Resistente Erreger bei Mensch und Tier - Gemeinsamkeiten und Unterschiede

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Resistente Erreger bei Mensch und Tier - Gemeinsamkeiten und Unterschiede
Robert Koch-Institut, Bereich Wernigerode, Nationales Referenzzentrum für Staphylokokken und Enterokokken
                                   Dr. Chr. Cuny und Prof. Dr. W. Witte

                                    „Alles, was im Weltall existiert,
                             ist die Frucht aus Zufall und Notwendigkeit.“ (Demokrit)

      Resistente Erreger bei Mensch und Tier
        Gemeinsamkeiten und Unterschiede
Resistente Erreger bei Mensch und Tier - Gemeinsamkeiten und Unterschiede
„MRSA ein Killerkeim für Mensch und Tier …“
Resistente Erreger bei Mensch und Tier - Gemeinsamkeiten und Unterschiede
…oder doch nur ein Methicillin-resistenter S. aureus?!
Resistente Erreger bei Mensch und Tier - Gemeinsamkeiten und Unterschiede
Was ist das Problem?

   Der qualitative und quantitative Einsatz von Antibiotika
    ist äquivalent zur Resistenzentwicklung
       ein biologisches Grundgesetz!
Resistente Erreger bei Mensch und Tier - Gemeinsamkeiten und Unterschiede
Ausgangssituation

   Antimikrobielle Wirkstoffe
   Therapie, Prophylaxe, Metaphylaxe

       Selektionsdruck

 Mikrobielle Besiedlungsflora
     Pathogene Erreger
Resistente Erreger bei Mensch und Tier - Gemeinsamkeiten und Unterschiede
Vestibulum nasi,
                                                        Oropharynx
                                                        S. aureus
       Selektionsdruck:
                                                          Haut
                                                    Koagulase-negative
       Erfasst nicht nur die „Ziel-Bakterien“        Staphylokokken
       - die Infektionserreger -
       sondern immer auch die                        Gastrointestinaltrakt,
                                                          „Darmflora“
       physiologische Besiedlungsflora !           E. coli, K. pneumoniae,
                                                     Enterococcus spp.
       Wir selbst bestehen aus ~ 1012 Zellen,
       sind aber mit ~ 1014 Bakterien besiedelt.
                                                      Schleimhäute des
                                                      Urogenithaltraktes
                                                      S. aureus, E. coli

Christiane Cuny
Resistente Erreger bei Mensch und Tier - Gemeinsamkeiten und Unterschiede
Genetische Ereignisse

 Mutationen; z. B. zur Veränderung des Targets
 Übertragung von Resistenzgenen

                                                       homologer Transfer

                                                     heterologer Transfer

                      Selektionsdruck
        Antibiotikaeinsatz in Human- und Veterinärmedizin
              Antibiotikaproduzenten aus dem Boden
Resistente Erreger bei Mensch und Tier - Gemeinsamkeiten und Unterschiede
Die Resistenzgleichung

                   „Resistenzgene“ + Selektionsdruck

                                = Resistenzproblem

                                                        8
Witte, W., RKI, Bereich Wernigerode
Resistente Erreger bei Mensch und Tier - Gemeinsamkeiten und Unterschiede
DAS ÜBEL DES PROBLEMS:
 ZUNAHME VON NOSOKOMIALINFEKTIONEN DURCH MRE
 „Kann es wohl einen größeren Widerspruch geben als eine
Spitalkrankheit, ein Übel, welches man erst da bekommt, wo
man sein eigenes loszuwerden gedenkt.“ Johann Peter Frank (1745 –1821)

  MRE-Art                          Häufigkeit
 Methicillin-resistente S.         +++
 aureus (MRSA)                     35.000NI pro Jahr (KISS)
                                   1.500Todesfälle pro Jahr

 Gram neg. Erreger mit             ++
 (ESBL)
 Erweiterte Spektrum ß-
 Laktamasen

 Vancomycinresistente              +
 Enterokokken (VRE)
 Clostridium difficile             ++
                            Christiane Cuny
Resistente Erreger bei Mensch und Tier - Gemeinsamkeiten und Unterschiede
Ursachen für die Entstehung und
Ausbreitung multiresistenter Erreger (MRE)

             Bildquelle: http://www.dewezet.de/portal/lokales
                                                                Einsatz von Antibiotika in Abhängigkeit
                                                                von der Bestandsgröße

                                                                                Antibiotika, gesamt

                                                                                Schweine pro Farm

                                                                                Schweine gesamt
                                                                                (Million)
Was ist das Problem?

   Der qualitative und quantitative Einsatz von Antibiotika ist äquivalent zur
    Resistenzentwicklung
      ein biologisches Grundgesetz!

