Tierärztliche Hochschule Hannover
Epidemiologische Studie zum Vorkommen von MRSA (Methicillin-resistente Staphylococcus aureus) in
ökologisch wirtschaftenden Schweinebeständen
vorgelegt von Ulrike Heine
Dresden
Hannover 2011
INAUGURAL – DISSERTATION
zur Erlangung des Grades einer Doktorin der Veterinärmedizin - Doctor medicinae veterinariae -
(Dr. med. vet.)
Wissenschaftliche Betreuung: Univ.-Prof. Dr. Thomas Blaha
Außenstelle für Epidemiologie Bakum
1. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. med. vet. Thomas Blaha 2. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. med. vet. Günter Klein
Tag der mündlichen Prüfung: 18.11.2011
Die Förderung des Vorhabens erfolgte aus Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) über das Bundesprogramm Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger
Landwirtschaft (BÖLN).
Veröffentlichung
Ergebnisse aus dieser Arbeit wurden in Form eines Vortrags im Rahmen der Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau 2011 in Gießen veröffentlicht:
HEINE, U., H. SOMMER, D. MEEMKEN, C. WERNER, A. SUNDRUM u.
T. BLAHA (2011):
Vergleichende Querschnittsuntersuchungen zum Vorkommen von MRSA (Methicillin- resistente Staphylococcus aureus) in ökologisch wirtschaftenden und konventionell wirtschaftenden Schweinebetrieben in Deutschland.
In: „11. Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau“, Justus-Liebig-Universität Gießen, 16. – 18. März 2011
Meinen Eltern
Abkürzungsverzeichnis ...V
1 Einleitung ... 1
2 Literaturübersicht ... 3
2.1 Staphylococcus aureus ... 3
2.1.1 Habitat und Pathogenese ... 3
2.1.2 Gattungsmerkmale und Kulturmorphologie ... 3
2.1.3 Biochemische Differenzierung... 4
2.1.4 Virulenzfaktoren und Toxine ... 4
2.1.4.1 MSCRAMMs (microbial surface components recognizing adhesive matrix molecules) ... 4
2.1.4.2 Exotoxine ... 5
2.1.4.3 Superantigene... 6
2.2 Methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA)... 6
2.2.1 Entwicklung der Resistenz... 7
2.2.2 Hypothese zum Ursprung des mecA-Gens in MRSA... 7
2.3 Nachweis von Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA) 8 2.3.1 Kulturelle Methoden ... 8
2.3.1.1 Anzucht ... 8
2.3.1.2 Phänotypische Resistenzbestimmung ... 8
2.3.2 Molekularbiologische Methoden ... 9
2.3.2.1 Nachweis des mecA-Gens mittels Polymerase Kettenreaktion ... 9
2.3.2.2 Sequenzierung der SCCmec-Kassette... 9
2.3.2.3 Multilocus Sequence Typing (MLST) ... 9
2.3.2.4 spa-Typisierung... 10
2.3.2.5 2.3.2.5 Pulsfeldgelelektrophorese (PFGE)... 10
2.4 Einteilung, Vorkommen und Bedeutung von MRSA bei Tier und Mensch... 11
2.4.1 Vorkommen und Bedeutung von MRSA bei Tieren... 11
2.4.1.1 MRSA bei Schweinen... 11
2.4.1.2 MRSA bei Wiederkäuern... 15
2.4.1.3 MRSA beim Geflügel ... 15
2.4.1.4 MRSA bei Pferden ... 16
2.4.1.5 MRSA bei Kleintieren ... 17
2.4.2 Vorkommen und Bedeutung von MRSA beim Menschen ... 18
2.4.2.1 Hospital-acquired MRSA (ha-MRSA)... 18
2.4.2.2 Community-acquired MRSA (caMRSA)... 19
2.4.2.3 Livestock-associated MRSA (la-MRSA) und die Bedeutung für den Menschen ... 20
2.5 Ökologische Schweinehaltung in Deutschland... 21
2.5.1 Die EG-Öko-Basisverordnung – Mindestanforderungen an die ökologische Schweinehaltung ... 22
2.5.1.1 Herkunft der Tiere... 23
2.5.1.2 Haltung und Unterbringung der Tiere... 23
2.5.1.3 Futtermittel... 24
2.5.1.4 Krankheitsvorsorge und tierärztliche Behandlung... 24
2.5.1.5 Kontrolle ... 25
2.5.2 Organisation des ökologischen Landbaus in Deutschland... 25
2.5.3 Tiergesundheit in der ökologischen Schweineerzeugung ... 28
2.5.4 Vorkommen von MRSA in ökologisch wirtschaftenden Schweinebeständen 30
3 Material und Methoden ... 31
3.1 Studienaufbau ... 31
3.2 Untersuchungsbestände... 31
3.2.1 Mastbestände... 33
3.2.2 Ferkelerzeugerbetriebe... 35
3.2.3 Geschlossene Systeme ... 36
3.3 Probenentnahme... 38
3.3.1 Querschnittsstudie (Phase 1) ... 38
3.3.1.1 Erster Bestandsbesuch – Probenentnahme in 42 Beständen ... 38
3.3.1.2 Zweiter Bestandsbesuch - Erneute Beprobung von 31 MRSA-negativ- definierten Beständen... 39
3.3.2 Statistische Auswertung des Fragebogens ... 41
3.3.3 Longitudinalstudie (Phase 2)... 41
3.3.3.1 Auswahl der Untersuchungsbestände ... 41
3.3.3.2 Probenentnahme... 49
3.3.3.2.1 Probenentnahme bei Schweinen ... 49
3.3.3.2.2 Beprobung der Tierumgebung ... 51
3.3.3.2.3 Probenentnahme bei beruflich exponierten Personen ... 52
3.3.3.2.4 Probenentnahme bei Haustieren... 52
3.4 Probenuntersuchung... 53
3.4.1 Kulturelle Untersuchung ... 53
3.4.2 Biochemische Bestätigungsreaktionen zur Sicherung der Diagnose ... 55
3.4.3 3.4.3 Molekularbiologische Diagnostik - Triplex PCR nach POULSEN
(2003)... 57
3.4.4 Asservierung der durch die PCR bestätigten MRSA-Isolate ... 59
3.4.5 Typisierung der MRSA-Stämme ... 59
4 Ergebnisse ... 60
4.1 Ergebnisse der Querschnittsstudie ... 60
4.1.1 Untersuchung der Staubprobe ... 60
4.1.2 Untersuchung von zehn Nasentupfern ... 60
4.1.3 Untersuchung von 50 bis 60 Nasentupfern ... 60
4.1.4 Bestandsprävalenz nach der Entnahme von Staubprobe und Nasentupfern .. 61
4.2 Auswertung der Betriebsfragebögen... 62
4.2.1 Einfluss des Bestandstyps auf das Vorkommen von MRSA ... 62
4.2.2 Einfluss der Bestandsgröße auf das Vorkommen von MRSA ... 63
4.2.3 4.2.3 Einfluss der Belegdichte auf das Vorkommen von MRSA ... 64
4.2.4 Einfluss des Vorhandenseins eines Auslaufs auf den MRSA-Status... 65
4.2.5 Einfluss der Herkunft des Futters auf den MRSA-Status ... 66
4.2.6 Einfluss der durchgeführten Hygienemaßnahmen auf den MRSA-Status... 68
4.2.7 Kontakt zwischen Schweinen und Haustieren (Hunde / Katzen) ... 73
4.2.8 Haltung anderer Tierarten ... 74
4.2.9 Einsatz von Antibiotika... 75
4.3 Ergebnisse der Longitudinalstudie... 76
4.3.1 Ergebnisse der Probennahme bei Haustieren... 86
4.3.2 Ergebnisse der Probennahme bei beruflich exponierten Personen und deren Angehörigen ... 87
4.4 Spa-Typen ausgewählter MRSA-Isolate aus Querschnitts- und Longitudinalstudie ... 89
5 Diskussion ... 91
5.1 Bestandsprävalenz von MRSA (Querschnittsstudie)... 91
5.2 MRSA-Prävalenz an verschiedenen Beprobungszeitpunkten (Longitudinalstudie) ... 95
5.3 Vorkommen von MRSA bei beruflich exponierten Personen ... 97
5.4 Spa-Typen ... 97
6 Schlussfolgerungen ... 99
7 Zusammenfassung... 101
8 Summary ... 103
Literaturverzeichnis... 105
Tabellenverzeichnis... 120
Abbildungsverzeichnis... 122
Anhang ... 123
Danksagung... 132
Abkürzungsverzeichnis
µg Mikrogramm
µl Mikroliter
µm Mikrometer
A. bidest. Aqua bidestilata
BfR Bundesinstitut für Risikobewertung
BMELV Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz
BÖLN Bundesprogramm Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft
BÖLW Bund ökologischer Lebensmittelwirtschaft e.V.
bp Basenpaare
caMRSA community-acquired MRSA
cm Zentimeter
cm² Quadratzentimeter
CoNS Coagulase-negative Staphylokokken
DNA Desoxyribonukleinsäure
EARSS European Antimicrobial Resistance Surveillance System
EDTA Ethylendiamintetraessigsäure
EFSA European Food Safety Authority
EG Europäische Gemeinschaft
EU Europäische Union
et. al. et alii / und andere
Fa FirmaMRSA
Fc Fragment crystallizableST
g Gramm
GS Geschlossenes System
GVE Großvieheinheit
H2O Wasser
H2O2 Wasserstoffperoxid
haMRSA hospital-acquired
Hrsg. Herausgeber
IFOAM International Federation of Organic Agriculture Movements
IgG Immunglobulin G
kg Kilogramm
l Liter
laMRSA livestock-associated MRSA
m² Quadratmeter
MSCRAMM microbial surface components recognizing adhesive matrix molecules
mg Milligramm
MHB Müller-Hinton-Bouillon
ml Milliliter
MLST Multi-Locus Squenz-Typisierung
mm Millimeter
MP Mastplätze
MRSA Methicillin-resistente Staphylococcus aureus MSSA Methicillin-sensible Staphylococcus aureus
NaCl Natriumchlorid
NaH2PO4 Natriumdihydrogenphosphat
NT-MRSA non typeable MRSA
PBP Penicillin-Bindungsprotein
PCR Polymerase Kettenreaktion
PFGE Pulsfeldgelelektrophorese
pmol Pikomol
PVL Panton-Valentine-Leukozidin
rpm revoltutions per minute / Umdrehungen pro Minute S. aureus Staphylococcus aureus
SCCmec staphylococcal cassette chromosome mec
SP Sauenplätze
spp. species pluralis
SSSS Staphylococcal Scaled Skin Sndrome
ST Sequenz Typ
TSST-1 Toxisches Schock Syndrom Toxin 1
VRSA Vancomycin-resistente Staphylococcus aureus
WZ Wartezeit
VO Verordnung
1 Einleitung
Methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) sind seit den 60er Jahren als Hospitalismuskeime des Menschen in Krankenhäusern, in den letzten Jahren aber auch als Infektionserreger außerhalb medizinischer Einrichtungen bekannt und gefürchtet. Auch in Tierkliniken spielen MRSA als Erreger schwer therapierbarer Wundinfektionen bei Hunden, Katzen oder Pferden eine zunehmend große Rolle.
