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.
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.
| 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]
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