Hintergrund Der unkontrollierte Einsatz von Antibiotika fördert bakterielle Resistenzmechanismen wie genetische Mutationen oder enzymatische Inaktivierung, die sich durch horizonta-len Gentransfer verbreiten. One Health stellt einen multidimensionalen Ansatz zur Überwachung von antimikrobieller Resistenz (AMR) dar, indem es Wechselwirkungen zwischen Menschen, Tieren und ihrer Umwelt berücksichtigt. Die vorliegende Arbeit möchte anhand von Daten aus einer afrikanischen Gemeinde untersuchen, wie One Health-Prinzipien angewendet werden können, um die Prävalenz von Extended-Spectrum Beta-Lactamase-Producing Enterobacteriaceae (ESBL-PE) bei Gemeinde-mitgliedern und ihrer Umwelt zu erheben und potenzielle Risikofaktoren für die Be-siedelung mit resistenten Keimen zu identifizieren.
Methodik Da Daten zu AMR aus afrikanischen Ländern besonders in nicht-hospitalisierten Be-reichen selten sind, führten wir eine nicht-interventionelle Beobachtungsstudie in So-vu, Ruanda, durch. Um One Health-Aspekte aufzugreifen, umfasste die Probenakqui-se in 312 randomisierten Haushalten neben Rektalabstrichen von 620 Tieren und 643 Menschen auch je ca. 300 Isolate von Wasser, Boden, Gemüse und Tierprodukten. Bakteriologische Speziesidentifizierung mit Fokus auf ESBL-PE sowie Antibiotika-Resistenztestungen mittels Agardiffusionstests wurden durchgeführt. Lokale Health Worker erhoben soziodemografische Informationen mittels standardisierter Fragebö-gen.
Ergebnisse Von insgesamt 2508 gesammelten Proben zeigte sich in 14,8% Wachstum auf ESBL-PE, vornehmlich Escherichia coli sowie Klebsiella pneumoniae. Bei Menschen war eine rektale Besiedlung mit ESBL-PE mehr als doppelt so häufig wie bei Tieren (37,9 % vs. 15,6 %). Gemüse, tierische Produkte und Boden waren zu 2-4% kontaminiert. Isolate von E. coli und K. pneumoniae zeigten hohe Resistenzra-ten gegen Ampicillin/Sulbactam, Ciprofloxacin und Cotrimoxazol. Als Risikofaktoren für eine Besiedlung mit ESBL wurden ein Alter über 18 Jahre, län-gere Transportzeiten für Wasser, akute Durchfallerkrankungen oder ein ESBL-PE-positives Haushaltsmitglied identifiziert. Sozioökonomische Merkmale wie der Besitz eines Radios oder die Fähigkeit, Schulgebühren zu zahlen, hatten ebenso Einfluss auf eine Kolonisierung mit ESBL-PE wie Ernährungsgewohnheiten. Es wurden keine signifikanten Assoziationen mit kürzlicher Antibiotikaeinnahme, Bildungsgrad, Vieh-zucht oder Haushaltsgröße festgestellt.
Schlussfolgerung Unsere Forschungsergebnisse betonen die Wichtigkeit eines One Health-Ansatzes im Kontext von AMR, da Risikofaktoren für die Besiedelung mit resistenten Bakterien in der Umgebung und Lebensweise von Menschen zu finden sind. Wir empfehlen, auch zukünftig das Resistenzgeschehen von Mechanismen wie ESBL in der Gemeinschaft unter dem Aspekt von One Health mit Hinzunahme von Tier- und Umweltgesundheit zu überwachen, um Aufschlüsse über die Entwicklung sowohl von Prävalenzen als auch Risikofaktoren zu erhalten und diese in einen globalen Kontext zu setzen.
Background Antibiotics are the cornerstone of treatment for bacterial infections, but their excessive use promotes resistance mechanisms such as genetic mutations or enzymatic inacti-vation, which spread via horizontal gene transfer. One Health represents a multidi-mensional approach to monitoring antimicrobial resistance (AMR) by considering in-teractions between humans, animals, and their environment. This study aims to inves-tigate, using data from an African community, how One Health principles can be ap-plied to assess the prevalence of Extended-Spectrum Beta-Lactamase-Producing En-terobacteriaceae (ESBL-PE) among community members and their environment and to identify potential risk factors for colonization with resistant bacteria.
Methods Since data on AMR from African countries, especially in non-hospitalized settings, are scarce, we conducted a non-interventional observational study in Sovu, Rwanda. To address One Health aspects, sample collection in 312 randomized households in-cluded rectal swabs from 620 animals and 643 humans, as well as approximately 300 isolates each from water, soil, vegetables, and animal products. Bacteriological spe-cies identification focusing on ESBL-PE and antibiotic resistance testing using agar diffusion tests were performed. Local health workers collected sociodemographic in-formation from participants using standardized questionnaires.
Results Out of a total of 2508 collected samples, growth of ESBL-PE was observed in 14.8%, mainly Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae. Rectal colonization with ESBL-PE was more than twice as common in humans compared to animals (37.9% vs. 15.6%). Animal products, vegetables and soil exhibited contamination levels ranging from 2% to 4%. Isolates of E. coli and K. pneumoniae showed high resistance rates to Ampicil-lin/Sulbactam, Ciprofloxacin, and Cotrimoxazole. Risk factors for colonization with ESBL included age over 18 years, longer time to fetch water, acute diarrheal diseases or a household member positive for ESBL-PE. Socioeconomic characteristics such as owning a radio or ability to pay school fees, as well as dietary habits, also influenced colonization with ESBL-PE. No significant associations were found with recent antibi-otic intake, education level, livestock farming, or household size.
Conclusions Our research findings highlight the importance of a One Health approach in the con-text of AMR, as risk factors for colonization with resistant bacteria are found in the sur-roundings and lifestyle of humans. We recommend continued surveillance of re-sistance mechanisms such as ESBL in the community from a One Health perspective, incorporating animal and environmental health, to gain insights into the evolution of prevalence as well as risk factors and to contextualize them on a global scale.
