Az évtizedek óta folyamatosan növekvő gyógyszerfogyasztás eredményeként a környezetünkbe kerülő gyógyszermaradványok mennyisége is évről évre növekszik. Az élővizekben is kimutathatóvá vált gyógyszerhatóanyagok egészségügyi és ökológiai kockázatai világszerte foglalkoztatják a tudományt és a közvéleményt egyaránt. A hazai helyzet értékelésére, valamint a kockázatok csökkentését szolgáló innovációk megvalósítására az ELKH-hoz tartozó Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont vezetésével olyan kutatási projektek indultak az utóbbi években, amelyek révén mára nemzetközi jelentőségű tudományos eredmények születtek. E projektek egyrészt hozzájárulnak a gyógyszerhatóanyagok környezeti jelenlétének és eloszlásának a megismeréséhez, másrészt a kutatások során létrejött új ismeretek alapján innovatív termékek, szűrőtöltetek kifejlesztése is zajlik.

A gyógyszerszármazékokkal kapcsolatos hazai helyzetértékelést és az első fejlesztések elindítását célzó kutatásokat a Nemzeti Versenyképességi és Kiválósági Program (NVKP) keretében a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal finanszírozta 2016 és 2019 között.[1] A projektben a konzorciumvezető CSFK mellett a gödöllői Szent István Egyetem, az Aquaprofit Zrt. és az UTB Envirotec Zrt. vett részt. A kutatás 111 különböző gyógyszerhatóanyag környezetben történő eloszlását tárta fel Budapest térségében, valamint azok környezeti kockázatainak az elemzését célozta. A kutatói kollektíva több mint 1000 mintát gyűjtött be a térség felszíni és felszín alatti vizeiből, tisztítatlan és tisztított szennyvizeiből, üledékeiből, illetve a vízi élővilágból.  A vizsgálatok megállapították, hogy bár a jelenleg korszerűnek számító szennyvíztisztító technológiák egyes hatóanyagok esetében jelentősen csökkentik a gyógyszermaradványok koncentrációját, a keresett anyagok 75%-a a tisztított szennyvízben is megtalálható. Több mint egy tucat hatóanyag (pl. az antiepileptikumok közé tartozó karbamazepin és lamotrigin, a fájdalomcsillapító hatású diklofenák, továbbá számos szívgyógyszer) koncentrációja a környezetbe kibocsátott tisztított szennyvízben a 100 nanogramm/liter (ng/l) koncentrációt is jelentősen meghaladhatja.

1. ábra. A legalább 50%-os gyakorisággal előforduló hatóanyagok koncentrációja tisztítatlan és tisztított szennyvízben

A projekt kutatói a világon az elsők között az elfolyó, használt termálvizekből is kimutattak gyógyszerhatóanyagokat. Ezzel kapcsolatban azonban megállapították, hogy a fürdőink tisztítatlan elfolyó vizeiben a gyógyszerhatóanyagok koncentrációja nagyon alacsony, sokszor a befogadó vízfolyásokénál is kisebb.[2] A Budapest vízellátásában kiemelkedő szerepet játszó Dunában a vizsgált 111 hatóanyagból összesen 52 volt kimutatható. Ebből a parti szűrésű kutak vizébe már csak 32 anyag jutott át.[3],[4] A parti szűrés hatékonysága általában 95% feletti volt, ami azt jelenti, hogy az ivóvízbázisba általában csak rendkívül szórványosan, és mindössze néhány ng/l koncentrációban jutnak el a vizsgált vegyületek. Ezek közül kivételt képez néhány antiepileptikum, valamint a fájdalomcsillapítóként alkalmazott tramadol és lidokain, amelyek a nyers ivóvízminták több mint 50%-ában jelen voltak. Fontos kiemelni azonban, hogy ezeknek is csak egy töredéke jut el a fogyasztókig. A tisztítási és fertőtlenítési eljárásoknak (pl. klórozás) köszönhetően ezen anyagok mennyisége a vízvételi helyekig (csapokig) elérve jelentősen lecsökken, így ezek a maradványok önmagukban jelenleg még nem jelentenek egészségügyi kockázatot. Hormonokat – amelyek általában a legtöbb aggodalomra adnak okot – a kutatók nem tudtak meghatározni a nyersvíz- és csapvízmintákban, ezek csak a felszíni vizekben voltak kimutathatók. Mindezzel együtt a felszíni vizekkel kapcsolatos kutatások azt bizonyították, hogy a patakokban, folyókban található gyógyszermaradványok összessége egyes vízi élőlények számára már kockázatos, például egyes halfajok elterjedése és a hatóanyagok koncentrációja között szignifikáns kapcsolat van.

2. ábra Mintavételi pontok a Dunában (zöld), és az ivóvízkutakban (piros). Lilával jelölve a nagy szennyvíztisztítók

 

