Epidemiology, genotyping and antibiotic resistance of zoonotic bacteria isolated from poultry in Egypt

Beschreibung

Epidemiologie, Genotypisierung und Antibiotikaresistenz von zoonotischen Bakterien, die von Geflügel in Ägypten isoliert wurden Geflügel und Geflügelprodukte gelten als Hauptreservoir für viele zoonotische Pathogene, welche weltweit für humane, durch Lebensmittel verursachte Erkrankungen verantwortlich gemacht werden. Diese Krankheitserreger erlangen eine besondere Bedeutung durch die global zunehmende Ausbildung von Resistenzen gegenüber antimikrobiell wirksamen Substanzen, wofür die Verwendung von Antibiotika in der Lebensmittelindustrie mitverantwortlich gemacht wird. Die Geflügelindustrie ist ein wichtiger Sektor der ägyptischen Ökonomie. Dabei liefert die Puten-Produktion jedoch insgesamt nur einen geringen Beitrag. Es gibt ein paar Studien, in denen eine mögliche Übertragung von zoonotischen Erregern und der damit einhergehenden Antibiotikaresistenz zwischen Puten und Mensch in Ägypten diskutiert werden. Der weltweite Anstieg von ESBL- und Carbapenemasen-produzierenden Gram-negativen Bakterien erfordert eine intensive Überwachung. ESBL-produzierende und Colistin-resistente Escherichia coli-Stämme in Geflügelfarmen in Ägypten spielen eine wichtige Rolle, weil die Möglichkeit des Verbreitens und der Übertragung solcher Isolate und der damit verbundenen Resistenzgene einschließlich des Plasmid-lokalisierten mcr-1-Gens auf Menschen besteht. Im Rahmen dieser Untersuchungen wurden Vertreter der Enterobacteriaceae isoliert und identifiziert: Escherichia coli (87,5 %), Enterobacter cloacae (6,9 %), Klebsiella pneumoniae (2,8 %) und Citrobacter-Spezies (2,8 %). Unter den Escherichia coli-Isolaten befanden sich 12,5 % ESBL-Produzenten, während nur 1,8 % ESBL/Carbapenemasen-produzierend waren. Das mcr-1-Gen konnte in 7,9 % der phänotypisch resistenten Escherichia coli-Isolate nachgewiesen werden. Das am häufigsten nachgewiesene Resistenzgen war blaTEM, welches 85,7 % der ESBL- und AmpC β-Lactamase-produzierenden Isolate trugen, während blaCMY-2 und blaOXA-7 in 3,2 % dieser Isolate gefunden wurden. Jeweils 1,6 % der ESBL-produzierenden Isolate trugen folgende Gene: blaCTX-M9, blaCTX-M1-15, blaOXA-1, blaDHA-1, blaLAP-1 und blaSHV. Die durch Mikroarray-Analyse identifizierten Virulenz-assoziierten Gene waren unterschiedlich in den Escherichia coli-Isolaten verteilt. Unter den untersuchten Genen befanden sich solche des Sekretionssystems (cif, espA, espF_013H2, espJ, nleA, nleBO157:H7 und tccP), Gene, die im Adhäsionsprozess beteiligt sind (eae und iha) und Serinprotease-Autotransporter-Gene tsh, pic und vat). Verschiedene Toxin-Gene (astA, cma, hlyE, mchF, sat und senB) wurden ebenso nachgewiesen wie Virulenzgene, die im Zusammenhang mit Fimbrien stehen (lpfA und prfB). Die Anwesenheit von Genen weiterer Virulenzfaktoren in den Isolaten konnte bestätigt werden (hemL, intl1, ireA, iroN, iss und tir). Es wurde gezeigt, dass molekularbiologische Nachweismethoden wie Mikroarray-Untersuchungen zuverlässige und schnelle Werkzeuge für den Nachweis von GenoSerotypen, Resistenz- und Virulenz-assoziierten Determinanten sind (Kapitel 2). Auch Koagulase-negative Staphylokokken sind bei ernsthaften Infektionen beim Menschen und bei Tieren beteiligt. Sie zeigen oftmals Resistenz gegenüber verschiedenen Antibiotika und haben großes Interesse in der Forschung geweckt. Allerdings sind für Ägypten nur wenige Daten hinsichtlich der Prävalenz und der Resistenzprofile von Koagulase-negativen Staphylokokken verfügbar. Verschiedene Koagulase-negative Staphylokokken-Spezies wurden von gesunden Puten aus fünf Gouvernoraten in Ägypten isoliert. Die Staphylokokken wurden mittels MALDI-TOFMassenspektrometrie identifiziert: Staphylococcus lentus (41,0 %), Staphylococcus xylosus (20,5 %), Staphylococcus saprophyticus (12,8 %), Staphylococcus sciuri (7,7 %), Staphylococcus condimenti (5,12 %), Staphylococcus cohnii (5,12 %), Staphylococcus simulans (2,6 %), Staphylococcus epidermidis (2,6 %) und Staphylococcus arlettae (2,6 %). Die Antibiotika-Empfindlichkeitstestung wurde mittels “Broth Microdilution Test” durchgeführt. Alle Isolate erwiesen sich als resistent gegenüber Trimethoprim/Sulphametoxazol, Penicillin, Ampicillin und Tetrazyklin. Die Resistenzraten gegenüber Erythromycin, Chloramphenicol, Oxacillin, Daptomycin und Tigecyclin betrugen 97,4 %, 94,9 %, 92,3 %, 89,7 % und 87,2 %. Einunddreißig Isolate waren resistent gegenüber Linezolid (79,5 %). Eine niedrige Resistenzrate wurde jeweils für Imipenem und Vancomycin (12,8 %) gefunden. Die Anwesenheit folgender Resistenz-assoziierter Gene wurde bestimmt: mecA, vanA, blaZ, erm(A), erm(B), erm(C), aac-aphD, optrA, valS und cfr. erm(C) konnte in allen phänotypisch Erythromycin-resistenten Isolaten identifiziert werden, wobei zwei Isolate drei Erythromycin-Resistenz-vermittelte Gene trugen (erm(A), erm(B), erm(C)). Die cfr- und optrA-Gene wurden in 35,5 % und 38,7 % der phänotypisch Linezolid-resistenten Isolate gefunden, während die Präsenz von mecA (Oxacillin-Resistenz), aac-aphD (Gentamicin-Resistenz) und blaZ (Penicillin-Resistenz) zu 22,2 %, 41,9 % und 2,6 % dieser Isolate bestimmt wurde. Diese Studie war die erste, welche sich mit dem Zusammenhang von Linezolid-Resistenz und der Präsenz der cfr- und optrA-Gene in Koagulase-negativen Staphylokokken in Ägypten befasst hat. Sie zeigte eindeutig, dass Mensch und Geflügel als Vektor für Koagulase-negative Staphylokokken, welche Resistenzgene tragen, agieren kann. Multi-resistente Koagulasenegative Staphylokokken stellen damit eine Bedrohung in der Human- und Veterinärmedizin dar (Kapitel 3). Es existieren keine geographischen Grenzen, die die weltweite Ausbreitung der Antibiotika-Resistenz verhindern können. Es ist notwendig, Präventivmaßnahmen zur Verhinderung einer weiteren Verschlechterung der Resistenzlage durchzuführen. Dies muss lokal, national, aber auch international erfolgen, um so eine Verbesserung bezüglich der Antibiotika-Resistenz von Pathogenen im Lebensmittelbereich zu erreichen.

Autor*in

Amira Awad Ibrahim Moawad

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