Im Jahre 2005 wiesen VOSS et al. in den Niederlanden erstmals MRSA bei Schweinen nach - als symptomlose Besiedler der Nasenschleimhaut. Es folgten zahlreiche Studien, die weltweit das Vorkommen von MRSA bei Schweinen und anderen Nutztierarten untersuchten.
Dabei konnten sowohl aus Nasen- und Vaginalabstrichen von Schweinen, als auch aus der Tierumgebung und aus Nasenabstrichen beruflich exponierter Personen wie Landwirten und Tierärzten gehäuft MRSA eines bestimmten genetischen Typs isoliert werden: Es handelte sich um MRSA vom Sequenz Typ (ST) 398. Auch bei anderen Nutztierarten wie Kälbern und Broilern wurden ST398 MRSA nachgewiesen. Dieser nutztierspezifische MRSA-Klon, der heute im epidemiologischen Komplex der livestock-associated (la) MRSA zusammengefasst wird, unterscheidet sich in seinen Eigenschaften bezüglich Virulenzfaktoren und erworbener Resistenzgene wesentlich von denen der hospital-acquired (ha) und community-acquired (ca) MRSA aus der Humanmedizin. So konnte die Produktion verschiedener Virulenzfaktoren und Toxine, wie die des Panton-Valentine-Leucocidin (PVL) oder des Toxic Shock Syndrome Toxine-1 (TSST-1), bei nutztierassoziierten MSRA bisher nur in Einzelfällen nachgewiesen werden. Auch eine Resistenz gegen die Antibiotika Vancomycin und Teicoplanin, die in der Humanmedizin als Reserveantibiotika eingesetzt werden, wird bei laMRSA im Gegensatz zu den hospital-acquired MRSA bisher nicht generalisiert nachgewiesen. Eine Virulenzsteigerung oder die Aufnahme weiterer Resistenzgene ist jedoch, wie für S.aureus allgemein gültig, auch hier jederzeit möglich. Demnach muss die weite Verbreitung von MRSA bei Schweinen und beruflich exponierten Personen als Reservoir für eine potentielle Weiterverbreitung und mögliche Steigerung der Humanpathogenität dieser laMRSA ernst genommen werden.
Über das Vorkommen Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus (MRSA) in ökologisch wirtschaftenden Schweinebetrieben ist bislang wenig bekannt. Ziel dieser Arbeit soll sein, die MRSA-Prävalenz in der ökologischen Schweinehaltung unter Einbeziehung verschiedener Betriebsstrukturen zu untersuchen. Die Charakteristika, die die ökologische von der konventionellen Schweinhaltung unterscheiden, sollen dabei besondere Berücksichtigung finden und helfen, potentielle Risikofaktoren für den Eintrag und die Ausbreitung von MRSA zu identifizieren.
2 Literaturübersicht
2.1 Staphylococcus aureus 2.1.1 Habitat und Pathogenese
Staphylococcus aureus ist ein weltweit verbreiteter, fakultativ pathogener Keim. Zum Habitat des Haut- und Schleimhautbesiedlers gehören der Nasopharynx, der Respirationstrakt, der untere Urogenitaltrakt und gelegentlich auch der Verdauungstrakt von Mensch und Tier (QUINN et al., 2002; CARTER u. WISE, 2004).
Beim Menschen besiedelt Staphylococcus aureus vor allem die vordere Nasenhöhle als ökologische Nische (KLUYTMANS et al., 1997). Etwa 20% der menschlichen Bevölkerung sind dauerhaft und weitere 30% intermittierend mit S. aureus besiedelt (GORDON u. LOWY, 2008).
Der Nachweis beim gesunden Schwein gelingt aus der vorderen Nassenhöhle sowie von der Hautoberfläche, der Vaginal- und Präputialschleimhaut, aus der Maulhöhle, dem Respirationstrakt und dem Darm. Einer Infektion mit Staphylococcus aureus bei Schweinen und anderen Tierarten gehen zumeist Immunsuppression, metabolische oder endokrine Störungen sowie Traumata voraus, die eine Invasion des Erregers und seine Ausbreitung im Gewebe ermöglichen (QUINN et al., 2002). Neben Abszessen und Pyodermien können bei Sauen Mastitiden und Botryomykose des Euters auftreten (SELBITZ, 2002; QUINN et al., 2002). Bei Ferkeln können Staphylococcus aureus durch Nabelabszesse aufsteigende Infektionen in Form von Polyarthritis oder in Form einer Septikämie hervorrufen (HENTON, 2004).
2.1.2 Gattungsmerkmale und Kulturmorphologie
Bei der Gattung Staphylococcus aus der Familie der Micrococcaceae handelt es sich um grampositive, kugelförmige Mirkoorganismen mit einem Durchmesser von 0,5 bis 1,5µm.
Der Gattungsname leitet sich vom griechischen „staphylé“, zu Deutsch „Weintraube“ ab und beschreibt die traubenförmige, haufenartig aneinander gelagerte Anordnung der Bakterien im Grampräparat. Die Vertreter der Gattung Staphylococcus sind katalasepositiv. Sie wachsen fakultativ anaerob, sind unbeweglich und bilden keine Sporen (BANNERMAN, 2003;
SELBITZ, 2002). Staphylococcus spp. besitzen eine hohe Tenazität: Sie sind widerstandsfähig gegen Hitze bis 60°C sowie Austrocknung und tolerieren Kochsalzkonzentrationen bis 10% (GATERMANN u. MIKSITS, 2009; SELBITZ, 2002).
Staphylococcus aureus wächst auf allen nicht-selektiven Nährböden. Besonders geeignet für die Anzüchtung ist Blutagar: Nach 24stündiger Bebrütung bei 34 bis 37°C bildet der Erreger auf Schafblutagar mittelgroße, weiße bis goldgelbe, glänzende Kolonien mit einem Durchmesser von ca. 3mm (QUINN et al., 2002; BANNERMAN, 2003). Die gold-gelbe Pigmentierung, die dieser Art ihren Namen gab, tritt nicht bei allen Stämmen auf. Sie ist vornehmlich bei bovinen und humanen Stämmen anzutreffen (SELBITZ, 2002; QUINN et al., 2002). Auf Ochsen- oder Schafblutagar zeigt Staphylococcus aureus in der Regel eine Doppel-Hämolyse: Die Produktion von Alpha-Hämolysin bewirkt eine vollständige Hämolyse direkt um die Kolonie, die Produktion von Beta-Hämolysin daran angrenzend eine großflächige unvollständige Hämolyse (QUINN et al., 2002).
2.1.3 Biochemische Differenzierung
Neben der positiven Katalase- und negativen Oxidasereaktion dient der Koagulasenachweis im Kaninchenplasma als wichtiges Merkmal zur Speziesbestimmung von Staphylococcus aureus (BANNERMAN, 2003; GATERMANN u. MIKSITS, 2009). Die diagnostische Abgrenzung zum ebenfalls Koagulase-positiven Staphylococcus intermedius und die endgültige Artdiagnose ist mithilfe kommerziell erhältlicher biochemischer Differenzierungssysteme möglich (BANNERMAN, 2003).
2.1.4 Virulenzfaktoren und Toxine
Staphylococcus aureus produziert eine Reihe von oberflächenassoziierten sowie sekretierten Virulenzfaktoren, die die Adhäsion, Invasion und Etablierung im Wirtsgewebe ermöglichen (GATERMANN u. MIKSITS, 2009). Durch ein Quorum-Sensing System, codiert durch den Acessory Gene Regulator (agr), erfolgt die bedarfsgerechte Produktion der Virlulenzfaktoren und Toxinen, abhängig von der bakteriellen Wachstumsphase: So wird beim Übergang von der exponentiellen zur stationären Wachstumsphase die Expression der adhäsiven Oberflächenproteine herunter, die von Exotoxinen dagegen hoch reguliert (YARWOOD u.
SCHLIEVERT, 2003).
Im Folgenden sollen einige Virulenzfaktoren, die in den verschiedenen Stadien einer Infektion produziert werden, näher beschrieben werden.
2.1.4.1 MSCRAMMs (microbial surface components recognizing adhesive matrix molecules)
Diese zellwandassoziierten Proteine vermitteln die Adhäsion von Staphylococcus aureus an das Wirtsgewebe, vor allem während der Anfangsphase einer Infektion.
Von den einzelnen S. aureus-Stämmen in variabler Konstellation expremiert, werden Fibrinogen (= Clumping Factor A und B)-, Fibronektin- und Kollagen-bindende Proteine sowie das Protein A unterschieden. (FOSTER u. HÖÖK, 1998; GORDON u. LOWY, 2008).
• Clumping Factor A und B
Der Clumping Factor vermittelt die Umwandlung von Fibrinogen zu Fibrin und aktiviert die Gerinnungskaskade. Dies hat besondere Bedeutung bei der Wundinfektion und ermöglicht Staphylococcus aureus die Besiedlung von fibrinogenhaltigen Oberflächen, wie Kathetern oder prothetischem Material (FOSTER u. HÖÖK, 1998; CARTER u. WISE, 2004).