   Die Antibiotika-Resistenz ist ein altes phylogenetisches
    und ökologisches Phänomen
        damit evolutionär erprobt und erfolgreich!
Verbreitung der übertragbaren
Antibiotikaresistenz zwischen verschiedenen
                Ökosystemen
           (Witte, W., Science; 1998; 279(5353):996-7 )

                            Quelle:http://www.zum.de/Faecher/Materialien/Beck/13/bs13-8htm)
Aktuelle Situation
                  Inter-species Transmission am Bsp. von MRSA

     HA-MRSA                                                    CA-MRSA

HA-MRSA, CA-MRSA, LA-MRSA                                           LA-MRSA
Die zunehmende „Menschwerdung“ der kleiner Haustiere
MRSA- eine interdisziplinäre Herausforderung
      Verbreitung von klonalen Linien/ klonalen Komplexen
                   bei Menschen und Tieren

bisher nur beim Menschen                     bisher nur beim Tier

    CC59                                           ST097, ST151
                     ST22
    CC30                                                Ökovar bovis
                     ST5
    CC15                               ST130       ST133, ST522
    ST228            ST254                                  Ökovar ovis
                                       ST398
    CC45                                                       ST385
                                       ST1            Ökovar gallinae
    CC121
                                       ST8
MRSA ST1

                                                                          Krankenhaus
                                                                        „hospital-acquired“
                                                                              MRSA
                Gesellschaft
            „community-acquired“
                  MRSA
 Panton-Valentin-Leukozidin
  (lukS-lukF, Phage)                                  S. aureus / MRSA ST 1 besitzt
 Enterotoxine / Superantigene (seh)                  KEINE ausgeprägte
 multiklonal                                         Wirtsspezifität
 familiäre Häufung

                           Nachweise bei Pferden
                        sowie deren Kontaktpersonen
                                                                                       Nachweis als
                          an der Vetmed. Uni Wien
                                                                               Infektionserreger bei Tieren
                         (Cuny et al., Microb. Drug Res. 2008; 14(4))

                                                                                    Mastitis bei Rindern in Ungarn
                                            spa-Typ t127
                                                                                    Juhasz-Kaszanyitzky et al., EID, 2007; 13: 630-632
                                            SCCmec IV
                                            Resistenzphänotyp:
                                              PEN, OXA, GEN, ERY, OTE, CIP, SXT, OXA/SU
Schlussfolgerung zu MRSA ST1

MRSA ST1, PVL negativ, waren bisher unter 13.469 HA-MRSA aus Infektionen
beim Menschen im Zeitraum von 2006 - 2012 immerhin 23 mal vertreten.
 12 Wundinfektionen
 7 Sepsis Fälle
 5 Pneumonien

          Hier besteht eine eindeutige Pathopotenz und
                   ein zoonotisches Potential !
Klinische Bilder als Folge der Infektion mit MRSA

Quelle: R. Reisinger und C. Cuny; Großtierchirurgie und Orthopädie, Veterinärmedizinische Universität Wien (VUW)
MRSA als Hospitalkeim in Pferdekliniken

1. Untersuchungen an 234 Pferde und 144 Probanden des
   Veterinärpersonals im Zeitraum von 2004 – 2007 an der
   Veterinärmedizinische Universität Wien
   26% der Pferde besiedelt / infiziert und
   12 % des Personals nasal besiedelt (Cuny et al., Microb. Drug Res. 2008; 14(4))
         Typisiermerkmale: MRSA ST254, ST398, ST1
         keine Infektionen beim Personal
         2 letale Ausgänge bei Pferden durch MRSA ST1 im Anschluss an
         postoperative Wundinfektionen

2. Nachweise von MRSA bei hospitalisierten / ambulant behandelten
   Pferden verschiedener Praxen/Tierkliniken, 2011-2012
   (Labor BÖSE, deutschlandweit )
         Typisiermerkmale: MRSA ST254, ST398, ST1, ST8, ST130, ST22, ST1660
Typisiermerkmale von MRSA aus Wund- und Nasenabstrichen
                    von Pferden sowie deren Kontaktpersonen
Vorkommen            spa-Typ    MLST   Resistenzphänotyp          SCCmec-        Herkunft
                                                                  Element
hospitalisierte       t036     ST254 PEN, OXA, TET, GEN, CIP,     IVd          Trepanation,
Pferde; Personal                     SXT, MFL, OXA/SU                           Sinus max.
(VUW)                 t011     ST398 PEN, OXA, TET, GEN, ERY,     IVd       Laparotomiewunde
                                     CLI, CIP, SXT, OXA/SU
                      t064      ST8 PEN, OXA, GEN, TET, CIP,      IVd            Personal
                                     FUS, OXA/SU
                      t127,     ST1 PEN, OXA, GEN, ERY, CLI,      IVa             Nase,
                      t1383          OXA/SU                                     Peritonitis
behandelte Pferde;    t009,    ST254 PEN, OXA, TET, GEN, CIP,     IVh        Wunde post OP,
deutschlandweit       t036           MFL, SXT, OXA/SU                        Luftsack, chron.
(Labor Böse GmbH)                                                           Wunde, Nasensekret
                      t011,    ST398 PEN, OXA, TET, GEN, ERY,     IVd/ V         Uterus,
                     t6867,            CLI, RAM, OXA/SU           II          Gelenkpunktat,
                     t1451,                                                     Phlebitis,
                      t779                                                        Fistel
                      t064,     ST8    PEN, OXA, TET, GEN, ERY,   IVa             Cervix,
                      t190             SXT, RAM, OXA/SU                        Umgebung
                      t747     CC22 PEN, OXA,ERY, CLI, CIP,       IV           Nasensekret
                                      MFL, OXA/SU
                      t843     ST130 PEN, OXA, OXA/SU             XI         chron.Genickfistel
                      t549     ST1660 PEN, OXA, GEN, OXA/SU       n.t.            Mauke
Vergleichende Charakterisierung der MRSA
            von Pferden im Klinikum VUW und von Menschen
   MRSA-Nachweise aus Infektionen u. Besiedlungen bei Pferden an der VUW ordneten sich
   überwiegend dem Sequenztyp ST254 zu.

