Update EHEC unter besonderer Berücksichtigung von pflanzlichen Lebensmitteln. Ulrich Busch

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1 Update EHEC unter besonderer Berücksichtigung von pflanzlichen Lebensmitteln Ulrich Busch

2 Das LGL und seine interdisziplinäre Struktur StMUV StMGP StMAS Lebensmittel- und Futtermittelsicherheit Gesundheit, Pharmazie Arbeitsschutz Tiergesundheit und Tierschutz LGL Verbraucherschutz (Produkt- und Chemikaliensicherheit, Gefahrenschutz) LGL Jahresbericht

3 LGL-Standorte Bad Kissingen Gemünden Würzburg Dienstsitz Erlangen Nürnberg Schwabach Oberschleißheim München/Flughafen München + 6 Regionalzentren Krebsregister LGL Jahresbericht

4 Untersuchungen des LGL Überblick 2017 Veterinärmedizinische Proben: (Untersuchungen: , zusätzlich Dosen stallspezifische Impfstoffe) Humanmedizinische Untersuchungen: Futtermittelproben: Untersuchungen an Proben Untersuchungen im Bereich Produktsicherheit und stofflicher Verbraucherschutz: Lebensmittelüberwachung: Proben LGL Jahresbericht

5 Interdisziplinäre Ausrichtung des LGL Der One-Health-Gedanke am LGL - Antibiotika/Antibiotikaresistenzen - Umweltkontaminanten/Umweltmedizin: perfluorierte Substanzen im Landkreis Altötting - Zoonosen/Ausbruchsaufklärung Lebensmittelüberwachung - Probenahmen und Beanstandungen - Ermittlungen und Untersuchungen zu Fipronil in Eiern und Eiprodukten - Sonderkontrollprojekt Schlachthöfe - Frühwarnprojekt am LGL Aktuelle Themen im Bereich Lebensmittel - Allergene - neue Lebensmittel: Trendlebensmittel, Superfood, vegetarische/vegane Produkte - Ernährungsphysiologie: Inhaltstoffe von Lebensmitteln Aktuelle Themen im Bereich Tiergesundheit - Aviäre Influenza - Afrikanische Schweinepest Gesundheit/Humanmedizin - Projekt epin - Ärztliche Versorgung: Förderprogramme, Kommunalbüro und Gesundheitsregionen plus - Bayerisches Krebsregister - Prävention, Kindergesundheit, Gesundheitsberichterstattung LGL Jahresbericht

6 /media/de/2018_iglo_bilder/01_pressemitteilungen/ _pm_iglo _vorsorglicher-ruckruf_petersilie-40g.ashx?la=de-de 6

7 Escherichia coli Familie: Enterobacteriaceae Gattung: Escherichia peritrich begeißelt Gram-negativ bewegliche Stäbchen nicht sporenbildend 7

8 Escherichia coli Katalase + Oxidase - Indol + Laktose i.d.r. + Rote Kolonien mit metallischem Glanz auf Endo-Agar Teil der physiologischen Darmflora von Warmblütern Escherichia coli ist ein physiologischer Besiedler des menschlichen und tierischen Darmes und fast aller Säugetiere (1 % Dickdarmflora; 10 4 bis 10 9 KbE) Ausnahme: Meerschweinchen und Chinchillas Bunte Reihe

9 Subdifferenzierung E. coli - Serotypie Zellwand Gram-negativer Bakterien O-Ag = Oberflächen-Ag (hitzestabil) Polysaccharidkette des LPS (äußere Membran d. Zellwand) 177 H-Ag = Flagellen-Ag Flagellin (Protein) 53 Bild Enterobacteriaceae-Antigene: Veterinary Microbiology and Microbial Disease;Quinn, Markey, Carter, Donnelly Leonard;Blackwell Publishing Bild Aufbau der Zellwand gram-negativer Bakterien: Fruth (2005) Biodiversität der O- und H-Antigene von Escherichia coli: serologische und molekulare Identifizierung

10 Subdifferenzierung E. coli - Serotypie Serotyp = Stamm mit identifiziertem O- oder H-Ag z.b. O103 Serovar = Stamm mit kompletter Antigenformel z.b. O26:H11, O8:K50:H51

