Antibiotika-Resistenzen bei Verotoxin-bildenden Escherichia coli-Stämmen,isoliert aus Kot- und Lebensmittelproben der Tierart Rind

Abstract

Wiederkäuer, v.a. Rinder gelten als Reservoir für die enterovirulenten Verotoxin-bildenden E. coli (VTEC). Untersuchungen von Rinderkot ergaben sehr unterschiedliche Konzentrationen dieses Erregers, und regelmäßig werden VTEC auch in Lebensmitteln bovinen Ursprungs nachgewiesen (BÜLTE und GOLL, 2006). Eine Infektion des Menschen resultiert vorwiegend aus dem direkten Kontakt zu Tieren bzw. aus dem Verzehr entsprechend kontaminierter Lebensmittel; ebenso stellt die Übertragung von Mensch zu Mensch einen wichtigen Infektionsweg dar (RKI, 2008a). In der Literatur sind inhomogene Resistenzhäufigkeiten für aus Rindermatrizes isolierte VTEC erkennbar. Ungeachtet der häufig als niedrig taxierten Resistenzprävalenzen besteht die Gefahr einer Übertragung bereits resistenter Erreger auf den Menschen. Obwohl bei humanen VTEC-Infektionen nur in Ausnahmefällen Antibiotika anzuwenden sind, ist in der Ausbreitung resistenter Stämme eine Gefahr zukünftiger Behandlungsstrategien zu sehen, weshalb eine Überwachung der Empfindlichkeiten dieser Erreger zur Sicherung der öffentlichen Gesundheit erforderlich ist (SCHROEDER et al., 2002b). In eigenen Untersuchungen sollte daher die Resistenzlage von VTEC-Stämmen der Tierart Rind gegenüber 11 Antibiotika (Ampicillin, Amoxicillin/Clavulansäure, Cefotaxim, Cefuroxim, Ciprofloxacin, Sulfamethoxazol/Trimethoprim, Gentamicin, Levofloxacin, Meropenem, Nalidixinsäure und Tetracyclin) überprüft werden. Dazu wurden 254 VTEC Stämme (140 aus Lebensmitteln und 114 aus Kot isolierte Stämme) aus den Jahren 1987 bis 2002 auf Resistenzen gegenüber den ausgewählten antimikrobiellen Wirkstoffen untersucht. Die Empfindlichkeitsbestimmung fand zunächst mithilfe des Agardiffusionstests statt. Die mit dieser Methode als resistent bzw. mäßig empfindlich eingestuften Stämme wurden daraufhin mit dem Epsilon-Test nochmals überprüft. Die Durchführung der Empfindlichkeitsprüfungen erfolgte gemäß dem CLSI-Dokument M31-A2 (NCCLS, 2002). Insgesamt erwiesen sich 24 (17,1 %) der Lebensmittel- und 14 (12,3 %) der Kotstämme gegen ein oder mehrere antimikrobielle Substanzen als unempfindlich. Gegenüber fünf der Antibiotika (Cefotaxim, Cefuroxim, Ciprofloxacin, Levofloxacin, Meropenem) war keine Resistenz feststellbar. Obwohl sich die aus Fäzes isolierten Stämme gegenüber sechs, und die aus Lebensmitteln gewonnenen VTEC lediglich gegenüber drei Wirkstoffen als resistent erwiesen, erbrachte der Vergleich der Resistenzprävalenzen von aus Lebensmittel- und Kotproben kultivierten VTEC keine signifikanten Unterschiede. Bei den Stämmen aus Kot war im Gegensatz zu den aus Lebensmitteln isolierten VTEC eine Korrelation zwischen dem Vorkommen der Virulenzgene vtx1 sowie eae und der Resistenzhäufigkeit zu verzeichnen. Die Betrachtung eines möglichen zeitlichen Trends der Resistenzprävalenzen innerhalb der einbezogenen Jahre (1987-2002) erbrachte keine statistisch signifikante Resistenzzunahme oder abnahme. Es stellte sich zudem heraus, dass die Unempfindlichkeiten in den gewählten Beobachtungszeiträumen bei den Stämmen aus Lebensmitteln relativ homogen verteilt waren, wohingegen bei den aus Fäzes isolierten VTEC sowohl bei der Betrachtung aller Antibiotika als auch für die zwei antimikrobiellen Wirkstoffe Ampicillin und Tetrazyklin signifikante Unterschiede auffällig wurden, da die Resistenzen ausschließlich in den Zeiträumen 1988 bis 1990, 1993 bis 1996 und 1997 bis 1999 aufzufinden waren. Abschließend ist hervorzuheben, dass