Antibiotikaresistens, konjugativa plasmider och patogenicitet hos Escherichia‑arter i avloppsvatten och sötvatten i Stockholm, Sverige

Varför vatten och mikrober spelar roll i vardagen

De flesta tänker på antibiotikaresistens som något som uppstår på sjukhus, men denna studie visar hur den också kan formas av vattnet som rinner under våra städer och slår mot våra stränder. Forskare i Stockholm följde bakterier från avloppsreningsverk och närliggande sjöar och kustvatten för att ställa en enkel men angelägen fråga: bidrar våra avloppsledningar till att sprida svårbehandlade mikrober tillbaka ut i miljön där människor badar, leker och hämtar dricksvatten?

Var proverna togs

Teamet samlade vatten och sediment i och runt Stockholm under sommaren 2022. Några prover togs vid inlopp och utlopp till större avloppsreningsverk som tar emot avloppsvatten från hushåll och sjukhus. Andra togs från sötvattenöar och bräckta Östersjöstränder som används för rekreation. Från dessa platser isolerades 68 stammar av arter inom släktet Escherichia, mestadels E. coli, en vanlig tarmbakterie som också är en standardmarkör för fekal förorening. Varje stam testades i laboratorium för att se vilka antibiotika den kunde stå emot och sekvenserades sedan på DNA‑nivå för att avslöja dess resistensgener, sjukdomsrelaterade gener och de små DNA‑ringar som kallas plasmider som kan hoppa mellan bakterier.

Starkare resistens i avlopp än i naturliga vatten

Kontrasten mellan avloppsvatten och naturligt vatten var slående. Mer än hälften av E. coli‑stammarna från avloppsvatten var resistenta mot minst tre klasser av antibiotika, och många bar på kluster av resistensgener, inklusive sådana som inaktiverar vanliga tredje generationens cefalosporiner. Särskilt gener i CTX‑M‑familjen, och i synnerhet varianten CTX‑M‑15, var vanliga i avloppsstammar men helt frånvarande i stammar från sjöar och stränder. Flera avloppsbakterier tillhörde välkända linjer som orsakar urinvägs‑ och blodströmsinfektioner hos människor, bland annat den globalt problematiska gruppen ST131, och dessa bar några av de tyngsta bördorna av resistensgener.

Antibiotikarester och mobilt DNA

Kemiska analyser av vattnet visade att antibiotikarester konsekvent var högre vid inlopp och utlopp från avloppsreningsverk än vid naturliga platser. Halterna av läkemedlet ciprofloxacin vid ett inlopp och ett utlopp översteg publicerade tröskelvärden där resistens förväntas gynnas. Denna kemiska bakgrund är viktig eftersom många resistensgener var lokaliserade på konjugativa plasmider—mobila DNA‑ringar som kan förflytta sig från en bakterie till en annan. I laboratoriematingsexperiment överfördes plasmider från 16 stammar framgångsrikt till en standardmottagarstam, ofta medföljande resistens mot flera läkemedel på en gång. Plasmider från vissa familjer, särskilt IncN och IncI, flyttade med särskilt hög effektivitet, vilket tyder på att de är kraftfulla vektorer för spridning av resistens i den trånga, näringsrika miljön i avloppssystemen.

Sjukdomsrelaterade egenskaper i vardagliga vatten

Bortom läkemedelsresistens sökte forskarna i genomerna efter gener som hjälper E. coli att orsaka sjukdom, såsom gener för toxiner, adhesiner som låter bakterier fästa i tarmen eller urinvägarna, och faktorer som skyddar dem i blodomloppet. Många avloppsisolat bar kombinationer av gener typiska för extraintestinala och urinvägs‑patogener, i linje med mönster som ses vid kliniska infektioner. Överraskande nog bar en stor andel E. coli från till synes rena sjöar och stränder också några av dessa virulensgener, även om de i allmänhet hade färre resistensgener och inga gener för utökat spektrum‑beta‑laktamaser. Studien fann också miljösläktingar som Escherichia marmotae som bar sjukdomsassocierade gener, vilket antyder att vilda djur och naturliga vatten kan hysa potentiella patogener.

Vad detta betyder för människor och politik

Tillsammans målar fynden upp avloppsreningsverk som viktiga korsvägar där mänskliga, djur‑ och miljöbakterier blandas, exponeras för kvarvarande antibiotika och utbyter mobilt DNA som kan göra dem både mer läkemedelsresistenta och mer kapabla att orsaka sjukdom. Även om reningsverken avlägsnar många föroreningar eliminerar de inte fullständigt resistenta eller patogena E. coli, och några av dessa stammar och deras plasmider släpps ut i floder och kustvatten som allmänheten använder. För en allmän publik är huvudbudskapet att antibiotikaresistens inte är begränsad till sjukhus: den formas av hur vi hanterar avloppsvatten och skyddar naturliga vatten. Övervakning av avlopp och närliggande badvatten, minskad antibiotikaanvändning och förbättrade reningstekniker kan alla bidra till att bromsa den miljömässiga “återcyklingen” av farliga mikrober tillbaka till människor.

Citering: Justh de Neczpal, A., Thorell, K., Tuts, L. et al. Antimicrobial resistance, conjugative plasmids and pathogenicity in wastewater and freshwater Escherichia spp. in Stockholm, Sweden. npj Antimicrob Resist 4, 32 (2026). https://doi.org/10.1038/s44259-026-00208-5

Nyckelord: antibiotikaresistens, avloppsrening, E. coli, miljömikrobiologi, plasmidöverföring