Antibiotici e batteri multiresistenti nell’ambiente: serve una...

Il dibattito sulle questioni ambientali è da tempo oggetto di prese di posizioni da parte di varie istituzioni e di eminenti studiosi che evidenziano come è in atto una vera e propria crisi ambientale dovuta ad una sistematica degradazione degli ecosistemi terrestri e marini. Poco si parla di quanto il ripristino degli equilibri degli ecosistemi possa influire sulla salute umana migliorandola e, nel contempo, garantendo livelli di sicurezza per tutti gli abitanti a livello globale.

Nel nostro Paese, ci si deve sempre richiamare al dettame costituzionale dove la Repubblica tutela l’ambiente, la biodiversità e gli ecosistemi anche nell’interesse delle future generazioni. Ciò vale anche da un punto di vista strettamente sanitario in termini di tutela ambientale.

Quando si parla di gestione delle infezioni si deve sempre tenere conto che anche l’ambiente è un fattore cruciale nella diffusione della resistenza antimicrobica. L’approccio al problema deve essere integrato, unificante e mirato a bilanciare ed ottimizzare in modo sostenibile la salute di persone, animali ed ecosistemi. Si deve riconoscere che la salute degli esseri umani, degli animali domestici e selvatici, delle piante e dell’ambiente in generale (inclusi gli ecosistemi) sono strettamente collegati e interdipendenti (1). Un esempio viene dalla gestione degli antibiotici. L’Italia è tra i paesi europei con il maggior consumo di antibiotici soprattutto in ambito comunitario ed ha anche registrato un aumento negli ultimi 2 anni del 5.4% mentre a livello europeo è dell’1%. Dal Rapporto AIFA 2025 sugli antibiotici (2) si evidenzia il confronto del consumo in tonnellate e del consumo medio ponderato di antibiotici (espresso in mg per kg di biomassa stimata) negli esseri umani e negli animali destinati alla produzione di alimenti. Nel 2023 sono state consumate 1248.5 tonnellate di antibiotici, 597.3 in ambito umano e 651.2 in ambito veterinario.

Il consumo medio ponderato di antibiotici è stato maggiore negli esseri umani (159.6 mg/kg) rispetto agli animali destinati alla produzione di alimenti (104.7 mg/kg).

In particolare, mentre il consumo umano ha un maggior peso sul consumo totale di penicilline, fluorochinoloni, macrolidi, altri antibatterici e cefalosporine di terza e quarta generazione, risulta essere maggiore l’incidenza nel consumo veterinario per: sulfonamidi, tetracicline, aminoglicosidi e poliximine e lincosamidi.

Dove vanno a finire questi antibiotici una volta metabolizzati totalmente o parzialmente? Una volta eliminati dalle urine o dalle feci una certa percentuale di antibiotici, variabile a seconda del principio attivo in questione, degli eccipienti e della tipologia delle diverse classi, si riscontra nelle acque reflue che vengono successivamente depurate (3). Questo fenomeno avviene non solo a livello umano ma anche a livello zootecnico, e così si contribuisce in maniera significativa all’incremento delle concentrazioni di antibiotici, di batteri resistenti e geni di resistenza negli ecosistemi naturali (4).

Il ciclo di depurazione delle acque reflue

L’ambiente antropico si può pertanto definire come potenziale fonte di un gran numero di infezioni e costituisce di fatto un serbatoio di ABR (antibiotico-resistenza) (5). A questo punto ci se deve porre la domanda: perché il ciclo di ABR nell’ambiente antropico è così complicato? Esso dipende da vari fattori che interagiscono tra loro, determinano l’impatto sull’ambiente e le potenziali conseguenze per le comunità naturali. Nella figura 1 sono rappresentati i fattori principali delle infezioni in ambiente antropico.

Per capire meglio il ciclo della potenziale diffusione in ambiente di antibiotici, microrganismi e geni di resistenza sia patogeni che non, dobbiamo riferirci a come avviene il ciclo della depurazione delle acque reflue, come si incanalano le acque libere e come avvengono le analisi delle acque reflue e libere. Dagli impianti di depurazione si eseguono periodicamente tradizionali analisi microbiologiche sull’isolamento di batteri patogeni ma, ultimamente, le valutazioni sono sempre più centrate su tecniche metagenomiche che sono in grado di evidenziare intere sequenze nucleotidiche isolate e analizzate da tutti gli organismi (tipicamente batteri) in un campione di massa. Negli stessi campioni può essere rilevata la presenza di antibiotici nelle varie fasi della depurazione. Queste analisi vengono chiamate, secondo la terminologia scientifica internazionale Wastewater-based epidemiology (WBE) (6) in quanto i prelievi di acque reflue nelle fasi della depurazione sono usate per una innumerevole varietà di esami di tipo chimico e biologico.

