitrijden en anderzijds naar de aanwezigheid van antibiotica in oppervlakte- en grondwater. De resultaten van het mestonderzoek zijn online beschikbaar op de website van de VMM, de resultaten van het wateronderzoek worden verwacht half 2019.

Tina van den Meersche (ILVO): “De belangrijkste boodschap is en blijft dat je antibiotica goed moet gebruiken en enkel als het moet.”

Contact

Greet Riebbels, ILVO communicatie, +32 486 26 00 14, greet.riebbels@ilvo.vlaanderen.be
Marc Heyndrickx, promotor ILVO: marc.heyndrickx@ilvo.vlaanderen.be
Geertrui Rasschaert, copromotor ILVO: geertrui.rasschaert@ilvo.vlaanderen.be
Els Daeseleire, copromotor ILVO: els.daeseleire@ilvo.vlaanderen.be