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Bumann, Carolin (2010): Nachweis lebensmittelhygienisch relevanter bakterieller Zoonoseerreger bei kleinen Wiederkäuern aus der Schweiz. Dissertation, LMU München: Faculty of Veterinary Medicine
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Abstract

Latent infizierte Nutztiere, und so auch Schafe und Ziegen, können Träger verschiedener lebensmittelrelevanter bakterieller Zoonoseerreger sein, ohne dabei selbst klinische Symptome zu zeigen. Da es im Rahmen des Schlachtprozesses sowie der weiteren Verarbeitung zu einer Kontamination des Schlachttierkörpers und der Organe und somit zu einem Eintrag in die Lebensmittelkette kommen kann, ist es notwendig, das Vorkommen dieser Zoonoseerreger zu kennen, um das Risiko einer Kontamination abschätzen zu können. Das Ziel dieser Studie war, die Prävalenz lebensmittelrelevanter bakterieller Zoonoseerreger bei kleinen Wiederkäuern aus der Schweiz zu ermitteln, um somit ihre Bedeutung als Reservoir und Infektionsquelle für den Menschen beurteilen zu können. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Tonsillen und der Kot von 100 Schafen und 100 Ziegen auf das Vorkommen von thermotoleranten Campylobacter spp., Salmonella spp., enteropathogenen Yersinia spp., STEC sowie L. monocytogenes untersucht. Dabei handelte es sich jeweils um 50 adulte und 50 juvenile Tiere verschiedener landestypischer Rassen. Ein Teil der adulten Tiere war zum Zeitpunkt der Schlachtung trächtig. Im Rahmen der Fleischuntersuchung wurden bei einigen Tieren verschiedene pathologische Veränderungen festgestellt. Zunächst wurde eine direkte kulturelle Untersuchung aller ausgewählten Bakterien unter Verwendung von Selektivnährböden durchgeführt. Die anschließende Screeninguntersuchung auf das Vorkommen thermotoleranter Campylobacter spp., Salmonella spp. und L. monocytogenes erfolgte mittels VIDAS®, der Nachweis enteropathogener Yersinia spp. und STEC mittels Real-Time PCR. Positive Proben der Screeninguntersuchungen wurden dann mit Selektivnährböden kulturell untersucht. Weitergehend erfolgte eine Identifizierung präsumtiv gewachsener Einzelkolonien. Für thermotolerante Campylobacter spp., Salmonella spp. und L. monocytogenes wurde eine biochemische Identifizierung gewählt. Zur Identifizierung von STEC und enteropathogenen Yersinia spp. wurde anhand präsumtiver Einzelkolonien eine zweite Real-Time PCR durchgeführt. Abschließend wurden die Ergebnisse hinsichtlich des Alters der Tiere, des Trächtigkeitsstatus, des Vorkommens pathologischer Veränderungen sowie der Zugehörigkeit zu verschiedenen Rassen ausgewertet. In der Screeninguntersuchung mittels VIDAS® fiel die Nachweisrate für Salmonella spp. sowohl bei den Schafen (Tonsillen 100 %, Kot 95 %) als auch bei den Ziegen (Tonsillen 70 %, Kot 50 %) sehr hoch aus. Auffallend war dabei der hohe Anteil positiver Tonsillenproben. Auch thermotolerante Campylobacter spp. wurden häufig, jedoch nur in den Kotproben der Tiere (Schafe 75 %, Ziegen 85 %), nachgewiesen. Der Nachweis von L. monocytogenes fiel niedriger aus (Schafe 5 %, Ziegen 25 %), und war ebenfalls nur in den Kotproben möglich. In der Screeninguntersuchung auf enteropathogene Yersinia spp. waren lediglich 2 % der Schafe positiv für pathogene Y. enterocolitica (Tonsillen 1 %, Kot 1 %). STEC konnten bei 6 % der Schafe (Tonsillen 2 %, Kot 4 %) und 21 % der Ziegen (Tonsillen 9 %, Kot 12 %) nachgewiesen werden. Eine kulturelle Isolierung der in der Screeninguntersuchung positiven Ergebnisse war nur bei einem geringen Anteil der Proben möglich. Die biochemische Identifizierung erbrachte bei 9 Tonsillenproben von Schafen den Nachweis von Salmonella spp. Aus 5 Schafkotproben, 1 Ziegentonsille und 44 Ziegenkotproben konnten verschiedene apathogene Listeria spp. isoliert und identifiziert werden, jedoch aus keiner Probe L. monocytogenes. Alle STEC-positiven Tonsillenproben von Schafen, sowie 2 von 9 Ziegentonsillenproben ließen sich in der zweiten Real-Time PCR bestätigen. Die Auswertung des kulturellen Direktnachweises gab keinen Hinweis auf ein zum Zeitpunkt der Schlachtung akut infiziertes Tier. Insgesamt fiel die Nachweisrate pathogener Bakterien bei juvenilen Tieren höher aus als bei adulten Tieren. Der Vergleich der Ergebnisse erbrachte sowohl im Hinblick auf eine Trächtigkeit der Tiere als auch hinsichtlich des Vorkommens pathologischer Veränderungen bei keinen der untersuchten Bakterien eine statistische Signifikanz. Ein statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen der Nachweisrate und der Zugehörigkeit zu einer Rasse war lediglich bei der Identifizierung von Salmonella spp. erkennbar. Die Studie zeigt, dass Schafen und Ziegen eine wesentliche Bedeutung als Reservoir lebensmittelrelevanter bakterieller Zoonoseerreger zukommt. Die Untersuchungen ergaben, dass die Tonsillen insbesondere eine Infektionsquelle für Salmonella spp. und in geringerem Maße auch für STEC darstellen. Der Kot spielt v.a. bei der Übertragung von thermotoleranten Campylobacter spp. und Salmonella spp., aber auch von STEC und L. monocytogenes eine wichtige Rolle. Im Rahmen der Schlachtung kann es daher, sowohl ausgehend von einer fäkalen Verunreinigung, als auch durch das Entfernen der Tonsillen während der Fleischuntersuchung, zu einer Kontamination und einem Eintrag der Zoonoseerreger in die Lebensmittelkette kommen. Enteropathogene Yersinia spp. konnten insgesamt nur in sehr geringem Umfang nachgewiesen werden, so dass hier den kleinen Wiederkäuern als asymptomatische Trägertiere keine wesentliche Bedeutung beigemessen werden kann.