11 Häufigkeit der humanen Stuhlprobenisolate / Serotypen O128 O76 O74 O55 O105 O112 O136 O179 O21 O6O1 O118 O143 O43O5 O106: O100 O78 O119 O124 O127 O130 O153 O175 O75 O116 O92 O10 O117 O126 O181 O22 O23 O154 O174 O156 O121 O115 O80 O8 O113 O2 O177 O111 O146 O104 O145 O26 O103 O157 O91 LGL Stämme serotypisiert, 73 Serotypen O26: 14 % (110) O157: 11 % (81) O91: 9 % (72) O103: 9 % (70) O145: 7 % (52) O104 (2011): 6 % (47) O146: 5 % (39) O111 / O2 / O177: 3 % (26/20/20) Doktorarbeit Hannah Adam, LGL 11

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13 Einteilung E. coli - Pathogenität E. coli ist als Teil der normalen Darmflora von Mensch und Tier primär nicht als Krankheitserreger anzusehen Unterscheidung zwischen apthogenen Kommensalen des Darms und pathogenen E. coli Intestinale Infektionen (IPEC; Intestinal pathogene E. coli) Extraintestinale Infektionen (ExPEC; Extraintestinal pathogene E. coli) Uropathogene E.coli (UPEC) Nephropathogene E. coli (NPEC) Meninogoseptische bzw. septischpathogene (SPEC) 13

14 Einteilung E. coli - Pathogenität apathogene E. coli pathogene E. coli : PATHOVARE EHEC STEC / VTEC EPEC ETEC EIEC EAggEC DAEC intestinal (obligat pathogen) Enterohämorrhagische E. coli (humanes, klinisches Isolat) Shigatoxinbildende E. coli / Verotoxinbildende E. coli Enteropathogene E. coli Enterotoxische E. coli Enteroinvasive E. coli Enteroaggregative E. coli Diffus adhärierende enteropathogene E. coli extraintestinal (ExPEC, fakultativ pathogen) UPEC NMEC NTEC

15 Einteilung E. coli - Pathogenität apathogene E. coli pathogene E. coli E.coli-Pathovare Enterotoxische E. coli (ETEC) Enteroinvasive E. coli (EIEC) Enteropathogene E. coli (EPEC) Enterohämorrhagische E. coli (EHEC) Enteroaggregative E. coli (EAEC) Diffus adhärente E. coli (DAEC) Klinisches Syndrom Reisedurchfälle Shigellose-ähnliche Erkrankung Durchfall bei Kindern Hämorrhagische Kolitis, HUS Durchfälle bei Kindern Durchfälle bei Kindern 15

16 EHEC Vorkommen: Übertragung: Darmflora v.a. von Wiederkäuern (Rind) asymptomatisch fäkal kontaminierte Lebensmittel, rohe / unzureichend erhitzte Lebensmittel, Kontakt (Mensch-Mensch / Tier-Mensch) Pathogenitätsfaktoren: Shigatoxine: Stx1 (stx-1) und Stx2 (stx-2) Intimin (eae) Hämolysin (hly) Gene auf Bakteriophagen lokalisiert Wirkmechanismus: Hemmung der Proteinbiosynthese eukaryontischer Zellen Zelltod kapillarer Endothelzellen Pathogenitätsinsel im Chromosom Wirkmechanismus: Anheftung an die Darmwand, Zerstörung der Mikrovilli Virulenzplasmid (po157) Wirkmechanismus: porenbildendes Zytotoxin 16

17 Pathogenitätsfaktoren und Krankheitsbild stx-2 stx-1 eae hly 97,1 % HUS-Erkrankung 2,9 % HUS-Erkrankung 39,8 % Enteritis 95,7 % HUS-Erkrankung 65,5 % Enteritis 94,3 % HUS-Erkrankung 83,0 % Enteritis» aus Bockemühl et al, 1997 Bundesgesundheitsbl. Sonderheft 10/

18 Shigatoxine Toxin Homologie * Rezeptor A B Stx1 97% 98% Gb3 1 Stx1c 97% 98% Gb3 Stx1d ka ka Gb3 Stx2 53% 64% Gb3 Stx2c 53% 61% Gb3 Stx2d act ka ka GB3 Stx2d 54% 61% Gb3 Stx2e 53% 61% Gb3/ Gb4 Stx2f 54% 60% Gb3 Stx2g ka ka Gb3 Prof. Dr. Roger Stephan, Universität Zürich Prophagen codiert (lytische Phase!) * zu Shigatoxin von Shigella dysenteriae 1 Globotriaosylceramid 18

