4. Ergebnisse
5.3. Anschlussstudie zur Überprüfung der Hypothese
Die Qualität der Daten aus Studien, die sich mit antimikrobiellen Resistenzen beschäftigen, hängt von den die Daten beeinflussenden Faktoren ab, wie z.B. von der Stichprobengröße, der inhaltlichen, geografischen und zeitlichen Herkunft der Proben, dem Vorgang der Probenentnahme und der Empfindlichkeitsprüfung, sowie den verwendeten MHK-Grenzwerten zur Einordnung der Testergebnisse. Das Ziel von Monitoring-Studien ist die Darstellung der minimalen Hemmkonzentrationen von Antibiotika für Bakterien von Tieren.
Die Größe der Stichprobe sollte so gewählt werden, dass eine Resistenzveränderung von Jahr zu Jahr dargestellt werden kann (CAPRIOLI et al. 2000). Abhängig von der Häufigkeit des Auftretens eines Merkmals in einer Bakterienpopulation, kann dann die Prävalenz einer Resistenz in der Bakterienpopulation eingeschätzt werden (BOCK 1998). Folgende Aspekte müssen bei der Studienplanung besonders berücksichtigt werden:
Selektion der Bakterien, welche in der Studie verwendet werden sollen
Auswahl der antimikrobiellen Wirkstoffe (zugelassen für die Veterinärmedizin)
Probenplan (v.a. Probenahmestelle und -strategie)
Probenahmepläne sollten spezifische Anweisungen enthalten, z. B. dass nur Tiere beprobt werden, die in den letzten vier Wochen vor der Probenahme nicht antibiotisch
97
behandelt wurden; dass nur ein oder zwei Bakterienstämme für jede Tierherde ausgewertet werden
Stichprobengröße
Festlegung von Standardmethoden bezüglich Erregerkultivierung, Differenzierung der Isolate und Methode der Empfindlichkeitstestung
Verwendung von klinischen Cut-offs für die Bewertung der MHK-Werte
Metadatenanalyse auf den ausgewählten Betrieben
Schwerpunkt einer Studie kann die Untersuchung der kommensalen Keimflora der Betriebe sein. Aufgrund des einfachen Nachweises und des häufigen Vorkommens kann die Untersuchung der kommensalen Flora auf E. coli begrenzt werden. Nach einem standardisierten Stichprobenschlüssel würden verschiedene Betriebe beprobt und miteinander in Hinblick auf Unterschiede in der Resistenzsituation verglichen. Kriterien, die die Betriebe erfüllen müssen, sollten vorher festgelegt werden. Es könnte beispielsweise festgelegt werden, dass es sich um konventionell bewirtschaftete Ställe handeln muss, die mehr als 500 Sauen und 5000 Schlachtschweine pro Jahr haben (MUNK et al. 2016). Die betriebsspezifische Gesundheitssituation sollte berücksichtigt werden. Eine Kategorisierung der Betriebe anhand der Resistenzsituation könnte als Querschnittsbeprobung (z.B. zu Beginn eines Projektes und dann zweimalig im Abstand von 6 Monaten) und bedarfsabhängig bei Krankheitsfällen erfolgen. Die erhobenen Daten können als Grundlage für eine SWOT-Analyse (englisches Akronym für „Strength, Weakness, Opportunities, Threats“; eine SWOT-Analyse dient der strategischen Planung) und für eine Risikoanalyse dienen. Als Grundlage für eine SWOT-Analyse werden mit Hilfe von Fragebögen Informationen zur Biosicherheit am Betrieb, sowie zu Tierwohl, Tiergesundheit und Management erhoben (MÜLLER et al. 2016). Der Antibiotikaeinsatz auf dem Betrieb sollte systematisch erfasst werden und in eine Datenbank eingepflegt werden. Neben dem antimikrobiellen Wirkstoff selbst sollten auch die unterschiedlichen Konzentrationen, die Behandlungsdauer und der Therapieindex für das halbe Jahr, welches jeweils zwischen den Beprobungen liegt, dokumentiert werden (BERGER 2019).
Anhand des festgelegten Arbeitsplans kann versucht werden, den Zusammenhang zwischen dem Einsatz von antimikrobiellen Wirkstoffen auf Bestandsebene und sowohl der phänotypischen als auch der genotypischen Prävalenz von Erregerresistenzen herzustellen.
98
Außerdem können Strategien zur Reduktion des Einsatzes von Antibiotika erarbeitet werden.
Dann kann im weiteren Verlauf beobachtet werden, ob ein verminderter Antibiotikaeinsatz automatisch mit einer verringerten Resistenzbildung einhergeht.
99 6. Zusammenfassung
Clara Detlefsen (2020):
Phänotypische antimikrobielle Resistenz bei Escherichia coli-Stämmen aus der Schweinehaltung in Nordwestdeutschland – Zeitabhängige Resistenzmuster in Proben aus der Labordiagnostik
Der Antibiotikaverbrauch ist bei landwirtschaftlichen Nutztieren in Deutschland seit 2011 stark zurückgegangen. Bisher konnte nicht bewiesen werden, ob dies die Häufigkeit antimikrobieller Resistenzen bei bakteriellen Feldisolaten beeinflusst hat. In einer Pilotstudie wurden retrospektive Resistenzdaten aus diesem Zeitraum ausgewertet, um diesbezüglich eine Hypothese zu generieren. In der vorliegenden Studie wurden insgesamt 3.054 E. coli-Isolate von erkrankten Schweinen auf ihre Resistenzeigenschaften hin untersucht. Die Isolate wurden im Zeitraum von 2006-2017 von 2.161 Betrieben in Nordwestdeutschland gewonnen.
