MRSA in der Lebensmittelkette Wie groß ist das Verbraucherrisiko?

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1 BUNDESINSTITUT FÜR RISIKOBEWERTUNG MRSA in der Lebensmittelkette Wie groß ist das Verbraucherrisiko? Alexandra Fetsch & B.-A. Tenhagen, A. Käsbohrer, J. Bräunig, B. Appel Nationales Referenzlabor für Koagulase positive Staphylokokken Nationales Referenzlabor für Antibiotikaresistenz Abteilung Biologische Sicherheit

2 Inhalt was erwartet Sie? I. MRSA beim Nutztier wie alles begann II. Methodische Aspekte III. Mikrobiologische Risikoabschätzung IV. Ausblick A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 2

3 MRSA beim Schwein Der Stein kam ins Rollen Hohe Prävalenz von MRSA bei Landwirten in NL und F Häufung von Besiedlungen in einer Landwirtsfamilie in NL Untersuchungen im Umfeld der Familie Nachweis des Erregers in der Nase klinisch unauffälliger Schweine Einleitung umfangreicher Untersuchungen an Schlachtschweinen A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 3

4 II. Methodische Aspekte Molekulare Diagnostik Tool der Epidemiolgie? MRSA - Typisierungsmethoden A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 4

5 Zusammenhang Molekulare Diagnostik - Epidemiologie Molekulare Typisierung als Tool zur Prüfung epidemiologischer Zusammenhänge nicht zum Selbstzweck: gehören Isolate verschiedener Herkünfte derselben klonalen Linie an? oder werden in Subgruppen unterschiedliche Typen mit möglicherweise unterschiedlichen Resistenzmustern/ Charakteristika nachgewiesen? A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 5

6 Zusammenhang Molekulare Diagnostik - Epidemiologie MRSA Offene Fragen - Übertragung zwischen verschiedenen Tierarten - Übertragung von kolonisierten Tieren auf das Lebensmittel im Problem: Anreicherung ja/nein? Rahmen Diagnostik der und Lebensmittelgewinnung LM-US i.d.r. ohne Anreicherung, kaum MRSA-Nachweise - Eintrag MRSA in besiedeln die Lebensmittelkette Nasen-Rachen-Raum beim aus Tier, anderen Quellen - mögliche Selektion spezifischer MRSA durch die Prozessschritte in der Lebensmittelbe- und -verarbeitung - Verwandtschaft der von Tieren und Lebensmitteln isolierten MRSA mit humanen Stämmen A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 6

7 MRSA - Molekulartypisierung SCCmec typing: Multiplex PCR ref. Zhang et al. (2005) Spa typing: Single-round PCR ref. Shopsin et al. (1999) MLST typing: 7 loci ((yqil, arcc, aroe, glpf, gmk, pta, tpi) ref. Enright et al. (2000) PFGE: harmonised approach ref. Murchan et al. (2003) A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 7

8 III. Mikrobiologische Risikoabschätzung Hazard identification Staphylococcus aureus Hazard identification MRSA Hazard characterisation: 2 Problemkreise Expositionsabschätzung Vorläufige Risikoabschätzung A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 8

9 Gefahrenidentifikation Staphylococcus aureus Krankheitserreger beim Menschen Lebensmittelvergiftungen (z.b. hitzestabile Enterotoxine) Tierkrankheiten (z.b. Mastitis) Katalase positive Kokken fakultativ anaerob vergleichsweise unempfindlich gegen Umwelteinflüsse weit verbreitet Besiedlung der Haut und der Schleimhäute des Oropharynx bei Mensch und Tier A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 9

10 Gefahrenidentifikation MRSA Resistenz gegen beta-laktam-antibiotika Aufnahme einer mobilen Genkassette in die chromosomale DNA von S. aureus ( Staphylococcus cassette chromosome mec (SCCmec)) Genkassette enthält meca Gen meca codiert für zusätzliches Penicillinbindeprotein (PBP2a) an PBPs binden alle beta-laktam-ab und zerstören so die Weiterbildung des Peptidoglycan der Zellwand PBP2a hat erniedrigte Affinität zu Penicillinen und übernimmt bei hohen Penicillin-Konzentrationen die Funktion der anderen PBPs Zusätzlich oft Multiresistenzen durch Aufnahme weiterer Resistenzgene (z.b. Tetrazyklin, Gentamicin, Erythromycin, Clindamycin ) A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 10

11 MRSA Humanmedizin MRSA ist nicht gleich MRSA Hospital-acquired MRSA = hamrsa (ca. 80% aller MRSA) Genotypen: u.a. t003, t032 Community-acquired MRSA = camrsa (20% aller MRSA) PVL-positiv, (CA-MRSA) schwere Infektionen Bei gesunden Kindern, Jugendlichen spa Genotypen (t044, t008) D: 3% aller MRSA Livestock-associated MRSA = LaMRSA PVL-negativ Nachweis bei Tieren und Mensch spa Genotypen (u.a. t011, t034, t108) D: < 10% aller MRSA K. Becker A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 11