Rinder nicht nur als Reservoir für VTEC-Stämme im Allgemeinen, sondern auch für resistente Stämme dieser Pathogruppe anzusehen sind. Die Resistenzsituation sollte daher auch weiterhin kontrolliert werden. Ruminants, particularly cattle are considered as a reservoir for verocytotoxin-producing E. coli (VTEC). Investigations of bovine faeces point out very different concentrations of the pathogens and VTEC are routinely detected in foods of bovine origin, too (BÜLTE und GOLL, 2006). Human infections basically result from direct contact with animals and the consumption of contaminated foods, respectively. Furthermore, the transmittance between humans represents an important way of infection (RKI, 2008a). In literature, inhomogeneous prevalences of antibacterial resistance for VTEC-strains from bovine matrices are presented. In spite of the fact, that the detected frequentness of resistance is often low, there is a risk for the transfer of already resistant pathogens to humans. Although antibiotic agents are only used on rare occasions for human EHEC-infections, the emergence and dissemination of antimicrobial resistant strains indicate a threat to future therapeutic strategies. Due to this monitoring of antimicrobial susceptibility among this pathogen is required to ensure public health (SCHROEDER et al., 2002b). Experiments were accomplished to test the resistance of bovine VTEC-strains to 11 antibiotic agents (ampicillin, amoxicillin/clavulanic acid, cefotaxime, cefuroxime, ciprofloxacin, sulfamethoxazole-trimethoprim, gentamicin, levofloxacin, meropenem, nalidixic acid and tetracycline). Therefore 254 VTEC-strains (140 from food and 114 from faeces), discovered during the years 1987-2002, were first examined for their antimicrobial susceptibility to the selected antibiotics with the disc diffusion method. For the strains found to be resistant or intermediate with this method, the minimum inhibitory concentrations (MICs) were investigated with the Epsilon-test-method. Testing was done according to the CLSI-document M31-A2 (NCCLS, 2002). Altogether 24 (17,1 %) of the food-strains and 14 (12,3 %) of the strains which were isolated from faeces proved resistance against one or more antibiotics. To five antibiotic agents (cefotaxime, cefuroxime, ciprofloxacin, levofloxacin and meropenem) all strains were sensitive. While the pathogens from faeces approved resistance to six substances, the food-strains showed resistance to three of them. Nevertheless, the resistance-rates of the strains isolated from food and faeces revealed no significant differences. In contrast to the food-strains, an association between a higher resistance to antibiotics and the presence of the virulence genes vtx1 and eae was detected for faeces-strains. Consideration of possible development of antimicrobial resistance within the included years (1987-2002) pointed out neither statistical significant increase nor decrease of resistance. It turned out, that the lacking susceptibility of the food-strains was homogeneously distributed during the regarded period, whereas the resistance of the faeces-strains showed significant differences as well as for all antibiotics as for the two antibiotic agents ampicillin and tetrazykline, because antimicrobial resistance could only be found in the periods 1988 to 1990, 1993 to 1996 and 1997 to 1999. In conclusion, the status of cattle as a reservoir not only for VTEC-strains but also for resistant strains of this group has to be accentuated. Accordingly sustained antimicrobial resistance screening of VTEC is of high significance.