Das erste Antibiotikum, das bei Debbi Forsythe nicht wirkte, war Trimethoprim. Im März 2016 erkrankte Forsythe, eine sympathische Grundversorgungsberaterin aus Morpeth, Northumberland, an einer Harnwegsinfektion. Harnwegsinfektionen sind weit verbreitet: Mehr als 150 Millionen Menschen weltweit erkranken jedes Jahr daran. Als Forsythe ihren Hausarzt aufsuchte, verschrieb dieser ihr die übliche Behandlung: eine dreitägige Behandlung mit Antibiotika. Als sie einige Wochen später ohnmächtig wurde und Blut verlor, suchte sie erneut ihren Hausarzt auf, der ihr erneut Trimethoprim verschrieb.
Drei Tage später kam Forsythes Ehemann Pete nach Hause und fand seine Frau auf dem Sofa liegend, zitternd und unfähig, um Hilfe zu rufen. Er brachte sie sofort ins A&E. Sie erhielt ein zweites Antibiotikum, Gentamicin, und wurde gegen Sepsis behandelt, eine Komplikation der Infektion, die tödlich sein kann, wenn sie nicht schnell behandelt wird. Auch das Gentamicin schlug nicht an. Die Ärzte schickten Forsythes Blut zur Untersuchung ein, doch solche Tests können Tage dauern: Die Bakterien müssen in Kulturen gezüchtet und dann gegen mehrere Antibiotika getestet werden, um eine geeignete Behandlung zu finden. Fünf Tage nach ihrer Einlieferung ins Krankenhaus wurde bei Forsythe eine Infektion mit multiresistenten E. coli diagnostiziert, und sie erhielt Ertapenem, eines der so genannten „last resort“-Antibiotika.
Es wirkte. Aber die Schäden, die Forsythe erlitten hatte, sind geblieben, und sie lebt in ständiger Angst vor einer erneuten Infektion. Sechs Monate nach ihrem Zusammenbruch erkrankte sie erneut an einer Harnwegsinfektion, was wiederum einen Krankenhausaufenthalt zur Folge hatte. „Ich musste mich damit abfinden, dass ich nicht mehr dahin zurückkehren kann, wo ich einmal war“, sagt sie. „Meine Tochter und mein Sohn sagten, sie fühlten sich, als hätten sie ihre Mutter verloren, weil ich nicht mehr die war, die ich einmal war.“ Aber Forsythe hat Glück gehabt. Derzeit sterben im Vereinigten Königreich mehr Menschen an Sepsis als an Lungenkrebs, und es werden immer mehr, da immer mehr von uns Infektionen entwickeln, die gegen Antibiotika immun sind.
Antimikrobielle Resistenz (AMR) – der Prozess, bei dem Bakterien (und Hefepilze und Viren) Abwehrmechanismen gegen die Medikamente entwickeln, die wir zu ihrer Behandlung einsetzen – schreitet so schnell voran, dass die UNO sie als „globalen Gesundheitsnotstand“ bezeichnet hat. Mindestens 2 Millionen Amerikaner erkranken jedes Jahr an arzneimittelresistenten Infektionen. Sogenannte „Superbugs“ verbreiten sich schnell, unter anderem, weil einige Bakterien in der Lage sind, Resistenzgene von benachbarten Arten durch einen Prozess namens horizontaler Gentransfer zu übernehmen. Im Jahr 2013 entdeckten Forscher in China E. coli mit mcr-1, einem Gen, das gegen Colistin resistent ist, ein Antibiotikum der letzten Kategorie, das bis vor kurzem als zu giftig für den menschlichen Gebrauch galt. Colistin-resistente Infektionen wurden inzwischen in mindestens 30 Ländern nachgewiesen.
„In Indien und Pakistan, Bangladesch, China und Ländern in Südamerika ist das Resistenzproblem bereits endemisch“, sagt Colin Garner, CEO von Antibiotic Research UK. Im Mai 2016 prognostizierte der Review on Antimicrobial Resistance der britischen Regierung, dass bis zum Jahr 2050 antibiotikaresistente Infektionen 10 Millionen Menschen pro Jahr töten könnten – mehr als alle Krebserkrankungen zusammen.