12 MRSA Humanmedizin MRSA-Infektionen: Infektionen im Krankenhaus bis zu 20-fach höhere Sterblichkeit Eingeschränkte Therapiemöglichkeit 5-12 d verlängerte Liegedauer Becker et al Antimicrob Agents Chemotherapie Cosgrove et al Clin Infect Dis Mehrkosten von MRSA ( / Patient) Allianz-Report 2007 Wernitz et al Clin Microbiol Infect Diller et al J Hyg. Environ Med USA 2005: invasive Infektionen /Jahr Klevens et al JAMA Meldepflicht bereits in UK, DK, IE, S, NL A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 12

13 MRSA bei Tieren: 2 Problemkreise Nosokomiale Problematik MRSA in Tierkliniken Überwiegend humane Stämme Pferde und Kleintierkliniken ST 398 bei Hobbytieren Nutztierproblematik MRSA in Nutztierpopulationen Überwiegend 1 Typ Kaum klinische Symptomatik A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 13

14 Expositionspfade für den Menschen Schwein, Mastkalb, Milchrind, Geflügel (Hähnchen),.. Tier Tierhaltung Gewinnung / Herstellung Karkasse Emissionen Verarbeitung Zubereitung Fleisch Mahlzeit Milch Mahlzeit?? Kontakt mit Tieren Umwelt Kontakt LM Verzehr LM Verzehr LM Mensch Mensch A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 14

15 MRSA-Nachweise bei Nutztieren Sporadisch seit Jahrzehnten beim Rind (S. aureus als bedeutender Mastitiserreger) Mit hoher Prävalenz: Seit 2004: beim Schwein Seit 2007: beim Mastkalb Seit 2007: bei Pferden Seit 2008: bei Milchkühen Überwiegend MLST Typ ST398 Andere MLST-Typen kommen vereinzelt vor Nachweis ist in der Regel nicht mit Erkrankung verbunden Deutliche Hinweise auf eine Beziehung zu Betriebsmanagement Tierhandel Arzneimittelanwendung A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 15

16 Klon: ST 398 Charakteristika Nicht typisierbar mit SmaI-PFGE SCCmec: v.a. V, III, IV (nach Zhang et al.) Spa types: t011, t034, t108, t567 und assoziierte weitere Resistenzen: Tetracycline, Erythromycin, Clindamycin, Kanamycin, Gentamicin negativ für viele Virulenzfaktoren: - Leukotoxine (PVL toxin gene lukpv) - Exfoliatine - SAG (TSST-1, Enterotoxine) überwindet Speziesschranken hervorragender Besiedler einzelne Isolate mit deutlich erweitertem Resistenzspektrum (z.b. crf-gen) vereinzelt Nachweise im Zusammenhang mit klinischen Erkrankungen A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 16

17 MRSA Nachweise in DE beim Schwein I Zuchtschweine in 2008 EU-weites Monitoringprogramm (co-finanziert) Ergebnisse werden derzeit von der EFSA ausgewertet DE: 41,8 % positive Bestände (84/201) Mastschweine in 2008: freiwilliges Monitoring BfR-7 Bundesländer Untersuchung v. Staubproben in 281 Beständen Probenahme wie in EU-Zuchtschweinestudie 52 % der Bestände MRSA positiv Erhebliche Prävalenzunterschiede in 7 Bundesländern: % A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 17

18 % positive Betriebe Produktionsrichtung und MRSA , ,6 0 Reine Endmast Aufzucht und Mast Ferkelproduktion und Mast Produktionsrichtung A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 18

19 % positive Betriebe Betriebsgröße ,8 63, , <500 Tiere 500 bis 999 Tiere 1000 und mehr Tiere Anzahl Mastplätze A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 19

20 % positive Betriebe Antibiotikaeinsatz im Mastdurchgang , ja nein Antibiotikaeinsatz im Mastdurchgang A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 20

21 Nachweis von MRSA bei Schweinen in NL Untersuchung von 540 Schweinen aus 54 Schlachtchargen: 45 / 54 (81%) Schlachtchargen positiv 41 % der Tiere waren positiv Alle nachgewiesenen Isolate waren genetisch verwandt Nachweis des MLST - Typs ST 398 De Neeling et al., 2007 Der Typ MRSA ST398 wurde in der Vergangenheit in NL selten beim Menschen nachgewiesen A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 21