• Protein A
Protein A bindet an den Fc-Teil von Antikörpern der Klasse IgG, blockiert damit die Bindung des Antikörpers durch den Fc-Rezeptor der neutrophilen Granulozyten und verhindert so die Opsonierung. Damit wird die Phagozytose der Erreger behindert (GATERMANN u.
MIKSITS, 2009). Durch die Sequenzierung eines polymorphen Abschnitts des für das Protein A codierenden Gens (spa), können Staphylococcus aureus-Isolate nach Herkunft und epidemiologischem Zusammenhang verschiedenen spa-Typen zugeordnet werden (FRÉNAY et al., 1996).
2.1.4.2 Exotoxine
Staphylococcus aureus produziert eine Reihe von Enzymen und Zytotoxinen, die die Ausbreitung im Wirtsgewebe ermöglichen und Nährstoffe für das bakterielle Wachstum bereitstellen. Dazu zählen vier Hämolysine (alpha-, beta-, gamma- und delta-Hämolysin), Leukozidine und das Panton-Valentine-Leukozidin (PV-Leukozidin) sowie Nukleasen, Proteasen, Lipasen, Hyaluronidase, Kollagenase, Elastase und das Enzym Staphylokinase (DINGES et al., 2000; QUINN et al., 2002).
• Panton-Valentine-Leukozidin (PV-Leukozidin)
Panton-Valentine-Leukozidin (PVL) ist ein zytolytisches Toxin, bestehend aus zwei Polypeptid-Komponenten, die getrennt voneinander sezerniert und durch die Gene lukS-PV und lukF-PV codiert werden (PRÉVOST, 1995; MILES, 2002). PV-Leukozidin weist eine hohe Affinität für polymorphkernige Leukozyten des Menschen und des Kaninchens auf:
Durch die Oligomerisierung von je vier lukS- und lukF-Untereinheiten kommt es zur Bildung von oktameren Poren in der Zellmembran und damit zur Lyse der Leukozyten (MILES, 2002;
KANEKO u. KAMIO, 2004). Panton-Valentine Leukozidin wird von weniger als 5% der
Staphylococcus aureus-Stämme produziert (LINA et al., 1999) und vor allem bei community- acquired MRSA (ca-MRSA) nachgewiesen (VANDENESCH, 2003; WITTE, 2007). Laut GORDON und LOWY (2008) besteht ein epidemiologischer Zusammenhang zwischen dem Auftreten von caMRSA assoziierten Infektionen, wie invasiven Hautinfektionen und nekrotisierenden Pneumonien, und dem Nachweis PVL-positiver MRSA-Isolate.
2.1.4.3 Superantigene
Einige Staphylococcus aureus-Stämme produzieren Superantigene, um das wirtseigene Immunsystem zu schwächen (DINGES et al., 2000; PLATA, 2009). Durch die bipolare Bindung an das MHC-II-Molekül der antigenpräsentierenden Zellen einerseits und an T-Zell- Rezeptoren andererseits, wird die Zytokinproduktion stark erhöht: Es kommt zu einer übersteigerten zellulären Immunantwort und infolge dessen häufig zu einer Schockreaktion (JUNGI, 2000). Die Staphylokokken-Enterotoxine SEA, SEB, SECn, SED, SEE, SEG, SEH und SEI I lösen beim Menschen Lebensmittelvergiftungen aus: Nach einer kurzen Inkubationszeit von vier bis sechs Stunden kommt es zu Übelkeit, starkem Erbrechen und teilweise Diarrhoe. Staphylogene Nahrungsmittelvergiftungen sind nach etwa 24 Stunden meist selbstlimitierend (GATERMANN u. MIKSITS, 2009). Die Exfoliativ-Toxine A und B sind Auslöser des Staphylococcal Scaled-Skin-Syndroms (SSSS), eines scharlachförmigen Exanthems bei Säuglingen. Das von einigen S.aureus-Stämmen gebildete Toxic-Shock- Syndrom-Toxin-1 (TSST-1) verursacht durch eine Hyperinflammation infolge exzessiver Zytokinproduktion das akut verlaufende Toxic-Shock Syndrom des Menschen (DINGES et al., 2000; GATERMANN u. MIKSITS, 2009).
2.2 Methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA)
Methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) sind durch das Vorhandensein einer mobilen genetischen Einheit, der SCCmec-Kassette definiert, welche das Resistenzgen mecA enthält (HIRAMATSU et al., 1989; KATAYAMA et al., 2000). Das mecA-Gen codiert für ein alternatives Penicillin-Bindungsprotein, das PBP 2a (MATSUHASHI et al., 1986). Dieses zusätzliche Penicillin-Bindungsprotein hat eine sehr geringe Affinität für β-Lactam- Antibiotika, gewährleistet die Aufrechterhaltung der bakteriellen Zellwandsynthese und verursacht so Resistenz gegen Penicilline, Cephalosporine und Carbapeneme (HARTMAN u.
TOMASZ, 1981, 1984; BERGER-BÄCHI, 1999).
2.2.1 Entwicklung der Resistenz
Bereits kurz nach der Markteinführung des Penicillins wurden Mitte der 1940er Jahre Penicillin-resistente Staphylococcus aureus-Stämme nachgewiesen (KIRBY, 1944): Die Produktion des Enzyms ß-Lactamase führte zur Hydrolyse des ß-Lactamrings und ließ die vorhandenen Antibiotika dieser Wirkstoffgruppe unwirksam werden. Nach zunehmender Ausbreitung Penicillin-resistenter S.aureus-Stämme in den 1950er Jahren, wurde 1960 das ß- Lactamase-stabile Methicillin, ein halbsynthetisches Penicillin, eingeführt. Nur ein Jahr später kamen erste Berichte von nosokomialen Infektionen mit Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus aus England (JEVONS, 1961; BARBER, 1961). Der erste Bericht über MRSA beim Tier stammt aus dem Jahr 1972: DEVRIESE et al. wiesen in Belgien MRSA im Gemelk von Mastitis-Kühen nach. Heute haben sich Stämme der Methicillin- resistenten Staphylococcus aureus weltweit ausgebreitet und durch die Aufnahme mobiler genetischer Elemente zahlreiche weitere Resistenzen erworben. 1997 beschrieben HIRAMATSU et al. erstmals den Fall eines aus einer Wunde isolierten MRSA-Stamms mit reduzierter Vancomycin-Empfindlichkeit. Vancomycin galt bis dahin als sicher wirksames Reserveantibiotikum zur Therapie von MRSA-assoziierten Infektionen. Mittlerweile sind Vancomycin-resistente Staphylococcus aureus (VRSA) keine Seltenheit mehr (AVISON et al., 2002).
2.2.2 Hypothese zum Ursprung des mecA-Gens in MRSA
Der Ursprung des Resistenzgens mecA der Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus wird im Genom von Staphylococcus sciuri vermutet (COUTO et al., 1997, 2003; WEI WU et al., 2001; ZHOU et al., 2008). Staphylococcus sciuri ist ein vorrangig bei Nagetieren und primitiven Säugern verbreiteter Kommensale, der ein mecA-homolges Gen enthält. Dieses Gen kodiert für ein Protein, dass in seiner gesamten Aminosäuresequenz zu 88% mit dem PBP 2a der MRSA übereinstimmt. In Bezug auf die, für die Zellwandsynthese grampositiver Bakterien essentielle Transpeptidase-Domäne, beträgt die Übereinstimmung sogar 91% (WEI WU et al., 2001; ZHOU et al., 2008). Die Mehrzahl der nativen Staphylococcus sciuri-Isolate sind sensibel gegen β-Laktam-Antibiotika, entwickeln jedoch bei Anwesenheit von Methicillin eine Resistenz durch die gesteigerte Expression des mecA-homologen Gens (COUTO, 2003).
2.3 Nachweis von Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA)
2.3.1 Kulturelle Methoden 2.3.1.1 Anzucht
Zur direkten Anzucht oder zur weiteren Differenzierung nach Kultivierung auf handelsüblichen Blutnährböden, werden chromogene Selektivmedien eingesetzt. Die Aktivität spezifischer bakterieller Enzyme wird hierbei durch eine Farbänderung angezeigt.
Das Wachstum von Methicillin-sensiblen Staphylococcus aureus (MSSA) und Begleitflora wird durch Antibiotika-Zusätze (Methicillin, Oxacillin und andere) unterdrückt (DIEDEREN et al., 2005; MERLINO et al., 2000). In einer Studie von MALHORTA-KUMAR et al. (2010) wurden fünf im Handel befindliche chromogene Selektivmedien hinsichtlich Sensitivität und Spezifität des MRSA-Nachweises verglichen: Hierbei lieferte der BBL-CHROMagar (BD Diagnostics, Heidelberg) die besten Gesamtresultate des MRSA-Nachweises bezüglich Sensitivität und Spezifität. MRSA bildet nach 22 bis 24stündiger Bebrütung bei 37°C auf BBL-CHROMagar (BD Diagnostics, Heidelberg) pink- bis malvenfarbene Kolonien. Die Kultivierung auf chromogenen Selektivmedien bietet eine zuverlässige und kostengünstige Möglichkeit des MRSA-Nachweises (MALHORTA-KUMAR et al., 2010).
2.3.1.2 Phänotypische Resistenzbestimmung
Zur phänotypischen Resistenzbestimmung MRSA-verdächtiger Isolate eignet sich neben der Bestimmung der minimalen Hemmkonzentration für verschiedene Antibiotika ein Agardiffusionstest. Als Testsubstanzen können Cefoxitin oder Oxacillin eingesetzt werden, Methicillin ist in Deutschland nicht mehr im Handel. Wird eine Resistenz gegen Cefoxitin oder Oxacillin nachgewiesen, gilt das entsprechende Isolat auch gegen alle weiteren β- Laktam-Antibiotika als resistent. Aufgrund der höheren Sensitivität und Spezifität ist der Cefoxitin-Agardiffusionstest, besonders bei heterogen resistenten MRSA-Stämmen, dem Oxacillin-Agardiffusionstest vorzuziehen (JOHN et al., 2009).
