Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchung zum Vorkommen Meticillinresistenter Staphylococcus aureus entlang der Schlachtlinie und im Zerlegebereich bei der Gewinnung roher Fleischwaren von Schweinen

Kastrup, Gina Nadine

The increasing prevalence of meticillin-resistant Staphylococcus aureus presents an epidemiological challenge in human infectious medicine, as their multi resistant nature leads to demanding therapies. Infections are commonly associated with a high mortality compared to meticillin-susceptible strains. The agent has been identified as livestock associated MRSA (laMRSA) but is also found in companion- and farm animals as well as in food such as fresh meat and raw meat products. A possible route of contamination from humans to animals has been established resulting in an increased entry into other population groups and risk categories. However, the explicit role of food as a vector for contamination by humans has not yet been clarified. The aim of this study was therefore to detect the distribution of MRSA in the production chain of pork. Over a period of four months samples were gathered from five small abattoirs, which were subdivided due to varying weekly slaughter and butchering capacity, origin of the animals, number of employees and number of production steps. During slaughter and cutting samples for cultural and molecular analysis of meat surfaces, fitting and equipment as well as personnel was carried out. In total 310 swab samples from surfaces and personnel and 274 destructively gathered samples from carcasses and cuttings of meat as well as selected organs were taken. Furthermore, by direct observation, possible relationships between the occurrence of MRSA and process-dependant as well as hygienic processes were sought to be revealed. The introduction of MRSA into individual establishments was examined by swabbing the nasal mucous membranes of the carcasses during bleeding. In 22 of 79 carcasses, positive MRSA samples were thus detected, which corresponds to a prevalence of 27.8%. In one establishment (abattoir A) a prevalence of 45% was thus detected. Subsequent examinations of various sampling material along the production chain reared positive results up to the end product, thus proving a contamination within the food chain. Overall, a greater proportion of positive results in all samples were found in abattoir A. The results of the subsequent production steps slaughter, cutting and processing show that the contamination steadily decreases. While at slaughter, the prevalence was up to 40.3%, it was only 12.9% in the main cuts and at processing merely 2.9% of the samples were positive for MRSA. The molecular typing which was then carried out allowed for a better comprehension of the clonal relationship. With the exception of one isolate, all of the clonal complexes were allocated to CC398, which is commonly found in farm animals as well as animal derived food products. Merely one isolate, collected from a nasal swab from an employee, was allocated to the human associated sequence ST45. This employee underwent hospitalisation and was suffering from delayed wound healing in the past months. The spa-typing of the isolates revealed a majority of the isolates as types t011 and t034 accounting for 88.6% of the samples. Merely 9.1% of the strains were allocated to the spa-type t571 and 2.3% type t728. The predominantly detected types t011 and t034 were present in all sampling materials. Oxacilline and tetracycline resistance as well as high resistance rates against meticillin, clindamycine and erythromycine were detected. As no resistance to the commonly used reserve antibiotics in human medicine were detected, we may conclude the situation of antimicrobial resistance from the examined origins can be regarded as favourable. For all investigated abattoirs the data levels for MRSA within the food chain supports the results of previous studies. The higher incidences in abattoir A may be due to the origin of the animals from farms with over 1000 animals, which are moreover localised in a region with high pig density. The causes of the carryover of the pathogen into the end product appear to be hygienic weak points common to all slaughtering processes, particularly equipment which is hard to sterilize and cannot be cleaned during the slaughtering process as well as personal hygiene of the staff. Thereby, direct contact of material and personnel to the surface of the carcass led to contamination. A positive test for MRSA from the palms of the personnel resulted in positive tests from the environment and meat cuts in all cases, which underlines their vector function. MRSA was also confirmed after scalding of the carcasses in sections of lung tissue in abattoir A. Furthermore, an increased incidence of lungs filled with scalding water was noted in this abattoir, thus an entry of the pathogen deep into the respiratory tract seems plausible. The high incidence (29%) of MRSA positive samples from destructive samples of the body surface area corresponded to the rate of positive samples in cuts (6%) and end products (3.8%), as MRSA was mostly isolated from meat cuts containing the crust. Therefore the pathogen appears to be primarily located in the superficial layers of the tissue. The risk of transmission of MRSA via the carcasses or meat products for exposed personnel proved to be low, as only one employee was colonised and this particular isolate was allocated to the human-associated MLST-type. The results prove the possible introduction of livestock associated MRSA into the food chain via live animals (of the species pig) and subsequent processing. Though the public health relevance of laMRSA is so far low, it should be monitored continuously.