22 MRSA Nachweise in DE beim Schwein II Schlachthofschweine Analog der Studie von de Neeling BfR und NRW/NI Herbst 2007 Nasentupfer von 1046 Schlachtschweinen 5 Schlachthöfe in Nordwest-Deutschland 60,8 % der Schlachtschweine positiv für MRSA Fast alle Schlachtchargen betroffen (91/94) Höhere Nachweisraten als bei der Studie in NL (39 % + Schweine, 81 % + Chargen) A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 22

23 MRSA beim Rind MRSA bei Mastkälbern Belgien (Graveland et al. 2008) 90/102 Kälbermastbetrieben positiv (89 %) 458/2151 Kälbern positiv (28 %) MRSA bei Milchkühen Belgien (Vicca et al. 2008) 3-14 % in positiven Milchviehherden betroffen MRSA ST398, t011 Betriebe wurden über Tankmilchscreening identifiziert DE (Spohr et al. 2009) Daten aus mehreren Betrieben Problem: für Mastitiserreger Bekämpfungsstrategie erforderlich A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 23

24 MRSA bei Masthähnchen Belgien Persoons et al /14 Betrieben positiv (14 %) 8/75 Tieren positiv (11 %) Nemati et al /81 S. aureus isolaten MRSA (17,3 %) Deutschland (Blaha et al 2008, SVG-MRSA) Nachweis von MRSA bei Mastgeflügel auch in Deutschland A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 24

25 MRSA im Schlachtprozess Staphylococcus aureus Verschleppung im Rahmen des Schlachtprozesses Nachweis im Verarbeitungsbetrieb hohe Tenazität auf Oberflächen Gefahr der Biofilmbildung MRSA Nachweise im Rahmen der Schlachtung, Zerlegung und Weiterverarbeitung des Fleisches (Schwein, Pute, Huhn, Rind) erfolgt A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 25

26 MRSA in Fleisch im Einzelhandel (de Boer et al. 2009, NL) Wild sonstiges Geflügel Pute Hähnchen Schwein Lamm Kalb MRSA ST398 MRSA Rind (2217 Proben) Anteil positive Proben % A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 26

27 MRSA im Lebensmittel, DE Vorkommen Dem BfR liegen Isolate aus folgenden Lebensmitteln vor Hähnchenfleisch Putenfleisch Schweinefleisch Typisierungsergebnisse überwiegend spa-typen die dem MLST-Typ ST398 zuzuordnen sind sinnvolle Prävalenzschätzungen erst nach Durchführung des Zoonosen-Stichprobenplans 2009 möglich A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 27

28 Typisierungsergebnisse Lebensmittel DE-2008 spa-typen MLST-Typen t002 t008 t011 t015 t032 t034 t985 t1430 t1451 t1456 t1580 t3423 non ST398 ST398 A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 28

29 Zusammenfassung Lebensmittel MRSA sind in von Tieren stammenden LM nachweisbar Die Keimkonzentration im Lebensmittel ist nach derzeitigem Kenntnisstand gering Expositionsrisiko kann bei Beachtung der hygienischen Grundregeln im Umgang mit rohem Fleisch stark reduziert werden Nachweis überwiegend von ST398 Andere MLST-Typen kommen vereinzelt vor A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 29

30 Derzeitige Bewertung der Expositionswege Exposition über Kontakt mit Nutztieren Bisher nachgewiesen: direkter Kontakt mit Schweinen/ Mastkälbern über Aerosole/ Emmissionen? Ausmaß der Exposition wird bestimmt durch Intensität des Kontakts (z.b. Zuchtschweine, Kälber) Anzahl Ausscheider und Ausmaß der Ausscheidung Besonders gefährdet: Landwirte, Tierärzte, Schlachthofpersonal Probleme: große Anzahl von Ausscheidern (Schweinen) Klassische Schutzmaßnahmen schützen nicht generell Eintrag in andere Bevölkerungsgruppen, Krankenhäuser und Betreuungseinrichtungen A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 30

31 Derzeitige Bewertung der Expositionswege Exposition über Lebensmittel Über Verzehr und Kontakt möglich, aber Konzentration im Lebensmittel gering Infektionsdosis bzw. Dosis für Besiedelung nicht bekannt S. aureus ist in der Lage Haut und Hautwunden zu kolonisieren Bedeutung wird derzeit als gering eingeschätzt Probleme: breite Bevölkerungsschichten können exponiert sein Es werden auch Fälle von Infektionen mit ST 398 berichtet, bei denen kein Tierkontakt als Infektionsquelle ermittelt werden konnte A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 31

32 Derzeitige Bewertung der Expositionswege Mensch zu Mensch Durch erhöhte Prävalenz der Besiedlung steigt auch das Risiko der Exposition anderer Personen Familienangehörige Krankenhäuser etc. KRINKO: Erhöhtes Risiko für eine MRSA-Kolonisation besteht bei:. 4. Patienten, die (beruflich) direkten Kontakt zu Tieren in der landwirtschaftlichentiermast (Schweine) haben Die Besiedelung mit MRSA führt zu einer Erhöhung der Wahrscheinlichkeit für eine Infektion (Faktor 5 21) ST 398 scheint geringere Tendenz zur Ausbreitung in Kliniken zu haben als andere MRSA-Stämme Es gibt aber auch Berichte über eine Weiterverbreitung in Kliniken A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 32

