Bu yazı, antibiyotik direncinin nasıl ortaya çıktığını ve yayıldığını, mikrobiyomların bu süreçteki rolünü ele alıyor. Çevre, gıda ve insan sağlığı etkileşimleri üzerinden antibiyotik direncine karşı alınması gereken çok boyutlu stratejilere dikkat çekiyor.
Yazan: İrem Kocakahya
Modern tıbbın mucizesi: Antibiyotikler
Yıl 1928. Alexander Fleming, bilim tarihinin belki de en büyük keşiflerinden biri olan penisilini keşfetti ve enfeksiyonların tedavisinde kullanılabileceğini gösterdi.1 İşte ilk antibiyotik böylece, Penicillium notatum küf mantarının antibakteriyel etkisinin keşfiyle ortaya çıktı. Bu buluş, Fleming’e 1945’te Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü kazandırdı.1
İlerleyen yıllarda yapılan çalışmalar ve keşiflerle antibiyotikler adeta altın çağını yaşadı. Ancak bu gelişmeler, mikroorganizmaların antibiyotiklere karşı direnç geliştirmesine ve hayatta kalabilmek için kendilerini savunma mekanizmaları geliştirmesine de yol açtı.2 Günümüzde ise antibiyotikler, modern tıbbın temel araçlarından biri olarak enfeksiyonların tedavisinde kritik öneme sahip olmakla birlikte, bilinçsiz veya aşırı kullanıldıklarında bakterilerde direnç gelişimini hızlandırarak etkinliklerini kaybedebiliyor.
Bu yazıda, antibiyotiklerin bilinçsiz ve aşırı kullanımının yol açtığı antibiyotik direncini ve bu direncin farklı mikrobiyom rezervuarlarındaki etkilerini inceleyeceğiz. Dünya Sağlık Örgütü’ne göre antibiyotik direnci, bakterilerin antibiyotiklere karşı duyarlılığını kaybetmesi durumudur.2 Dirençli bakterilerin neden olduğu enfeksiyonların tedavisi ise oldukça güçtür. 2019’da yaklaşık 5 milyon ölüm antibiyotik direnciyle ilişkilendirilmiş olup, önlem alınmazsa bu sayının 2050 yılına kadar 10 milyona ulaşacağı öngörülmektedir.3,4 Bu da antibiyotik direncini, küresel ölüm nedenleri arasında üst sıralara taşımaktadır.
Peki antibiyotik direnci nerede ortaya çıkar, nasıl yayılır ve bizi nasıl savunmasız bırakır? Bu soruların cevabı "Tek Sağlık" (One Health) adını verdiğimiz, birbiriyle tamamen bağlantılı bir ağda gizli. Bu ağın üç ana bileşeni var: Çevre, Gıda ve İnsan.5 Mikrobiyomlar ise bu bileşenlerin her birinde hem direnç genlerinin bir rezervuarı hem de yeni direnç genlerinin kaynağı olarak kritik bir rol oynar.
