Langzeitstudie zum Vorkommen von Extended-Spectrum ß-Laktamase-produzierenden E. coli in der konventionellen und ökologischen Schweinemast sowie bei Wildschweinen im Nordosten Deutschlands

Die von Februar bis Dezember 2018 in Mecklenburg-Vorpommern durchgeführte Longitudinalstudie sollte das Vorkommen von ESBL-bildenden E. coli in konventionellen und ökologischen Schweinemastbetrieben vergleichend darstellen. Insgesamt nahmen an der Studie drei konventionelle und vier ökologisch wirtschaftende Betriebe teil. Einer der Ökobetriebe (Betrieb 4) war auf zwei Standorte verteilt, die als zwei separate epidemiologische Einheiten angesehen wurden. Des Weiteren wurden im Herbst/Winter 2018/2019 Kotproben von Wildschweinen aus der Nähe von Greifswald gesammelt und diese auf ihren ESBL-Status untersucht.
In allen Mastbetrieben wurden ESBL-positive E. coli, insbesondere vom CTX-M-Typ, gefunden, sodass die Studie erwartungsgemäß bestätigt, dass Antibiotika-Resistenzen in der Schweinemast weit verbreitet sind und sowohl konventionelle als auch Biobetriebe betreffen. Die Ergebnisse der bakteriologischen Untersuchung zeigten, dass der prozentuale Anteil ESBL-positiver Buchten bei den konventionellen Betrieben mit 55,2 % größer war als bei den ökologischen Betrieben mit 44,8 % (p < 0,001). Die Betrachtung der einzelnen Betriebe verdeutlichte, dass der prozentuale Anteil ESBL-positiver Buchten bei den konventionellen Betrieben sehr ähnlich war (54,3 - 61,9 %), während bei den ökologisch wirtschaftenden Betrieben eine große Variation zwischen 7,7 und 84,2 % vorlag. Es ergaben sich Hinweise, dass die Herkunftsbetriebe einen großen Einfluss auf das Vorkommen von ESBL-bildenden E. coli in den Mastbetrieben haben können.
Die Resistenztestung mittels Resistenz-Screeningtest zeigte, dass der Anteil von Buchten mit multiresistenten E. coli bei den konventionellen (28,6 %) und ökologisch wirtschaftenden (31,5 %) Betrieben ähnlich war. Die Anteile an Buchten mit Ciprofloxacin-resistenten E. coli waren bei den ökologisch wirtschaftenden Betrieben (17,3 %) sogar größer als bei den konventionellen Betrieben (9,2 %) (p = 0,007). Jedoch lässt sich anhand der Beobachtungen in Bezug auf Multi- und Ciprofloxacinresistenz der einzelnen Betriebe ableiten, dass nicht in jedem Fall ein hoher Anteil an ESBL-positiven Mastgruppen einen hohen Anteil an multiresistenten oder Ciprofloxacin-resistenten Gruppen bedingt, sondern betriebsspezifische Variationen möglich sind.
Bei der Untersuchung von frischen Kotproben eines Betriebsbesuches mittels Real-Time PCR wurde beobachtet, dass nur bei den ökologisch wirtschaftenden Betrieben SHV-12-Typpositive Isolate gefunden wurden. Somit lässt sich annehmen, dass die im Vergleich mit den konventionellen Schweinebetrieben hohen Anteile an SHV-positiven Isolaten durch Einträge von Wildvögeln in die Ausläufe bedingt sein könnten.
In einer weiterführenden VITEK 2 Compact Untersuchung wurden Isolate von Schweinen aus der Endmast eingesetzt. Die Analyse zielte darauf ab, potentiell auf den Menschen übertragbare Resistenzen durch das Lebensmittel Fleisch zu identifizieren. Auffällig waren hier insbesondere Resistenzen gegen Cefepim (Cephalosporin der 4. Generation), Ciprofloxacin und Moxifloxacin (Fluorchinolone) sowie Piperazillin (Acylaminopenicillin), welche bei lebensmittelliefernden Tieren verboten sind als auch gegen Aztreonam (Monobactam), das ebenfalls in der EU nicht als Tierarzneimittel zugelassen ist. Dies zeigt, dass ein grundlegendes Umdenken im Umgang mit Antibiotika nötig ist, da vermutlich bedingt durch Co-Resistenz durch die Verwendung von Antibiotika, die nicht als "critically important for human treatment" oder Reserveantibiotika gelistet sind, sich Resistenzen gegenüber diesen für die Humanmedizin wichtigen Wirkstoffen eingestellt haben.
Darüber hinaus wurden die Isolate einer Mastgruppe, die mehrfach beprobt wurde und Isolate von Lokalisationen, wo unterschiedliche Mastgruppen eingestallt worden waren, mittels MICRONAUT-S untersucht und die Resistenzprofile verglichen. Dabei zeigten einige Isolate ein identisches Resistenzmuster, während die meisten Isolate ein unterschiedliches Resistenzverhalten aufwiesen. Dies deutet darauf hin, dass es nicht nur einen dominanten Stamm zu geben scheint, der zwischen allen Mastschweinen innerhalb der gleichen Gruppe zirkuliert oder zwischen unterschiedlichen Mastgruppen der gleichen Lokalisation übertragen wird, sondern auch mehrere Stämme vorhanden sein könnten.
Von den untersuchten Wildschweinkotproben konnte ein Isolat (0,8 %; 1 von 121) als ESBL-bildender E. coli identifiziert werden. Dieses Isolat zeigte mittels VITEK 2 Untersuchung Resistenzen gegen Ampicillin, Piperazillin, Ampicillin/Sulbactam und die Cephalosporine Cefuroxim, Cefotaxim und Cefpodoxim. Das Isolat trug das ESBL-Gen blaCTX-M-1 und gehörte zum Sequenztyp 101. Da CTX-M-1 bei Lebensmittel liefernden Tieren als auch bei Menschen gefunden werden kann, erscheint ein Eintrag aus beiden Quellen in die Umwelt mit Übertragung auf Wildschweine möglich. Mithilfe der in silico Analyse wurden drei Plasmide identifiziert. Die Lokalisation der Resistenzgene blaCTX-M-1 und mphA auf dem IncN-Plasmid hat wahrscheinlich zu ihrer weiten Verbreitung beigetragen. In jedem Fall ist der Nachweis ESBL-bildender E. coli bei Wildschweinen Besorgnis erregend, weil er die Verbreitung der Keime in der Umwelt anzeigt.