Antibiotika in der Nutztierhaltung

Zuletzt geändert: 28.07.2016
Zwei Kühe vor Trinktrog auf der Weide
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Two cows at a drinking trough on pasture land

Zwischen dem Einsatz von Antibiotika und der Prävalenz antimikrobieller Resistenzen lässt sich ein Zusammenhang belegen. Je häufiger Antibiotika einer bestimmten Stoffgruppe bei Mensch oder Tier eingesetzt werden, desto häufiger finden sich später bakterielle Krankheitserreger, die gegen diese Substanz unempfindlich sind. Die Resistenz gegen antimikrobielle Mittel stellt eine Gefährdung der Gesundheit der Bevölkerung dar, kann eine längere Erkrankungsdauer für die Patienten zur Folge haben, führt zu höheren Gesundheitskosten und hat wirtschaftliche Auswirkungen für die Gesellschaft (1).

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Zwei Kühe vor Trinktrog auf der Weide
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Two cows at a drinking trough on pasture land

Zwischen dem Einsatz von Antibiotika und der Prävalenz antimikrobieller Resistenzen lässt sich ein Zusammenhang belegen. Je häufiger Antibiotika einer bestimmten Stoffgruppe bei Mensch oder Tier eingesetzt werden, desto häufiger finden sich später bakterielle Krankheitserreger, die gegen diese Substanz unempfindlich sind. Die Resistenz gegen antimikrobielle Mittel stellt eine Gefährdung der Gesundheit der Bevölkerung dar, kann eine längere Erkrankungsdauer für die Patienten zur Folge haben, führt zu höheren Gesundheitskosten und hat wirtschaftliche Auswirkungen für die Gesellschaft (1).

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Campylobacter

Der Einsatz des Fluorchinolons Enrofloxacin als Therapeutikum in der Geflügelproduktion gilt als eine Ursache für das Auftreten Ciprofloxacin-resistenter Campylobacter. Campylobacter jejuni gilt europaweit als der wichtigste bakterielle Erreger von Gastroenteritis. Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) bestätigte im Jänner 2011 Hühnerfleisch als Hauptursache für das Auftreten von Campylobacteriose beim Menschen (9). Die Geflügelformulierung von Enrofloxacin wurde in Österreich im August 1989 als Tierarzneimittel zugelassen, zu einem Zeitpunkt als die Resistenzraten gegenüber Gyrasehemmern (damalige Testsubstanz: Nalidixinsäure) bei humanen Campylobacter-Isolaten bei unter 3 % lagen.

Zeitgleich mit einem gesteigerten Einsatz von Enrofloxacin als unbeabsichtigte Folge des Inkrafttretens einer Geflügelhygieneverordnung zur Vermeidung der Verbreitung von Salmonellen am 1.1.1992 kam es zu einem abrupten Anstieg der Resistenz humaner Campylobacterisolate gegenüber Ciprofloxacin. Im Jahr 1992 waren bereits 16,9 % der getesteten Campylobacter-Isolate gegenüber Ciprofloxacin resistent, im Jahr 1993 22,1 %. Im Jahr 2011 (Daten bis inklusive August) waren 65 % aller humanen Campylobacter-Isolate resistent gegenüber Ciprofloxacin (Abbildung 1). Diese Resistenzentwicklung spiegelt das Geschehen in der Geflügelproduktion wider (10,11). Isolate von erkrankten Kindern (Gyrasehemmer sind zur Verwendung im Kindesalter nicht zugelassen) waren bezüglich Ciprofloxacinreistenz nicht unterscheidbar von den Isolaten anderer Altersgruppen (12).

Wenngleich Campylobacteriosen im Regelfall nicht antibiotisch therapiert werden sollten, so kommt die Europäische Arzneimittelagentur dennoch zum Schluss: "Infections in humans with fluoroquinolone and macrolide resistant Campylobacters have resulted in increased risk of hospitalisation and complications" (13). Anstiege der Resistenzen beim Menschen als Folge von Enrofloxacin-Einsatz beim Tier wurden auch im Ausland beobachtet: In den USA wurde aus diesem Grund die Geflügel-Zulassung von Enrofloxacin zurückgezogen (14). In Ländern wie Australien und Neuseeland, die den Einsatz von Enrofloxacin in der Tierproduktion nie bewilligt hatten, liegen die Resistenzarten humaner Campylobacter-Isolate unverändert bei unter 3 % (15).