2.3.2 Molekularbiologische Methoden
2.3.2.1 Nachweis des mecA-Gens mittels Polymerase Kettenreaktion
Mittels der Polymerase Kettenreaktion (Polymerase Chain Reaction, PCR) können, je nach angewendetem Verfahren, MRSA-verdächtige Isolate molekularbiologisch bestätigt oder MRSA direkt aus klinischem Material nachgewiesen werden (POULSEN et al., 2003;
HULETSKY et al., 2004). Grundlage der heute angewendeten PCR-Verfahren ist der gleichzeitige Nachweis des mecA-Gen und eines S. aureus-spezifischen Gens. Da auch Koagulase-negative Staphylokokken (CoNS) ein mecA-Gen enthalten können, verhindert der simultane Nachweis von S.aureus-spezifischen Genen wie nuc oder femA falsch positive Nachweise (UNAL et al., 1992; VANNUFFEL et al., 1995; MAES et al., 2002; POULSEN et al., 2003; HULETSKY et al., 2004).
2.3.2.2 Sequenzierung der SCCmec-Kassette
Die SCCmec-Kassette enthält neben dem mecA-Gen und dessen Regulatorgenen auch sogenannte Cassette Chromosome Recombianse-Gene (ccr). Die Funktion dieser Rekombinase-Gene besteht in der Integration und Exzision von SCCmec in das, beziehungsweise aus dem S.aureus-Genom (KATAYAMA et al., 2000). Anhand der heterogenen Zusammensetzung des mec- und des ccr-Genkomplexes werden derzeit acht SCCmec-Typen unterschieden (ITO et al., 2009). Die Bestimmung des SCCmec-Typs ist bei der epidemiologischen Differenzierung von MRSA-Isolaten hilfreich: So werden bei nosokomialen MRSA-Stämmen die SCCmec-Typen I bis III, bei Nutztier-assoziierten MRSA-Stämmen dagegen die SCCmec-Typen IVa und V am häufigsten nachgewiesen (KLUYTMANS-VANDENBERGH u. KLUYTMANS, 2006; DAUM et al., 2002; DE NEELING et al., 2007; VAN DUIJKEREN et al., 2007)
2.3.2.3 Multilocus Sequence Typing (MLST)
Grundlage des Multi Locus Sequence Typing (MLST) zur Typisierung von MRSA-Isolaten ist die partielle Sequenzanalyse von sieben Housekeeping-Genen mittels PCR. Entsprechend werden für jedes Isolat sieben Polymerase-Kettenreaktionen durchgeführt. Anhand der Basenpaarmuster der variablen Abschnitte (Allele) der Housekeeping Gene lässt sich ein Allel-Profil erstellen und der Sequenz-Typ (ST) ermitteln. Durch den Vergleich der Allel- Profile können Rückschlüsse auf den phylogenetischen Ursprung der untersuchten Isolate gezogen werden. Für Staphylococcus aureus sind ca. 30 verschiedene Allele für jeden Genlocus beschrieben. Das bedeutet 307, also mehr als 20 Billionen verschiedene Stämme
können mittels Multi Locus Sequence Typing unterschieden werden (ENRIGHT et al., 2000;
DEURENBERG et al., 2006). Eine Internet-Datenbank ermöglicht den Vergleich der mittels Multi Locus Sequence Typing untersuchten Isolate (www.mlst.net) und gewährleistet so die Kontrolle über die weltweite Verbreitung und Veränderung von MRSA.
2.3.2.4 spa-Typisierung
Der molekularbiologische Nachweis des spa-Typs ist eine schnelle und weit verbreitete Methode zur Untersuchung des epidemiologischen Ursprungs von MRSA-Isolaten (HASMAN et al., 2010). Grundlage hierfür ist der Polymorphismus der Region X des für das Protein A codierenden Gens spa: Durch den Vergleich der Basenpaarmuster dieser X-Region lassen sich epidemiologische Zusammenhänge zwischen MRSA-Klonen ermitteln und derzeit über 1200 verschiedene spa-Typen unterscheiden (FRÉNAY et al., 1996; DEURENBERG et al., 2006). Mehrere spa-Typen können jeweils einem übergeordneten MLST-Typ zugeordnet werden. So sind zum Beispiel MRSA-Isolate der spa-Typen t011, t034 oder t108 dem Nutztier-assoziierten MLST-Typ 398 zuzuordnen (DE NEELING et al., 2007; VAN LOO et al., 2007).
2.3.2.5 2.3.2.5 Pulsfeldgelelektrophorese (PFGE)
Die Analyse der gesamten chromosomalen DNA von Staphylococcus aureus mittels Pulsfeldgelelektrophorese gilt als „gold standard“ der MRSA-Diagnostik (MURCHAN et al., 2003; BENS et al., 2006). Grundlage dieses Verfahrens ist die Verdauung chromosomaler DNA durch spezifische Restriktionsenzyme und die anschließende Sichtbarmachung der DNA-Fragmente mittels Gel-Elektrophorese. Durch den Vergleich der entstandenen Bandenmuster lassen sich auch minimale genetische Unterschiede zwischen den untersuchten Isolaten detektieren und epidemiologische Zusammenhänge ermitteln. Bei der MRSA- Typisierung mittels Pulsfeldgelelektrophorese wird die Endonuklease SmaI als Restriktionsenzym eingesetzt (BENS et al., 2006). Nutztier-assoziierte MRSA-Stämme des MLST 398 sind in der Lage, die Bindungsstellen des SmaI-Enzyms zu methylieren und damit die Spaltung der DNA durch SmaI zu verhindern. Sie werden deshalb als non typable (NT)- MRSA bezeichnet (BENS et al., 2006; HUIJSDENS et al., 2007). ARGUDÍN et al. (2010) beschreiben ein Verfahren der PFGE für NT-MRSA Isolate, bei dem mithilfe eines Neoschizomers der SmaI-Endonuklease, dem Enzym Cfr9I, die DNA von NT-MRSA Isolaten gespalten werden kann. Die Cfr9I PFGE erlaubt einen direkten Vergleich mit SmaI-Profilen und bietet die Möglichkeit, die chromosomale DNA der bisher nicht typisierbaren MRSA- Isolate des Sequenz Typ 398 untereinander zu vergleichen.
2.4 Einteilung, Vorkommen und Bedeutung von MRSA bei Tier und Mensch
Neben dem weltweiten Vorkommen als Erreger nosokomialer Infektionen in Krankenhäusern spielen Besiedlung und Infektionen durch MRSA auch außerhalb humanmedizinischer Einrichtungen sowie bei Tieren eine zunehmend größere Rolle. Entsprechend dem epidemiologischen Ursprung werden derzeit drei Komplexe unterschieden: Die hospital- acquired MRSA (haMRSA), die communtiy-acquired MRSA (caMRSA) und der Komplex der livestock-associated MRSA (laMRSA) (HADDADIN et al., 2002; VANDENESCH et al., 2003; DE NEELING et al., 2007; VAN DUIJKEREN et al., 2008).
2.4.1 Vorkommen und Bedeutung von MRSA bei Tieren
Nach dem ersten Nachweis von MRSA bei Tieren im Jahr 1972, als DEVRIESE et al.
Methicillin-resistente Staphylococcus aureus im Gemelk an Mastitis erkrankter Milchkühe in Belgien nachwiesen, folgten sporadische Mitteilungen über den Nachweis von MRSA bei Pferden und in Kleintieren (HARTMAN et al., 1997; O´MAHONY et al., 2005; CUNY et al., 2006; WALTHER et al., 2008). In den letzten Jahren gewinnt das Vorkommen der livestock- associated (la) MRSA bei Nutztieren, insbesondere bei Schweinen, zunehmend an Bedeutung (ARMAND-LEFEVRE et al., 2005; HUIJSDENS et al., 2006; KHANNA et al., 2006; DE NEELING et al., 2007; VAN DUIJKEREN et al., 2008; MEEMKEN et al., 2008; BLAHA et al., 2008a, b).
2.4.1.1 MRSA bei Schweinen
Seit dem ersten Nachweis im Jahre 2005 (VOSS et al.) berichten Autoren weltweit über das Vorkommen von MRSA bei Schweinen (HUIJSDENS et al., 2006; DE NEELING et al., 2007; KHANNA et al., 2007; GUARDABASSI et al., 2007; VAN DUIJKEREN et al., 2008;
MEEMKEN et al., 2008; SMITH et al., 2009; WAGENAAR et al., 2009, EFSA, 2010;
BROENS et al., 2011). Dabei handelt es sich überwiegend um livestock-associated (la) MRSA des Multi Locus Sequence Type 398. Die meisten Berichte stammen aus den Niederlanden: HUIJSDENS et al. untersuchten im Jahr 2006 zehn zufällig ausgewählte Schweine eines Bestandes, nachdem bei der Ehefrau und bei der Tochter eines Landwirtes MRSA nachgewiesen worden waren. Nach der Entnahme von Nasen-, Rachen- und Perinealtupfern konnten bei acht von zehn Tieren ST398 MRSA mit dem dominierenden spa- Typ t108 nachgewiesen werden. DE NEELING et al. untersuchten 2007 das Vorkommen von MRSA bei gesunden Mastschweinen auf neun niederländischen Schlachthöfen und
ermittelten eine unerwartet hohe Prävalenz: Bei 39% aller untersuchten Schlachttiere konnten MRSA nachgewiesen werden, bei 81% der untersuchten Gruppen à zehn Schweine war mindestens ein Tier MRSA-positiv. Alle nachgewiesenen MRSA-Isolate konnten dem Multi Locus Sequence Typ 398 zugeordnet werden. Die dominierenden spa-Typen waren t011, t108 und t1245. In einer Studie von VAN DUIJKEREN et al. (2008) wurde das Vorkommen von MRSA bei Schweinen verschiedener Produktionsstufen untersucht: Die Autoren ermittelten eine Einzeltierprävalenz von 11% und konnten in sieben von 31 untersuchten Beständen (23%) ST398 MRSA isolieren, die überwiegend den assoziierten spa-Typen t108, t011 und t567 zugeordnet werden konnten. Dies korreliert mit den Ergebnissen der Grundlagenstudie der European Food Safety Authority (EFSA) zur Erhebung der Prävalenz Methicillin- resistenter Staphylococcus aureus in Haltungsbetrieben mit Zuchtschweinebeständen in der EU, in der insgesamt 1600 Zucht- und 3473 Produktionsbetriebe in der Europäischen Union, Norwegen und der Schweiz mittels Entnahme von Umweltstaubproben auf das Vorkommen von MRSA untersucht wurden. Anhand der Typisierung aller MRSA-Isolate konnte der spa- Typ t011 als der am häufigsten verbreitete spa-Typ in der EU identifiziert werden.