  MRSA ST254, CC8
  16 Nachweise bei Pferden        10 Nachweise als nasale Besiedlung beim Menschen

   Herkunft           MLST/    Resistenzphänotypen            Resistenzgene                  SCCmec-
                        spa                                                                  Elemente
   Pferde              254/    PEN, OXA, TET, GEN, TMP        mecA, tetM, aph2“-aac6‘           IVd
             VUW       t036
   Mensch
   Mensch,             254/    PEN, OXA, ERY, CLI,TMP         mecA, ermA auf Tn554, aph2“-     IVa
   Krankenhäuser       t009                                   aac6‘

   ST8 und ST254 gehören zum klonalen Komplex CC8
   Pferde, Personal    ST8/
                              PEN, OXA, TET, ERY, CLI, GEN,   mecA, ermC, aph2“-aac6‘          IV
   Kanada              t008
                                                           mecA, tetM, ermC,
   Pferde/Menschen      ST8/ PEN, OXA, TET, GEN, SXT, RAM,
                                                           aph2“-aac6,‘ dfr                    IV
   deutschlandweit    t64, t190 OXA/SU

Christiane Cuny                                                                                         21
Evolutionäre Beziehungen von MRSA
                          des klonalen Komplexes CC8
                                                   ST8, t008
                                              bei Pferden in Kanada
                                                                               ST8, t008
                                                                       CA- MRSA beim Menschen
                                                                                („USA 300“)
                        ST254, t009
                   HA-MRSA beim Menschen                          SCCmec, IVa mit ACME-cluster +
                            in Mitteleuropa                          Phage mit Gen für PVL
      ST254 ,t036        in Krankenhäusern         ST8, t008
    in Mitteleuropa                                weltweit
      bei Pferden                               beim Menschen

                                       SCCmec, IVa                    SCCmec, IVd

      SCCmec, IVd
                           ST254,                    ST8
                      Variante von ST8             Vorläufer

             SCC = chromosomale Gen-Kassette, ACME Gen-cluster: zusätzlicher Arginin-Abbauweg,
                                    PVL = Panton-Valentin Leukozidin
Christiane Cuny                                                                                    22
Schlussfolgerung zu MRSA ST254

MRSA ST254, t036, SCCmecIVd waren bisher unter 13.469 HA-MRSA
aus Infektionen beim Menschen im Zeitraum von 2006 - 2012
bisher lediglich zweimal vertreten:
 eine Wundinfektion
 eine Besiedlung eines Ulcus cruris in einem Wiener Krankenhaus

    Dieser Sequenztyp hat als Verursacher von Infektionen beim Menschen
    wenig Bedeutung.
    Es besteht offenbar kein unmittelbarer Zusammenhang zwischen
    MRSA ST254 von Pferden (VUW) und von Menschen (HA-MRSA).
    Beide haben sich wahrscheinlich unabhängig voneinander, von einem
    gemeinsamen Vorläufer ausgehend, entwickelt.
S. aureus / MRSA
    aus boviner Mastitis und Euterbesiedlungen
                         „Ökovar bovis“ ?

   MLST ST97                         Deutschland              (Meyer, 1967; Hajek und Marsalek,1969)

   ST151,                            UK, Dänemark, Brasilien
   ST771,                            Zentraleuropa
   ST97, ST705, ST126                offensichtlich pandemisch

   ST130                            Bovine Mastitis
                           (Sung J, et al. Microbiology 2008; 1564:1949-1959)
Detektion von MRSA ST130
                                                    (mecLGA251)

   Resistenzphänotyp:
     β-Lactamase -unabhängige Resistenz:                        OXA 2 mg/l
                                                                 OXA/SU (8 mg/l)            2 mg/l für OXA
                                                                 COX 4 - (8) mg/l

     Test mittels VITEK 2: MIC`s deduced for OXA 2> 4 mg/l
                            Cefoxtin –Screen: +

                                     Isolate als MRSA interpretiert

   Genotypisierung:
     mecA negativ, positive PCR für „mecST130“
Die β-Laktamresistenz beruht bei MRSA ST130 auf einem Penicillin-Bindeprotein, das vom mecLGA251-Gen (benannt nach S. aureus
LGA251, dessen Genom sequenziert wurde; Acc. No. FR821779, EMBL database) kodiert wird und teilweise eine Homologie zu mecA
besitzt. Das Resistenzgen mecLGA251 ist mit einem SCCmec-Element des Typs XI assoziiert; die Herkunft wird bei Koagulasenegativen
Staphylokokken vermutet, die im Allgemeinen als Reservoir für „neue“ SCCmec-Elemente gelten.
Charakterisierung von MRSA ST130 und Nachweis
               virulenzassoziierter Genen
       mittels Microarray „StaphType“ von Alere