Le fasi della depurazione, sinteticamente, avvengono secondo la seguente procedura. L’affluente è l’acqua reflua non trattata che entra nell’impianto, mentre l’effluente è l’acqua reflua trattata che esce dall’impianto. L’affluente contiene inquinanti che devono essere rimossi, mentre l’effluente, dopo il trattamento, dovrebbe essere di qualità adatta allo scarico o al riutilizzo. Le acque libere si riferiscono a corpi d’acqua non delimitati da strutture artificiali, come il mare, i laghi e i fiumi (7).

I depuratori delle acque da scarico urbano hanno il compito di eliminare materiale organico e batteri, ma non sono però sempre in grado di eliminare totalmente tutti i residui dei farmaci. Succede quindi che molte di queste sostanze finiscano inevitabilmente nei fiumi o nei laghi.

Un esempio emblematico riguarda il riscontro di azitromicina rilevata nelle acque del Lago Maggiore nel 2020 durante i primi mesi della pandemia da COVID-19 quando essa veniva somministrata ad un grandissimo numero di persone e poi sospesa, dopo che ne era stata dimostrata la assoluta inutilità per il controllo del virus SARS-CoV-2. Campioni di acque prelevate dal lago rilevavano che la quantità di azitromicina era enormemente superiore ai livelli riscontrati negli anni precedenti (8).

Secondo un recente report della Commissione Europea e dell’Agenzia Europea per l’Ambiente - Freshwater information system for Europe-WISE (9), datato 28 Febbraio 2024, per l’Italia sono necessari ulteriori sforzi per:

• raccolta di ulteriori 0.54 milioni di a.e. di acque reflue urbane (0.7%)
• trattamento biologico di ulteriori 8.67 milioni di a.e. di acque reflue urbane (11.6%)
• trattamento biologico con rimozione di azoto e/o fosforo di ulteriori 0.85 milioni di a.e. di acque reflue urbane (2.4%). In questo parametro l’Italia ha però ridotto la distanza dall’obiettivo richiesto rispetto agli anni passati
• complessivamente, il 56% delle acque reflue urbane in Italia viene trattato secondo i requisiti della Direttiva sul trattamento delle acque reflue urbane. Questa percentuale è inferiore alla media UE del 75.9%.

I rischi di potenziali infezioni derivate dall’ambiente antropico e le ricadute sulla salute umana non sono quindi ancora del tutto eliminati. Un fondamentale aspetto per aumentare la sicurezza in ambito One Heath è avere a disposizione da parte delle istituzioni i flussi di dati epidemiologici nei vari livelli dell’ambiente. Un costante monitoraggio ambientale permette l’isolamento di ceppi antibiotico-resistenti da aree geografiche selezionate e consente, attraverso l’analisi genomica, studi di confronto tra ceppi isolati in ambito umano, rilevanti dal punto di vista clinico ed epidemiologico, e veterinario, nelle complesse dinamiche di acquisizione e diffusione dell’antibiotico-resistenza nella circolarità tra uomo/animale/ambiente. Lo stesso meccanismo si può utilizzare per il monitoraggio dei livelli di antibiotici nelle acque reflue.

Esempi virtuosi di gestione del monitoraggio ambientale dell’AMR (resistenza antimicrobica) mediante l’analisi dei reflui urbani (wastewater based epidemiology-WBE) sono:

• rete SNPA (Sistema nazionale a rete per la protezione dell’ambiente) dipendente da ISPRA (Istituto Superiore per la protezione e la ricerca ambientale)
• rete SARI (Sorveglianza Ambientale Reflui in Italia) dipendente dall’ISS (Istituto Superiore di Sanità).

La prima è dedicata alla rilevazione di residui di antibiotici e virus nelle acque superficiali, la seconda alla rilevazione di geni di resistenza (e batteri antibiotico-resistenti) nelle acque reflue urbane. Il Sistema SARI, durante la pandemia da SARS-CoV-2 ha eseguito, a livello di scala nazionale, l’analisi degli andamenti delle concentrazioni del SARS-CoV-2 nelle acque reflue nel corso del tempo, dell’andamento dell’infezione nella popolazione ed anche delle varianti di SARS-CoV-2 (10).

Le reti SNPA e SARI rappresentano pertanto importanti strumenti complementari sia per la sorveglianza epidemiologica che per il monitoraggio di virus e batteri nella popolazione. Queste reti, in connessione con i sistemi di sorveglianza sanitaria territoriali regionali, oltre a eseguire studi di popolazione, possono essere integrate ed utilizzate nei presidi di allerta regionali e nazionali riguardo eventuali comparse o ricomparse di virus e di batteri patogeni per circoscrivere più rapidamente eventuali focolai epidemici.