„Wir haben gute Chancen, an einen Punkt zu gelangen, an dem es für viele Menschen keine Antibiotika mehr gibt“, sagte mir Daniel Berman, Leiter des Global Health Teams bei Nesta. Die Bedrohung ist schwer vorstellbar. Eine Welt ohne Antibiotika bedeutet eine Rückkehr in eine Zeit ohne Organtransplantationen, ohne Hüftprothesen und ohne viele heute routinemäßige Operationen. Es würde bedeuten, dass Millionen von Frauen bei der Geburt sterben, dass viele Krebsbehandlungen, einschließlich der Chemotherapie, nicht mehr möglich wären und dass selbst die kleinste Wunde lebensbedrohlich werden könnte. Wie Berman mir sagte: „
Bakterien sind überall: in unserem Körper, in der Luft, im Boden, sie bedecken jede Oberfläche zu Sextillionen. Viele Bakterien produzieren antibiotische Verbindungen – wie viele genau, wissen wir nicht – wahrscheinlich als Waffen in einem mikroskopischen Kampf um Ressourcen zwischen verschiedenen Bakterienstämmen, der schon seit Milliarden von Jahren andauert. Da sich Bakterien so schnell vermehren, sind sie in der Lage, sich mit erstaunlicher Geschwindigkeit weiterzuentwickeln. Bringt man Bakterien mit einer ausreichend schwachen Konzentration eines Antibiotikums in Kontakt, kann sich innerhalb weniger Tage eine Resistenz entwickeln. Eine Penicillinresistenz wurde erstmals 1940 dokumentiert, ein Jahr vor der ersten Anwendung beim Menschen. (Ein weit verbreiteter Irrglaube ist, dass Menschen antibiotikaresistent werden können. Das tun sie nicht – das tun die Bakterien.)
„Antibiotika gibt es erst seit 70 oder 80 Jahren. Käfer leben seit 3 Milliarden Jahren auf diesem Planeten. Daher haben sie alle möglichen Überlebensmechanismen entwickelt“, sagt Garner.
Das Problem ist, dass Antibiotika heute überall zu finden sind. Jeder Dritte von uns bekommt jedes Jahr ein Antibiotikum verschrieben – ein Fünftel davon nach Angaben von Public Health England unnötigerweise. Jahrzehntelang haben viele Landwirte ihrem Vieh routinemäßig Antibiotika gespritzt, sowohl um es zu mästen als auch um Infektionen vorzubeugen (diese Praxis ist inzwischen in der EU, den USA und Kanada verboten). „Unsere Generation ist besessen von der Macht der Antibiotika“, sagt Jim O’Neill, der Wirtschaftswissenschaftler, der hinter der Überprüfung der Regierung steht. „Das Problem ist, dass wir sie für Dinge einsetzen, für die wir sie nicht brauchen.“
In den ersten Jahrzehnten der Antibiotika war die Resistenz kein ernstes Problem – wir fanden einfach ein neues Medikament. Nachdem Penicillin die Gesundheitsversorgung auf den Schlachtfeldern des Zweiten Weltkriegs revolutioniert hatte, begann für die Pharmaindustrie eine goldene Ära der Antibiotika-Entdeckung. Unternehmen engagierten Forscher, Missionare und Reisende aus aller Welt, die auf der Suche nach neuen Wirkstoffen Bodenproben mitbrachten. Streptomycin wurde auf einem Feld in New Jersey entdeckt, Vancomycin im Dschungel von Borneo und Cephalosporine in einem Abfluss auf Sardinien.
Aber das goldene Zeitalter war nur von kurzer Dauer. Neue Entdeckungen verlangsamten sich. Antibiotische Verbindungen kommen in der Natur häufig vor, aber solche, die Bakterien abtöten können, ohne dem Menschen zu schaden, nicht. Schon bald begannen die großen Pharmaunternehmen, die Mittel für ihre Antibiotika-Forschungsabteilungen zu kürzen, bevor sie sie ganz schlossen.