spa   -Typen                t843, t1736, t1773, t6220, t9165, t9280

Exotoxine                  „set“s, „ssl“s

Haemolysin                 hla+, hlb+, hld+

Immune      evasion        sak-, chp-, scn-, aur+, splA+, splB+, splE+

Superantige                tst-, sea to seq: -

Exfoliative   Toxine        eta-, etb-

capsule,    biofilm         cap8+, ica-operon+

matrix   protein binding    cna-, clfA+, clfB+, fnbA+, fnbB+, ebpS+, sdrC+
 (elastin)
MRSA ST130
                            Herkunft und Charakterisierung der Isolate
Jahr   Anzahl der Isolate       Detektion          Herkunft                   spa     Resistenzphänotyp
                            Community   Hospital
2006          1                             +      Wundinfektion              t1736   PEN, OXA, OXA/SU, CIP
2007          1                             +      Wundinfektion              t843    PEN, OXA, OXA/SU
2008          1                +                   nasale Besiedlung, Reh     t1736   PEN, OXA, OXA/SU
                               +                   Dermatitis                 t1773   PEN, OXA, OXA/SU
2009          3                             +      Wundinfektion              t843    PEN, OXA, OXA/SU
                               +                   Trachealabstrich           t5733   PEN, OXA, OXA/SU
                                            +      2 Wundinfektionen          t1736   PEN, OXA, OXA/SU
2010          7                +                   3 nasal. Besiedlungen      t843    PEN, OXA, OXA/SU, CIP
                                            +      1 infiziertes Hüftgelenk   t843    PEN, OXA, OXA/SU
                               +                   1 Bioptat                  t843    PEN, OXA, OXA/SU, CIP
                                            +      4 Wundinfektionen          t843    PEN, OXA, OXA/SU,CIP,MFL
2011         11                +                   2 Ulcus cruris             t843    PEN, OXA, OXA/SU
                                            +      1 Pneumonie                t1736   PEN, OXA, OXA/SU
                                            +      1 Trachealsekret           t9165   PEN, OXA, OXA/SU
                               +            +      2 nasale Besiedlungen      t843    PEN, OXA, OXA/SU
                               +                   1 Genickfistel, Pferd      t843    PEN, OXA, OXA/SU
                               +            +      3 Wundinfektionen          t1736   PEN, OXA, OXA/SU
                               +            +      4 Abszesse                 t843    PEN, OXA, OXA/SU
2012          22               +            +      11 Besiedlungen            t9280   PEN, OXA, OXA/SU
                                            +      1 Otitis media             t9165   PEN, OXA, OXA/SU
                               +                   1 Ulcus cruris             t1535   PEN, OXA, OXA/SU
                                            +      1 Sepsis                   t843    PEN, OXA, OXA/SU
Schlussfolgerung zu MRSA ST130
MRSA ST130, PVL -, waren bisher unter 13.469 HA-MRSA
aus Infektionen beim Menschen im Zeitraum von 2006 -2012
insgesamt 46 mal vertreten.
                 13 Besiedlungen
                 1 Pneumonie
                 12 Wundinfektionen; 6 Abszesse; 3 Ulcus cruris
                 1 Sepsis

       Hier besteht eine eindeutige Pathopotenz und
         der Hinweis auf ein Reservoir bei Tieren !
VOM MENSCH ZUM TIER UND WIEDER ZURÜCK

Besiedlungsstudien zum Nachweis von LA-MRSA ST398 beim Menschen

•Prävalenz     bei Schweinehaltern in NL: 23%
(Voss A Emerg Infect Dis 2005)
•Prävalenz     bei Schweinehaltern in Belgien: 38%
(Denis O Emerg Infect Dis 2009)                                 Mensch               Tier           Mensch
•Prävalenz     bei Schweinehaltern Deutschland: 77-86%
(Cuny C PlosOne 2009; Köck R AEM 2012)

•Prävalenz     bei Veterinären in NL: 4,6%
(Wulf M Emerg Infect Dis 2006)
•Prävalenz     bei Schweineveterinären in Deutschland: 45%
(Cuny C PlosOne 2009)

•Prävalenz     bei Schlachthofpersonal in NL: 6%
(VanCleef BA Epidemiol Infect 2010)
•Prävalenz bei Familienangehörigen von Schweinehaltern in Deutschland: 4.3% (Cuny C PlosOne 2009)
•Prävalenz bei Menschen ohne Nutztierkontakt in Niedersachsen: 1%
(Bisdorff B Epidemiol Infect 2011)
Dänemark 4

                                                                                                                     China 12
                  Kanada 7

                                                                                                                     Singapur 10
                                      USA 8
                                                                       Frankreich 9
                                                       Niederlande 1,2,3                    Deutschland 5,6

Prevalence of MRSA types in slaughter pigs in                           Clusters of Infections in Horses with
different German abattoirs                                              MRSA ST1, ST254,
B-A. Tenhagen et al., Veterinary Record.                                and ST398 in a Veterinary Hospital
2009;165:589-593                                                        Christiane Cuny et al., Microbial Drug
                                                                        Resistance. December 2008, 14(4):310.

                                                                                                                  Characterization of methicillin-resistant
                                                                                                                  Staphylococcus aureus ST398 from cases
                                                                                                                  of bovine mastitis
                                                                                                                  Andrea Feßler et al., Journal of Antimicrobial
                                                                                                                  Chemotherapy Volume65, Issue4
                                                 Methicillin-resistant Staphylococcus
                                                 aureus (MRSA) in food production
                                                 animals
                                                 Vanderhaegen W. et al.,
                                                 Epidemiol.and Infect. 2010;138:5

                                                                                                                           MRSA CC398 as an emerging
Nasal Colonization of Humans with Methicillin-                                                                             cause of human infections in
Resistant Staphylococcus aureus (MRSA) CC398                                                                               Germany
with and without Exposure to Pigs                                                                                          Köck R et al., Abstract number:
Christiane Cuny et al., PLoS ONE 2010 ;4(8)                                                                                P835, Milan 2011
LA-MRSA CC398- quo vadis?
                                                                                          LA-MRSA im KH?
        LA-MRSA mit Pathopotenz
        und besonderer Resistenz?