Çevresel mikrobiyomlar
Antibiyotik direnci, ilk akla gelenin aksine yalnızca hastanelerde ortaya çıkan bir sorun değildir. Toprak, nehirler, göller ve okyanuslar da antibiyotik direncinin ortaya çıkabileceği çevrelerdir.6
- Tarımsal ve Hayvansal Atıklar: Hayvancılıkta kullanılan antibiyotiklerin çoğu metabolize edilmeden dışkı ve idrar yoluyla çevreye atılır. Gübre olarak toprağa veya yer altı/denizel su kaynaklarına karışan bu antibiyotikler, doğal bakteri popülasyonlarının direnç genleriyle beslenmesine ve yatay gen transferiyle farklı konaklara taşınmasına yol açar.7,8
- İnsan Kaynaklı Atıklar: Evsel, hastane ve endüstriyel atıklar kanalizasyon sistemleriyle atık su arıtma tesislerine ulaşır. Bu tesisler, insan kaynaklı patojenlerle çevresel bakterilerin karşılaştığı ve gen alışverişinin yoğunlaştığı “sıcak noktalar”dır.9 Arıtılan bu sular sulamada kullanıldığında sebze ve meyvelere; karıştığı nehirlerde su içen hayvanlara; hatta rüzgârla taşınan toz parçacıkları aracılığıyla soluduğumuz havaya kadar yayılabilir.10
Gıda Mikrobiyomları
Çevreden mikrobiyom yoluyla gıdaya geçen antibiyotik direnç genleri, üretim ve işleme süreçlerinde daha da yayılır. Gıda mikrobiyomları, direnç genlerinin insan ve hayvanların taşıdığı kommensal bakterilere geçişine aracılık edebilir. Bu durum, patojenlerin güçlenmesi ve gıda kaynaklı enfeksiyon riskinin artması açısından kritik önemdedir. Geçtiğimiz ay yayınlanan kapsamlı bir çalışmada gıda üretim zincirinin antibiyotik direnç genlerinin kritik bir aktarım noktası olduğu ortaya konulmuştur.11 113 gıda üretim tesisinden alınan 1.780 örneğin metagenomik analizlerle incelendiği bu çalışmada aşağıdaki ana sonuçlara varılmıştır:
- Yüzeyler ham maddeden daha riskli: Ham maddelerde antibiyotik direnç geni yoğunluğu görece düşükken, üretim tesislerindeki yüzeylerin ve havadaki mikrobiyal komünitelerin direnç genleri bakımından daha zengin olduğu tespit edilmiştir.
- Ürün bazlı risk: Et, tavuk, süt ve süt ürünleri gibi fermente veya işlenmiş ürünlerde direnç genleri daha yüksek oranda bulunduğu belirlenmiştir.
- Taşıyıcılar: Antibiyotik direnç genleri yalnızca patojen bakterilerde değil genellikle zararsız kabul edilen bakterilerde de gözlenebildiği ortaya konulmuştur.
İnsan Bağırsak Mikrobiyomu
Çevre ve gıda yoluyla vücudumuza giren antibiyotik direnç genleri, bağırsak mikrobiyomunda kritik bir kavşak noktasına ulaşır. Burada hem bir rezervuar hem de yeniden yayılım kaynağı haline gelebilirler. İnsan bağırsaklarında yaklaşık 39 trilyon mikrobiyal hücre bulunduğu tahmin edilmektedir; bu sayı, insan vücudundaki toplam hücre sayısıyla neredeyse eşittir.12 Bu devasa ekosistemin genetik kapasitesi ise daha da dikkat çekicidir: bağırsak mikrobiyomu yaklaşık 3,3 milyon farklı mikrobiyal gene sahiptir ve bu, insan genomunun gen sayısından yaklaşık 150 kat fazladır.13 Böyle bir yoğunluk, bağırsak mikrobiyomunu antibiyotik direnç genlerinin hem son durağı hem de yeni gen transferlerinin başlangıç noktası haline getirir.
Direncin asıl tehlikesi, gıdalarla alınan bakterilerin doğrudan enfeksiyon yapmasından ziyade, taşıdıkları direnç genlerini bağırsakta yaşayan mikroorganizmalara aktarmasından kaynaklanır. Bu durum gerçekleştiğinde:
- Bağırsak bir direnç rezervuarına dönüşür: Bağırsakta yaşayan bakteriler, direnç genlerini sessizce taşıyabilir ve uygun koşullar oluştuğunda aktif hale getirebilir.
- Enfeksiyon tedavileri zorlaşır: Normalde zararsız olan bu bakteriler, bağışıklık sisteminin zayıfladığı (örneğin ameliyat sonrası, kronik hastalık, stres veya dengesiz beslenme durumlarında) enfeksiyonlara yol açabilir. Ancak taşıdıkları direnç genleri nedeniyle standart antibiyotiklere yanıt vermezler.
- Patojenler güçlenir: Bağırsakta bulunan Salmonella veya Klebsiella gibi gerçek patojenler, kommensal bakterilerden direnç genlerini alarak çok daha tehlikeli ve tedavisi zor “süper bakterilere” dönüşebilir.
