* D. Khaschabi, ** Ch. Berghold, * K. Schöpf
* Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit GmbH, Institut für Veterinärmedizinische Untersuchungen, Innsbruck
(Leiter: Dr. K. Schöpf)
** Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit GmbH, Nationale Referenzzentrale für Salmonella, Graz
(Leiter: Dr. Ch. Berghold)

• Schlüsselwörter
• Zusammenfassung
• Key-words
• Summary
• Einleitung
• Material und Methoden
• Ergebnisse
• Diskussion
• Literatur

Zusammenfassung

Im Untersuchungszeitraum 1997 - 2002 gelangten insgesamt 1028 Isolate (685 humane Erstisolate und 343 nichthumane Isolate) von Salmonella Typhimurium DT 104 zur Typisierung an die Nationale Referenzzentrale für Salmonella (NRZS) in Graz. Von diesen Stämmen waren 506 humane und 180 nichthumane Isolate zumindest gegen fünf Antibiotika resistent (typische Fünffachresistenz des multiresistenten S. Typhimurium DT 104-Klons: Ampicillin, Chloramphenicol, Streptomycin, Sulfonamide und Tetracyclin). Die Isolate stammten aus verschiedenen Untersuchungsmaterialien des Bereiches Humanmedizin, Veterinärmedizin und Lebensmittelhygiene bzw. aus Umweltproben. Die größte Anzahl multiresistenter S. Typhimurium DT 104-Isolate aus humanen Proben (112 Isolate) wurde im Jahr 2001 nachgewiesen (sie repräsentierten ca. 1,5% aller humanen Erstisolate des Jahres 2001). Insgesamt ist in den letzten Jahren kein signifikanter Anstieg humaner Infektionen durch die multiresistente S. Typhimurium DT 104 in Österreich festzustellen.

Summary

During the time period 1997 - 2002, 1028 salmonella isolates, 685 originating from human sources and 343 from non human sources (animals, food and environment), were submitted to the National Reference Center for Salmonella (NRZS) in Graz for further typing. From these isolates 506 human and 180 non human showed resistance against five antimicrobial agents (ampicillin, chloramphenicol, streptomycin, sulfonamides and tetracycline). The highest number of multidrug-resistant human isolates (112) of S. Typhimurium DT 104 were observed during the year of 2001. No significant increase in human infection caused by multidrug-resistant S. Typhimurium DT 104 during the previous years could be detected in Austria.

