Bewertung des Infektionsrisikos für den Verpflegungsteilnehmer der Bundeswehr durch Verotoxinbildende Escherichia coli (VTEC) unter besonderer Berücksichtigung streichfähiger und schnittfester Rohwürste

Abstract

In den vergangenen Jahren wurden zunehmend Infektionen durch enterohämorrhagische Escherichia coli (EHEC) beobachtet. Das Serovar E. coli O157:H7 gilt als Prototyp dieser Pathogruppe, wobei insbesondere in Deutschland weitere Serovare bei Erkrankungen des Menschen eine bedeutende Rolle spielen. Beim 'Hämolytisch-urämischen Syndrom', der schwersten Verlaufsform einer EHEC-Infektion, spielt jedoch nach wie vor das Serovar O157 die dominierende Rolle. Die hohe Virulenz dieses Pathovars wird zudem durch die sehr geringe infektiöse Dosis von 10 bis 100 Kolonie-bildenden Einheiten unterstrichen.Bei der Bundeswehr werden die Verpflegungsteilnehmer über Truppenküchen verpflegt. Die Anzahl der Verpflegungsteilnehmer kann bis zu 1500 Mann betragen. Dadurch hat die Einhaltung eines hohen Standards bei Herstellung und Inverkehrbringung von Lebensmitteln einen besonderen Stellenwert. Ziel der eigenen Untersuchungen war es, das Infektionsrisiko mit verotoxinogenen Escherichia coli (VTEC) für den Verpflegungsteilnehmer der Bundeswehr zu ermitteln. Hierzu sollten im Zeitraum von 1997 bis 1999 ursächlich für eine Infektion in Frage kommende Lebensmittel auf das Vorkommen von VTEC untersucht werden. Nach Prüfung der spezifischen Voraussetzungen für das Inverkehrbringen von Lebensmitteln bei den Bundeswehr konnten vielfach als Risikolebensmittel beschriebene Erzeugnisse wie Hackfleischerzeugnisse, Rohmilch und Rohmilchprodukte als möglicher Vektor weitestgehend ausgeschlossen werden, da ihre Ausgabe in Verpflegungseinrichtungen untersagt ist. Im Gegensatz dazu werden jedoch vielfach streichfähige und schnittfeste Rohwürste in den Verpflegungseinrichtungen ausgegeben. Bei Zusatz von Rindfleisch zum Rohwurstbrät ist das Risiko einer Übertragung auf den Menschen durch die Überlebensfähigkeit dieses Pathovars im Zuge der Fermentation besonders gegeben.Im Untersuchungszeitraum wurden 146 schnittfeste und streichfähige Rohwürste aus Verpflegungseinrichtungen der Bundeswehr in Schleswig-Holstein/Hamburg und Niedersachsen/Bremen mit Hilfe der Immunomagnetischen Separation (IMS) auf E. coli O157 sowie mittels eines kommerziell erhältlichen EIA auf verotoxinogene Stämme untersucht. Darüber hinaus wurden weitere 78 streichfähige und schnittfeste Rohwürste aus potentiellen Lieferbetrieben mit dem gleichen Verfahren untersucht. Sämtliche Proben stammten aus mittelständischen Betrieben oder Großbetrieben/Industriebetrieben. In den Proben aus Verpflegungseinrichtungen wurden in keinem Fall VTEC/EHEC nachgewiesen, jedoch konnten aus zwei Proben der potentiellen Lieferbetriebe hochvirulente E. coli O157 (Verotoxin 2-, eae- sowie EHEC-Hämolysin-positiv) isoliert werden. Aufgrund der vorliegenden Zahlen kann derzeit von einer geringen VTEC-Prävalenz in Rohwürsten aus Verpflegungseinrichtungen der Bundeswehr ausgegangen werden, jedoch zeigen die Proben aus potentiellen Lieferbetrieben eine mögliche Gefährdung durch den Verzehr von Rohwürsten auf. Es konnte dadurch gezeigt werden, dass selbst bei den unterstellten optimalen Produktionsbedingungen größerer Betriebe keine vollständige Eliminierung dieser Zoonoseerreger aus fermentierten Rohwursterzeugnissen möglich ist. Hinzu kommt bei der Größe der eingesetzten Verpflegungseinrichtungen das Risiko, dass Infektionen durch sekundär kontaminierte Lebensmittel hervorgerufen werden können. Eine Unterbrechung dieses Infektionsweges erscheint nur schwer möglich. Dies wurde durch zwei im Untersuchungszeitraum aufgetretene Salmonellosen bestätigt. In beiden Fällen handelte es sich um Speisen, die infolge mangelnder Betriebshygiene sekundär kontaminiert wurden.Mit den eingesetzten Untersuchungsverfahren wurde zum einen der besonderen Bedeutung von E. coli O157 Rechnung getragen, zum anderen war durch das Screening über das exprimierte Verotoxin mittels EIA auch die Untersuchung auf alle Serovare der VTEC möglich. Um alle potentiellen Infektionserreger dieses Pathovars nachweisen und isolieren zu können, ist in jedem Fall die Untersuchung mit zwei verschiedenen Untersuchungsverfahren anzustreben.Die isolierten E. coli O157-Stämme wurden mit Hilfe molekularbiologischer Fingerprintmethoden ('Random Amplified Polymorphic DNA PCR' [RAPD-PCR] und Makrorestriktionsanalyse mit Darstellung der Fragmente in der Pulsfeldgelelektrophorese [PFGE]) im Vergleich zu Referenzstämmen untersucht. Zusammenfassend