                                                                                                       Ausmaß von LA-MRSA
                                                                                                       bei Nichtexponierten im
                                                                                                       ländlichen Umfeld?

                             LA-MRSA als Besiedler bei
                             exponierten Menschen?

                                                            Prävalenz von LA-MRSA
                                                                bei Masttieren?
                                     2008 Studie der EFSA zur Prävalenzerhebung (Bestände) in Europa
                                                 Zucht: 14% (0-46%)
                                                 Mast: 27% (0-51%)

                                      2009 zwei Studien vom BfR zur Prävalenzerhebung in De
                                              (Tenhagen et al. 2009)
              andere                              Einzeltier 49%-71%

              Expositionswege?                                                                       Nachweise bei anderen
                                                                                                   Tieren sowie in alternativen
Supported by 01KKI10114G, MedVet-Staph, BMBF                                                            Haltungsformen?
Friedrich-Loeffler-Institut
                                                                       Institut für Epidemiologie,
                                                                       Wusterhausen
                                                                       Thomas Selhorst
         Friedrich-Loeffler-Institut,
         Institut für Tiergenetik, Neustadt                                                  Robert Koch Institut
         Stefan Schwarz
                                                                                             Abt. Epidemiologie, Berlin
                                                                                             Tim Eckmanns
Universitätsklinikum Münster                                                                Freie Universität Berlin

                                                                                            Institut für Mikrobiologie &
Institut für Med. Mikrobiologie                                                             Tierseuchen
Karsten Becker                                                                              Birgit Walther

Institut für Hygiene
Robin Köck                                                                                Bundesinstitut für Risikobewertung
                                                                                          Alex Fetsch, Bernd-A. Tenhagen
Klinik für Parodontologie
Dag Harmsen

                                                                                           Robert Koch Institut

                                                                                           Referenzzentrum für Staphylokokken
                                                                                           Wernigerode
                                                                                           Wolfgang Witte, Christiane Cuny
Universitätsklinikum des Saarlands

Institut für Med. Mikrobiologie
 und Hygiene                                                                       Universitätsklinikum Würzburg
Markus Bischoff

                                                                                   Institut für Hygiene und Mikrobiologie
                                                                                   Wilma Ziebuhr/Bhanu Sinha

                                          Projektzeitraum: 1.11.2010 - 31.10.2013
Prospektive molekularepidemiologisch basierte Studien zur
   Übertragung von LA-MRSA ST398 von Schweinen auf Menschen und
                     Infektionsrisiko für den Menschen

In der Bevölkerung: ~17 % der sporadisch auftretenden tiefen
                     Haut-Weichgewebeinfektionen mit MRSA
                     werden durch LA-MRSA CC398 verursacht

          Mastanlagen                                   Wohnumfeld

                       Besiedlung bei                Besiedlung bei nicht    ländliche
                    exponierten Menschen            exponierten Menschen    Siedlungs-
                       (Landwirte, Tierärzte;                (Farm;
                         86% Besiedlung)               4 - 5% Besiedlung)
                                                                              gebiete

                              Aufnahme ins Krankenhaus
                              (ggf. nosokomiale Infektion)
                               (LA-MRSA 1,8% aller MRSA aus
                                  Infektionen in KH in DE)
Verbreitung von MRSA ST398 im ländlichen Umfeld?
                                                                                             107 S. aureus-Isolatete aus
                                                                                             Nasenabstrichen von
                                                                                             410 Blutspendern in einer
                                                                                             Universitäts-Stadt in
                                                                                             Mecklenburg-Vorpommern:
                                                                                                keine MRSA/ MSSA
462 Schüler(innen) und                                                                          entspr. ST398
100 Altenheimbewohner/ Betreuer
im „Schweinedreieck“:

4 Nachweise von LA-MRSA ST398                                                                    42 Jäger im
                                                                                                 Jagdgebiet Grunewald:
(alle mit Kontakt zur Schweinemast)                                                                keine MRSA/MSSA
                                                                                                   entspr. ST398

                                                                                        20 S. aureus-Isolate von
                                                                                        79 gesunden nasalen Probanden
                                                                                        in einem Gebirgsdorf im Harz
                                                                                        ohne Tiermast:
                                                                                               keine MRSA/ MSSA
                                                                                               entspr. ST398

                                                                                          4 S. aureus- Isolate von
                                                                                          40 gesunde Probanden im
                                                                                          BGL mit Tierkontakten:
                                                                                                keine MRSA/MSSA
       Probanden in einer Kleinstadt oder ländlichen Gegend ohne Schweinemastbetriebe           entspr. ST398
       (jedoch mit und ohne Tierkontakte)
Nasale Besiedlung von Tierärzten mit MRSA
                (Punktprävalenz - gemeinsam mit FG 32, Fr. Dr. Hermes)

   Studiendesign
   Veterinäre, Studierende und tierärztliches Personal aus drei Zoonose-
   Prävalenz-Studien, rekrutiert auf Tagungen in Hannover (2008), Rosenheim
   (2009) und Nürnberg (2009).