19 Definitionen Enterohämorrhagische E.coli (EHEC) sind eine humanpathogene Untergruppe der Shigatoxin-produzierenden E.coli (STEC)- auch als Verotoxin-bildende E.coli (VTEC) bezeichnet. Da gegenwärtig noch nicht bekannt ist, welche Eigenschaften einen STEC (VTEC) zum EHEC machen, müssen alle STEC (VTEC) als potentielle EHEC betrachtet werden. verotoxinbildende E.coli VTEC synonym EHEC klinische Isolate von Menschen shigatoxinbildende E.coli STEC

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21 EHEC Klinik: ID: Keime IKZ: h Erbrechen, Durchfall (hämorrhagisch) HC (Hämorrhagische Colitis) Postinfektiöse Komplikationen: HUS (enteropathisches Hämolytisch-Urämisches Syndrom: hämolytische Anämie, Thrombozytopenie und Niereninsuffizienz) TTP (Thrombotisch-Thrombozytopenische Purpura)

22 Infektionswege Infektion indirekt über fäkal kontaminierte Lebensmittel unzureichend gegartes Rindfleisch, Rohwurst, Rohmilch, Salat, Sprossen, Apfelsaft und Trinkwasser Kontaktinfektionen von Mensch zu Mensch und von Tier zu Mensch Sehr niedrige Infektionsdosis: Keime

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25 Lebensmittelrechtliche Beurteilung in Deutschland 25

26 Rechtliche Bewertung 26

27 Beispiele &bih=773&ei=sexfw5f1jip0kwx686dwdg&q=gut+durcherhitzen&oq= gut+durcherhitzen&gs_l=img ac.1.64.img j0i30k1j0i5i30k1.0.d3H5-8ofMbA#imgdii=THU6A4it824MtM:&imgrc=qg24avZwjrlrrM:&spf=

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29 Beispiele Stangen-Tiefgefroren/dp/B01DTZ64MA 29

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31 Nachweismethoden phänotypisch Erregernachweis Kulturverfahren Immunomagnetische Separation (IMS) Toxinnachweis ELISA Immunoblot-Technik genotypisch molekularbiologische Verfahren Real-time PCR Kolonieblot-Hybridisierung 31

32 EHEC/EPEC Multiplex real-time PCR stx1 (FAM) stx2 (ROX) eae (CY5) ntb2 (HEX) 32

33 Kolonieblot stx1 /stx2 und Zeitverkürzung Stx1 Blot Stx 2 Blot Stx2 16h Stx2 4h 33

34 Einführung Serovar O104:H4, Ausbruch in Deutschland Mai-Juli 2011 Erkrankungen: Erkrankungsfälle 855 HUS-Fälle 53 Tote Vektor: Bockshornklee-Saatgut zur Sprossenherstellung zunehmende Bedeutung von pflanzlichen Lebensmitteln als Vektoren von Lebensmittel-bedingten Infektionen 34

35 EHEC O104:H4 35

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38 EHEC-Epicurve Deutschland (O104:H4) Fälle/ Einwohner Gemeldete EHEC- und HUS-Fälle, nach Datum des Diarrhö-Beginns, EHEC-/HUS-Ausbruch, Deutschland, Mai-Juni 2011, Stand Deutschland (2011): 4904 EHEC-Fälle darunter 17 Todesfälle 877 HUS-Fälle darunter 34 Todesfälle Vorjahre Deutschland ( ): jährlich im Durchschnitt 992 EHEC-Fälle gemeldet an das RKI HUS-Inzidenz nach vermutetem Expositionskreis sowie Lokalisation der Notaufnahmen, die aktiv an der syndromischen Surveillance teilnehmen Stand: Quellen: Epidemiologisches Bulletin 25/ Informationen zum Ausbruchsgeschehen 38

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41 EHEC O104:H4 Ausbruch in Deutschland 2011 Erreger: stx-1 negativ, stx-2 positiv, eae und hlya negativ O104:H4 HUSEC041 (Referenzkollektion von HUS-assoziierten EHEC-Isolaten; Konsilliarlabor für HUS, Prof. Karch, Universität Münster) ESBL Virulenzmerkmale enteroaggregativer E. coli (AggA) Hohe Ähnlichkeit mit Enteroaggregativen E. coli (EAEC) Ursache: Bockshornkleesamen aus Ägypten 41