I geni di resistenza antimicrobica

La capacità di identificare gli ARG (geni di resistenza antibiotica) in tempo reale e di tracciarne i percorsi ambientali potrebbe migliorare drasticamente il modo in cui si può intervenire nei punti critici di contaminazione, in particolare in ambienti ad alto rischio come ospedali e impianti di trattamento delle acque reflue.

Gli ARG presenti nell’acqua possono rappresentare un rischio (11) per la vita acquatica e, attraverso il bioaccumulo, i batteri resistenti potrebbero entrare nella catena alimentare. (Figura 2). Nelle regioni in cui l’acqua viene riciclata o riutilizzata per l’agricoltura, questi ARG potrebbero essere introdotti nelle colture, con un impatto sulla sicurezza alimentare e aumentando il rischio di infezioni resistenti derivanti dal consumo.

Recentemente alcuni Autori (12) hanno evidenziato (Figura 3) come l’aggiunta di acque reflue agli ambienti riceventi ha causato un aumento sia dell’abbondanza di ARG che della ricchezza di sedimenti, evidenziando l’impatto che le acque reflue hanno sui livelli di AMR nelle acque dolci. Gli Autori hanno anche osservato che livelli elevati di AMR nei sedimenti fluviali persistevano fino ad almeno 1000 m a valle del punto di ingresso dell’effluente, a dimostrazione di come gli impatti delle acque reflue possano essere ulteriormente diffusi attraverso le reti fluviali.

Gli Enti preposti all’ambiente

In Italia vi sono numerose Istituzioni che si occupano delle problematiche ambientali secondo le loro specifiche competenze istituzionali: Ministero della Salute, Ministero dell’Ambiente, Ministero dell’Agricoltura. Le Regioni hanno a loro volta appositi dipartimenti/direzioni per la tutela dell’Ambiente. Enti con statuti autonomi, hanno compiti operativi e, a loro volta, dipendono per le loro funzioni da Ministeri, ISS (Salute), ISPRA (Ambiente), Direzione generale degli Uffici territoriali e Laboratori (Agricoltura). Enti con compiti multipli ma che si occupano attivamente di ricerche e sorveglianza sull’ambiente: CNR, ARPA, Istituti Zooprofilattici, Filiere e Consorzi Agrozootecnici.

Gli Enti preposti alla tutela dell’Ambiente pubblicano periodicamente report e ricerche eccellenti sia dal punto di vista scientifico che divulgativo a livello internazionale su vari aspetti ambientali di specifica competenza (www.epicentro.iss.it/ambiente/approfondimenti, www.isprambiente.gov.it/it/pubblicazioni, www.cnr.it/it/aree-tematiche/energia-ambiente, www.izslt.it/ambiente-3/).

Da tenere anche bene presente che, nel nostro Paese, la sorveglianza per la parte alimentare (filiere) ed ambientale è estremamente rigorosa in quanto sottoposta a periodici controlli istituzionali pubblici (non avviene così in altri paesi europei) in ottemperanza a precise normative legislative italiane ed europee per la salvaguardia della salute (13-16). Ciò rende la salvaguardia della sicurezza sanitaria ad altissimi livelli.

Purtroppo, un punto debole delle azioni esercitate da tutti gli attori che operano nel sistema ambiente, è la difficoltà di interazione reciproca dei tantissimi flussi di dati raccolti ed elaborati da ciascuno degli Enti preposti. Ciò rende difficoltosa la realizzazione di obiettivi a più ampio respiro o addirittura su scala nazionale che andrebbero realizzati sotto un’unica regia. Un tentativo in tal senso è in atto, in quanto Il Ministero della Salute nell’ottica One Health, ha istituito nell’ambito del PNCAR- 2022-2025 (Piano Nazionale di Controllo dell’Antimicrobico Resistenza (17) un apposito Gruppo di Lavoro (GdL) Ambiente che sta preparando un documento con la fattiva collaborazione di tutti gli attori sopracitati. Il GdL Ambiente ha fondamentalmente due macro obiettivi principali da sviluppare:

• monitoraggio ambientale degli antibiotici e dell’antibiotico-resistenza
• corretta gestione e smaltimento degli antibiotici e dei materiali contaminati.