                                 Studienort               Teilnehmer    %

                      Bpt-Kongress Hannover 2008             687       47,3
                      Nürnberg 2009                          313       21,5
                      Rosenheim 2009                         453       31,2
                                     Gesamt                 1453       100,0

 Tierärzte   MRSA-                      Zuordnung der MRSA zu klonalen Komplexen
(n = 1453) Besiedlung
            n = 114     LA-MRSA                           HA-MRSA                         CA-MRSA

            (7,9%)       CC398         CC5         CC8      CC22       CC30      CC45      CC80

                        76 (66,7%)       12        14          6          1         1         1
                                      (10,5%)   (12,3%)     (5,3%)     (0,9 %)   (0,9%)    (0,9%)
Screening auf LA-MRSA bei Landwirtfamilien
         sowie deren Schweinen mit alternativen Haltungsformen
                     Anzahl Familien:    24
                     Anzahl Schweine:   178

Exponierte LW:                                      Familienmitglieder:
    n = 58                                                n = 24

1 MRSA ST398                                           KEIN MRSA

                             KEINE
                        MRSA-NACHWEISE
                          bei den Tieren
Salmonella spp.
           Campylobacter ssp.

           MRSA            E. coli mit ESBL

Übertragung von Antibiotika resistenten Bakterien
             über das Lebensmittel
              auf den Menschen?
Nachweise von S. aureus / MRSA
              im Auftauwasser von Mastgeflügel
Verwendung von 100µl Auftauwasser in Direktkultur von 126 Masthähnchen
verschiedener Produzenten aus Supermärkten in der Region Harz

     in 41 Proben (32,5%) von 3 der 5 Produzenten konnten MRSA
              ohne Anreicherung !!! detektiert werden
    in 16 weiteren Proben aller Anbieter wurden MSSA nachgewiesen

   Quantitative Nachweis von MRSA /MSSA reicht von
     100 – 1000 cfu / ml (colony forming units per milliliter)
Phäno- und genotypische Charakterisierung der MRSA /MSSA-Isolate
          aus dem Auftauwasser von Masthähnchen in Direktkultur

 Anzahl       spa-Typ   klonaler   SCCmec   Resistenzphänotyp
der Isolate             Komplex
       4        t011      ST398      V      PEN, OXA, TET, ERY, CLI, GEN
       9        t011      ST398      V      PEN, OXA, TET, ERY, CLI
       2        t011      ST398      V      PEN, OXA, ERY, CLI
       5        t011      ST398      V      PEN, OXA, TET
       4        t034      ST398      V      PEN, OXA, TET, ERY, CLI, CIP, MFL
       2        t034      ST398      V      PEN, OXA, ERY, CLI, CIP, MFL
      12        t034      ST398      V      PEN, OXA, TET, ERY, CLI
       1        t571      ST398      V      PEN, OXA, TET, ERY, CLI
       1       t2576      ST398      V      PEN, OXA, TET, ERY, CLI
      1        t1430      ST9        IV     PEN, OXA, CIP, MFL
      1         t324      ST72       IV     PEN, OXA, ERY, CLI
      5         t160      ST12        -     sensibel
      2         t160      ST12        -     PEN
      1         t002      ST5         -     sensibel
      3         t002      ST5         -     CIP
      4         t002      ST5         -     CIP, TET
      1         t002      ST5         -     ERY, CLI
      1         t002      ST5         -     PEN, TET, CIP
      2         t056      ST101       -     PEN, ERY, CLI
Wie häufig treten die im Auftauwasser
               von Masthähnchen detektierten Sequenztypen
           unter den Isolaten aus Infektionen beim Menschen auf?
            (Datenbank des Nationalen Referenzzentrums für Staphylokokken und Enterokokken)

            Auftreten von klonalen Linie, die in Mitteleuropa bisher selten sind, häufiger aber in Süd-Ost-Asien
                                        und dort auch assoziiert mit Mastgeflügel

MRSA ST72
MRSA-Nachweise innerhalb der Community
     aus tiefgehenden Haut- und Weichgewebeinfektionen
                                                                                               „We have

                                                                                                   moved“

 Stichprobe:
 Einsendungen an das NRZ für Staphylokokken und Enterokokken

Herkunft                       ST8 „USA 300“           ST80 „europäischer MRSA“       ST398 „LA-MRSA“

                         2007 2008 2009 2010 2011 2007 2008 2009 2010 2011 2007 2008 2009 2010 2011

Abszesse
                          18   32    15   18      16   19   27   12    11   6     2     2      4       5    3
(Haut-Weichgewebe)

Furunkulose                     6    1        4   1          1    3    2    3                          1
Wundinfektionen           1          15       5   1     2         6    8    3     6     1      9       10   6
Follikulitis                                  1   8               1         4
Phlegmonen                           1        1                             1                  2       1
Pneumonie                            2                  2    1         1                       1        2   1
Hautinfektion
                                                                            1                               2
(Panaritium, Mastitis)

Sepsis                               1                  1         1                            1            3
                Anzahl    19   38    35   29      26   24   29   23   22    18    8     3      10      18   15
               gesamt           147 (46,4%)                  116 (36,6%)                    54 (17%)
Nachweis von LA-MRSA ST398 mit cfr-GEN
                                (übertragbare Linezolidresistenz)
                                bei Schweinen und Menschen