Abstract

Farm animals, and also sheep and goats, can be asymptomatic carriers of food-borne pathogens. During slaughtering and further dressing the carcasses can easily be contaminated with these pathogens, thus, entering the food chain. Therefore, knowledge of the prevalence of food-borne pathogens in these animals is important to estimate the risk for public health. Thus, the aim of this study was to determine the prevalence of food-borne pathogens in small ruminants from Switzerland in order to estimate their role as a reservoir and as origin of infection for humans. Tonsil and feces samples of 100 sheep and goats each were studied on the occurrence of thermotolerante Campylobacter spp., Salmonella spp., enteropathogenic Yersinia spp., STEC and L. monocytogenes. Fifty juvenile and fifty adult animals were studied each comprising different Swiss breeds. Some of the adults were pregnant when slaughtered. Additionally, pathological alterations were reported during meat inspection. Firstly, the samples were directly plated onto selective agar media. The samples were then screened for Salmonella spp., thermotolerante Campylobacter spp. and L. monocytogenes using VIDAS®. STEC and enteropathogenic Yersinia spp. were detected using real-time PCR. Positive screening samples were further examined using cultural methods. Presumptive colonies were identified using biochemical methods (thermotolerante Campylobacter spp., Salmonella spp. and L. monocytogenes) and real-time PCR (STEC and enteropathogenic Yersinia spp.), respectively. Additionally, the results were statistically analyzed in concern to age, status of pregnancy, pathological alterations and breed. Using VIDAS® the detection rate of Salmonella spp. was very high both in sheep (tonsils 100%, feces 95%) and in goats (tonsils 70%, feces 50%). Remarkable was the number of positive tonsil samples. Campylobacter spp. was detected frequently in the feces of both animals (sheep 75%, goats 85%) while the detection rate of L. monocytogenes in the feces of the animals was low (sheep 5%, goats 25%). Also, L. monocytogenes could not be detected in any tonsil. Pathogenic Y. enterocolitica was detected only in sheep (2%) using PCR methods. Here, tonsil (1%) and feces (1%) samples were Yersinia positive. Additionally, STEC was detected in sheep (6%) and in goats (21%) using PCR. Both animal species showed positive tonsil and feces samples: 2% and 4% in sheep, respectively, and 9% and 12% in goats, respectively. Nevertheless, isolation succeeded only in some screening positive samples. Salmonella spp. was identified from 9 tonsil samples taken from sheep. Apathogenic Listeria spp. was isolated from 5 sheep feces, 1 goat tonsil and 44 goat feces samples, but no pathogenic L. monocytogenes was isolated. All STEC positive sheep tonsils and 2 out of 9 STEC positive goat tonsils were confirmed using PCR. There was no indication of an acutely infected animal analyzing the directly plated selective agar media. In total, the detection rate of food-borne pathogens was higher in juvenile than in adult animals. The correlation of detection rate of food-borne pathogens to status of pregnancy and pathological alterations was not statistically significant. Yet, there was a statistical significance between Salmonella spp. positive samples and breed. This study shows that sheep and goats play a major key role as a reservoir for food-borne pathogens. Especially the tonsils can be regarded as an infection source for Salmonella spp. and to a lesser extent for STEC. Also, the feces of small ruminants might be important in the transmission of thermotolerante Campylobacter spp., Salmonella spp., STEC and L. monocytogenes. During the slaughtering process the carcasses can easily be contaminated either due to fecal contamination or removal of the tonsils, thus resulting in an intake of food-borne pathogens into the food producing chain. Enteropathogenic Yersinia spp. were barely detected implicating that small ruminants are seldom asymptomatic carriers.