Die high-level Fluoroquinolone Resistenz ist bei Campylobacter fast ausschließlich auf eine Mutation in jenem Teil des gyrA Gens zurückzuführen, der die A Untereinheit der DNA Gyrase codiert (16). Im Unterschied zur Situation bei Enterobacteriaceae reicht bei Campylobacter also eine einzige Mutation zum Erwerb kompletter Ciprofloxacin-Resistenz aus. Dies erklärt, warum die Resistenzraten gegenüber Ciprofloxacin bei Salmonellen deutlich niedriger sind. In Österreich gab es im Jahr 2010 "nur" 19 Ciprofloxacin-resistente humane Salmonella-Isolate sowie 9 Stämme mit Resistenz gegenüber Drittgenerations-Cephalosporinen (17).

E.coli

Resistenz Monitoring E.coli

Monitoring der Resistenz gegen 3. Generations-Cephalosporine bei E. coli

Dritt- und Viertgenerations-Cephalosporin-Resistenz stellen in der Humanmedizin vor allem bei E. coli ein zunehmendes Problem dar. Das  Monitoring der Resistenz gegen 3. Generations-Cephalosporine bei E. coli dient als Indikator der Detektion von Breitspektrum-ß-Laktamasen (Extended Spectrum Betalactamses, ESBL). Waren im Jahr 2001 noch 100 % der im Rahmen eines Überwachungsprogrammes getesten humanen Isolate voll empfindlich, so sind derzeit bereits über 7 % der Isolate ESBL-Bildner (18,19). Im gleichen Zeitraum stieg auch die Ciprofloxacin-Resistenz bei humanen E. coli-Isolaten von 6,9 % auf über 20 %.

Im Jahr 2002 wurde für E. coli erstmalig ein Plasmid-gebundener Resistenzmechanismus gegenüber Gyrasehemmer beschrieben (20). Diese Plasmide können zudem Resistenzen gegenüber Drittgenerations-Cephalosporine übertragen (21). Dieses Phänomen kann das häufige Vorkommen von ESBL-Bildnern bei Geflügelisolaten und bei E. coli-Isolaten von Geflügelfleisch in Österreich, wo Drittgenerations-Cephalosporine im Geflügelbereich keine Anwendung finden, erklären (Tabelle 1). Im Ausland wird auch der massive Einsatz (legal und illegal) von Ceftiofur in der Geflügelproduktion als wesentliche Ursache postuliert (22,23). Mehrere rezente Studien weisen auf eine kausale Bedeutung von rohem Geflügelfleisch als eine Quelle für humane E. coli Infektionen, insbesondere bei Harnwegsinfektionen, hin (24-28). Die dänische Lebensmittelbehörde kam 2009 zum Schluss: "food derived spread of ESBL-producing bacteria may be the origin in at least part of the human cases" (29).

Das Panel on Biological Hazards (BIOHAZ) der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) hat im August 2008 die Erarbeitung und Implementierung spezifischer Maßnahmen zur Kontrolle von rohem Geflügel-, Schweine- und Rindfleisch empfohlen, wobei Maßnahmen zur Bekämpfung der Resistenz gegenüber Gyrasehemmern und gegen Dritt- und Viertgenerationscephalosporinen, insbesonders in der Mastgeflügelproduktion, als prioritär eingestuft wurden (30).

Die genaue Relevanz von rohem Geflügelfleisch als Vehikel für antibiotikaresistente Krankheitserreger beim Menschen wird derzeit noch kontrovers diskutiert. Anders als im Ausland scheint rohem Fleisch als Quelle von Methicillin-resistentem Staphylococcus aureus ST398 in Österreich nur eine untergeordnete Bedeutung zuzukommen (31,32). Zudem stehen für multiresistente grampositive Erreger dem Arzt mehrere neue Antibiotikastoffgruppen als Reservemittel zur Verfügung.