                               Junger Schweinemäster (2010) Nürnberg;
                               im nicht ansprechbaren Zustand im Stall
                               vorgefunden…
1 Fall einer Besiedlung
(Kehrenberg et al., 2008)
                                                                                             •schwere
                                                                                             Beatmungspneumonie;
                                                                                             •Verlegung in ein
                                                                                             anderes Krankenhaus

    ■ Langes diagn.Intervall aufgrund klass. Mibi
       (Selektivagar
cfr-Gen vermittelte Linezolidresistenz in Staphylokokken

                 O           O
O   N        N       O
                             C
                         N       CH3
                         H

        Linezolid

                                       Linezolid bindet an Peptidyltransferase-Zentrum der
                                       großen UE des bakteriellen Ribosoms
                                       cfr kodiert für eine Methylase, die Adenin an der
                                       Position A2503 der 23S rRNA methyliert und somit
                                       die Bindung von Linezolid verhindert 
                                       übertragbare Resistenz
                                       vermittelt Kreuzresistenzen gegen weitere
                                       Antibiotikaklassen
Erweiterung der Empfehlung
des RKI für ein Screening auf
MRSA bei Aufnahme
in Krankenhäuser
(Epi.Bull.2008; Nr.42, S.363)

 Patienten, die (beruflich) direkten
 Kontakt zu Tieren in der
 landwirtschaftlichen Tiermast
 (Schweinemast) haben
Nachweis von LA-MRSA bei Aufnahme in Krankenhäuser
                           (Aufnahme-Screening)
                               "Man sieht nur, was man weiß“ (Goethe,1819)

Daten aus dem MRSA-Netzwerk Südbrandenburg (13.855 Patienten)
 MRSA Nachweise insgesamt:                              0,77 %
 Anteil an LA-MRSA:                                   10,3 %
 Nachweise von LA-MRSA insgesamt:                       0,08 %

Quelle: M. Pohle; Epi Bull 27.Feb 2012/Nr.8
Absolute Anzahl untersuchte MRSA
              Ergebnisse EUREGIO                                              Material/Jahr      CC398    non-CC398    Gesamt
                  Screening und Nachweise                                     klinische
                                                                              Materialien           209         1994        2200
                  aus klinischen Materialien                                     2008                29          413         442
                                                                                 2009                68          698         766
                                                                                 2010                65          571         636
                                                                                 2011                44          312         356
      Anteil von LA-MRSA CC398 unter allen MRSA aus
                                                                              Blutkultur             15          131         146
      Screeninguntersuchungen bei Krankenhausaufnahme
                                                                                 2008                 1           30          31
                                                                                 2009                 1           42          43
                                                                                 2010                 7           36          43
                                                                                 2011                 6           23          29

                                                                             Anteil MRSA CC398 an allen MRSA-Isolaten

• Sammlung /Typisierung von MRSA Isolaten aus
  40 Krankenhäuser im Münsterland
  (EurSafety Health-net)

• Spa-Typisierung von MRSA (MedVet Staph)

• Sammlung der Typisierungsdaten in zentraler
  Datenbank                                             Klinische Materialien
                                                        (Wundabstriche,
                                                        Trachealsekrete, Gewebe etc.)
• Alle typisierten MRSA Isolate seit
   01.01.2008 - 10.12.2011
Invasive Infektionen mit LA-MRSA beim Menschen
        LA-MRSA CC 398 stellt 1,8% aller MRSA-Isolate aus Infektionen;
         Einsendungen ans NRZ aus Krankenhäusern deutschlandweit

LA-MRSA aus Blutkulturen:
  2,2% aus Einsendungen an das NRZ (7/317 in 2011)
  10,3% im Zeitraum 2008 - 2011 für das EUREGIO Netzwerk (15/146)
  (Köck et al., 2012)

LA-MRSA als CA-MRSA:
  12 – 17% von tiefgehenden Haut-Weichgewebeinfektionen durch
  MRSA außerhalb der Krankenhäuser
Verbreitung von LA-MRSA ST398 in Krankenhäusern?
Bisher liegen uns keine Nachweise aus Infektionen bei mehreren Patienten
derselben Einrichtung im gleichen Zeitraum vor.
Unter unserer Einsendungen ans NRZ gibt es bisher keine Nachweise aus
Screenings bei Patienten, die auf den Erwerb einer Kolonisation während der
Hospitalisation hindeuten.

 LA-MRSA ST398 hat für den Menschen die gleiche Pathopotenz wie
 MRSA anderer klonaler Linien (z.B. PVL, Linezolidresistenz).
 LA-MRSA ST398 besitzt eine vergleichsweise geringe
 Ausbreitungsfähigkeit in kurativen Einrichtungen.
 LA-MRSA ST398 kann durchaus permanenter nasaler Besiedler beim
 Menschen bleiben.
 LA-MRSA ST398 sind weiterhin als nasale Besiedler bei Menschen ohne
 KH assoziierte Risikofaktoren und ohne Exposition zu konventionell
 gehaltenen Masttieren selten.
Ein soziales Phänomen des späten Industriezeitalters:
die „Menschwerdung“ kleiner Haustiere
bringt sehr enge Kontakte zum Menschen mit sich.

       Bill Cuny                 Mausi Witte
MRSA bei Hunde und Katzen in Tierkliniken
                   Übertragung von HA-MRSA ST22 aus KH ist wahrscheinlich!