Sonuç
Antibiyotik direnci; çiftlikteki antibiyotik verilen bir hayvandan toprağa, oradan nehir yoluyla bir sebze tarlasına, hasat sonrası gıda işleme tesisindeki bir yüzeye, paketlenmiş bir salataya ve nihayetinde insan vücuduna uzanan geniş bir ağda dolaşır. Üstelik bu karmaşık zincirin her halkasında direnç genleri yalnızca depolanmakla kalmaz; aynı zamanda yeniden dolaşıma girerek hem çevre hem de insan sağlığı için ciddi riskler yaratır. Böylece, bir bölgede kullanılan antibiyotikler çok uzak bir yerde yaşayan bir insanın mikrobiyomunu etkileyebilir.
İşte bu nedenle antibiyotik direnci ile mücadele, yalnızca klinik düzeyde ilaç kullanımını düzenlemekle sınırlı olamaz. Atık su yönetiminden hayvancılıkta antibiyotik kullanımının denetimine, gıda üretim süreçlerindeki hijyen standartlarından bireysel tüketim alışkanlıklarına kadar uzanan çok boyutlu stratejilere ihtiyaç vardır. Bu bakımdan “Tek Sağlık” yaklaşımı, bu karmaşık ağın tüm bileşenlerini dikkate alan gerçekçi bir yol olarak karşımıza çıkmaktadır.
Kaynaklar
1 NobelPrize.org. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1945 – Alexander Fleming, Ernst B. Chain, Howard Florey [Internet]. Nobel Prize Outreach; 1945 [erişim 20 Ağu 2025]. Available from: https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1945/summary/
2 World Health Organization. Antimicrobial resistance – Fact sheet [Internet]. 21 Nov 2023 [erişim 20 Ağu 2025]. Available from: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/antimicrobial-resistance
3 Murray CJL, Ikuta KS, Sharara F, et al. Global burden of bacterial antimicrobial resistance in 2019: a systematic analysis. Lancet. 2022;399(10325):629-655. doi:10.1016/S0140-6736(21)02724-0.
4 O’Neill J. Tackling Drug-Resistant Infections Globally: Final Report and Recommendations. Review on Antimicrobial Resistance; 2016.
5 WHO Regional Office for Europe. Action against antimicrobial resistance requires a One Health approach – Advocacy brief. 16 Apr 2024.
6 Larsson DGJ, Flach C-F. Antibiotic resistance in the environment. Nat Rev Microbiol. 2022;20:257-269. doi:10.1038/s41579-021-00649-x.
7 Abdulkadir N, Saraiva JP, Zhang J, et al. Genome-centric analyses of 165 metagenomes show that mobile genetic elements are crucial for the transmission of antimicrobial resistance genes to pathogens in activated sludge and wastewater. Microbiol Spectr. 2024;12(3):e02918-23. doi:10.1128/spectrum.02918-23.
8 Zalewska M, Błażejewska A, Popowska M. Antibiotics and antibiotic resistance genes in animal manure—consequences of its application in agriculture. Front Microbiol. 2021;12:610656. doi:10.3389/fmicb.2021.610656.
9 Rizzo L, Manaia C, Merlin C, et al. Urban wastewater treatment plants as hotspots for antibiotic resistant bacteria and genes spread into the environment: a review. Sci Total Environ. 2013;447:345-360. doi:10.1016/j.scitotenv.2013.01.032.
10 Manaia CM, Rocha J, Scaccia N, et al. Antibiotic resistance in wastewater treatment plants: tackling the black box. Environ Int. 2018;115:312-324. doi:10.1016/j.envint.2018.03.044.
11 Quijada NM, Cobo-Díaz JF, Valentino V, et al. The food-associated resistome is shaped by processing and production environments. Nat Microbiol. 2025;10: (erken çevrimiçi). doi:10.1038/s41564-025-02059-8.
12 Sender R, Fuchs S, Milo R. Revised estimates for the number of human and bacteria cells in the body. PLoS Biol. 2016;14(8):e1002533. doi:10.1371/journal.pbio.10025314.
13 Qin J, Li R, Raes J, et al. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature. 2010;464(7285):59-65. doi:10.1038/nature08821.
