Untersuchung zu Vorkommen und Bedeutung von Koagulase-negativen Staphylokokken in Viertelgemelksproben

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurde die Vorkommenshäufigkeit einzelner Spezies koagulase-negativer Staphylokokken (KNS), ihr möglicher Einfluss auf die somatische Zellzahl als Parameter für die Eutergesundheit und ihre Resistenz gegenüber in Trockenstellerpräparaten enthaltenen Antibiotika untersucht. Es wurden jeweils 30 Milchkühe aus 16 mittelhessischen Landwirtschaftsbetrieben einmalig auf Viertelgemelksebene beprobt. Von den Probebetrieben hielten 13 Betriebe ihre Kühe in Laufstallhaltungen, in drei Betrieben standen die Kühe in Anbindehaltung. Die Probenentnahme erstreckte sich auf die Zeiträume Juni bis Oktober 2005 und März bis Juli 2006. In den Probemonaten lagen sechs der Betriebe im mittleren Zellzahlwert der Anlieferungsmilch < 200.000 Z/ml Milch (Gruppe I), zehn Betriebe lagen & #8805; 200.000 Z/ml (Gruppe II). Von den genommenen Viertelgemelksproben gingen 1.720 in die Auswertung ein.Die Ermittlung der somatischen Zellzahlen zeigte, dass 57,4 % aller Viertel einen Wert unter 50.000 Z/ml aufwiesen, 70,9 % aller Viertel lagen unter 100.000 Z/ml. In der Kategorie zwischen 100.000 und < 200.000 Z/ml lagen 11,1 %, weitere 7,9 % aller Viertelgemelksproben wiesen einen Wert zwischen 200.000 und < 400.000 Z/ml auf. Bei 10,1 % aller Proben wurde ein Wert von & #8805; 400.000 Z/ml gemessen.Die am häufigsten nachweisbaren Mikroorganismen waren KNS, die aus 45,9 % aller Viertelgemelksproben isoliert werden konnten. Dabei wurde ein KNS-Befund & #8805; 50 KbE/ml als positiv gewertet. Äskulin-positive Streptokokken wurden in 17,7 % aller Proben nachgewiesen, Spezies der Gattung Coryneforme in 13,9 %, Spezies der Gattungen Micrococcus und Kocuria in 7,4 %, und Hefen wurden aus 6,3 % der Proben isoliert. Staphylococcus aureus, äskulin-negative Streptokokken, E. coli, Klebsiella spp. und Proteus spp. traten nur in vereinzelten Proben auf.Die Differenzierung der einzelnen KNS-Spezies erfolgte in Anlehnung an das Differenzierungsschema nach DEVRIESE et al. (1994). Zusätzlich wurden stichprobenartige Zweitdifferenzierungen mit dem api®Staph-System durchgeführt. Die Übereinstimmung der Differenzierungsergebnisse lag bei den novobiocin-resistenten KNS-Spezies bei 80,6 % und bei den novobiocin-sensiblen KNS-Spezies bei 66,6 %. Dabei lagen die Isolate, die im vereinfachten Differenzierungsschema eindeutig identifiziert werden konnten, auch beim api®Staph in hohen Wahrscheinlichkeitsbereichen.Die am häufigsten isolierten KNS-Spezies waren S. xylosus (n = 187), S. chromogenes (n = 160), S. epidermidis (n = 144), S. haemolyticus (n = 106) und S. warneri (n = 98). Weiterhin wurden S. sciuri (n = 62), S. cohnii (n = 44), S. simulans (n = 33), S. saprophyticus (n = 21), S. hyicus (n = 10), S. hominis (n = 5) und S. lentus (n = 4) isoliert. Dabei wurde kein Unterschied zwischen den auftretenden Spezies bei Betriebsgruppe I oder II festgestellt. Auffallend war das deutlich höhere Vorkommen von S. epidermidis mit 30,9 % positiver Viertel in den Anbindehaltungen gegenüber 2,9 % in den Laufstallhaltungen und das geringere Vorkommen von S. chromogenes mit 2,4 % in den Anbindehaltungen und 11 % in den Laufstallhaltungen. Weiterhin fiel auf, dass Erstkalbinnen im Vergleich mit Milchkühen ab der zweiten Laktation häufiger mit KNS infiziert waren und im Vergleich auch mehr Viertel eines Tieres betroffen waren.Der Einfluss der KNS auf die somatische Zellzahl war bei summarischer Betrachtung nur mäßig. Die Zellzahlen der mit KNS infizierten Viertel lagen jedoch deutlich höher, zumeist doppelt so hoch wie die Zellzahlwerte nicht infizierter Viertel. Der deutlichste Einfluss auf die somatische Zellzahl wurde für S. chromogenes festgestellt. Von den Viertelgemelksproben, aus denen S. chromogenes als einziger Befund isoliert wurde, lagen 62,2 % bei einem Zellzahlwert & #8805; 100.000 Z/ml, immerhin 33,1 % der Viertel lagen & #8805; 200.000 Z/ml. Auch S. hyicus zeigte einen deutlichen Einfluss auf die somatische Zellzahl, trat im Vergleich zu S. chromogenes aber sehr viel seltener auf. Der Einfluss der KNS auf die somatische Zellzahl nahm mit ansteigender Vorkommensintensität (50 KbE/ml bis über 200 KbE/ml) bei den meisten Spezies zu, hier wiederum besonders bei S. chromogenes.Die Ergebnisse des mit ausgewählten Isolaten durchgeführten Resistenztests zeigten, dass alle auf dem deutschen Markt erhältlichen Trockenstellerpräparate gegen KNS wirksam sein sollten. Von den Isolaten wiesen insgesamt 24,4 % eine