1. hospitalisierte Tiere, Royal Veterinary College, London, UK
   (Loeffler et al., J. Antimicrob. Chemother. 2005; 56: 692-7)
   Probenentnahme (nasale, orale Abstriche) von
       45 Hunden und 12 Katzen:      4 (9 %) positiv für MRSA
         78 Veterinärpersonal:                      14 (18 %) positiv für MRSA
   Typisiermerkmale:             EMRSA-15 in UK, MLST ST22 , spa-Typ t032
                                 „Barnim-Epidemiestamm“; klassischer HA-MRSA

2. In universitären Tierkliniken in Deutschland
   (Strommenger et al., J. Antimicrob. Chemother. 2006; 57: 461-5; Walther,B. et al., Tierärztl.Prax. 2008; 36(Suppl1): 5-10
   MRSA-Infektionen bei Hunden und Katzen

   Typisiermerkmale:           MRSA ST22, spa-Typ t032
                              „Barnim- Epidemiestamm“; klassischer HA-MRSA
Epidemische CA-MRSA bei Hunden und Katzen
                als Folgen der „Mensch-Werdung“ !

1. Niederlande: chronische Infektion bei einer 51-jährigen Patientin mit
   CA-MRSA ST80, PVL+; pos. nasale Besiedlung bei Sohn, Ehemann
   und dem Hund.
   (van Duijkeren, J. Clin. Microbiol. 2005; 43: 6209-11)

2. Deutschland: chronische Haut-Weichgewebeinfektionen bei einer
   Frau mit CA-MRSA ST8 t008, PVL+ ( „USA 300“); nasale Besiedlung
   beim Ehemann, beiden Söhnen sowie der Katze.
   (Sing et al., N. Engl. J. Med. 2008; 358: 1200-01)

3. USA: Klinische vet.-med. Proben positiv für 23 MRSA, davon
   11 Isolate PVL+ ; nachgewiesen bei 8 Hunden,1 Katze,
   1 Kaninchen,1 Papagei.
   (Rankin et al., Vet. Microbiol. 2005; 108: 145-8)
MRSA-Nachweise im häuslichen Umfeld
von Zwei- und Vierbeinern

   wiederkehrende MRSA- Infektion bei einer Bewohnerin eines Altenheims; Sanierungserfolg erst
    nach Sanierung der dort lebenden Katze (Scott et al., 1988)

   19 verschiedene MRSA-Isolate aus 1000 Proben von Hunden und Katzen sowie
    deren Haltern in Taiwan, CA-MRSA ST59 höchste Nachweishäufigkeit (Lee et al., 2009)

   Nachweis von MRSA ST398 erst beim Fachtierarzt
    für Schweine und dann bei seinem gesunden Hund (Nienhoff et al., 2009)

   Nachweis von MRSA ST225 bei einem 11 Jahre alten Hund; dieser wurde auch bei der 85 Jahre
    alten Schwiegermutter des Hundebesitzers nachgewiesen, die wegen einer infizierten
    Dekubitalstelle im KH behandelt wurde (Nienhoff et al., 2009)

   steigende MRSA-Prävalenz bei Haustieren in den Jahren 2001-2006 in Irland (Leonard et al., 2008)

   Studie an gesunden den TÄ vorgestellten Hunden zeigt eine Prävalenz von MRSA von 0,9%
    (Wedley et al., 2009)
S. aureus / MRSA als Besiedler und Infektionserreger
                       bei verschiedenen Spezies
ST 22     Mensch; HA-MRSA („Barnim- Epidemiestamm“)
          Haustiere; Infektiöser Hospitalismus mit Übertragungen im häuslichen Umfeld
          Pferde; nosokomiale Infektionen
          Mensch; CA-MRSA (PVL+)

ST 254    Mensch; HA-MRSA („Hannover –Epidemiestamm“)
          Pferd; nosokomiale Infektionen

ST 1      Mensch; CA-MRSA „USA400“; (PVL pos.)
          Mensch; HA-MRSA, (PVL neg.) nosokomiale Infektionen
          Pferde; nosokomial Wundinfektionen (Cuny et al. 2009)
          Rind; Mastitis, MRSA (Juhasz-Kaszanyitzky et al. 2007)
                 MSSA, (PVL neg.) (own data, 2011)

ST 398    Mensch, Masttiere, Pferde, Haustiere; Besiedlungen
          Mensch, Pferde; Haut-Weichgewebeinfektionen; nosokomiale Infektionen
          Milchvieh; Euterbesiedlung und Mastitis-Erreger

ST130     Mensch; Haut-Weichgewebeinfektionen, Nosokomialinfektionen
          Milchvieh; Mastitis, Euterbesiedlungen
          Pferde; Besiedlungen, Hautinfektionen
„Die Kunst zu heilen kann viele Leiden lindern,
                doch schöner ist die Kunst, die es versteht, die Krankheit am Entstehen schon zu hindern.“
                                                (Max von Pettenkofer 1818 – 1901)

                Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

                                                                                               Risikobewertung
                                                                                Humanmedizin

                                                 Veterinärmedizin und
                                                 Agrarwissenschaften

Dank an:

W. Witte, PI in 01KKI1014G
F. Layer,                    Diagnostik- und Referenzzentren
U. Nübel,
MTA`s FG13,
D. Eitze,
Y.Pfeifer

A.Friedrich, Groningen,
R.Köck, Münster,                           Antibiotikaeinsatz
R. Nathaus, Reken,
J.Dettmer,Neuland e.V.,

                                                        Lebensmittelkontrolle
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