„Die Realität ist, dass der Privatsektor nicht genug investiert, um neue Forschung und Entwicklung zu unterstützen“, sagt Tim Jinks, Leiter des Programms für arzneimittelresistente Infektionen beim Wellcome Trust. Das Problem ist einfach wirtschaftlicher Natur: Idealerweise wären Antibiotika billig, würden aber auch so wenig wie möglich eingesetzt. Das ist keine gute Geschäftsidee. Und da Antibiotikaresistenzen bereits ein Jahr nach Einführung einer neuen Klasse auftreten können, hat ein neues Antibiotikum möglicherweise nur eine effektive Lebensdauer von 10 bis 15 Jahren – kaum genug, um die jahrelange Entwicklung zu amortisieren. „Die Zahlen gehen einfach nicht auf“, sagt er.
Es gibt noch Hoffnung. Anfang 2015 gaben Forscher der Northeastern University in Massachusetts bekannt, dass sie in einem Feld in Maine eine neue Klasse von Antibiotika entdeckt haben. Es heißt Teixobactin, wird von einem neu entdeckten Bakterium, Eleftheria terrae, produziert und ist gegen eine Reihe von arzneimittelresistenten Infektionen wirksam. Teixobactin wurde von Slava Epstein und Kim Lewis mit Hilfe eines iChip entdeckt, einem genialen Gerät von der Größe eines USB-Chips, das ein Problem lösen soll, das Biologen seit Jahrzehnten beschäftigt: Von den unzähligen Milliarden Bakterien in der Natur wächst nur 1 % der Arten in einer Petrischale. „Wir haben uns ein einfaches Gerät ausgedacht“, sagt Lewis. „Man nimmt Bakterien aus dem Boden, klemmt sie zwischen zwei halbdurchlässige Membranen und trickst die Bakterien aus.“ Bisher haben die beiden mit Hilfe des Geräts rund 80.000 bisher nicht kultivierte Stämme identifiziert und mehrere vielversprechende neue Antibiotika isoliert.
Teixobactin ist aus einem einfachen Grund besonders vielversprechend: Bislang konnten keine Bakterien eine Resistenz dagegen entwickeln. „Als wir die Arbeit vor vier Jahren veröffentlichten, schrieben mir einige meiner Kollegen E-Mails, in denen sie sagten: ‚Schickt mir Teixobactin, und ich schicke euch resistente Mutanten zurück'“, sagt Lewis. „Ich warte immer noch.“
Ishwar Singh erinnert sich an den Moment, als er von Teixobactin hörte: „Es war der 7. Januar 2015, in der BBC“, sagt er. Singh studiert an der University of Lincoln’s School of Pharmacy und ist auf die Entwicklung neuer Medikamente spezialisiert. Die Nachricht faszinierte ihn. „Die meisten Antibiotika wirken auf Proteine. Teixobactin wirkt auf ein Lipid – den Baustein der Zellwand“, erklärt er. Es greift auf mehrere Arten gleichzeitig an und macht eine Resistenz – zumindest bisher – unmöglich. Singh schüttelt staunend den Kopf. „Die Natur hat ein so schönes Molekül gebaut.“
Heute leitet Singh eines von mehreren Teams in der ganzen Welt, die Teixobactin entwickeln. Ich treffe ihn an einem regnerischen Januarmorgen in seinem Labor, wo er eine randlose Brille und einen Ausdruck von großem Optimismus trägt. Auf einem Labortisch hat Singh die chemische Struktur von Teixobactin mit mehrfarbigen Stiften skizziert. Postdoktoranden wuseln herum und prüfen Proben auf ihre Reinheit. Ein Doktorand hält ein winziges Fläschchen hoch, das ein daumennagelgroßes, feines weißes Pulver enthält. „Das ist Teixobactin“, sagt Singh.