Bei den MRSA-positiven Beständen aus der Studie von VAN DUIJKEREN et al. (2008) handelte es sich um drei Mast- und drei Zuchtbetriebe sowie ein geschlossenes System. Im zweiten Teil ihrer Studie untersuchten die Autoren sechs Zuliefererbetriebe der MRSA- positiven Bestände und konnten in fünf von sechs dieser Betriebe ebenfalls MRSA derselben oder nahe verwandter spa-Typen nachweisen. Aus dieser Tatsache schlussfolgern die Autoren eine Übertragung von MRSA innerhalb der Produktionskette.
In einer aktuellen niederländischen Studie von BROENS et al. (2011) wurden 201 Schweinebestände mittels der Entnahme von je fünf Umgebungsstaubproben und je 60 Nasenabstrichen untersucht. Die Untersuchung der Umgebungsproben im Einzelansatz sowie die Untersuchung der Nasenabstriche in zehn Pools zu je sechs Tupfern ergab eine vergleichsweise hohe MRSA-Prävalenz in Abhängigkeit der untersuchten Produktionsstufe von 67% in Zucht- und 71% in Mastbeständen. Die Autoren untersuchten den Einfluss mehrerer Umweltfaktoren auf den MRSA-Status, konnten jedoch weder in Bezug auf den Einsatz von Antibiotika, noch in Bezug auf das Hygienemanagement der Bestände einen signifikanten Zusammenhang zum MRSA-Status herstellen. Ein solcher ließ sich gleichwohl in Bezug auf die Größe des Bestandes ableiten: So waren von den Beständen, die maximal 250 Sauen hielten, nur rund 40% MRSA-positiv. Unter den größeren Beständen mit mehr als 500 Tieren wurde dagegen eine Prävalenz von über 80% nachgewiesen. BROENS et al.
(2011) sehen die Bestandsgröße als einen wichtigen Einflussfaktor auf den MRSA-Status
eines Bestandes an, der gleichzeitig eine feste Kombination weiterer Faktoren wie Besatzdichte oder Hygiene-Management darstellt, denen die Autoren, einzeln betrachtet, keinen signifikanten Einfluss zuschreiben.
Den positiven Zusammenhang zwischen steigender Bestandsgröße und dem gehäuften Nachweis von MRSA stellt auch die Grundlagenstudie der European Food Safety Authority (EFSA) zur Erhebung der Prävalenz Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus in Zuchtschweinebeständen in der Europäischen Union, Norwegen und der Schweiz her (EFSA, 2010).
Neben Studien, die das Vorkommen von MRSA bei Schweinen in Westeuropa belegen, (GUARDABASSI et al., 2007; DE NEELING et al., 2007; VAN DUIJKEREN et al., 2008;
HARLIZIUS, 2008; MEEMKEN et al., 2008; NATHAUS et al., 2010; FRICK, 2010), wurden auch in Kanada, den USA und China entsprechende Untersuchungen durchgeführt (KHANNA et al., 2007; SMITH et al., 2009; WAGENAAR et al., 2009). KHANNA et al.
(2007) untersuchten die MRSA-Prävalenz bei Schweinen und beruflich exponierten Personen in der ostkanadischen Provinz Ontario: Dabei wurden bei 71 von 285 Tieren und in neun der 20 Bestände MRSA nachgewiesen, was einer Prävalenz von 25% auf Einzeltier- und 45% auf Bestandsebene entspricht. Die Autoren konnten keine signifikanten Prävalenzunterschiede zwischen den verschiedenen Altersstufen feststellen. SMITH et al. (2009), die erstmals das Vorkommen von MRSA in den USA untersuchten, kommen zu einem anderen Ergebnis: Hier sank die MRSA-Prävalenz mit steigendem Alter der Tiere: So waren 100% der neun bis zwölf Wochen alten Schweine, jedoch nur 36% der Endmast-Tiere eines Bestandes MRSA-positiv.
Den ersten MRSA-Nachweis in der Haltungsumwelt chinesischer Schweinebestände erbrachten WAGENAAR et al. (2009). Die Autoren isolierten in fünf von neun Beständen MRSA mittels der Entnahme von Staubproben. Alle MRSA-Isolate wurden dem selten vorkommenden spa-Typ t899 zugeordnet, der mit dem Multi Locus Sequence Typ 9 assoziiert ist. Anhand dieses Ergebnisses schlussfolgern die Autoren, dass die Klonalität nutztierassoziierter MRSA-Stämme nicht auf den überwiegend nachgewiesenen Sequence Typ 398 beschränkt bleibt. Über ein bis ins Jahr 2004 rückverfolgbares Vorkommen von MRSA bei Schweinen in Deutschland, berichten BLAHA et al. (2008). Dabei wurden 138 asservierte klinische Staphylococcus aureus-Isolate von Sektionsschweinen aus den Jahren 2004 bis 2007 untersucht. Aus jedem Jahr konnten zwischen 30 und 55% der Isolate als MRSA identifiziert und die hierbei nachgewiesenen spa-Typen ausnahmslos dem Multi Locus Sequence Typ 398 zugeordnet werden. In einer Studie an Sektionsschweinen zum Vorkommen von MRSA in nordwestdeutschen Schweinebeständen, untersuchten
MEEMKEN et al. (2008) im Jahre 2007 insgesamt 678 Tiere aus 347 Beständen auf eine nasale Besiedlung mit MRSA. Die Autoren ermittelten eine Einzeltierprävalenz von 13%
sowie eine Bestandsprävalenz von 18%. Hierbei konnten alle MRSA-Isolate der klonalen Linie ST398 zugeordnet werden. Im Rahmen aktueller Studien zum Vorkommen und zur Kolonisationsdynamik von MRSA in Mast- und Zuchtschweinebeständen in Nordwest-, Ost- und Süddeutschland wurden vergleichsweise hohe Prävalenzwerte ermittelt: Bei der Untersuchung von Mastschweinebeständen in Nordwest- und Ostdeutschland wurden in 39 von 48 Beständen MRSA durch die Entnahme von Umgebungsstaubproben nachgewiesen (BROCKERS, 2011). Dies entspricht einer Bestandsprävalenz von 81%. Die mithilfe von Nasenabstrichen ermittelte durchschnittliche Intraherdenprävalenz lag bei 49%. Die Ergebnisse einer Studie zum Vorkommen und zur Kolonisationsdynamik von MRSA in Süddeutschland zeigen einen positiven MRSA-Nachweis mittels Staubproben in 12 von 18 untersuchten Schweinebeständen verschiedener Produktionsstufen. Entsprechend betrug hier die Prävalenz auf Bestandsebene 67% (FISCHER, 2011). In der Region Nordwestdeutschland untersuchten NATHAUS et al. im Jahre 2010 die Intraherdenprävalenz von MRSA sowie Methicillin-sensiblen Staphylococcus aureus (MSSA) in zwei unabhängig voneinander wirtschaftenden Sauenbeständen. Die Autoren zeigen einen Zusammenhang zwischen dem MRSA-Nachweis bei Ferkeln zum Zeitpunkt der Geburt und dem positiven MRSA-Status der Muttersau auf. Die Ergebnisse einer Studie von MOODLEY et al. (2010) belegen die These der perinatalen Übertragung von MRSA. Nach einer experimentellen vaginalen Kolonisation hochtragender Sauen mit ST398 und ST9 MRSA, konnten die Autoren bei allen neugeborenen Ferkeln ein MRSA-Trägertum nachweisen. Die im Rahmen einer Studie zum Vorkommen und zur Kolonisationsdynamik von MRSA in Zuchtschweinebeständen in Nordwestdeutschland vorgestellten Ergebnisse untermauern diese These: MEYER (2011) untersuchte sechs Ferkelerzeugerbestände in Niedersachsen und Nordrhein-Westfalen. Der Autor stellte dabei eine signifikant höhere Kolonisationsrate bei den neugeborenen Ferkeln derjenigen Sauen fest, bei denen eine Besiedlung mit MRSA um den Zeitpunkt der Geburt nachgewiesen werden konnte.
Aus den bisher vorgestellten Studien geht MRSA vorwiegend als symptomloser Schleimhautbesiedler klinisch gesunder Tiere hervor, jedoch konnten in einigen Fällen la- MRSA auch in Verbindung mit Infektionen beim Schwein isoliert werden (VAN DUIJKEREN et al., 2008; SCHWARZ et al., 2008). In diesem Zusammenhang wurden Hautinfektionen, wie exudative Dermatitis bei Ferkeln (VAN DUIJKEREN et al., 2008)
sowie Infektionen des Urogenitaltrakts, des Uterus und des Gesäuges beobachtet (SCHWARZ et al., 2008).