Nach wie vor stellen Salmonellen ein großes Infektionsrisiko für den Menschen dar und sind Verursacher von infektiösen Darmerkrankungen. Das Auftreten multiresistenter Bakterien ist für den klinischen Mikrobiologen, behandelnde Ärzte und Krankenhaushygieniker immer wieder eine Herausforderung. Von besonderer Bedeutung für das öffentliche Gesundheitswesen und die Veterinärmedizin sind die Resistenzprobleme generell bei zoonotischen Erregern wie Salmonellen, Campylobacter spp. und andere Enterobacteriaceae sowie den Enterokokken. Die Ursache des Ansteigens von Antibiotika-Resistenzen wird kontrovers diskutiert, die Gründe liegen einerseits in der unzureichenden Kontrolle der Antibiotika-Anwendung und andererseits in der hohen Persistenz und Stabilität der Salmonellen in verschiedenen Umwelthabitaten. So spielen die Salmonellen bei der Resistenzentwicklung nicht nur als Empfänger, sondern auch als Reservoir eine Rolle. Die Rolle der Tiermedizin für die Resistenzentwicklung humanpathogener Keime ist von hoher Aktualität. Im Bereich Veterinärmedizin bergen Antibiotikabeigaben in der Tiernahrung, die zur Prävention von Infektionen in Mastbetrieben sowie zur Förderung der Aufzucht dienen sollten, die Gefahr einer Resistenzentwicklung. Weltweit wird eine Zunahme der Resistenzen bei Salmonellen in Lebensmitteln beobachtet, deren Ursache in der Anwendung therapeutischer und prophylaktischer antibiotischer Substanzen in der Landwirtschaft gesehen wird [1]. Dabei kommt es bereits im Nutztier durch Selektion zur Akquisition von Resistenzgenen bei gramnegativen Mikroorganismen. Im Falle der Salmonellen können solche Keime über die Nahrungskette beim Menschen zu Infektionen führen. Dabei zählt S. Typhimurium zu den Serovaren, bei denen häufig Mehrfachresistenz beobachtet wird. Ein großer Teil dieser multiresistenten Stämme sind S. Typhimurium-Stämme vom Lysotop (sog. definitive type = DT 104) [2]. Die Ausbreitung der multiresistenten S. Typhimurium DT 104-Stämme erfolgt vorwiegend von Tieren auf Menschen. Bei einer Übertragung vom Rohprodukt Fleisch, Ei oder Milch auf das verarbeitete Lebensmittel behalten diese Keime ihre Resistenzen stets bei und können so zu schweren Lebensmittelinfektionen führen. Es wurde über Epidemien mit S. Typhimurium DT 104 in Europa, USA und in Kanada berichtet [3]. Multiresistente S. Typhimurium DT 104-Stämme wurden zum ersten Mal in den späten achtziger Jahren beim Rind und Menschen in England nachgewiesen. In der Folge wurde S. Typhimurium DT 104 bei vielen Tierarten, wie Geflügel, Schwein und Schaf, gefunden [4]. Dieses breite Spektrum an potenziell infizierten Nutztierarten erschwert die Bekämpfung von S. Typhimurium DT 104. Andere Salmonellentypen (z.B. S. Enteritidis Lysotop 4), die sich an bestimmte Tiere angepasst haben, sind in dieser Hinsicht weniger problematisch. S. Typhimurium DT 104-Isolate können verschiedene Resistenzmuster aufweisen. Die weltweit verbreiteten multiresistenten S. Typhimurium DT 104-Stämme haben typischerweise eine Fünffachresistenz gegen Ampicillin, Chloramphenicol, Streptomycin, Sulfonamide und Tetracyclin (ACSSuT). Zusätzlich werden Resistenzen gegen Trimethoprim (Tm), Nalidixinsäure (Nx) und Ciprofloxacin (Cp), einem Fluorchinolon, beobachtet. Die Resistenzentwicklung von Salmonellen gegen Gyrasehemmer (z.B. Nalixidinsäure und Ciprofloxacin) dürfte damit im Zusammenhang stehen, dass vermehrt Enrofloxacin (Baytril) in der Prophylaxe und Therapie von bakteriellen Infektionen bei Hühnern eingesetzt wird [5]. Die Resistenzgene gegen die Fünffachresistenz sind auf Integrons im Chromosom lokalisiert, sodass ein Verlust ausgeschlossen ist [2]. Die zusätzliche Resistenz gegen Trimethoprim ist auf einem nicht konjugativen, aber mobilisierbaren Plasmid von 4,6 MD kodiert, welches Resistenz gegen Sulfonamide beherbergt [6]. Die Resistenzen gegen Gyrasehemmer werden überwiegend durch Punktmutationen in der "Quinolon-Resistenz-vermittelnden-Region" des Gyrase A-Gens (gyrA) verursacht [7].

In der vorliegenden Arbeit sollte geklärt werden, ob der multiresistente S. Typhimurium DT 104-Klon auch in Österreich als neuer Epidemietyp bei Mensch, Tier und Lebensmitteln verstärkt auftritt. Dazu wurden die mikrobiologischen Untersuchungsergebnisse, die im Untersuchungszeitraum 1997 - 2002 an der AGES, Nationale Referenzzentrale für Salmonella, Graz, erhoben wurden, ausgewertet und insbesondere auf das Vorkommen der Serovar S. Typhimurium DT 104 überprüft.