42 BfR EHEC Ausbruch

43 Screening auf stx1, stx2 und eae Probenkollektiv Herkunft Anzahl Gesamtanzahl tierisch LM 30 Zoonose Monitoring pflanzlich LM 64 Tee 9 Obst EHEC Ausbruchsproben Gemüse Sonstiges 6 Fleisch Geflügel 6 Wild Abspülproben Hühner Gesamtanzahl gescreenter Proben 410 Pflanzliche Lebensmittel: Spinat/Mangold, Sprossen, diverse Salatarten, Tomaten, Gurken, Paprika, Sellerie, Karotten, Avocado Chicoree, Kresse, Porree, Aubergine, Blumenkohl, Kohlrabi, Kraut, Rettich, Rote Beete, Beeren, Ananas,, Pfirsich, Wassermelone Tierische Lebensmittel: Wild, Geflügelfleisch, Salami, Leberkäse, Mettwurst, Schinken, diverse Wurstarten Sonstiges: Tee, Brotaufstriche, Kräutermischung, Abspülproben 43

44 Real-time PCR O104:H4 n=31 tierische und pflanzliche Lebensmittel die im Screening stx2 positiv waren Wild/ Spülproben Tomaten & Gurken Probenkollektiv Zielgen stx2 O104 H4 Zoonose Monitoring (n=5) EHEC Ausbruchsproben (n=5) Fleisch (n=20) Hühnchenabschwemmungen (n=1) Gesamtanzahl positiver Proben Ergebnisse: In keinem der untersuchten Lebensmitteln konnte O104:H4 nachgewiesen werden 44

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47 Verwendung von Keimlingen/Sprossen ursprünglich im südostasiatischen Raum beheimatet (u. a. China und Indien); werden dort seit über Jahren als Nahrungsmittel gezüchtet in Europa erste Verwendung in der asiatischen Küche (Einsatz überwiegend gekocht oder blanchiert) steigende Beachtung frischer Sprossen erst seit Mitte des 20. Jahrhunderts in der Naturkostküche; häufig auch Verwendung in Salaten oder als Dekor (Toppings) 47

48 Warum erfreuen sich Sprossen in der Naturkost so großer Beliebtheit? hoher Vitamingehalt (insbesondere Vitamin C, B1, B2, E und Folsäure) hoher Gehalt an Mineralstoffen und Spurenelementen (Kalium, Calcium, Phosphor, Magnesium, Zink und Eisen) um den Vitamingehalt zu erhalten, empfiehlt die Naturkostküche grundsätzlich den Rohverzehr von Sprossen (Ausnahme: einige Hülsenfrüchte aufgrund von Trypsininhibitoren und Hämagglutininen) 48

49 Beispiele für lebensmittelbedingte Ausbrüche im Zusammenhang mit Sprossen Land Jahr Erreger Anzahl der Betroffenen USA 1973 Bacillus cereus 4 Japan 1996 EHEC O 157:H USA 2001 EHEC O 157:H7 64 USA 2009 Salmonella Saint- Paul USA 2010 Salmonella I4 [5], 12:i:- Deutschland 2011 EHEC O 104:H USA 2011 Salmonella Enteritidis

50 Bakterielle Belastung von Sprossen Ursachen 50

51 Bakterielle Belastung von Sprossen - Ursachen Eintragsquellen/-möglichkeiten Saatgut zur Aufzucht verwendetes Wasser Mängel in der Betriebshygiene ggf. Personal Vermehrung während der Aufzucht durch Feuchtigkeit Temperatur: C Vermehrung während der Lagerung ggf. durch nicht adäquate Lagertemperaturen 51

52 Fazit Saatgutspezifikation ausschließlicher Einsatz von Trinkwasser einwandfreie Betriebs- und Personalhygiene regelmäßige mikrobiologische Kontrolle des Endproduktes Einhaltung der Kühlkette im Einzelhandel sind wichtig, um die Keimbelastung zu reduzieren bzw. nicht zu erhöhen, können aber auf keinen Fall das In-Verkehrbringen sicherer Lebensmittel garantieren 52

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54 Stellungnahme Nr. 009/2018 des BfR vom 19. April

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60 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit 60