Vorkommen von Antibiotika-resistenten Erregern in der Kette der Fleischgewinnung und Fleischverarbeitung sowie in Umweltproben

Zuwendungsempfängerin: Dr. Sylvia Klees

Institution: Chemisches und Veterinäruntersuchungsamt Ostwestfalen-Lippe (CVUA-OWL)

Förderzeitraum: 1.10.2018 - 30.6.2020

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Projektbeschreibung

Die zunehmende Verbreitung von multiresistenten Erregern (MRE) gehört zu den wichtigsten Bedrohungen der Gesundheit von Mensch und Tier. Ein Ansteigen der Resistenz gegen Antibiotika führt zur Unwirksamkeit von Arzneimitteln, so dass eine Infektionskrankheit nicht mehr oder nicht in ausreichendem Maße behandelt werden kann. Die Überwachung des Auftretens von Antibiotikaresistenzen bei Menschen und lebensmittelliefernden Tieren sowie die Ermittlung der molekularen Mechanismen der Resistenzübertragung sind wichtige Aspekte, um effektive Strategien zur Bekämpfung und Prävention von Antibiotikaresistenzen entwickeln zu können. MRE treten in verschiedenen Tierarten, der Umwelt, in Tierfutter, in Lebensmitteln und beim Menschen auf und können von Tieren über das vom Tier stammende Lebensmittel wie Fleisch auf den Menschen übertragen werden. (BfR Homepage)

Eine zoonotische Transmission wurde für verschiedene MRE bereits nachgewiesen (z.B. Methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA), Extended-Spektrum-β-Lactamase (ESBL)-bildende Enterobakterien (ESBL-E)), wobei die direkte Transmission zwischen Nutztier und exponierten Menschen als ein Hauptübertragungsweg bestätigt wurde.

Neben MRSA und ESBL-E wurden zoonotische Transmissionswege kürzlich für eine Reihe anderer MRE bedacht. [1].

  1. Carbapeneme sind Betalaktam-Antibiotika, die nur in der Humanmedizin angewendet werden und zur Gruppe der „highest priority critically important antimicrobials“ gehören, dennoch wurden Carbapenemase-bildende Enterobakterien (CRE) in Nutztierhaltungen auch in Deutschland nachgewiesen.
  2. Kürzlich wurde zudem die Verbreitung Plasmid-kodierter Colistin-Resistenzgene (mcr) in Fleischproben, bei Nutztieren und Menschen in China und in verschiedenen Europäischen Ländern einschließlich Deutschland festgestellt [2]. Colistin wird in der Humanmedizin als Reserveantibiotikum angewendet, wenn andere Antibiotika keine Wirksamkeit mehr haben, deswegen bedroht diese Entwicklung den Erfolg von Therapiemaßnahmen beim Menschen. In der Tiermedizin wird Colistin mit einem Umfang von ca. 107 t pro Jahr (in 2014) in Deutschland angewendet.
  3. Nach dem Bann von Avoparcin als Wachstumspromoter in den 1990ern sank der Anteil Vancomycin-resistenter Enterokokken (VRE) in Fleischproben, aber einzelne Studien aus jüngerer Zeit fanden noch immer eine hohe Prävalenz bei Schweinen in Portugal (25%) und eine niedrige Prävalenz in Biogasanlagen in Deutschland [3,4]. Zudem wurden in China bei Enterokokken aus Tierhaltungen und Krankenhäusern neuartige transferierbare Resistenzgene gefunden, die auch Unempfindlichkeit gegenüber humanmedizinischen Reserveantibiotika (Oxazolidinone) vermitteln (optrA) [5].

Ziel unserer Studie ist es, das Vorkommen von definierten MRE bzw. Resistenzdeterminanten (ESBL, CRE/Carbapenemasen, Colistin, optrA, VRE) über die im Rahmen der EU-weiten Monitoringprogramme durchgeführten Routineuntersuchungen hinaus in der Kette der (Geflügel)-Fleischgewinnung und Fleischverarbeitung sowie in Umweltproben (z. B. Wasserproben aus Seen und Quellen) mittels kultureller und molekularbiologischer Verfahren zu untersuchen. Hierbei sollen Eintragsquellen identifiziert werden und eine mögliche Weiterverbreitung in der Kette der Fleischverarbeitung und in die Umwelt untersucht werden.
Eine weitergehende Charakterisierung (Ganzgenomtypisierung) der isolierten Stämme erfolgt in Zusammenarbeit mit dem Verbund #1Health-PREVENT durch den Projektpartner Universitätsklinikum Münster.  Diese Studie soll eine Ergänzung zu den Untersuchungen des bundesweiten Zoonosen-Monitorings 2018 und 2019 darstellen und läuft über zwei Jahre.

Die Ergebnisse des Projektes sollen genutzt werden, um Eintragsquellen und Kontaminationswege durch eine Feintypisierung der resistenten Stämme zu erkennen. Das Vorkommen von MRE (ESBL/CRE/Colistinresistenz/VRE) in der Fleischverarbeitung soll beleuchtet werden und Kontaminationsquellen ermittelt werden, um so das Gefährdungspotential von Verbrauchern durch den Kontakt mit Lebensmitteln tierischen Ursprungs besser beurteilen zu können. Ergebnisse sollten zudem Anlass geben, das Hygiene- (insbesondere Reinigungs- und Desinfektions-) management der Betriebe auf Schwachstellen zu überprüfen.

Diese Studie ist Teil des Forschungsnetzes Zoonotische Infektionskrankheiten und wird unter dem Förderkennzeichen 01KI1807 durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

 

1. Carbapenem-resistant Enterobacteriaceae in wildlife, food-producing, and companion animals: a systematic review. Köck R, Daniels-Haardt I, Becker K, Mellmann A, Friedrich AW, Mevius D, Schwarz S, Jurke A. Clin Microbiol Infect. 2018 Apr 11. pii: S1198-743X(18)30339-2. doi: 10.1016/j.cmi.2018.04.004. [Epub ahead of print]

2. Prevalence of mcr-1 in E. coli from Livestock and Food in Germany, 2010-2015. Irrgang A, Roschanski N, Tenhagen BA, Grobbel M, Skladnikiewicz-Ziemer T, Thomas K, Roesler U, Käsbohrer A. PLoS One. 2016 Jul 25;11(7):e0159863. doi: 10.1371/journal.pone.0159863.

3. Genetic characterisation of antibiotic resistance and virulence factors in vanA-containing enterococci from cattle, sheep and pigs subsequent to the discontinuation of the use of avoparcin. Ramos S, Igrejas G, Rodrigues J, Capelo-Martinez JL, Poeta P. Vet J. 2012 Jul;193(1):301-3. doi: 10.1016/j.tvjl.2011.12.007.

4. Cultivation of vancomycin-resistant enterococci and methicillin-resistant staphylococci from input and output samples of German biogas plants. Glaeser SP, Sowinsky O, Brunner JS, Dott W, Kämpfer P. FEMS Microbiol Ecol. 2016 Mar;92(3). pii: fiw010. doi: 10.1093/femsec/fiw010.

5. A novel gene, optrA, that confers transferable resistance to oxazolidinones and phenicols and its presence in Enterococcus faecalis and Enterococcus faecium of human and animal origin. Wang Y, Lv Y, Cai J, Schwarz S, Cui L, Hu Z, Zhang R, Li J, Zhao Q, He T, Wang D, Wang Z, Shen Y, Li Y, Feßler AT, Wu C, Yu H, Deng X, Xia X, Shen J. J Antimicrob Chemother. 2015 Aug;70(8):2182-90. doi: 10.1093/jac/dkv116.