dc.contributor.author
Büchter, Britta
dc.date.accessioned
2018-06-07T15:21:20Z
dc.date.available
2011-01-24T10:10:09.343Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/956
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-5158
dc.description.abstract
Extended-Spectrum-Beta-Laktamase (ESBL)-produzierende E. coli stellen ein
ernstzunehmendes weltweites Problem in der Human- wie Tiermedizin dar. ESBL
limitieren die Wirksamkeit und Einsatzmöglichkeiten vorhandener Beta-
Laktamantibiotika; eine wirkungsvolle Therapie kann deshalb unter Umständen
nicht gewährleistet werden. Die rasche weltweite Verbreitung ESBL-
produzierender E. coli erfordert ein kontinuierliches Monitoring. Ziel dieser
Arbeit war die phänotypische Detektion und genotypische Charakterisierung von
ESBL-produzierenden E. coli-Stämmen in einem Kollektiv aus Stämmen
unterschiedlicher bakterieller Infektionskrankheiten von Nutztieren (Rind,
Schwein und Geflügel), um repräsentative Daten über die Häufigkeit und die
Gruppenzugehörigkeit von ESBL in der deutschen Nutztierpopulation zu gewinnen.
Aus diesem Grund wurden insgesamt 2.352 E. coli-Stämme untersucht. Mittels
Agardiffusionstest wurden ESBL-produzierende E. coli nach Vorgaben des CLSI
phänotypisch bestätigt. Die Bouillon-Mikrodilution wurde sowohl zur
allgemeinen Resistenzbestimmung sowie als Screening zur Detektion von
CTX-M-Produzenten eingesetzt. ESBL-produzierende E. coli wurden anschliessend
mittels Polymerase-Kettenreaktion (PCR) und Sequenzanalyse genotypisch
charakterisiert und durch Einsatz der Pulsfeld-Gelelektrophorese (PFGE) auf
eine mögliche genomische Ähnlichkeit hin untersucht. Unsere Studie konnte
erstmals belegen, dass ESBL-produzierende E. coli-Stämme auch in deutschen
Nutztierpopulationen vertreten sind. Die Prävalenz in der getesteten
Nutztierpopulation lag im Studienjahr 2005/2006 bei 1,7 %. Sie war damit
deutlich niedriger als die in der Humanmedizin (5,1 % im Jahr 2004 gemäß PEG).
Die Prävalenz ESBL-produzierender E. coli innerhalb der untersuchten Tierarten
betrug 3 % für Rinder, 1,2 % für Schweine und 0,3 % für Geflügel. Innerhalb
der Tierarten wurden alle Altersstufen berücksichtigt. ESBL-Produzenten (n=40)
wurden bei Rindern größtenteils in den Indikationen Enteritis (16/26) und
Mastitis (6/26), bei Schweinen in der Indikation Enteritis (9/11) und beim
Geflügel mit Septikämien (3/3) gefunden. Alle 40 detektierten ESBL-
produzierenden E. coli trugen blaCTX-M-Gene. Davon konnten 36 blaCTX-M-1 Gene
und 4 blaCTX-M-15 Gene identifiziert werden. blaCTX-M-15 Gene waren
ausschliesslich bei Kälbern mit Enteritiden vertreten. blaCTX-M-1 Gene wurden
hingegen bei allen drei Tierarten detektiert. Die PFGE wies mit 38
verschiedenen Pulsfeldmustern eine große genomische Diversität zwischen den
getesteten 40 E. coli-Stämmen auf. Eine große genomische Ähnlichkeit lag bei
vier blaCTX-M-1-tragenden Stämmen vor. Zwei Stämme wiesen eine Ähnlichkeit von
93 % und zwei weitere Stämme wiesen eine Ähnlichkeit von 85 % auf. Im
Vergleich zu humanmedizinischen Daten war die für einen Vergleich zur
Verfügung stehende Datenlage in der Veterinärmedizin insgesamt als nicht
ausreichend einzustufen. Daten aus Deutschland lagen zu Beginn der Studie
nicht vor. Daher konnte zu diesem Zeitpunkt auch keine Aussage getroffen
werden, ob und wenn ja, in welcher Häufigkeit ESBL-produzierende E. coli in
der deutschen Nutztierpopulation vorkommen. Aufgrund des erweiterten
Resistenzspektrums gegenüber Beta-Laktamantibiotika, der damit einhergehenden
Wahl einer geeigneten antimikrobiellen Therapie und dem zoonotischen Potenzial
dieser Bakterien werden repräsentative Daten zur Einschätzung der Situation in
Deutschland dringend benötigt. Humanmedizinische Studien konnten in den
letzten Jahren einen kontinuierlichen Anstieg ESBL-produzierender E. coli
aufzeigen. Aufgrund dessen wird eine regelmäßige Beobachtung der Entwicklung
der Daten aus der Veterinärmedizin dringend angeraten, um zukünftig valide
Aussagen bezüglich der veterinärmedizinischen Prävalenzrate und ihres
möglichen Anstiegs treffen zu können. Die Daten dieser Arbeit geben eine erste
Auskunft über die Prävalenz sowie den genotypischen Charakter ESBL-
produzierender E. coli in den getesteten deutschen Nutztierpopulationen und
bieten eine Grundlage für zwingend erforderliche weitere Monitoringstudien –
sowohl in der Nutztierhaltung als auch im Bereich der Hobbytiere. Insbesondere
im letztgenannten Bereich sollte eine Surveillance nosokomialer Infektionen in
Erwägung gezogen werden.
de
dc.description.abstract
Extended-Spectrum-Beta-Lactamase (ESBL)-producing E. coli are becoming a
serious problem worldwide not only in human but also in veterinary medicine.