Resistenz gegen Penicillin G auf, 7,4 % verhielten sich resistent gegen Streptomycin. Die Isolate von S. haemolyticus und S. warneri zeigten mit 47,2 % bzw. 47,1 % die höchsten speziesspezifischen Resistenzraten gegenüber Penicillin G. In the present study the prevalence of coagulase-negative staphylococcal (CNS) species, their possible impact on somatic cell counts as a parameter for udder health, and their antimicrobial susceptibility towards antibiotics used in dry cow therapy was studied. Quarter milk samples were taken once from 30 cows, including first lactation cows, from 16 farms in the region of Central Hesse. Of the 16 farms, 13 kept their animals in freestall barnes, while on three farms the cows were tied up. The samples were taken in two periods, June - October 2005 and March - July 2006. Bulk milk tank somatic cell counts were < 200,000 cells/ml in six farms (group I) and ≥ 200,000 cells/ml in ten farms (group II) in the relevant months of sample collection. From all quarter milk samples taken a total of 1,720 were used for further study.The somatic cell counts revealed that 57.4 % of all quarters had a value of under 50,000 cells/ml, 70.9 % of all quarters stayed under 100,000 cells/ml. In the category between 100,000 and < 200,000 cells/ml 11.1 % of the quarters were found and 7.9 % showed a value between 200,000 and < 400,000 cells/ml. In 10.1 % of all samples the somatic cell count was ≥ 400,000 cells/ml.CNS were the most frequently found bacteria, with 45.9 % of all quarter milk samples having a positive result for CNS. A sample was scored CNS-positive when ≥ 50 cfu/ml were found. Aesculin-positive streptococci were identified in 17.7 % of all samples, species of the genus Corynebacterium were found in 13.9 %, species of the genera Micrococcus and Kocuria in 7.4 % and yeasts were isolated from 6.3 % of the samples. Other bacteria identified were Staphylococcus aureus, aesculin-negative streptococci, E. coli, Klebsiella spp., and Proteus spp.CNS species were identified according to the scheme of DEVRIESE et al. (1994). Additionally, selected isolates were identified using the api®Staph-system. For novobiocin-resistant CNS both systems showed 80.6 % agreement, for novobiocin-sensitive CNS both systems had 66.6 % agreement. The isolates which were clearly identified in the DEVRIESE scheme were also identified with high percentage of plausibility by the api®Staph-system.The CNS species which were most frequently identified were S. xylosus (n = 187), S. chromogenes (n = 160), S. epidermidis (n = 144), S. haemolyticus (n = 106) and S. warneri (n = 98). Furthermore S. sciuri (n = 62), S. cohnii (n = 44), S. simulans (n = 33), S. saprophyticus (n = 21), S. hyicus (n = 10), S. hominis (n = 5), and S. lentus (n = 4) were identified. There was no difference between the farms of group I and II concerning the isolated CNS species. It was noticeable that S. epidermidis was isolated from 30.9 % of the milk samples from farms on which the cows were kept tied up compared with 2.9 % in the freestall barnes. In contrast S. chromogenes was isolated from only 2.4 % of quarters of cows from tied pens, but from 11 % of cows from freestall barnes. Furthermore, first-calf lactating cows were more often infected with CNS compared with older cows, and more often had more than one quarter infected.The impact of CNS infection on the somatic cell counts was moderate. However, the somatic cell counts of the quarters which were infected with CNS were higher, often twice as high as the cell counts determined for non-infected quarters. The strongest influence on somatic cell counts was found for S. chromogenes. If only S. chromogenes was present in a sample 62.2 % of all samples had somatic cell counts of ≥ 100,000 cells/ml, and 33.1 % had somatic cell counts of ≥ 200,000 cells/ml. S. hyicus also had a distinct impact on the somatic cell counts, but compared to S. chromogenes it was rarely found in milk samples. With increasing intensity of the CNS (50 cfu/ml to over 200 cfu/ml), the impact on the somatic cell counts increased for most species, especially for S. chromogenes.The results of the antimicrobial susceptibility tests showed that all antibiotic drugs used in dry cow therapy, available on the German market, should be useful against CNS. Resistance against penicillin G was found to be 24.4 % of all CNS isolates, 7.4 % were resistant against streptomycin. Isolates of S. haemolyticus and S. warneri were most frequently resistant towards penicillin G, with percentages of resistant isolates of approximately 47 %.