2.4.1.2 MRSA bei Wiederkäuern
Der erste Bericht über MRSA bei Wiederkäuern stammt von DEVRIESE et al. aus dem Jahr 1972. Jüngere Berichte über den Nachweis von MRSA bei Rindern und Kälbern kommen aus Korea (LEE et al., 2003), Ungarn (JUHÁSZ-KASZANYITZKY et al., 2007), Belgien (VANDERHAEGHEN et al., 2010) und den Niederlanden (GRAVELAND et al., 2010). Den Beweis für eine Übertragung von MRSA zwischen Milchrindern und einem Tierpfleger erbringen JUHÁSZ-KASZANYITZKY et al. (2007), die MRSA sowohl in Milchproben, als auch bei einem Mitglied des Stallpersonals nachwiesen. Das humane Isolat wies ebenso wie die bovinen MRSA-Isolate den seltenen spa-Typ t127 auf, der in diesem Zusammenhang erstmals in Ungarn nachgewiesen wurde. Eine Studie von VANDERHAEGHEN et al. (2010) ermittelte in Milchproben von 118 Milchviehbeständen mit Mastitis-Problemen einen MRSA- Anteil aller S.aureus-Isolate von 9,3%. Die Intraherdenprävalenz in den untersuchten Beständen betrug dabei zwischen Null und 7,4%. Die molekularbiologische Differenzierung der Isolate ergab die SCCmec-Elemente vom Typ IVa und V. Alle MRSA-Isolate konnten dem Multi Locus Sequence Typ 398 zugeordnet werden, der spa-Typ t011 wurde bei zehn, der spa-Typ t567 bei einem Isolat nachgewiesen. GRAVELAND et al. (2010) ermittelten in den Niederlanden eine MRSA-Prävalenz von 28% bei Mastkälbern, mit mindestens einem positiven MRSA-Nachweis in 88% der unersuchten Bestände. Ein gleichzeitiges Screening der Landwirte und deren Familien ergab eine MRSA-Prävalenz bei 33% der Landwirte und bei 8% der Familienmitglieder. Der überwiegende Teil der MRSA-Isolate war den, mit dem Multi Locus Sequence Typ 398 assoziierten spa-Typen t011 (80%) und t034 (8%) zuzuordnen, wobei die humanen Isolate stets genetisch mit denen der Kälber des jeweiligen Bestandes übereinstimmten. Die Zeit, die die Landwirte wöchentlich im Stall verbrachten korrelierte ebenso positiv mit dem Nachweis von MRSA, wie die Anzahl positiver Tiere im Bestand des jeweiligen Landwirtes. Die Autoren stellten einen Anstieg der MRSA-Prävalenz bei Kälbern nach dem Einsatz von Antibiotika fest und sahen einen positiven Zusammenhang zwischen gutem Hygienemanagement und einer geringeren MRSA-Prävalenz.
2.4.1.3 MRSA beim Geflügel
In Korea untersuchte LEE (2003) das Vorkommen von MRSA in Fleisch, Kot, Futter, Gelenksflüssigkeit und der Trachea von Geflügel und isolierten 53 S.aureus-Isolate. Davon wurden drei als MRSA identifiziert. Zwei stammten von Tieren mit Gelenksentzündung und
eines wurde aus einer eitrigen Wunde isoliert. Den ersten Nachweis von livestock-associated MRSA bei klinisch gesunden Masthähnchen erbringen NEMATI et al. (2008) in Belgien. In fünf von 39 Hähnchenfarmen wiesen die Autoren MRSA des Multi Locus Sequence Typ 398 aus Nasenhöhlen- und Kloakenabstrichen nach. Die Mehrzahl der Isolate konnte dem spa-Typ t011 (8/10), die übrigen dem spa-Typ t567 (2/10) zugeordnet werden. Ebenfalls in Belgien führten PERSOONS et al. (2009) eine Studie bei 50 Legehennen und 75 Broilern durch und isolierten bei acht Broilern MRSA vom Sequenz Typ 398. Bei den untersuchten Legehennen konnten dagegen kein MRSA-Nachweis erbracht werden. Das Vorkommen von MRSA in deutschen Geflügelmastbeständen untersuchte DULLWEBER (2010). Im Rahmen dieser Studie wurden insgesamt 30 norddeutsche Hähnchenmastbetriebe mittels Umgebungsstaubproben untersucht. In acht der 30 Bestände erfolgt die zusätzliche bakteriologische Untersuchung von Trachealtupferproben von jeweils 20 Tieren in Form von Poolproben. Im Ergebnis waren 32% der Umgebungsstaubproben MRSA-positiv. Anhand der Untersuchung Trachealpoolproben wurde eine MRSA-Prävalenz 63% festgestellt, die deutlich über den von NEMATI et al. (2008) und PERSOONS et al. (2009) publizierten Werten liegt.
2.4.1.4 MRSA bei Pferden
Methicillin-resistente Staphylococcus aureus bei Pferden wurden in den letzten Jahren vor allem im Zusammenhang mit postoperativen Wundinfektionen nachgewiesen (HARTMANN et al., 1997; SEGUIN et al. 1999; O´MAHONY et al., 2005; CUNY et al., 2006; VAN DUIJKEREN et al., 2010). In mehreren Studien wurden zudem Kontaktpersonen, beziehungsweise Personal in Pferdekliniken auf eine Besiedlung mit MRSA untersucht: So konnten SÉGUIN et al. bereits 1999 MRSA aus Nasenabstrichen von Mitarbeitern einer Pferdeklinik nachweisen. Die Autoren vermuteten einen gemeinsamen genetischen Ursprung der Isolate von Pferden und Klinikpersonal. O´MAHONY et al. (2005) wiesen bei infizierten Pferden und den betreuenden Personen MRSA vom gleichen Genotyp nach, der jedoch keinem der bekannten humanen MRSA-Stämme entsprach. CUNY et al. (2006) führten eine Studie zum Vorkommen von MRSA in der Pferdeklinik der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Wien durch: Im Rahmen der bakteriologischen Untersuchung von klinischem Material aus infizierten Wunden und Gelenken konnten von 2003 bis 2005 unter 97 S.aureus- Isolaten 24 als MRSA identifiziert werden. Überdies wurden 43 Mitarbeiter der Pferdeklinik mittels Nasentupfern auf eine Besiedlung mit MRSA untersucht und bei zwei Tierärzten MRSA nachgewiesen. Im Zuge der Studie wurde zusätzlich ein Screening von 24 Pferden durchgeführt, wonach bei nur einem Tier eine nasale Besiedlung festgestellt werden konnte.
Bei der Makrorestriktionsanalyse der equinen und humanen Isolate zeigten sich übereinstimmende Bandenmuster, die überwiegend dem Sequenz Typ 254 zugeordnet werden konnten. ST254 MRSA waren in der Vergangenheit vor allem als humane Stämme mit nosokomialen Infektionen in Verbindung gebracht worden. Die von CUNY et al. (2006) untersuchten ST254 Isolate unterschieden sich jedoch bezüglich der gefundenen spa- und SCCmec-Typen (SCCmec IVd) von den nosokomialen ST254 MRSA früherer Studien.
Daraus schließen die Autoren eine vom Menschen unabhängige Ausbreitung des ST254- Klons in der Pferdepopulation. Über einen erheblichen Anstieg des Anteils der MRSA-Isolate an der Gesamtheit der equinen S.aureus Isolate von 0% in 2002 auf 37% in 2008 bei Pferden in den Niederlanden berichten VAN DUIJKEREN et al. (2010). Im Rahmen selbiger Studie wurde unter anderem ein zweiphasiges Screening der Patienten der Pferdeklinik der Veterinärmedizinischen Fakultät an der Universität Utrecht durchgeführt und Umgebungsproben von Behandlungsräumen und Stallungen untersucht. Das Screening von 259 Pferden vor der Einweisung in die Klinik ergab eine MRSA-Prävalenz von 9%. Während des Klinikaufenthalts wurde eine MRSA-Prävalenz von 42% ermittelt, was für eine nosokomiale Übertragung spricht. Bei 53% der Umgebungsproben wurden ebenfalls MRSA nachgewiesen. Im Zeitrahmen der Studie wiesen die Autoren einen Anstieg von MRSA- Isolaten des spa-Typs t011 nach, der dem Sequenz Typ 398 zuzuordnen ist. ST398 MRSA sind, nicht nur in den Niederlanden, bei Schweinen und Kälbern weit verbreitet. VAN DUIJKEREN et al. (2010) sehen eine mögliche Erklärung der hohen Prävalenz dieses Subtyps in der direkten Übertragung von MRSA durch Nutztiere, die auf den Höfen oft gemeinsam mit Pferden gehalten werden sowie durch Tierärzte, die sowohl Pferde als auch Nutztiere behandeln.
2.4.1.5 MRSA bei Kleintieren
Untersuchungen über das Vorkommen von MRSA bei Hunden, Katzen und anderen Heimtieren sind nicht zuletzt unter dem Aspekt der möglichen Übertragung von MRSA durch den engen Kontakt zwischen Mensch und Haustier von immer größerer Bedeutung (LOEFFLER et al., 2010).
In einer Studie von WALTHER et al. (2008) in der Kleintierklinik der veterinärmedizinischen Fakultät an der Freien Universität Berlin wurden 869 Proben verschiedenster Tierarten untersucht. Der größte Anteil (78%) stammte dabei aus Wundmaterial: Bei 8% der Hunde, 10% der Katzen und 2% der untersuchten Ziervögel wurde MRSA aus Wundinfektionen nachgewiesen. Auch bei Kaninchen und Meerschweinchen sowie einem Papagei, einer Schildkröte und einer Fledermaus konnten MRSA isoliert werden. Die Analyse der Isolate
mittels Pulsfeldgelelektrophorese und anschließender MLST-Typisierung ergab ein gehäuftes Auftreten von MRSA des Multi Locus Sequence Typ 22. Bei der SCCmec-Typisierung der Isolate konnte, abgesehen von zwei nicht typisierbaren, bei allen Isolaten ein SCCmec- Element vom Typ IV nachgewiesen werden. Keines der untersuchten Isolate wurde positiv auf das Vorhandensein von Panton-Valentine-Leukozidin Genen getestet (WALTHER et al., 2008). Auch die Autoren O´MAHONY et al. (2005), STROMMENGER et al. (2006) und LOEFFLER et al. (2010) wiesen überwiegend ST22 MRSA nach. Hierbei handelt es sich um einen nosokomialen MRSA-Stamm, der vor allem in Krankenhäusern in Großbritannien und Deutschland weit verbreitet ist. Dies deutet auf eine Übertragung von MRSA zwischen Haustieren und Menschen hin (STROMMENGER et al., 2006; LOEFFLER et al., 2010).
2.4.2 Vorkommen und Bedeutung von MRSA beim Menschen 2.4.2.1 Hospital-acquired MRSA (haMRSA)
Methicillin-resistente Staphylococcus aureus gehören weltweit zu den bedeutendsten Erregern nosokomialer Infektionen (HADDADIN et al., 2002). Häufig sind Pneumonien und Bakteriämien im Zusammenhang mit künstlicher Beatmung, beziehungsweise kontaminierten Verweilkathetern schwerwiegende Infektionen, die durch hospital-acquired MRSA (haMRSA) hervorgerufen werden. Auch Osteomyelitis, intraabdominale Infektionen und Wundinfektionen können auftreten. Besonders gefährdet sind Patienten mit bestimmten Risikofaktoren, wie fortgeschrittenem Alter, lang andauerndem Krankenhausaufenthalt und chronischen Erkrankungen. Auch Antibiotika- oder Kortikosteroidtherapien über einen längeren Zeitraum sind prädisponierende Faktoren einer Infektion mit haMRSA (HADDADIN et al., 2002; HUANG et al., 2006). Das Hauptreservoir für haMRSA stellen laut HADDADIN et al. (2002) kolonisierte oder bereits infizierte Patienten dar. Über die daraus resultierende temporäre Besiedlung der Haut, respektive der Hände des Krankenhauspersonals erfolgt die Übertragung auf andere Patienten und Ausbreitung des Erregers innerhalb des Krankenhauses.