Konsequenzen von Resistenzen

Konsequenzen von Resistenzen

Petrischale

Resistenzen gegen ß-Lactam-Antibiotika durch die Produktion von Extended Spectrum Beta-Lactamasen (ESBL) und (Fluor-)Chinolon-Resistenzen stellen Resistenzeigenschaften dar, welche die therapeutischen Möglichkeiten der Human- und Veterinärmedizin dramatisch einschränken. Resistente Campylobacter, Escherichia coli und Salmonella enterica treten in verschiedenen Tierarten, in der Umwelt, in Tierfutter und Lebensmitteln genauso wie im Menschen auf und werden innerhalb und zwischen diesen übertragen. Trotz einer Vielzahl von Studien zu Resistenzen sind die Bedeutung für die menschliche Gesundheit sowie die Übertragungsmechanismen resistenter Bakterien und von Resistenzgenen verschiedenen Ursprungs kaum verstanden. Im Rahmen der deutschen Initiative "Nationale Forschungsplattform für Zoonosen" versucht der Forschungsverbund "RESET – ESBL und (Fluoro)Chinolon RESistenz in EnTerobacteriaceae" aktuell auftretende Isolate verschiedener Herkunft zu charakterisieren (33). Daten der verschiedenen Forschungsschwerpunkte epidemiologischer, molekulargenetischer und pharmakologischer Natur sollen in ein Konzept zur Risikobewertung einfließen. Basierend auf diesen Ergebnissen werden Empfehlungen zur Verbesserung der Kontrolle von resistenten Bakterien, speziell ESBL- und Plasmid-Mediated Quinolone Resistance-tragende (PMQR) E. coli und S. enterica erarbeitet. Für den Einsatz von Enrofloxacin in der Geflügelproduktion ist ein Verbot auch in der Europäischen Union absehbar. Einzelne EU-Staaten haben schon jetzt entschieden, dass sich im Bereich der Produktion tierischer Lebensmittel in den kommenden Jahren der gesamte Antibiotikaeinsatz signifikant verringern muß (34).

Wenngleich unverändert gilt, dass "Most of the problems with resistance in human medicine are correlated to use of antimicrobials in humans", so steht heute außer Frage, dass im Bereich der tierischen Lebensmittel die Frage Antibiotikaresistenz ebenfalls Bedeutung hat (35,36). Die zunehmende Antibiotikaresistenz humanpathogener Erreger stellt heute ein Problem dar, welches von allen beteiligten Bereichen (Humanmedizin, Veterinärmedizin, primäre Tierproduktion, Lebensmittelverarbeitung und Lebensmittelzubereitung) die Bereitschaft erfordert, in ihrem jeweiligen Wirkungsbereich die Verantwortung dafür wahrzunehmen, dass die Entstehung und die Weiterverbreitung von antimikrobieller Resistenz hintan gehalten wird.

ESBL-bildende E.coli aus tierischen Lebensmitteln in Österreich

ProbenzahlE. coli mit ESBL-BildungESBL-Bildner in Prozent
Hühnerfleisch mit Haut471838,3
Hühnerfleisch ohne Haut311135,5
Hühnerleber4125
Hühnerfleisch gesamt823036,6
Faschiertes gemischt1600
Rinderfaschiertes2813,6
Schweinefaschiertes2713,7

Tabelle 1: Breitspektrum-ß-Laktamasen (ESBL)-Bildung bei E. coli aus tierischen Lebensmitteln (Österreich, 2011) (Springer B., Giftiger Samstag, Wien 2. Juli 2011)

Nahrungsmittel

Resistente Bakterien in Nahrungsmitteln

Im Jahr 2013 wurden 500 Proben (Schwein, Rind, Salat, Fisch/Meerestiere, Eier) aus dem Lebensmittelhandel untersucht. Vor allem in den Schweine- und Rindfleischproben konnten ESBL-bildende bzw. ciprofloxacinresistente Enterobakterien sowie MRSA nachgewiesen werden. Die Nachweisraten von ESBL-Bildnern bzw. ciprofloxacinresistenten Enterobakterien lagen aber deutlich niedriger als bei Geflügelfleisch. Die Enterobakterien (zumeist E. coli) zeigten häufig Ko-Resistenzen gegen Sulfonamide und Tetrazyklin. Die MRSA aus den Schweine- und Rindfleischproben wurden typisiert und konnten dem „livestock associated MRSA“ zugeordnet werden. In den untersuchten Fisch- und Meeresfrüchteproben (hier wurden auch Importprodukte untersucht) konnten nur vereinzelt ESBL-Bildner, ciprofloxacinresistente Enterobakterien bzw. MRSA nachgewiesen werden. Zumeist handelte es sich bei den positiven Proben um importierte Pangasiusfilets. In den 100 untersuchten Salatproben aus Österreich konnte nur bei einem Produkt ein cipro-floxacinresistentes E.coli -Isolat gefunden werden. Die untersuchten Ei-Inhalte waren alle negativ. In den 500 untersuchten Lebensmittelproben konnten keine carbapenemasebildenden Enterobakterien gefunden werden. (37)

