Komparative Analyse Vancomycin-resistenter Enterococcus faecium-Isolate aus Deutschland mit besonderem Fokus auf das Rhein-Main-Gebiet

Abstract

Seit 1990 von ersten Vancomycin-resistenten Enterokokken (VRE) Fällen in Deutschland berichtet wurde, ist eine stetige Zunahme des Anteils von Vancomycinresistenter Enterococcus faecium (VREfm) an nosokomialen Infektionen und damit einhergehenden schweren Enterokokken-assoziierten Infektionen zu verzeichnen. Der ganzgenombasierten Surveillance der Populationsstruktur wird dabei eine wichtige Rolle im Hinblick auf die Beobachtung der Ausbruchsdynamiken, aber auch bezüglich der geschichtlichen Populationsstruktur auf molekularer Ebene zu Teil. Im Rahmen dieser Arbeit konnte für 187 VREfm Isolate aus dem Rhein-Main-Gebiet genetische Fingerabdrücke bestimmt werden. Die Isolate stammten aus den Jahren 2005, 2006 sowie 2007 und damit aus einer Zeit, über die bisher wenig im Hinblick auf die lokal dominierenden Sequenz- sowie Complextypen bekannt war. Durch diese Arbeit konnte damit eine regionale episodische Lücke bezüglich der genombasierten Surveillance von VREfm geschlossen werden. Ergebnis war die Dominanz des ST192 Sequenztyps (68 %) über alle Jahre (2005-2007), dessen gehäuftes Auftreten erst für das Ende der 2000er Dekade und die Jahre nach 2010 beschrieben wurde. Dies lag vornehmlich an der begrenzten Zahl an ganzgenombasierten veröffentlichten Ausbruchsuntersuchungen aus dem Rhein-Main Gebiet. Der Vergleich der gewonnen genomischen Fingerabdrücke aus 2005-2007 mit aktuellen Ganzgenomdaten zeigte jedoch, dass teilweise nur wenige Allele Unterschied zwischen Isolaten des gleichen ST192 Sequenztyp-/Complextyps, trotz größeren zeitlichen Abstands zwischen den Probenjahren, bestand. Ein weiteres unerwartetes Ergebnis dieser Arbeit war eine vanB Dominanz entgegen der eigentlich in den Jahren vor 2010 zu erwartenden vanA Dominanz (vanA/vanB, 4:1). Bereits 2019 wurde keines der Blutstrom-Infektions-Isolate am NRZ für Enterokokken des RKI mehr als ST192 typisiert. Es ist bundesweit daher durch das Auftreten und Verschwinden von spezifischen Sequenztypen und Complextypen in verschiedenen Jahren bzw. Quinquennien und Dekaden als Zeiträumen auszugehen, was für eine lebhafte Dynamik im Hinblick auf die genomische Populationsstruktur von VREfm in Deutschland spricht. Der aktuell im Fokus stehende und im Rhein-Main Gebiet wie bundesweit dominierende Klon ST117/CT71, war nicht unter den untersuchten Isolaten dieser Arbeit. Die in dem Untersuchungszeitraum dieser Arbeit 2005 bis 2007 zu erwartenden dominierenden Sequenztypen ST202, ST18, ST17, ST203, traten in geringerer Anzahl in Erscheinung. Die in dieser Arbeit erfolgte Sub-Differenzierung von Sequenztypen (MLST) in Complextypen (cgMLST), dies waren mit den größten Anteilen die Complextypen ST192/CT171 und ST192/CT3, stellte unter Beweis, dass hochauflösende Typisierungsmethoden mittels cgMLST eine umfassende Diskriminierung in CTSubtypen erlaubten. Die generierten genomischen Fingerabdrücke können dazu dienen Ausbrüche, insbesondere auf lokaler Ebene, besser zu diskriminieren sowie überregional einzuordnen und darüber hinaus vermeintliche Verwandtschaftsverhältnisse zwischen MLST-Typen auszuschließen. Dies bringt das Potential der hochauflösenden cgMLST Typisierung auch für örtlich und zeitlich auseinander liegende bzw. überregionale Ausbruchsgeschehen zum Ausdruck. Diese Arbeit zeigte zudem, dass es auch lohnend sein kann, ältere Isolate von Ausbrüchen, wie am Beispiel der limitierten Zahl an Veröffentlichungen und Daten zu VREfm Ausbrüchen zu Beginn der 2000er, der Ganzgenomsequenzierung zuzuführen und mittels moderner bioinformatischer Methoden nachträglich zu untersuchen. Die Generierung von genomischen Fingerabdrücken kann so retrospektiv einen Beitrag zum besseren Verständnis von Populationsstruktur und Epidemiologie leisten.