This is due to the fact that ESBLs limit the effect of existing Beta-
Lactamantibiotics, and, as a consequence, their possible application. Hence,
effective therapy cannot necessarily be guaranteed. It is of imminent
importance that worldwide spreading of ESBL-producing E. coli continuously be
monitored. The provided research was aimed at phenotypical detection and
genotypical characterization of ESBL-producing E. coli strains in a collective
of various bacterial infectious diseases of food-delivering animals (cattle,
pigs and poultry) in order to find representative data regarding frequency and
group affiliation of ESBLs in the German food-delivering animal population.
For this purpose, a total of 2352 E. coli strains were examined. By applying a
disc diffusion test, the existence of ESBL-producing E. coli was confirmed
according to CLSI standards. Broth microdilution was applied in order to
determine general resistance and was also applied as a measure of screening in
order to detect CTX-M-producers. Subsequently, ESBL-producing E. coli were
genotypically characterized by use of polymerase chain reaction (PCR) and
sequence analysis. They were also examined by employing pulsed-field gel
electrophoresis (PFGE) in order to determine possible genomic similarity. The
results of this study provided proof for the first time that ESBL-producing E.
coli strains are in existence in the German food-delivering animal population.
A prevalence of 1,7 % in the tested population was determined in the years
2005/2006, which was clearly much lower than in human medicine (5,1 % in the
year 2004 according to PEG). Among the tested species ESBL-producing E. coli
were prevalent with 3 % in cattle, 1,2 % in pork and 0,3 % in poultry. Within
each animal species all ages were examined. ESBL-producing E. coli (n=40) were
mostly found with the indications enteritis (16/26) and mastitis (6/26) in
cattle, with the indication enteritis in pigs and with septicaemia in poultry.
All 40 detected ESBL-producing E. coli were carriers of blaCTX-M-genes. Among
these, 36 blaCTX-M-1 and 4 blaCTX-M-15-genes were identified.
blaCTX-M-15-genes were only present in calves with enteritis, however,
blaCTX-M-1-genes were found in all three animal species. PFGE showed 38
different pulsed-field patterns which proves a large genomic diversity among
the 40 investigated strains. A high genomic similarity was found in four
blaCTX-M-1 carrying strains. Two strains had a similarity of 93 % and two
further strains a similarity of 85 %. The existing data for veterinary
medicine is not sufficient for a comparison between veterinary and human
medicine. At the beginning of this study no data was available from Germany.
Therefore, no statement could be made concerning the existence and frequency
of ESBL-producing E. coli in the German food-producing animal population. Due
to the enlarged spectrum of resistance against beta-lactamantibiotics and, as
a result, the choice of a suitable antimicrobiotic therapy as well as the
zoonotic potential of this type of bacteria, it is urgently recommended to
collect representative data in order to evaluate the situation in Germany. A
continuous rise of ESBL-producing E. coli in human medicine was documented
within the last years. Therefore, it is imperative to closely observe the
development of this phenomenon in veterinary medicine in order to make valid
statements regarding prevalence in veterinary medicine and its possible rise.
The data provided in this study can be viewed as initial information regarding
prevalence as well as genotypical character of ESBL-producing E. coli in the
tested food-delivering animal population in Germany. It also offers a basis
for urgently necessary monitoring studies - within food-producing animal
populations as well as for domestic animals. Especially with regard to
domestic animals a surveillance of nosocomial infections should be taken into
consideration.
en
dc.format.extent
X, 109 S.
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
escherichia coli
dc.subject
beta-lactamase
dc.subject
drug resistance
dc.subject
beta-lactam antibiotics
dc.subject
cephalosporins
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::630 Landwirtschaft::630 Landwirtschaft und verwandte Bereiche
dc.title
Vorkommen und Charakterisierung von Extended-Spectrum-Beta-Laktamase
(ESBL)-produzierenden Escherichia coli bei Lebensmittel liefernden Tieren
dc.contributor.firstReferee
Univ.-Prof. Dr. Lothar H. Wieler
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Reinhard Kroker
dc.contributor.furtherReferee
Univ.-Prof. Dr. Uwe Rösler
dc.date.accepted
2010-11-29
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000020799-5
dc.title.translated
Appearance and molecular characterization of „Extended-Spectrum-Beta-
Lactamase“ (ESBL)-producing Escherichia coli in food-producing animals
en
refubium.affiliation
Veterinärmedizin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000020799
refubium.note.author
Mensch und Buch Verlag
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000008875
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access