Bei haMRSA Isolaten werden häufig SCCmec-Elemente vom Typ I bis III nachgewiesen (ENRIGHT et al., 2002; KLUYTMANS-VANDENBERGH u. KLUYTMANS, 2006; TSUJI et al., 2007). Die SCCmec-Kassetten vom Typ II und III enthalten neben dem mecA-Gen, welches für die Methicillin-Resistenz kodiert, auch weitere Resistenzgene. Dies führt zur multiplen Antibiotika-Resistenzen der entsprechenden MRSA-Stämme (ITO et al., 2001;
MORGAN, 2008). Laut einer europaweiten Studie von TIEMERSMA et al. (2004) im Rahmen des European Antimicrobial Resistance Surveillance System (EARSS) beträgt der
Anteil von MRSA an den untersuchten S.aureus Isolaten aus europäischen Krankenhäusern 20%. Im Norden war die ermittelte Prävalenz mit < 1% dabei deutlich geringer als im Süden und Westen Europas (>40%). In Deutschland beteiligten sich 25 Krankenhäuser über einen Untersuchungszeitraum von 1999 bis 2002 an der Studie: TIEMERSMA et al. (2004) ermittelten hier eine durchschnittliche MRSA-Prävalenz von 14%. Deutschland gehörte neben Belgien, den Niederlanden, Irland und Großbritannien zu den Ländern, in denen ein signifikanter Anstieg der MRSA-Prävalenz von 1999 (9%) bis 2002 (19%) zu verzeichnen war.
2.4.2.2 Community-acquired MRSA (caMRSA)
Als community-acquired MRSA (caMRSA) werden Methicillin-resistente Staphylococcus aureus-Stämme bezeichnet, die sich außerhalb medizinischer Einrichtungen und ohne das Vorliegen von Risikofaktoren bei den betroffenen Patienten in der Bevölkerung ausbreiten (VANDENESCH et al., 2003). Anders als bei Infektionen durch haMRSA sind dabei Kinder und Jugendliche ohne Grunderkrankungen besonders häufig betroffen. Klinisch werden im Zusammenhang mit caMRSA-Infektionen vor allem Hauterkrankungen in Form von Abszessen oder oberflächlichen Hautinfektionen wie Impetigo beobachtet (NAIMI et al., 2001).
Community-acquired MRSA unterscheiden sich auch genetisch vom Komplex der hospital- acquired MRSA: Im Genom der caMRSA wiesen MA et al. (2002) eine neue Variante des SCCmec-Elements nach: Beim SCCmec Typ IV handelt es sich um eine verkürzte Form des SCCmec-Elements, welches neben dem mecA-Gen keine zusätzlichen Resistenzgene enthält.
Folglich ist die Mehrheit der caMRSA Isolate sensibel gegen alle Nicht-β-Laktam-Antibiotika (NAIMI et al., 2001; MA et al., 2002; VANDENESCH et al., 2003; WITTE et al., 2007). Die Autoren MA et al. (2002) und VANDENESCH (2003) vertreten die Hypothese, dass die Methicillin-Resistenz in Form des kompakten SCCmec-Elements vom Typ IV besonders effektiv an kommensale, Methicillin-sensible S.aureus weitergegeben werden kann. Somit würde den caMRSA durch die verkleinerte Genkassette ein Selektionsvorteil entstehen, der eine schnelle Ausbreitung in der Bevölkerung begünstigt. WANNET et al. (2005) berichten jedoch auch von einigen caMRSA Isolaten, bei denen SCCmec-Elemente vom Typ I und III nachgewiesen wurden.
Charakteristisch für den Komplex der caMRSA ist das Vorhandensein eines Genlocus, der für den Virulenzfaktor Panton-Valentine-Leukozidin codiert. PVL-positive MRSA-Isolate verursachen neben invasiven Hautinfektionen auch schwere, teilweise letal verlaufende nekrotisierende Pneumonien (DUFOUR et al., 2002; VANDENESCH et al., 2003; WITTE et
al., 2007). Der Anteil PVL-positiver MRSA stieg in Deutschland von 2% im Jahre 2005 auf 3% in 2006 (WITTE et al., 2007). In der Literatur finden sich seit den späten 1990er Jahren zahlreiche Berichte über eine weltweite Ausbreitung von community-acquired MRSA, die ein wachsendes Risiko für die öffentliche Gesundheit darstellen (HEROLD et al. 1998; NAIMI et al., 2001; DUFOUR et al., 2002; VANDENESCH et al., 2003; WANNET et al., 2005).
2.4.2.3 Livestock-associated MRSA (laMRSA) und die Bedeutung für den Menschen Im Jahr 2005 identifizierten VOSS et al. in den Niederlanden erstmals den Kontakt zu Schweinen als Risikofaktor für eine Besiedlung mit Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus: Ausgangspunkt war der MRSA-Nachweis bei einem sechs Monate alten Mädchen im Rahmen des Routine-Screenings vor einer geplanten Operation. Auch bei den Eltern, die in der Schweineproduktion tätig waren, konnten daraufhin MRSA desselben spa-Typs (t108) wie beim Kind nachgewiesen werden. Da es weder bei dem Kind selbst, noch bei dessen Eltern und Angehörigen Hinweise auf eine nosokomial erworbene Besiedlung mit MRSA gab, wurden die Schweine des elterlichen Betriebs untersucht: Bei einem Tier wurden MRSA vom spa-Typ t108 isoliert. VOSS et al. (2005) wiesen einige Monate später auch bei einem Landwirt, der aus einer anderen Region stammte und bei dem Sohn eines Schweinetierarztes MRSA nach. Als bei einer Krankenschwester des Krankenhauses, in dem der Junge behandelt worden war, ebenfalls verwandte MRSA-Stämme isoliert werden konnten, schlossen die Autoren auf ein erhöhtes Risiko der MRSA-Kolonisation beim Menschen in Verbindung mit der Schweinehaltung. Die von den Autoren ermittelte Prävalenz bei Personen mit Kontakt zu Schweinen war mit 26% über 760mal höher, als die von WERTHEIM et al. (2005) erfasste MRSA-Prävalenz von 0,03% bei der übrigen niederländischen Bevölkerung.
Auch Studien von ARMAND-LEFEVRE et al. (2005) in Frankreich, HUIJSDENS et al.
(2006) in den Niederlanden und DENIS et al. (2009) in Belgien, bestätigen das vermehrte Vorkommen von MRSA bei Schweine haltenden Landwirten und deren Angehörigen im Zusammenhang mit MRSA-positiven Schweinebeständen. In Kanada untersuchten KHANNA et al. (2007) ebenfalls das Vorkommen von MRSA bei Schweinen und beruflich exponierten Personen: Die MRSA-Stämme die bei exponierten Personen nachgewiesen wurden, waren stets identisch mit denen, die bei den Schweinen auf den jeweiligen Höfen isoliert wurden.
Zudem stellten KHANNA et al. (2007) einen möglichen Zusammenhang zwischen geringer MRSA-Prävalenz bei den untersuchten Tieren und negativem MRSA-Nachweis beim Stallpersonal her. Auch Studien von WULF et al. (2007) und MEEMKEN et al. (2008) belegen ein gehäuftes Auftreten von MRSA des Multi Locus Sequence Type 398 bei beruflich exponierten Personen: Bei einem internationalen Tierärztekongress im Jahre 2006
wurde ein signifikanter Zusammenhang zwischen regelmäßigem beruflichen Kontakt zu Schweinen und der Kolonisation mit MRSA des Muti Locus Sequence Type 398 hergestellt (WULF et al., 2007). VAN LOO et al. (2007) können NT-MRSA besonders häufig bei Menschen aus viehdichten Regionen der Niederlande, in denen besonders viele Schweine gehalten werden, nachweisen. Auch DENIS et al. (2009) stellten bei der Untersuchung von Landwirten in 49 Schweine haltenden Betrieben in Belgien mit 37,8% eine deutlich höhere MRSA-Prävalenz fest, als bei Patienten in Krankenhäusern oder Pflegepersonal. Weitere Studien zeigen, dass neben dem Kontakt zu Schweinen, auch der Kontakt zu anderen Nutztieren, wie zum Beispiel Kälbern, das Risiko einer Besiedlung mit MRSA bei den betreffenden Personen erhöht (VAN LOO et al., 2007; GRAVELAND et al., 2010). Neben dem Vorkommen als symptomlose Besiedler der Nasenschleimhaut, konnten laMRSA auch bei teils schwerwiegenden Infektionen isoliert werden. So wurden ST398 MRSA im Zusammenhang mit Wundinfektionen, unter anderem der eines diabetischen Ulcus am Fuß eines Patienten (WULF et al., 2007), mit Endokarditis (SCHIJFFELEN et al., 2010) und mit Sinusitis sowie einer Bakteriämie mit Multi-Organ-Versagen (LEWIS et al., 2008) nachgewiesen. Im Jahr 2007 berichteten VAN LOO et al. erstmals von ST398 MRSA, bei denen der Virulenzfaktor Panton-Valtentine-Leukozidin nachgewiesen werden konnte. Dies impliziert die Fähigkeit der laMRSA, weitere Virulenzfaktoren in Form mobiler genetischer Elemente aufzunehmen und damit die bis dato geringgradige Virulenz deutlich zu steigern.
2.5 Ökologische Schweinehaltung in Deutschland
Tierische Produkte aus ökologischer Erzeugung werden in den letzten Jahren bei deutschen Verbrauchern zunehmend nachgefragt. Der Wunsch nach artgerechter und naturnaher Haltung der Nutztiere ist dabei ein wesentliches Motiv einer steigenden Anzahl von Käufern, die sich bewusst für ökologisch erzeugte, tierische Produkte entscheiden (WERNER et al., 2008).