Resistente Bakterien in Geflügelprodukten

Im Jahr 2012 wurde die Kontaminationsrate von Geflügelprodukten mit resistenten Bakterien erhoben, wobei insgesamt 200 Geflügelfleischproben aus dem Lebensmittelhandel untersucht wurden. Es zeigte sich eine hohe Belastung von Geflügelfleisch mit ESBL-bildenden, AmpC-bildenden oder ciprofloxacinresistenten Enterobakterien. Durch Bestimmung der minimalen Hemmkonzentrationen für verschiedene Antibiotikaklassen konnte gezeigt werden, dass die Isolate häufig auch gegen Sulfonamide und Tetrazyklin koresistent waren. Methicillinresistente Staphylococcus aureus (MRSA) wurden nur in einer Putenfleischprobe gefunden. Carbapenemasebildende Enterobakterien wurden nicht gefunden (37).

Literaturempfehlungen

Literaturempfehlungen

  1. Empfehlung des Rates vom 15. November 2001 zur umsichtigen Verwendung antimikrobieller Mittel in der Humanmedizin (2002/77/EG).
  2. Allerberger F, Apfalter P, Burgmann H, et al. ABSantibioticstewardship im Niedergelassenen Bereich. 2.edt., ABSGROUP, Wien, 2011.
  3. Musch A (2009) GERMAP 2008. Chemotherapie Journal 18 (1): 27-30.
  4. Moulin G, Cavalie P, Pellanne I, et al. (2008) A comparison of antimicrobial usage in human and veterinary medicine in France from 1999 to 2005. Journal of Antimicrobial Chemotherapy 62: 617-625.
  5. Liebrich S (2011) Gefährliche Keime aus dem Stall: Der Missbrauch von Antibiotika in der Massentierhaltung bedroht die Gesundheit von Verbrauchern.  Süddeutsche Zeitung, 20.09.2011, Seite: 17.
  6. Kadenbach K (2011) SPÖ-Europaabgeordnete warnt vor zunehmender Resistenz unddaraus folgenden Gesundheitsgefahren in Europa. OTS0056 5 II 0290 SPK0001 AI Mi, 28.Sep 2011.
  7. Allerberger F., H. Würzner (1998) Antibiotika in der Nutztierhaltung. Mitt Österr Sanitätsverwaltung 99:3-8.
  8. Pugh M (2002) The EU precautionary bans of animal feed additive antibiotics. Toxicology Letters 128: 35-40. 
  9. European Food Safety Authority. Jahresbericht 2010. ISSN 1725-5775.
  10. Feierl G, Pschaid A, Sixl B, Marth E (1994) Increase of ciprofloxacin resistance in Campylobacter species in Styria, Austria. Zentralbl Bakteriol. 281(4):471-474.
  11. Feierl G, Leitner E, Gehrer M, et al.(2011) Epidemiology of campylobacteriosis and trends of resistance in Austria. 16th International Workshop on Campylobacter, Helicobacter and Related Organisms; AUG 28-SEP 1, 2011; Vancouver, Canada [Poster No. 239].
  12. Jelovcan S, Springer B (2010) Resistenzbericht Campylobacter – Daten aus dem Human-, Lebensmittel- und Veterinärbereich. Resistenzbericht Österreich AURES 2009, pp.100-110. 
  13. COMMITTEE FOR MEDICINAL PRODUCTS FOR VETERINARY USE (CVMP) 2006. REFLECTION PAPER ON THE USE OF FLUOROQUINOLONES IN FOOD-PRODUCING ANIMALS IN THE EUROPEAN UNION: DEVELOPMENT OF RESISTANCE AND IMPACT ON HUMAN AND ANIMAL HEALTH. EMEA.
  14. Davidson DJ. In the matter of enrofloxacin for poultry: withdrawal of approval of Bayer Corporation‘s new animal drug apllication 1 (NADA) 140-828 (Baytril). In: FDA Docket no.00N-1571; 2004.
  15. Butzler JP (2005) Campylobacter from obscurity to celebrity. Clin. Microbiol. Infect. 11: 341 – 342.
  16. Aarestrup F M, Engberg J (2001) Antimicrobial susceptibility of thermophilic Campylobacter. Vet. Res. 32: 301-310.
  17. Kornschober C, Orendi U (2011) Nationale Referenzzentrale für Salmonellen – Jahresbericht 2010. BMG Newsletter bmg.gv.at/cms/home/attachments/0/9/7/CH1305/CMS1299590600940/jb_salmonellen_2010_04032011.pdf
  18. Apfalter P, Fluch G (2010) Antibiotikaresistenz bei ausgewählten invasiven Infektionserregern. Resistenzbericht Österreich AURES 2009, pp.100-110.
  19. Huemer HP, Eigentler A, Aschbacher R, Larcher C (2011) Dominance of CTX-M group 1 beta-lactamase enzymes in ESBL producing E. coli from outpatient urines in neighbouring regions of Austria and Italy. Wien Klin Wochenschr. 123:41-44)
