Gefahrenidentifizierung der im Schwein epidemiologisch bedeutenden Salmonella enterica subsp. enterica Serovare 4,[5],12:i:- und Derby

Abstract

Salmonellen gehören weltweit zu den bedeutendsten bakteriellen zoonotischen Krankheitserregern, die durch Lebensmittel übertragen werden. Dabei stehen Produkte, die unter Verwendung von Schweinefleisch hergestellt werden mit im Vordergrund. In dieser Arbeit wurde deswegen die Klonalität, die Verbreitung von Subtypen und das Gefahrenpotential für den Menschen, der häufig beim Schwein vorkommenden Serovare S. 4,[5],12:i:- und S. Derby untersucht. In 148 repräsentativ ausgewählten S. 4,[5],12:i:- Stämmen, die vom Schwein, Schweinefleisch und Mensch in Deutschland während der Jahre 2006 und 2007 isoliert wurden, konnten durch Anwendung phänotypischer und genotypischer Methoden zwei klonale Hauptgruppen definiert werden. Sie konnten durch ihren Phagentyp DT193 und DT120 unterschieden werden. Die meisten Stämme besaßen die Multi-Resistenz Ampicillin-Streptomycin-Sulfamethoxazol-Tetracyclin, welche durch die Gene blaTEM1-like, strA-strB, sul2, und tet(B) kodiert wurde. Die Untersuchung ihres Pathogenitätsgenrepertoires mittels DNA-Mikroarrayanalyse ergab nur geringe Unterschiede untereinander und zum Serovar S. Typhimurium. Die Daten zeigen, dass S. 4,[5],12:i:- eng verwandt mit S. Typhimurium ist und folglich als monophasische Variante bezeichnet werden kann. Die zwei klonalen Hauptgruppen von S. 4,[5],12:i:- können den Menschen über Lebensmittel erreichen und sind eine Gefahr für dessen Gesundheit. Deswegen wird auch empfohlen dieses Serovar in die Bekämpfung von Salmonellen in der Europäischen Union einzubeziehen. Weiterhin konnte für beide Serovare gezeigt werden, dass der Verlust des O5-Antigens durch verschiedene Einzelbasenpaar-Austausche, die zu vorzeitigen Stoppkodons führten, Insertionen von IS-Elementen bzw. Deletionen eines 7 bp Tandemduplikats im oafA Leserahmen, verursacht wird. Die Diversität der oafA-Pseudogene, deutet auf einen Evolutionsmechanismus hin, durch den eine Anpassung an verschiedene Umweltbedingungen erfolgen kann. Die Untersuchung von 82 repräsentativen S. Derby Stämmen mittels sequenzbasierter Typisierungsmethoden (MLST, sop-ST) und PFGE ergab, dass zur Zeit eine von vier klonalen Hauptgruppen im Schwein, Schweinefleisch und Mensch dominiert. Die Mehrheit der Stämme war sensibel gegenüber 17 getesteten Antibiotika. Das Pathogenitätsgenrepertoire zeigte sechs verschiedene Typen, wobei der Haupttyp PAT DE1 am ähnlichsten zu dem Repertoire von S. Paratyphi B (dT+, O5-) Stämmen war. Auch für S. Derby sollten Kontrollprogramme in der Primärproduktion durchgeführt werden.

Salmonella is one of the most important bacterial zoonotic pathogens transmitted by food worldwide. Hereby are pork and products thereof within the focus. In this study the clonality, distribution of subtypes and hazard potential for humans of the two serovars S. 4,[5],12:i:- and S. Derby regarding the pig food chain were investigated. Both serovars are frequently isolated from pig. Two clonal main groups were characterized by phenotypic and genotypic methods in a set of 148 representatively selected S. 4,[5],12:i:- strains isolated from pig, pork and humans in Germany between 2006 and 2007. These groups could be differentiated by their phage types DT193 and DT120. Most of the strains harboured a multi resistance of Ampicillin-Streptomycin- Sulfamethoxazol-Tetracyclin encoded by the genes blaTEM1-like, strA-strB, sul2 and tet(B). The investigation of their pathogenicity gene repertoire by DNA- microarray only found minor differences among each other and in comparison with serovar S. Typhimurium. The data demonstrate that S. 4,[5],12:i:- is closely related to S. Typhimurium and therefore can be referred to as monophasic variant. The two clonal main groups of S. 4,[5],12:i:- can reach the human via food and are a risk to his health. For this reason it is recommended to include this serovar in the control programmes for Salmonella in Europe. Furthermore, for both serovars could be shown that the loss of O5-antigen expression originates from different single base pair substitutions resulting in premature stop codons, insertions of IS-elements or deletion of a 7 bp tandem dublicate sequence in the oafA ORF. The diversity in the oafA pseudogene indicates an evolutionary mechanism resulting in adaptation to different environmental conditions. The investigation of 82 representative S. Derby strains by sequence based typing methods (MLST, sop-ST) and PFGE showed that at the moment one of the four clonal main groups is dominating in pig, pork and humans. The majority of strains was susceptible to 17 tested antimicrobials. The pathogenicity gene repertoire represented six different types whereas the main type PAT DE1 was most similar to the repertoire of S. Paratyphi B (dT+, O5-) strains. Also for S. Derby control programmes on farm level should be applied.