Ökologisch erzeugtes Schweinfleisch stellt jedoch im Gegensatz zu ökologisch erzeugten Eiern oder Milch, eher ein Nischenprodukt für eine kleine Verbraucherschaft dar (LÖSER u.
DEERBERG, 2004). Laut einem Bericht des statistischen Bundesamtes gab es im Jahr 2010 zweitausend Ökobetriebe mit Schweinen, die insgesamt etwa 152.100 Tiere hielten. Das bedeutet, dass nur knapp ein Prozent aller Schweine in Deutschland ökologisch gehalten werden. Bio-Schweinefleisch ist etwa doppelt so teuer wie konventionell erzeugtes Schweinefleisch (LÖSER u. DEERBERG, 2004): Im Dezember 2009 betrug der Erzeugerpreis für ein Kilogramm Bio-Schweinefleisch der Handelsklasse E 2,90 € (AMI, 2009). Das liegt, neben einem deutlich größeren Arbeitsaufwand, höheren Ferkelpreisen und
vergleichsweise geringer Mastleistung, vor allem an erheblich höheren Futterkosten als in der konventionellen Schweineproduktion (SUNDRUM, 2006; ENGELHARDT, 2008). Die Betriebe in der ökologischen Schweinehaltung sind meist kleinstrukturiert. In einer umfangreichen Studie zur ökologischen Schweineproduktion geben LÖSER u. DEERBERG (2004) die durchschnittliche Größe von Mastbeständen mit 125 Mastplätzen an, die untersuchten Ferkelerzeugerbetriebe hielten im Durchschnitt 18 Sauen. Nur sehr wenige der ökologisch bewirtschafteten Ferkelerzeugerbetriebe in Deutschland halten mehr als 100 Sauen. Durch diese kleinen Betriebsstrukturen müssen viele Mäster Ferkel aus mehreren Herkünften beziehen (SUNDRUM, 2004). RAHMANN et al. (2010) sehen die ab 2012 laut EG-Ökoverordnung geforderte 100%- Biofütterung problematisch: Kann der Bedarf an essentiellen Aminosäuren von Schweinen momentan noch über konventionell hergestellte Futterbestandteile gedeckt werden, befürchten die Autoren in naher Zukunft eine
„Proteinlücke im ökologischen Landbau“. Der Bedarf an den essentiellen Aminosäuren Lysin und Methionin muss dann ausschließlich durch entsprechende Kombinationen einheimischer Eiweißträger oder durch teures Bio-Importfutter gedeckt werden (WEISSMANN, 2008). Die ökologische Schweinefleischerzeugung kann unter den gegebenen Bedingungen bezüglich Produktivität und Muskelfleischanteil nicht zur konventionellen Schweineproduktion in Konkurrenz treten (SUNDRUM, 2006). Daher sollte in der ökologischen Schweinehaltung die Erzeugung von Qualitätsfleisch mit hohem Genusswert für den anspruchsvollen Verbraucher im Vordergrund stehen (LÖSER u. DEERBERG, 2004; SUNDRUM, 2006;
WERNER, 2008).
2.5.1 Die EG-Öko-Basisverordnung – Mindestanforderungen an die ökologische Schweinehaltung
Die EG-Öko-Basisverordnung VO (EG) Nr. 834/2007 bildet zusammen mit den dazu gehörigen Durchführungsbestimmungen in der VO (EG) Nr. 889/2008 den rechtlichen Rahmen für die Produktion und Kennzeichnung ökologischer Lebensmittel in Europa.
Grundsätzliche Vorgaben für die ökologische tierische Erzeugung sind im Artikel 14 der Öko-Basisverordnung, beziehungsweise im Kapitel 2 der Durchführungsbestimmungen festgelegt. Neben der Herkunft, Haltung und Fütterung ökologischer Tiere, sind darin auch die Krankheitsvorsorge und tierärztliche Behandlung sowie Reinigung und Desinfektion von Gebäuden und Anlagen geregelt. Einige wesentliche Inhalte werden im Folgenden näher erläutert.
2.5.1.1 Herkunft der Tiere
Laut EG-Öko-Basisverordnung müssen Tiere, um als ökologisch/biologisch zu gelten, in ökologisch/biologischen Betrieben geboren und aufgezogen worden sein. In Ausnahmefällen ist es jedoch zulässig, Tiere aus konventioneller Haltung zu Zuchtzwecken in einen ökologischen Betrieb einzustellen, wenn ökologisch/biologische Tiere nicht in ausreichender Anzahl zur Verfügung stehen. Für diese und Tiere, die sich zum Zeitpunkt der Umstellung von konventioneller auf ökologisch/biologische Wirtschaftsweise bereits auf einem Betrieb befinden, gilt Artikel 17 der VO (EG) Nr. 834/2007. Hiernach wird für Tiere eines ehemals konventionell wirtschaftenden Bestandes ein spezifischer Umstellungszeitraum festgelegt: So dürfen Schweine in diesem Fall nach sechs Monaten ökologischer Haltung als ökologisch/biologische Tiere anerkannt und vermarktet werden. Zudem darf laut der Durchführungsbestimmungen gemäß der VO (EG) Nr. 889/2008 die Remontierungsrate von Jungsauen konventioneller Herkunft jährlich maximal 20% betragen. Laut Artikel 8, Absatz 1 der Durchführungsbestimmungen sollten für einen ökologisch wirtschaftenden Schweinebestand möglichst robuste Rassen ausgewählt werden um rassebedingte Krankheiten, wie zum Beispiel das Porcine Stress Syndrom (PSS), zu vermeiden.
Einheimische Rassen sind bevorzugt auszuwählen.
2.5.1.2 Haltung und Unterbringung der Tiere
Zu diesem Thema gibt die EG-Öko-Basisverordnung lediglich allgemeine Rahmenbedingungen vor, wie die Forderung nach ständigem Zugang der Tiere zu Freigelände und einem angemessenen Verhältnis zwischen Besatzdichte und Größe des Freigeländes.
Weiterhin wird im Artikel 14, Absatz 1 b) der VO (EG) Nr. 834/2007 festgelegt, dass ökologische/biologische Tiere von anderen (konventionellen) Tieren getrennt gehalten werden müssen. Genauere Angaben zur Größe und Beschaffenheit des Stalls finden sich in der VO (EG) Nr. 889/2008. Folgende wichtige Unterbringungs- und Haltungsvorschriften sind im Artikel 11 aufgeführt:
(1) „Mindestens die Hälfte der Stallfläche (…) muss von fester Beschaffenheit sein, d.h.
es darf sich nicht um Spaltenböden oder Gitterroste handeln.“
(2) „Die Ställe müssen ausreichend große, bequeme, saubere und trockene Liege- /Ruheflächen aufweisen, die in fester, nicht perforierter Bauweise ausgeführt sind. Im Ruhebereich muss ausreichend trockene Einstreu vorhanden sein.“
(3) „… sind Sauen außer in den letzten Trächtigkeitsphasen und während der Säugezeit in Gruppen zu halten.“
(5) „Ferkel dürfen nicht in Flat-Deck-Anlagen oder Ferkelkäfigen gehalten werden.“
(6) „Schweinen müssen Bewegungsflächen zum Misten und Wühlen zur Verfügung stehen.“
In Anhang III der VO (EG) Nr. 889/2008 sind Mindeststall- und Mindestfreiflächen vorgeschrieben. So müssen beispielsweise einem schlachtreifen Mastschwein von bis zu 110kg Lebendgewicht eine Mindeststallfläche von 1,3m² je Tier und eine Auslauffläche von mindestens 1m² je Tier zur Verfügung stehen. Für eine ferkelführende Sau sind 7,5m² Stallinnen- und 2,5m² Stallaußenfläche vorgesehen. Der Anhang IV regelt den Tierbesatz im Verhältnis zur Nutzfläche des landwirtschaftlichen Betriebs mit 14 Mastschweinen oder 6,5 Sauen pro Hektar bewirtschafteter Fläche, dies entspricht zwei Großvieheinheiten (GVE) pro Hektar. Eine flächenunabhängige Tierhaltung, das heißt eine landwirtschaftliche Betriebsform, bei der neben der Tierhaltung keine landwirtschaftliche Nutzfläche bewirtschaftet wird, ist verboten. Der Artikel 18 der VO (EG) Nr. 889/2008 enthält Vorschriften zum Umgang mit ökologisch/biologische Tieren: So ist das routinemäßig Kupieren von Schwänzen und das Abkneifen von Zähnen bei Ferkeln verboten. Die operative Kastration ist jedoch unter den Bedingungen, die auch für konventionell gehaltene Schweine gelten, erlaubt.
2.5.1.3 Futtermittel
Die EG-Öko-Basisverordnung sieht vor, dass Futtermittel hauptsächlich in dem Betrieb, in dem die Tiere gehalten werden, beziehungsweise in einem anderen ökologischen Betrieb im gleichen Gebiet zu erzeugen sind. Weiterhin müssen die Tiere ständigen Zugang zu Weideland oder Raufutter haben. Dieses kann laut VO (EG) Nr. 889/2008 in frischer, trockener oder silierter Form verfüttert werden. Die Verwendung von konventionellen Futtermitteln ist bis zu einem jährlichen Anteil von 5% der Trockenmasse zulässig. Diese Regelung gilt noch bis zum 31. Dezember 2011. Der Einsatz von synthetischen Aminosäuren oder Fütterungsarzneimitteln ist verboten. Im Artikel 20 der Durchführungsbestimmungen zur EG-Öko-Basisverordnung ist eine Mindestsäugezeit bei Schweinen von 40 Tagen vorgeschrieben.
2.5.1.4 Krankheitsvorsorge und tierärztliche Behandlung
Die Krankheitsvorsorge im Sinne der EG-Öko-Basisverordnung besteht vor allem in der ökologischen Haltungsform an sich. So sollen geeignete Rassen und Linien, bei angemessener Besatzdichte und unter hygienischen Bedingungen mit genügend Auslauf gehalten sowie mit hochwertigen Futtermitteln gefüttert werden. Bei Krankheiten dürfen im Sinne der