  20. Wang M, Tran JH, Jacoby GA, et al. (2003) Plasmid mediated quinolone resistance in clinical isolates of Escherichia coli from Shanghai, China. Antimicrob Agents Chemotherapy. 47:2242-2248.Cheung TK, Chu YW, Chu MY, et al. (2005) Plasmidmediated resistance to ciprofloxacin and cefotaxime in clinical isolates of Salmonella enterica serotype Enteritidis in Hong Kong. J Antimicrob Chemother. 56: 586-589).
  21. Dutil L, Irwin R, Finley R, et al. Ceftiofur resistance in Salmonella enterica serovar Heidelberg from chicken meat and humans, Canada. Emerg Infect Dis 2010; 16(1):48-54.
  22. Health Council of the Netherlands. Antibiotics in food animal production and resistant bacteria in humans. The Hague: Health Council of the Netherlands, 2011; publication no. 2011/16E.
  23. Overdevest Im Willemsen I, Rijnsburger M, et al. (2011) Extended-Spectrum ß-Lactamase Genes of Escherichia coli in Chicken Meat and Humans, the Netherlands. Emerg Infect Dis 17 (7):1216-1222.  
  24. Smet A, Martel A, Persoons D, et al. (2009) Comparative analysis of extended-spectrum-{beta}-lactamase-carrying plasmids from different members of Enterobacteriaceae isolated from poultry, pigs and humans: evidence for a shared {beta}-lactam resistance gene pool? J Antimicrob Chemother. 63(6): 1286-1288.
  25. Smet A, Martel A, Persoons D, et al. (2009) Broad-spectrum betalactamases among Enterobacteriaceae of animal origin: molecular aspects, mobility and impact on public health. FEMS Microbiol Rev. 34(3): 295-316.
  26. Dierikx C, van Essen-Zandbergen A, Veldman K, et al. (2010) Increased detection of extended spectrum beta-lactamase producing Salmonella enterica and Escherichia coli isolates from poultry. Vet Microbiol. 145(3-4): 273-278.
  27. Leverstein-van Hall MA, Dierikx CM, Cohen SJ, et al. (2011) Dutch patients, retail chicken meat and poultry share the same ESBL genes, plasmids and strains. Clin Microbiol Infect. 17(6): 873-880.
  28. Jensen VF, Hammerum AM (2010) DANMAP 2009 - Use of antimicrobial agents and occurrence of antimicrobial resistance in bacteria from food animals, foods and humans in Denmark. ISSN 1600-2032.
  29. EFSA Panel on Biological Hazards (BIOHAZ) Panel (2008) Foodborne antimicrobial resistance as a biological hazard - Scientific Opinion of the Panel on Biological Hazards. Question No EFSA-Q-2007-089. www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/doc/765.pdf
  30. Feilhauer B.: Bestimmung der Besiedelungsrate von Geflügel und Geflügelprodukten durch Staphylococcus aureus respektive MRSA. Bachelorarbeit, FH Johanneum, Studiengang Biomedizinische Analytik. Graz, 2009
  31. van Cleef BAGL, Monnet DL, Voss A, et al. (2011) Livestock-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus in humans, Europe. Emerg Infect Dis 17:502-505.
  32. Benninger G (2011) Zoonosen: Bekannte und neue Infektionskrankheiten – eine Herausforderung für die Forschung an der Schnittstelle von Human- und Veterinärmedizin. DZKF 5/6: 1-6.
  33. Minister van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit. Brief aan Stuurgroep Antibioticaresistentie Dierhouderij. 16-4-2010.
  34. COMMITTEE FOR MEDICINAL PRODUCTS FOR VETERINARY USE (CVMP) 2006. Infections in humans with fluoroquinolone and macrolide resistant Campylobacters have resulted in increased risk of hospitalisation and complications.
  35. World Health Organization (1997) The Medical Impact of the use of antimocrobials in food animals. Report of a WHO Meeting, Berlin, Germany, 13-17 October 1997, WHO/EMC/ZOO/97.4.
  36. Bundesministerium für Gesundheit: AURES - der österreichische Antibiotikaresistenzbericht
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