Die Nationale Referenzzentrale für Salmonellen (NRZS) erhält sowohl die Salmonellenisolate humanmedizinischer mikrobiologischer Labors als auch Stämme, die im Rahmen "nichthumaner" Untersuchungstätigkeiten nachgewiesen werden. Salmonellen werden u.a. geschickt von medizinischen Labors, von veterinärmedizinischen Labors, von Lebensmitteluntersuchungsanstalten oder auch von Instituten, die Umweltproben (Klärschlamm, Flusswasser) untersuchen. Alle Labors werden angehalten, möglichst alle Salmonellenisolate (bei Isolierungen aus menschlichen Proben das erste Isolat einer Erkrankung) an die NRZS zur Feintypisierung weiterzuleiten. Diese Konzentrierung an einer Stelle erlaubt eine weitgehende Zusammenschau der jeweils aktuellen epidemiologischen Situation.

Alle einlangenden Stämme werden einer Serotypisierung (entsprechend der aktuellen Version des Kauffmann-White-Schemas) unterzogen. Bei S. Enteritidis-, S. Typhimurium-, und S. Virchow-Stämmen erfolgt eine Phagentypisierung nach internationalem Standard. Alle Stämme werden im Agardiffusionstest gegen folgende Antibiotika (Oxoid) geprüft: Ampicillin (A), Sulfonamid (Su), Gentamicin (G), Ciprofloxacin (Cp), Chloramphenicol (C), Tetracyclin (T), Kanamycin (K), Cefotaxim (CT), Streptomycin (S), Trimethoprim (Tm), Nalidixinsäure (Nx), Nitrofurantoin (Fu). Bis Ende 2001 erfolgte die Testung modifiziert entsprechend den DIN-Normen für Antibiotikatestungen, seit Anfang 2002 entsprechend der NCCLS-Norm. Für die Auswertung in dieser Arbeit werden Stämme, die nach den Normen als intermediär empfindlich eingestuft werden, als resistent gewertet. Für diese Studie wurden retrospektiv die Daten der Jahre 1997 - 2002 analysiert.

Tabelle 1 zeigt die Häufigkeit der S. Typhimurium DT 104-Isolate im Zeitraum 1997 - 2002.

Das Resistenzverhalten der S. Typhimurium DT 104-Isolate, aufgeteilt auf den humanen bzw. den nichthumanen Bereich, im Zeitraum 1997 - 2002 ist aus Tabelle 2 ersichtlich.

45 (8,9%) der 506 humanen multiresistenen S. Typhimurium DT 104-Isolate waren zusätzlich resistent gegen Nalidixinsäure, 18 (3,6%) Isolate zusätzlich gegen Trimethoprim. Kein Stamm (weder humanen noch nichthumanen Ursprungs) war gegen Ciprofloxacin (entsprechend den DIN- bzw. den NCCLS-Normen) resistent.

Tabelle 3 zeigt das Vorkommen multiresistenter S. Typhimurium DT 104-Isolate bei Nutztieren. Die Verteilung kann nur einen groben Eindruck vermitteln, da die Untersuchungsfrequenz von Proben der verschiedenen Tierarten nicht bekannt ist (die NRZS erhält nur nachgewiesene Salmonellen zugeschickt). Trotzdem fällt die Dominanz von Isolaten aus dem Umfeld "Pute" auf. Die Isolate von Puten wiesen auch zu einem hohen Prozentsatz eine Zusatzresistenz gegen Nalidixinsäure auf. 30 (49,1%) der 61 multiresistenten S. Typhimurium DT 104-Stämme waren neben der typischen Fünffachresistenz zusätzlich gegen Nalidixinsäure resistent. Ein hoher Anteil der Putenisolate stammte von importieren Puten (31 von 61). Von den "importierten" 31 Isolaten zeigten 14 eine Zusatzresistenz gegen Nalidixinsäure.

Die multiresistente S. Typhimurium DT 104-Isolate aus nichthumanen Proben, die nicht in Tabelle 3 angeführt sind, stammen aus unterschiedlichsten Untersuchungsmaterialien, z.B. Oberflächenwasser (24x), Klärschlamm (5x), verschiedenen Tieren, wie Hunde (7x) etc.