33 Relevanz der Problematik Resistenzsituation beim MRSA ST 398 Resistent gegen die wichtigsten Antibiotikagruppen, die beim Schwein eingesetzt werden: Tetracykline, ß-Laktame, Isolate vom Schwein derzeit weitgehend empfindlich gegen Fluorchinolone eingeschränkte Therapiemöglichkeiten Pathogenitätsfaktoren Derzeit kaum Virulenzfaktoren (v.a. im Unterschied zu camrsa) Aufnahme anderer Pathogenitätsfaktoren u. Resistenzeigenschaften möglich Verschlimmerung der MRSA-Problematik beim Menschen Spezies-Spektrum Speziesbarriere wurde überwunden: Tier Tier Mensch A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 33

34 MRSA eine vorläufige Risikoabschätzung MRSA hat einen zoonotischen Aspekt Exposition des Menschen in Deutschland über verschiedene Wege und Tierarten ist gegeben Besonders gefährdete Personengruppen: Landwirte, Tierärzte Die Bedeutung der verschiedenen Wege und Tierarten kann derzeit nicht quantitativ bewertet werden Eine weite Verbreitung und Ausbreitung des Erregers ist zu befürchten Eine erhöhte Exposition (über Tiere, Umwelt, Mensch) ist nicht auszuschließen A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 34

35 IV. Ausblick Bisherige, derzeitige und zukünftige Aktivitäten des BfR A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 35

36 Bisherige Aktivitäten BfR Pilotstudie MRSA bei Schlachtschweinen mit NRW und NI EU-Zuchtschweine-Studie (Entsch. 2008/55/EG) Freiwilliges nat. Zoonosenmonitoring in 2008 Nationales Monitoring nach AVV Zoonosen Lebensmittelkette in 2009 Etablierung von diagnostischen Methoden zum qualitativen Nachweis und zur Erregertypisierung Koordinierung nationaler Arbeitsgruppen zu Diagnostik Epidemiologie Mitarbeit in EU-Gremien (EFSA, KOM) A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 36

37 AVV Zoonosen Lebensmittelkette Stichprobenplan 2009 Tierbestand Legehennen, Masthähnchen, Milchrind Schlachthof Pute, Mastkalb Lebensmittel im Einzelhandel (für Endverbraucher) Kalbfleisch Putenfleisch Hähnchen- (Broiler)fleisch Schweinefleisch. und deren Zubereitungen A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 37

38 Forschungsaktivitäten BfR 2009 Methodik: Entwicklung und Validierung von Methoden zum quantitativen Nachweis von MRSA in Lebensmitteln Validierung des selektiven Verfahrens zum qualitativen Nachweis von MRSA in Hackfleisch und Rohmilch Erregercharakterisierung: Prüfung des Einflusses von technologischen Verfahren auf die Erregerkonzentration im Fleisch Molekularbiologische Charakterisierung von MRSA aus Nutztieren sowie aus Lebensmitteln auf unterschiedlichen Stufen der Lebensmittelkette A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 38

39 Danke Externe: Alle beteiligten Untersuchungseinrichtungen, insbesondere CVUA Detmold: Dr. Stührenberg, Dr. Beneke, Dr. Klees; LAVES Oldenburg: Dr. Schleuter EGD BaWü: Dr. Spohr, TiHo Hannover: Prof. Blaha, Prof. Klein, RKI: Prof. Witte Uniklinikum Münster: Dr. Friedrich FGr. 41 (NRL Staph): Dr. Juliane Bräunig, Dr. Annette Johne, Britta Kraushaar Uli Kämpe, Jane Kowall, Alex. Beyermann Khwanchai Kreausukon FGr. 43 (Epidemiologen): Dr. Bernd-Alois Tenhagen Dr. Annemarie Käsbohrer Katja-Pamela Alt FGr. 45 (Molekularbiologie, Antibiotiaresistenztestung): Dr. Stefan Hertwig Jens-André Hammerl FGr. 46 (Antibiotiaresistenztestung): Dr. Andreas Schroeter Dr. Beatriz Guerra Roman Jana Sachsenröder A. Fetsch, 17. Tagung Amtstierärzte u. -ärzte M-V, , Schlemmin Seite 39

40 BUNDESINSTITUT FÜR RISIKOBEWERTUNG und an Sie für Ihre Aufmerksamkeit Dr. Alexandra Fetsch Bundesinstitut für Risikobewertung Thielallee D Berlin Tel Fax