Antibiotikaresistente Bakterien und Resistenzgene in Schweinegülle

Hölzel, Christina (2006): Antibiotikaresistente Bakterien und Resistenzgene in Schweinegülle. Dissertation, LMU München: Tierärztliche Fakultät

Abstract

Die vorliegende Untersuchung sollte die Rolle von Bakterien aus Schweinegülle im Zusammenhang mit dem humanrelevanten phänotypischen und genotypischen Resistenzgeschehen objektivieren. Hierzu wurde untersucht, ob und in welchem Umfang Bakterien in Schweinegülle zum Zeitpunkt des Ausbringens Resistenzen gegen ausgewählte veterinärmedizinische, vor allem aber gegen humantherapeutisch relevante antimikrobielle Wirkstoffe exprimieren. Zudem wurden die Gehalte an ausgewählten Tetrazyklin-Resistenzgenen erhoben und unter Einbeziehung verschiedener Einflussfaktoren, darunter auch des Tetrazyklin-Gehaltes der Gülle, verglichen. Zu diesen Zwecken wurden 306 Gülleproben mit bekanntem Antibiotikagehalt aus bayerischen Schweinehaltenden Betrieben mikrobiologisch-kulturellen Untersuchungen einschließlich der phänotypischen Resistenztestung der Isolate gegenüber bis zu 29 human-relevanten Wirkstoffen im Mikrodilutionsverfahren unterzogen. Das quantitative Vorkommen der Tetrazyklin-Resistenzgene tet(M), tet(O) und tet(B) in 115 der Gülleproben wurde mittels RealTime-PCR nach Direkt-Extraktion der DNA erhoben. 380 Gülleproben wurden auf das Vorkommen von Salmonella spp. untersucht. Verglichen mit den deutschlandweit erhobenen Daten zu human-klinischen Isolaten (GENARS-Projekt) lag der Prozentsatz resistenter Bakterienisolate aus Gülle in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle unter den humanmedizinischen Resistenzraten. Eine Ausnahme bildete Doxycyclin (als Vertreter der Tetrazykline) mit bis zu 20 % höherem Resistenzaufkommen in der Gülle, was mit dem weit verbreiteten Einsatz der Tetrazykline in der Nutztierhaltung begründet werden kann. Die Resistenz gegen Reserve-Antibiotika lag bei E. coli zwischen 0 und 2 %; im Einzelfall höher bei Enterokokken. Glykopeptid-resistente Enterokokken traten nicht auf. Es zeichnete sich übereinstimmend ein signifikanter Einfluss der Betriebsgröße auf die Resistenzparameter ab, mit höheren Resistenzraten in größeren Betrieben aller Betriebsformen. Abhängig davon, ob in der Gülle der Nachweis eines oder mehrerer Antibiotika (Tetrazykline, Sulfonamide) gelang, stiegen die Resistenzraten für mehrere Substanz-Keim-Paarungen. Von dieser Entwicklung sind neben veterinärmedizinischen Wirkstoffen, die im Antibiotika-Monitoring tatsächlich nachgewiesen worden waren, auch andere – teils veterinärmedizinisch nicht zugelassene – Wirksubstanzen betroffen, darunter auch solche, deren restriktive Handhabung empfohlen wird (Fluorquinolone, Synercid). Die Zahl der Gülleproben, die hochmehrfach-resistente Bakterien beherbergten, war zwischen antibiotikafreien und antibiotikahaltigen Proben nicht signifikant verschieden. Jedoch differierte der Prozentsatz hochmehrfach-resistenter Isolate nach Tetrazyklin-Gehalt. Zudem exprimierte der Querschnitt aller Isolate innerhalb einer Gülle mit hochmehrfach-resistenten Keime in nachweislich antibiotikahaltigen Proben signifikant mehr Antibiotikaresistenzen, verglichen mit analytisch negativen Proben. Bei der Verfütterung therapeutischer Chlortetrazyklin-Konzentrationen an Schweine konnte ein Anstieg der Gene tet(M) und tet(O) in den Faeces nachgewiesen werden. Quantitative Untersuchungen zum Vorkommen der Resistenzgene tet(M) und tet(O) in Praxisgülle zeigten einen signifikanten Anstieg der Resistenzgen-Gehalte bereits im Konzentrationsbereich ab 0,1 mg Tetrazyklin/kg Gülle (Summe der untersuchten Tetrazykline: Chlortetrazyklin, Tetrazyklin, Oxytetracyclin und Doxycyclin) gegenüber Tetrazyklin-„freier“ Gülle. Der Anteil der Resistenzgene, der sich nach Düngung mit Chlortetrazyklin-haltiger Gülle im Boden wiederfand, war erheblich geringer als die in Gülle gefundenen Gehalte; die maximalen nach CTC-Gülle-Düngung im Boden gefundenen tet(M)-Konzentrationen betrugen nur etwa 0,3 % der durchschnittlichen Gehalte in Gülle und erreichten in Ackerland bis zu einer Woche nach Ausbringung Maximalwerte von 480 000 copies/g. Ab Woche 3 nach Begüllung gab es keinerlei positive Befunde. Im Grünland waren die tet-Resistenzdeterminanten nach initialen Maximalwerten um 10 000 copies/g Boden nach sieben Wochen noch in Konzentrationen bis 100 copies/g nachzuweisen; nach 12 Wochen war jedoch keines der untersuchten Gene mehr detektierbar.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: Antibiotikaresistenz, Schweinegülle, Resistenzgene, Tetrazyklin, Mehrfachresistenz
• Themengebiete: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 590 Tiere (Zoologie) ; 500 Naturwissenschaften und Mathematik
• Fakultäten: Tierärztliche Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 28. Juli 2006
• 1. Bericht­erstatter:in: Erhard, Michael