Zunächst erwies sich die Herstellung selbst einer solch winzigen Menge als schwierig. Dann, im März letzten Jahres, gelang Singhs Team ein bedeutender Durchbruch: Sie ersetzten eine schwer zu produzierende Aminosäure durch eine andere, billig erhältliche Alternative. „Es gab nicht viel zu verlieren, denn die Leute sagten bereits, dass es nicht funktionieren würde“, sagt er. Aber es funktionierte – Tests zeigten, dass es bei Infektionen von Mäusen wirksam war. Singh schätzt, dass die neue Struktur die Produktionskosten um das 200.000-fache senken wird.
Allerdings ist Teixobactin noch Jahre davon entfernt, am Menschen getestet zu werden. Bis es auf den Markt kommt, könnte es ein Jahrzehnt oder länger dauern, wenn es überhaupt funktioniert. Andere neue Medikamente sind schon weiter: Zoliflodacin, das zur Behandlung von multiresistenten Neisseria gonorrhoea bestimmt ist, befindet sich derzeit in Phase drei der Erprobung am Menschen. Angespornt durch die wachsende Krise haben die USA, das Vereinigte Königreich und Wohltätigkeitsorganisationen wie der Wellcome Trust 2016 die CARB-X-Initiative ins Leben gerufen, die 500 Mio. USD für die Finanzierung vielversprechender neuer Antibiotika bereitstellt. Dank Techniken wie der schnellen Gensequenzierung und der Metagenomik – bei der nach vielversprechender DNA in der Umwelt gesucht und diese dann in neue Bakterien geklont wird – haben Wissenschaftler in letzter Zeit eine ganze Reihe vielversprechender neuer Verbindungen entdeckt, darunter auch eine, die in der menschlichen Nase gefunden wurde. „Es tut sich definitiv etwas, und das ist gut“, sagt Lewis. „Aber es ist nur ein kleines Rinnsal.“
Angesichts der Dringlichkeit des Problems verfolgen andere einen pragmatischeren Ansatz. Einer der vielversprechendsten ist vielleicht der einfachste: den Patienten mehr als ein Medikament auf einmal zu geben. „Alles, was wir bei gewöhnlichen Infektionen einsetzen, ist eine Monotherapie“, erklärt Anthony Coates, Professor für medizinische Mikrobiologie am St. George’s Teaching Hospital in Tooting, London. Im Gegensatz dazu ist die Kombinationstherapie – der gleichzeitige Einsatz mehrerer ergänzender Medikamente – in vielen anderen Bereichen Standard. „Aids ist ein Beispiel dafür, die Onkologie ein anderes“, sagt er. „Warum machen wir das nicht bei gewöhnlichen Bakterien?“
Ich treffe ihn in seinem Haus in London. Er hat eine ruhige, bedächtige Art, was seine Besorgnis noch alarmierender macht. „AMR ist eine Katastrophe“, sagt er. „
Coates hat sich auf so genannte Antibiotika-Resistenzbrecher spezialisiert – Verbindungen, die, in Kombination angewendet, arzneimittelresistente Bakterien wieder für Antibiotika empfänglich machen können. Im Jahr 2002 gründete er das Unternehmen Helperby Therapeutics, um Kombinationspräparate zu entwickeln; mehrere befinden sich bereits in der klinischen Prüfung. „Wir suchen nach Tausenden von Kombinationen“, sagt er. Bis vor kurzem war die Arbeit langsam und mühsam und wurde von Hand erledigt, aber dank der Fortschritte in der Robotik und der künstlichen Intelligenz kann jetzt ein Großteil der Arbeit automatisiert werden, was komplexere Kombinationen ermöglicht.
Warum genau Kombinationstherapien funktionieren, ist nicht immer klar. „Wir verstehen einige der Zweierkombinationen: Man hat einen Bazillus, den man mit einem Antibiotikum durchlöchert, und dann kann das zweite Antibiotikum eindringen“, sagt Coates. „Wenn drei zusammen wirken, ist es komplizierter. Vier und fünf: sehr kompliziert.“ Aber wie die Kombinationen funktionieren, ist nicht so wichtig wie die Tatsache, dass sie funktionieren.