Im Rahmen der Routinediagnostik wurden E. coli-Stämme aus verschiedenen Organen erkrankter Schweine isoliert und bezüglich ihrer Resistenzeigenschaften gegen ausgewählte antimikrobielle Wirkstoffe analysiert. Die meisten Isolate (81 %) stammten aus Kot oder aus dem Magen-Darm-Trakt, 11 % aus dem Urogenitaltrakt und 8 % aus anderen Organen. Sowohl der Empfindlichkeitsprüfung als auch der Klassifizierung der Isolate wurden Richtlinien des Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) zugrunde gelegt. In dem Fall, dass für die spezifische Kombination von „Art“, Substanz“ und „Organ“ keine klinischen Grenzwerte vom CLSI zur Verfügung standen, wurden andere klinische Grenzwerte verwendet.
Bei den meisten Wirkstoffen wurden zwischen den Isolaten aus dem Magen-Darm-Trakt und dem Urogenitaltrakt Unterschiede im Resistenzverhalten festgestellt. Isolate aus dem Urogenitaltrakt zeigten weniger Resistenzen gegen Ampicillin, Apramycin, Colistin, Neomycin, Spectinomycin und Tetrazyklin und häufige Resistenzen gegen Enrofloxacin und Florfenicol.
Ein multifaktorielles logistisches Regressionsmodell ergab abhängig von der Zeit für Neomycin, Spectinomycin und Tetrazyklin Rückgänge in der Häufigkeit resistenter Isolate. In Bezug auf Colistin wurde mit 16 % der höchste Prozentsatz resistenter Isolate im Jahr 2015 festgestellt. Darauf folgte 2017 eine Abnahme der Resistenzhäufigkeiten. Die Abnahme von Ampicillin-resistenten Isolaten war abhängig von der Altersgruppe und vom Zeitraum.
Unabhängig vom Jahr zeigte sich, dass weniger als 15 % der E. coli-Isolate resistent gegen
100
Apramycin, Cephalosporine, Colistin, Enrofloxacin, Florfenicol, Gentamicin und Neomycin waren.
Insgesamt wurde für einige Wirkstoffe ein zeitabhängiger Rückgang der Resistenzhäufigkeiten der E. coli-Isolate beobachtet. Diese Daten von erkrankten Schweinen deuten auf einen Zusammenhang zwischen dem generellen Rückgang des Antibiotikaeinsatzes und einer Verringerung von Antibiotikaresistenzen bei E. coli hin. Möglicherweise können die Ergebnisse dieser Studie hilfreich für praktizierende Tierärzte sein, wenn sie sich für oder gegen einen antibakteriellen Wirkstoff bei der Therapie entscheiden müssen.
101 7. Summary
Clara Detlefsen (2020):
Phenotypic antimicrobial resistance in Escherichia coli strains isolated from swine husbandries in North Western Germany – Temporal patterns in samples from laboratory practice from 2006 to 2017
Antibiotic consumption in farm animals has declined significantly in Germany since 2011. It has not been proven so far, whether this has led to a reduction in frequencies of bacterial field isolates resistant against antimicrobials. In this pilot study data from susceptibility testing of E. coli isolates within the respective time period were evaluated retrospectively, to generate a hypothesis. In the present study, a total of 3,054 E. coli-isolates from diseased swine were examined for their resistance properties. The isolates were obtained from 2,161 farms in North Western Germany in the time period from 2006 to 2017.
As a part of routine diagnostics, E. coli strains were isolated from various organs in sick pigs and analyzed for their antimicrobial resistancy patterns for selected antimicrobial agents. Most isolates (81%) originated from faeces or the gastrointestinal tract, 11% from the genito-urinary tract and 8% from other organs. Both, the susceptibility testing and the classification of the isolates, were based on guidelines of the Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI). In case that no Clinical cut-offs were available from CLSI for the specific combination of
„species“, „antimicrobial agent“ and „organ“, other published cut-offs were used.
For most substances, differences in antimicrobial resistancy were found between isolates from the gastrointestinal and the genito-urinary tract. Isolates from the genito-urinary tract were less frequently resistant to ampicillin, apramycin, colistin, neomycin, spectinomycin and tetracycline and more often resistant to enrofloxacin and florfenicol.
A multifactorial logistic regression model revealed decreases in the frequency of resistant isolates for neomycin, spectinomycin and tetracycline depending on the time period. With regard to colistin, the highest percentage of resistant isolates was found in 2015 at 16%. This was followed by a decrease in the frequency of resistant isolates in 2017. The decrease in ampicillin-resistant isolates was dependent on age-group and time period. All over the years it was shown that less than 15% of the E. coli isolates were resistant to apramycin, cephalosporins, colistin, enrofloxacin, florfenicol, gentamicin and neomycin.
102
Overall a time-dependent decrease in the frequency of resistant E. coli isolates was observed for some antimicrobial agents. These data from diseased animals indicate a parallel development of the general decline in antibiotic usage and the frequency of E. coli-isolates with antimicrobial resistance. These findings can support decision-making of swine practitioners in their choice of an antimicrobial substance for therapy.
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