Im Beobachtungszeitraum 1997 bis 2002 wurden alle Isolate auf ihr Resistenzverhalten gegen ein definiertes Spektrum von Antibiotika getestet. Die vorliegende Arbeit gibt keine Hinweise, dass S. Typhimurium DT 104 in Österreich als neuer Epidemietyp bei Mensch, Tier und Lebensmittel verstärkt auftritt. Die ursprünglich prognostizierte weitere Zunahme des mehrfach gegen Antibiotika resistenten klonalen Typs S. Typhimurium DT 104 hat sich bisher nicht bestätigt. Die regionale Verteilung der multiresistenten S. Typhimurium DT 104-Stämme humanen Ursprungs spiegelt im kleinen Maßstab die Verteilung der Salmonellenisolate im Bundesgebiet wider. Eine regionale Häufung von Infektionen mit multiresistenten S. Typhimurium DT 104 konnte nicht festgestellt werden.

Kein humanes oder nichthumanes Isolat von S. Typhimurium DT 104 zeigte (nach NCCLS- bzw. DIN-Norm) eine Resistenz gegen Ciprofloxacin. Allerdings korreliert die Resistenz gegen Nalidixinsäure mit einer Erhöhung des MHK-Wertes gegen Ciprofloxacin (auf 0,125 µg/ml - 1 µg/ml) im Vergleich zu voll empfindlichen Wildstämmen (< 0,1 µg/ml) [8]. Obwohl solche Stämme entsprechend den Normen noch empfindlich gegen Ciprofloxacin sind, finden sich in der medizinischen Literatur mehrere Fallberichte über das Versagen der Therapie beim Einsatz von Ciprofloxacin gegen Infektionen mit diesen Stämmen [9].

Ein internationaler Ausbruch mit multiresistenten S. Typhimurium DT 104, zurückzuführen auf den Genuss von Halva (eine orientalische Süßspeise), dürfte auch in Österreich Salmonelleninfektionen verursacht haben [10]. Köfer et al. haben im Rahmen eines Salmonella-Überwachungsprogrammes für die steirische Schweinefleischerzeugung über den Nachweis von S. Typhimurium DT 104 bei Schlachtschweinen berichtet [11]. In Dänemark werden Schweineherden, die mit multiresistenten S. Typhimurium DT 104-Serovaren infiziert sind, ausgemerzt [12].

Eine genaue Charakterisierung von Salmonella-Isolaten ist notwendig, um Infektketten aufzudecken, Infektionsquellen und Infektionswege zu eruieren und effektive Bekämpfungsstrategien zu entwickeln. Zum Zweck einer effektiven, epidemiologischen Überwachung ist eine komplexe Feindifferenzierung dieser Salmonella-Serovare erforderlich. Mittels Pulsfeld-Gelelektrophorese (PFGE) wurde die klonale Verbreitung von multiresistenten S. Typhimurium DT 104-Isolaten in Europa und USA nachgewiesen [13]. Durch die Kombination der molekularbiologischen Verfahren konnten in einer vergleichenden Untersuchung Isolate aus Deutschland und Österreich zu ungefähr 95% einer genetischen Gruppe zugeordnet werden [14]. Die genotypische Übereinstimmung der österreichischen und deutschen Isolate von S. Typhimurium DT 104 kann als Ausdruck der Internationalität der Ausbreitung gewertet werden. Dies weist auf eine überregionale Verbreitung des Klons hin. S. Typhimurium DT 104 verlangt in jedem Fall ein verstärktes Monitoring im Human, Veterinär- und Lebensmittelbereich. Deswegen scheint es zwingend geboten, das Auftreten dieses Klons bei Menschen, Tieren und in Lebensmitteln weiter zu überwachen. Durch die immer stärker werdende Globalisierung von Lebensmittelhandel und Tourismus sind die gegenwärtigen Infektionen durch Salmonellen weitgehend durch international verbreitete distinkte Salmonella-Klone (z.B. S. Enteritidis PT 4 oder S. Typhimurium DT 104) bedingt, sodass eine zumindest europaweite Überwachung notwendig ist.

Literatur:

Anschrift des Verfassers:
Dr. Daryusch Khaschabi
Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit GmbH,
Institut für veterinärmedizinische Untersuchungen Innsbruck
A-6020 Innsbruck, Langer Weg 27

E-Mail: daryusch.khaschabi@vmibk.ages.at