All’interno di questi macro-obiettivi viene poi declinata una serie di azioni ed indicazioni metodologiche da condividere da parte di tutti gli attori preposti alla gestione dell’ambiente. Essi riguardano il potenziamento e integrazione delle reti nazionale di monitoraggio, l’analisi dell’attuale gestione delle rimanenze di quantitativi di antibiotici, in ambito pubblico e privato, l’ottimizzazione della gestione e dell’efficienza in merito alla raccolta e allo smaltimento degli antibiotici e l’implementazione delle conoscenze relative la concentrazione residuale di antibiotici nell’ambiente e correlazione con i livelli di antibiotici.

Riuscire a rendere questi obiettivi operativi, mediante la condivisione da parte di tutti gli attori che operano nel settore ambientale per realizzare delle azioni programmate a livello di scala nazionale, è decisamente un importante passo avanti per la tutela della salute del nostro Paese. A tutt’oggi tutti gli Esperti delle varie Istituzioni nazionali coinvolti del Sistema Ambiente italiano, hanno condiviso tutti gli obiettivi del PNCAR. Questo è sicuramente un importantissimo passo avanti.

La consapevolezza da parte di tutti è di fare ogni sforzo possibile per realizzare un contesto ambientale dove l’ecosistema sia salvaguardato. Un enorme valore aggiunto per lavorare e vivere meglio nella nostra società.

1. World Health Organization. Regional Office for Europe. (2022). A health perspective on the role of the environment in One Health. World Health Organization. Regional Office for Europe. https://iris.who.int/handle/10665/354574.
2. Rapporto AIFA 2025 sugli antibiotici - https://www.aifa.gov.it/it/-/rapporto-aifa-2025-sugli-antibiotici.
3. Haenni M. et al. Multidrug antibiotic resistance in hospital wastewater as a reflection of antibiotic prescription and infection cases. Science of The Total Environment Volume 908, 15 January 2024.
4. EFSA (2024) The European Union summary report on antimicrobial resistance in zoonotic and indicator from humans, animals and food in 2021-2022. https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.2903/j.efsa.2024.8583.
5. Di Cesare A, Sabatino R, Sbaffi T, et al. Anthropogenic pollution drives the bacterial resistome in a complex freshwater ecosystem. Chemosphere. 2023;331:138800.
6. Jianfa Gao, et al. Chapter 4 - Assessment of in-sample and in-sewer stability of biomarkers in wastewater-based epidemiology: an important step, Wastewater-Based Epidemiology for the Assessment of Human Exposure to Environmental Pollutants, Academic Press, 2023, Pages 83-122
7. Urban waste water treatment for 21st century challenges, Europea Environment Agency, Report 09 Oct 2019- https://www.eea.europa.eu/en/analysis/publications/urban-waste-water-treatment-for.
8. CNR IRSA. Sede di Verbania. 2024. Ricerche sull’evoluzione del Lago Maggiore. Aspetti limnologici. Programma triennale 2022-2024. Campagna 2023. Commissione Internazionale per la protezione delle acque italo-svizzere (Ed.): 112 pp.).
9. Freshwater information system for Europe-WISE- https://water.europa.eu/freshwater/countries/uwwt/italy.
10. G. La Rosa et al. ECOSCIENZA Numero 2 • Anno 2022.
11. EFSA Journal, Volume: 19, Issue: 6, First published: 17 June 2021.
12. Read D.S. et al. Dissemination and persistence of antimicrobial resistance (AMR) along the wastewater-river continuum, Water Research, Volume 264, 2024).
13. Massini G, Mazzurco Miritana V, Visca A, Grenni P, Barra Caracciolo A, 2021. Valutazione della presenza di antibiotici nei reflui zootecnici e nel digestato di impianti di biogas: studio di strategie per la loro rimozione. Il contributo alla ricerca del Progetto AZeRO antibiotici. A cura di: Barra Caracciolo A. & Massini G. Roma: CNR - IRSA. ISBN: 978-88-976-5509-1 (online).
14. Masaf - Decreto Ministeriale n. 56720 del 07 febbraio 2022 - Invito a presentare manifestazioni d’interesse per la realizzazione delle iniziative di cui agli artt. 16, 17 e 18 del Decreto Lgs n. 154/2004 nell’ambito del Programma Nazionale Triennale della pesca e dell’acquacoltura 2022-2024.
15. 21° Rapporto monitoraggio etichettatura facoltativa carni bovine - anno 2023 https://www.politicheagricole.it/flex/cm/pages/ServeBLOB.php/L/IT/IDPagina/367.
16. European Surveillance of Veterinary Antimicrobial Consumption (ESVAC) 2009-2023 - https://www.ema.europa.eu/en/veterinary-regulatory-overview.
17. PNCAR- 2022-2025 Piano Nazionale di Controllo dell’Antimicrobico Resistenza- https://www.epicentro.iss.it/antibiotico-resistenza/pncar-2022.