To summarize, we were not able to discern any significant features of the 116 strains we analyzed in this promotion thesis, neither by genomic based in- silico nor by functional biological analysis, distinguishing avian from human E. coli strains of ExPEC ST95. Due to these data, ExPEC strains of ST95 have to be defined as zoonotic agents. To our knowledge, such a strong evidence for any ExPEC to be zoonotic has not been published before. As these strains investigated belong to 43 different serotypes, we consider the ST to be of more significance to judge on the biological features than the conventional typing methods. We thereby largely extended previous studies reporting on similar genetic makeup and indistinguishable phenotypic characters and commonality in serogroups, phylogenetic background, virulence genes profile and the ability to cause disease in certain animal models by human ExPEC and APEC isolates (Wirth et al. 2006, Johnson et al. 2007, Moulin-Schouleur M 2007, Ewers et al. 2009) explains that the avian strains of ST95 are indistinguishable from human ExPEC strains and indicates the fact, that ExPEC strains of ST95 possess zoonotic potential. As in particular chickens are held in large populations and avian pathogenic E. coli is a prominent cause of disease in these animals, we consider in particular chickens as a relevant risk of human infections via food or direct contact. Furthermore, these APEC, UPEC and NMEC have common ancestors. Recently, two strains of ST95 were observed in dogs which belonged to the same phylogenetic group B2 and harbored similar sets of virulence genes as that of the other human and avian strains of ST95 (Ewers, Wieler et al., unpublished data). UPEC strains isolated from dogs have been observed earlier to be phylogenetically related to that of the humans (Johnson et al. 2001b, Johnson et al. 2008b). Such strains are thought to cross the host specificity barrier and colonize and infect humans and other companion animals such as cats as observed in the strains of other STs as ST131 (Johnson et al. 2009). Earlier reports have shown that a UPEC strain causing UTI in dog was also found to colonize humans in the same residence (Johnson et al. 2008a) illustrating animal-to-human transmission of ExPEC. Therefore, this is indicating the fact that companion animals could be potential reservoirs for the transmission of UPEC to humans.
Im Verlauf dieser Promotionsarbeit war es uns nicht möglich, signifikante Eigenschaften der 116 analysierten Stämme durch Genom basierte in silico sowie funktionelle biologische Analysen zu ermitteln, die eine Unterscheidung von aviären zu humanen E.coli Isolaten von ExPEC ST95 ermöglichen. Auf Grund dieser Daten sollten ExPEC Stämme des ST95 als Zoonoseerreger definiert werden. Nach unserem Wissen wurde ein solch starker Beweis für das zoonotische Potential von ExPEC bisher noch nicht veröffentlicht. Da die untersuchten Stämme 43 verschiedenen Serotypen zugeordnet sind, betrachten wir den Sequenztyp (ST) im Vergleich zu den herkömmlich verwendeten Typisierungsmethoden als genauer um biologische Eigenschaften beurteilen zu können. Dabei haben wir größtenteils auf Ergebnisse früherer Studien aufgebaut, die den ähnlichen genetischen Aufbau und die nicht zu unterscheidenden phänotypischen Eigenschaften und Gemeinsamkeiten in Serogruppen, den phylogenetischen Hintergrund, das Virulenzgen-Profil und die Fähigkeit von humanen ExPEC und APEC Krankheiten in bestimmten Tiermodellen zu verursachen, aufzeigen (Wirth et al. 2006, Johnson et al. 2007, Moulin- Schouleur M 2007, Ewers et al. 2009) und somit erklären, dass aviäre Stämme des ST95 nicht von humanen ExPEC zu unterscheiden sind und ExPEC des ST95 somit ein zoonotisches Potential besitzen. Da vor allem Hühner in großen Populationen gehalten werden und aviäre pathogene E.coli eine bedeutende Ursache für Krankheiten in diesen Tieren sind, betrachten wir besonders Hühner als relevanten Risikofaktor für die Infektion von Menschen durch Lebensmittel oder direkten Kontakt. Weiterhin haben APEC, UPEC und NMEC gemeinsame Vorgänger. Kürzlich wurden zwei Stämme des ST95 in Hunden entdeckt, die zur selben phylogenetischen Gruppe B2 gehören und beide die gleiche Zusammenstellung an Virulenzgenen aufweisen wie andere humane und aviäre Isolate des ST95 (Ewers, Wieler et al., unpublished data). UPEC Stämme, die von Hunden isoliert wurden, konnten schon früher in phylogenetischen Zusammenhang mit humanen Isolaten gebracht werden (Johnson et al. 2001b, Johnson et al. 2008b). Von solchen Stämmen wird vermutet, dass sie die wirtsspezifische Grenze überqueren und so Menschen und andere Haustiere wie z.B. Katzen kolonisieren und infizieren können, wie es schon bei anderen STs wie ST131 beobachtet werden konnte (Johnson et al. 2009). Frühere Berichte haben gezeigt, dass UPEC Stämme die in Hunden UTI verursachen auch die mit ihnen zusammenlebenden Menschen kolonisieren können (Johnson et al. 2008a), was die Tier-zu-Mensch Übertragung von ExPEC unterstreicht. Diese Fakten weisen darauf hin, dass Haustiere ein potentielles Reservoir für die Übertragung von UPEC auf den Menschen sind.