konnte festgestellt werden, dass die Lebensmittelisolate mit der RAPD-PCR wie auch der PFGE deutlich von den Referenzstämmen abzugrenzen waren. Es konnte ebenso gezeigt werden, dass es durch den Einsatz verschiedener Methoden zu unterschiedlichen Ergebnissen kommen kann. Die Bewertung hinsichtlich möglicher klonaler Zusammenhänge kam jedoch in der Summe zu vergleichbaren Ergebnissen. In recent years infections caused by enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) have increased. The serovar E. coli O157 is considered as the prototype in this pathogroup, although, particularly in Germany, further serovars play an important role in human infections. However, in case of the 'hemolytic-uremic syndrome', the most serious course of an EHEC-infection, the serovar O157 plays the major role. The high virulence of this pathogroup is emphasized by the very low infectious dose of 10 to 100 colony-forming units. In the federal armed forces large kitchens cater for the soldiers. Up to 1500 soldiers are catered by one kitchen. Thus, the compliance with high standards in the production and release of food is extremely important. The aim of this study was to investigate the verotoxigenic E. coli (VTEC) in the food supplies of the soldiers. Between 1997 and 1999 potentially contaminated food had to be investigated with regard to potential contamination with VTEC. Concerning the specific requirements for the release of food in the federal armed forces, some kinds of food, which are often described as causative agents in human illness, such as minced meat, raw milk and products made of raw milk, are not allowed in catering facilities. So they could be excluded as a potential vector. Instead, spreadable and sliceable dry fermented sausages are served in catering facilities very frequently. If beef is used as ingredient in dry fermented sausages, the risk of transmission to human beings is especially high due to the survivability of this pathogroup in the course of the fermentation process. During the survey period, 146 dry fermented sausages from catering facilities of the federal armed forces in Schleswig-Holstein/Hamburg and Lower Saxony/Bremen were monitored for E. coli O157 content using Immunomagnetic separation (IMS). Verotoxigenic strains were also analyzed by means of a commercially available EIA. In addition, another 78 dry fermented sausages from potential distributors were investigated using the same procedure.All samples originated from medium sized companies or large firms/industrial firms. No VTEC/EHEC were detected in the samples from army catering facilities, whereas highly virulent E. coli O157 (verotoxin 2, eae- as well as EHEC-Haemolysin-positive) were isolated from two samples from potential distributors. Based on the present data a low VTEC-prevalence in dry fermented sausages from army catering facilities can be assumed. The samples from potential suppliers indicate that the consumption of dry fermented sausages present a potential hazard. It seems, that even under supposedly optimal production conditions of larger food suppliers, the total elimination of these zoonotic bacteria from dry fermented sausages is not possible.Furthermore, infections due to secondary contaminated food are a permanent risk in catering facilities of this size. The total interruption of this way of transmission appears to be impossible. Two large outbreaks of salmonellosis during the survey period seem to confirm this. In both cases the cause was secondary contaminated food as a result of insufficient hygienic production practices. The methods used account not only for the outstanding significance of the serovar E. coli O157. By applying a screening method (EIA) based upon the expression of the verotoxin, it was also possible to include all serovars of VTEC. In all cases, the use of two different procedures is recommended in order to detect and isolate all strains of this pathogroup. The isolated E. coli O157-strains were typed by comparison to reference strains using molecular fingerprint techniques ('Random Amplified Polymorphic DNA PCR' [RAPD-PCR] and macrorestrictionanalysis with illustration of the fragments by means of Pulsed Field-Gelelectrophoresis [PFGE]). In summary, it was possible to distinguish clearly between isolates from the strains found in the food samples and the reference strains. It was also possible to demonstrate that different methods lead to varying results. Hence, the assessment regarding the potential clonal relationships between individual strains was comparable.