Ein Vorteil der Kombinationstherapie ist, dass viele der Medikamente, die Helperby untersucht, bereits die umfangreichen klinischen Studien durchlaufen haben, die erforderlich sind, bevor sie Patienten verabreicht werden können – „wahrscheinlich Millionen von Menschen“ -, so dass die Wahrscheinlichkeit, dass die Medikamente die Versuche am Menschen nicht bestehen, geringer ist.
Neue Medikamente allein werden das Resistenzproblem nicht lösen. „Ja, es ist wichtig, neue Medikamente zu bekommen, aber sie helfen nur, das Problem für eine weitere Generation in den Griff zu bekommen“, sagt O’Neill. Was die MRSA-Epidemie unter Kontrolle brachte, war kein Medikament, sondern eine verbesserte Krankenhaushygiene: Händewaschen. O’Neills größter Wunsch ist überhaupt keine Behandlung. „Wenn man mir sagen würde: ‚Du kannst nur eines haben‘, dann wäre es eine hochmoderne Diagnostik, um den unsachgemäßen Einsatz von Medikamenten zu reduzieren“, sagt er.
Die Diagnose, ob eine Krankheit durch Bakterien oder Viren verursacht wird, ist eine der häufigsten Aufgaben, mit denen Ärzte konfrontiert sind, aber sie ist teuflisch schwierig. Die Symptome überschneiden sich. „Die Arten von Diagnosetests, die traditionell von Ärzten eingesetzt werden, sind langwierig und komplex“, erklärt Cassandra Kelly-Cirino, Direktorin für neue Bedrohungen bei der in Genf ansässigen Stiftung für innovative neue Diagnostik. „Die meisten Ärzte gehen auf Nummer sicher und verabreichen Antibiotika, obwohl der Patient vielleicht tatsächlich ein Virus hat“. Angesichts aufdringlicher Patienten, die verzweifelt versuchen, sich besser zu fühlen, ist es oft einfacher (und billiger), eine Penicillin-Kur zu verschreiben, unabhängig davon, ob sie notwendig ist oder nicht.
Im Jahr 2014 rief die britische Regierung den mit 8 Millionen Pfund dotierten Longitude Prize ins Leben, um neuartige, leicht zugängliche Diagnosetests zu entwickeln, der heute 83 Teams in 14 Ländern betreut. „Einige der Projekte sind wirklich innovativ“, sagt Daniel Berman von Nesta, der das Jurorenteam leitet. Eine australische Gruppe setzt KI ein, um Muster in Bluttests zu erkennen und Sepsis vorherzusagen. Ein Team aus Pune, Indien, hat einen genialen Test im Kreditkartenformat namens USense entwickelt, um Harnwegsinfektionen zu testen. „Man gibt eine Urinprobe hinein, und das Gerät sagt einem, welches von vier Antibiotika am ehesten in Frage kommt“, sagt Berman. Das Ergebnis liegt nach 60 Minuten vor. Wenn der USense-Test erfolgreich ist, könnte er dazu beitragen, Fälle wie den von Debbi Forsythe zu verhindern, bei dem eine schnellere Diagnose die Sepsis hätte verhindern können.
Eine Delle in der Antibiotikaresistenz zu machen, erfordert solche internationalen Anstrengungen. Etwa 90 % der prognostizierten Todesfälle aufgrund von Antibiotikaresistenzen werden in Afrika und Asien auftreten – den Ländern, in denen der übermäßige Einsatz von Antibiotika und resistente Infektionen am stärksten sind. Als der AMR-Bericht 2016 veröffentlicht wurde, zeigte sich O’Neill von der internationalen Reaktion ermutigt. Doch seitdem haben der Brexit und die Trump-Regierung das Thema AMR von der Nachrichtenagenda verdrängt. Und trotz enthusiastischer Rhetorik treten die Pharmaunternehmen weiterhin auf der Stelle.
„Ich glaube, dass sich die Vorstandsvorsitzenden der Pharmaunternehmen gelegentlich sagen: ‚Wir warten einfach, bis es zu einer echten Krise wird'“, sagt O’Neill.
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