Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

Mengda Liu

Dust from livestock buildings as reservoirs for long-term survival of bacteria

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-110703

title (ger.)

Staub aus Stallgebäuden als Reservoir für das langfristige Überleben von Bakterien

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2017

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/lium_ws17.pdf

abstract (deutsch)

In verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen ist die Tenazität von Mikroorganismen von großer Bedeutung. So hängt die Verbreitung, aber auch die Infektiosität, von Mikroorganismen in der Umwelt im Wesentlichen von der Überlebenszeit in dieser ab. Als ein möglicher Übertragungsweg und potentielles Reservoir für Mikroorganismen in Tierhaltungen ist Staub schon länger bekannt. Enterococci, als fakultativ pathogene Bakterien, gehören zur intestinalen Normalflora von Säugetieren und finden sich auch in der Umwelt durch fäkale Kontamination wieder. Wegen ihrer hohen Toleranz gegen niedrige Temperaturen, Trockenheit und geringe Hitze werden Enterococci als ideale Indikatoren für fäkale Verschmutzungen genutzt. Es ist beschrieben, dass Enterococci mehrere Monate auf trockenen Oberflächen in Krankenhäusern überlebten. Im Erdboden wurden sie bis 250 Tage nach Düngung nachgewiesen. Diese Studien bezogen sich allerdings immer nur auf kurze Untersuchungszeiträume. Über die Überlebenszeit Enterococci in Staub, insbesondere über längere Zeiträume, war bislang nichts bekannt. Des Weiteren fehlten bisher Studien über das Vorkommen von Antibiotikaresistenzen in Enterococci, welche einen längeren Zeitraum überlebt hatten.

Am Institut für Tierhygiene, Tierschutz und Nutztierethologie wurden sein 1980 mehr als 100 Staubproben von Schweine-, Geflügel- und Rinderställen unter defininierten Bedingungen eingelagert. Zum Nachweis lebensfähiger Enterococci wurden selektive Medien, das biochemische API-Identifikations-System sowie MALDI-TOF MS verwendet. Das älteste Isolat von Enterococcus faecium stammte aus einer 35 Jahre alten Staubprobe aus einem Schweinestall. Aufgrund der Lagerbedingungen kann angenommen werden, dass die Isolate ohne Zellteilungen überlebt haben. Die Untersuchungen zeigten, dass Staub Träger verschiedener Pathogene, und auch ihrer Resistenzen, über sehr lange Zeiträume sein kann. Die Resistenzprofile dieser langlebigen Enterococci-Isolate aus Stallstaub unterschieden sich je nach Probenalter und Tierart. Das Vorkommen bestimmter Resistenzen stieg oder fiel im zeitlichen Verlauf. Das Verbot von Antibiotika aus denselben Wirkstoffklassen bedingte wahrscheinlich einen Rückgang der analysierten Resistenzen. Daraus folgernd ist festzuhalten, dass Staub aus Tierställen gründlich entfernt werden sollte. Darüber hinaus sollten Hygiene-Maßnahmen durchgeführt werden, welche der Übertragung von Stallstaub in der Tierhaltung durch Personen, Gerätschaften oder Luft vorbeugen.

abstract (englisch)

1. Long-term survival of Enterococci in dust samples from livestock buildings

Dust from livestock buildings is a potential transmission source and reservoir of microorganisms in animal husbandries. The Enterococci, as a potential infectious agent, are ordinary intestinal flora of most mammals and may contaminate surroundings with animal excreta. However, there is a lack of studies about their survival time in dust from farm animal housing. One hundred and thirty-five dust samples collected from various livestock buildings and stored up to 36 years were the focus of the present study. Selective media, the API biochemical test and MALDI-TOF MS were used to isolate and identify surviving Enterococci. The oldest isolate of Enterococcus faecium originated from a 35-year-old dust sample taken from a pig barn. It can be hypothesised that isolates survived in the samples without cell division. Potential pathogens could survive for years in livestock buildings when dust is not removed completely by hygienic measures.

2. Antibiotic resistance of long-term survival Enterococcus faecium isolated from farm animal houses’ dust in Germany

The Enterococci, as a potential infectious agent, are ordinary intestinal flora of most mammals and may contaminate surroundings with animal excreta. They are not only intrinsic resistant to several common antibiotics, but also able to develop resistances. Therefore, dust in livestock buildings could be a reservoir for long survival Enterococci and a pivotal vehicle in transmission of antibiotic resistant Enterococci. In this study, one hundred and thirty-five dust samples collected from various livestock buildings and stored up to 36 years. Sixty-six isolates of Enterococcus faeciums were isolated from them. The oldest one was gotten from dust collected in 1981. The antimicrobial sensitivity test of sixteen antibiotics was performed: tigecycline, tetracycline, chloramphenicol, daptomycin, streptomycin, tylosin tartrate, quinupristin/dalfopristin (synercid), penicillin, linezolid, kanamycin, erythromycin, ciprofloxacin, vancomycin, lincomycin, gentamicin and trimethoprim- sulfamethoxazole. Enterococcus faecium are considered to survive about 30 years and keep resistance in dust. The antibiotic susceptibility patterns of these long-surviving Enterococci in animal house dust varied depending on sampling age and animal origin. Some antimicrobial-resistant percentages rose or dropped along with time. The ban of related antibiotics as growth promoters seemed to cause a decline of resistance.

keywords

Enterococcus, Überleben, Staub, survival, dust

kb

873