Hatóanyagcsoport Gyógyszer-hatóanyag hivatalos neve Találatok száma Gyakoriság Meghatározási határérték (LOQ) MIN MAX ÁTLAG SZÓRÁS
    db (%) ng L-1
alkaloidák drotaverin 1 1.1 0.1 0.84 0.84 0.84 n.r.
caffeine 8 8.8 10 10.21 22.07 16.92 4.10
antidepresszánsok citalopram 5 5.5 0.1 0.13 0.58 0.28 0.20
quetiapine 4 4.4 0.1 0.15 6.05 2.08 2.69
mirtazapine 3 3.3 0.1 0.39 3.84 1.62 1.92
bupropion 2 2.2 0.5 0.65 2.39 1.99 n.r.
clozapine 2 2.2 0.1 0.37 0.91 0.64 n.r.
metoclopramide 1 1.1 0.2 1.79 1.79 1.79 n.r.
tiapride 1 1.1 0.1 0.52 0.52 0.52 n.r.
trazodone 1 1.1 0.05 0.12 0.12 0.12 n.r.
risperidone 1 1.1 0.1 5.55 5.55 5.55 n.r.
paliperidone 1 1.1 0.1 1.10 1.10 1.10 n.r.
antiepileptikumok carbamazepine 85 94.4 0.1 0.49 176.06 47.6 37.88
lamotrigine 48 53.3 5 5.18 849.19 126.46 130.12
nyugtatók, szorongásgátlók cinolazepam 19 21.1 0.1 0.17 1.13 0.50 0.23
oxazepam 13 14.4 0.1 0.23 1.58 0.69 0.44
alprazolam 5 5.5 0.1 0.12 0.30 0.17 0.07
nordiazepam 4 4.4 0.1 0.11 0.38 0.19 0.13
diazepam 3 3.3 0.1 0.16 0.25 0.19 0.05
temazepam 1 1.1 0.1 0.15 0.22 0.22 n.r.
zolpidem 1 1.1 0.01 0.04 0.04 0.04 n.r.
szívgyógyszerek verapamil 7 7.7 0.05 0.24 4.78 1.35 1.86
perindopril 5 5.5 0.1 0.22 1.11 0.52 0.34
losartan 3 3.3 0.1 0.15 0.66 0.37 0.26
metoprolol 1 1.1 0.1 0.73 0.73 0.73 n.r.
bisoprolol 1 1.1 0.5 0.66 0.66 0.66 n.r.
kábítószerek, érzéstelenítők, ill. metabolitjaik benzoyl-ecgonine 13 14.4 0.1 0.13 1.20 0.39 0.37
cocaine 1 1.1 0.05 0.27 0.27 0.27 n.r.
ketamin 2 2.2 0.5 0.63 1.15 0.89 n.r.
helyi érzéstelenítők lidocaine 74 82.2 0.1 0.11 6.10 0.97 0.97
gyulladáscsökkentők diclofenac 1 1.1 0.5 1.55 1.55 1.55 n.r.
opioidok, fájdalomcsillapítók tramadol 62 68.8 0.1 0.12 26.72 2.62 3.78

1. táblázat. A parti szűrésű vízben megtalált hatóanyagok főbb jellemzői
Forrás: Kondor et al. 2020. Occurrence of pharmaceuticals in the Danube and drinking water wells: Efficiency of riverbank filtration. Environ. Pollut. 265. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.114893

A gyógyszerfogyasztás növekedése, a vizekbe kerülő humán és állatgyógyászati hatóanyagok rendkívül nagy száma, a parti szűrésű vízben kimutatható (bár egyelőre csak szórványos) megjelenése, valamint a hatóanyagok közt levő szinergikus hatások miatt mindenképpen szükséges a hatóanyagok mennyiségét monitoringozni, és kockázatcsökkentő fejlesztéseket indítani. Ezért a projekt második szakaszában a konzorciumi partnerek a környezetbe kibocsátott hatóanyagok mennyiségének csökkentését célzó fejlesztéseket kezdtek az alapkutatás során meghatározott legkockázatosabb vegyületekre vonatkozóan. E fejlesztések célja olyan, nemzetközileg is piacképes termékek előállítása volt, amelyek hatékonyan csökkentik a környezetbe kerülő mikroszennyezők mennyiségét.

A CSFK-ban 2019-ben indultak el azok a laboratóriumi kutatások, amelyek újszerű megkötőanyagok (adszorbensek) kifejlesztését tűzték ki célul. Elsőként olyan természetes anyagokat vizsgáltak (pl. növények, talaj), amelyek költséghatékonyan tudják megkötni a gyógyszerszármazékokat.[5] Az NVKP projekt keretében indított fejlesztéseket 2019-ben CLEAREADY márkanév alatt mutatták be a konzorcium tagjai a Budapest Water Summit keretében.[6]

A CSFK által vezetett konzorcium a Budapest Water Summit-on

2020-tól az ELKH kiemelten támogatja a további kutatásokat, és a tudományos, valamint piaci lehetőségekre tekintettel a CSFK főigazgatója felügyeli a kutatócsoport munkáját. Mindezzel együtt a korábbi konzorciumi tagok közötti kooperáció és rugalmas együttműködés továbbra is elengedhetetlen az ipari validációk és a szűrőtöltet-prototípusok kialakítása érdekében. A környezeti és egészségügyi kockázatok csökkentésének nemzetközi fontosságára való tekintettel a termékfejlesztést, az üzleti tervezést és a szponzorációt 2020 őszétől az EIT (European Institute of Innovation & Technology) által támogatott Health Venture Lab hálózata is segíti a Reactor Program keretében.

 

[1] NVKP_16-1-2016-0003. sz projekt: Egyes endokrin diszruptorok kockázatai és kockázatcsökkentési módszerek a budapesti várostérségben. http://geohidrobma.mtafki.hu/

[2] Jakab et al. 2020. Thermal baths as sources of pharmaceutical and illicit drug contamination. Environ. Sci. Pollut. Res. https://doi.org/10.1007/s11356-019-06633-6.

[3] Kondor et al. 2020. Occurrence of pharmaceuticals in the danube and drinking water wells: Efficiency of riverbank filtration. Environ. Pollut. 265. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.114893

[4] Kondor et al. 2020. Dataset of pharmaceuticals in the Danube and related drinking water wells in the Budapest region. Data in Brief 32. https://doi.org/10.1016/j.dib.2020.106062

[5] Szabó et al. 2020. Investigation of the sorption of 17α-ethynylestradiol (EE2) on soils formed under aerobic and anaerobic conditions. Chemosphere 240. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.124817

[6] http://cleareadywater.com/