Die in den letzten Jahren deutlich zunehmende Prävalenz Meticillin-resistenter Staphylococcus aureus stellt in der Humanmedizin ein großes infektionsepidemiologisches Problem dar, da Infektionen aufgrund der häufig auftretenden Multiresistenz schwierig zu therapieren sind und im Vergleich zu durch Meticillin-sensible Stämme hervorgerufenen Erkrankungen mit erhöhter Mortalität einhergehen. Der Erreger ist als livestock associated MRSA (laMRSA) aber darüber hinaus auch bei den Haus- und Nutztieren sowie bei Lebensmitteln, wie Frischfleisch und Rohfleischerzeugnissen, nachgewiesen worden. Eine mögliche Übertragung zwischen Mensch und Tier wurde bereits belegt und kann einen verstärkten Eintrag in andere Bevölkerungsgruppen und Risikobereiche zur Folge haben. Die explizite Bedeutung des Lebensmittels als Vektor für eine Übertragung des Menschen ist jedoch noch nicht geklärt. Die vorliegende Untersuchung wurde mit dem Ziel durchgeführt, die Verbreitung von MRSA entlang der Schweinefleischproduktionskette zu ermitteln. Über einen Zeitraum von vier Monaten wurden die Untersuchungen in fünf kleineren Schlachtbetrieben, die sich hinsichtlich der wöchentlichen Schlacht- und Zerlegekapazität, der Herkünfte der Schlachttiere, der Anzahl des Personals und der einzelnen Produktionsstufen voneinander unterschieden, durchgeführt. Während der Schlachtung und Zerlegung erfolgten Probenahmen zur kulturellen sowie molekularbiologischen Untersuchung von Fleischoberflächen, Einrichtungs-gegenständen, aber auch des Zerlegepersonals auf das Vorhandensein von MRSA. Daraus resultierte eine Gesamtprobenmenge von 310 Tupferproben der Einrichtungs- und Bedarfgegenstände sowie des Personals und 274 destruktiv entnommene Proben von Tierkörpern bzw. Teilstücken ausgewählter Organe und des Fleisches. Darüber hinaus wurde mit Hilfe von Beobachtungen in den Betrieben während der Untersuchungen versucht, mögliche Zusammenhänge zwischen dem Vorkommen von MRSA in den Betrieben und prozessspezifischen sowie hygienischen Abläufen aufzudecken. Der Eintrag von MRSA in die einzelnen Betriebe wurde mittels Nasenschleimhautabstrich der über der Entbluterinne hängenden Tierkörper untersucht. Dabei konnten bei 22 der 79 beprobten Tierkörper positive MRSA-Nachweise erbracht werden, was einer durchschnittlichen Befundhäufigkeit von 27,8% entspricht. In einem Betrieb (Betrieb A) konnte eine MRSA-Prävalenz von 45% ermittelt werden. Die nachfolgende Untersuchung verschiedener Probenarten entlang der gesamten Lebensmittelkette ergab bis hin zum Endprodukt positive Nachweise, so dass eine Verschleppung in die Kette bestätigt werden konnte. Auch hier ergaben sich bei allen Probenarten höhere Nachweisraten in dem Betrieb A als in den übrigen Betrieben. Die Betrachtung der Ergebnisse in den einzelnen Produktionsstufen Schlachtung, Zerlegung und Verarbeitung zeigte, dass die Kontamination mit dem Erreger stetig sank. Lagen die Befundhäufigkeiten im Bereich der Schlachtung noch bei bis zu 40,3%, so ergaben sich in der Zerlegung nur noch Werte bis zu 12,9% und in der Verarbeitung wurden lediglich in 2,9% der Fälle positive MRSA-Nachweise erbracht. Die angeschlossene molekularbiologische Typisierung der Isolate ermöglichte ein Verständnis der klonalen Zusammenhänge. So konnten mit Ausnahme eines Isolates alle dem klonalen Komplex CC398, der vorrangig unter den Nutztieren und bei Lebensmitteln tierischer Herkunft verbreitet ist, zugeordnet werden. Lediglich ein Isolat, das dem Nasenabstrich eines Mitarbeiters entstammte, gehörte dem humanassoziierten Sequenztyp ST45 an. Dieser Mitarbeiter berichtete über einen Krankenhausaufenthalt mit nachfolgender Wundheilungsstörung in den vorangegangenen Monaten. Die spa-Typisierung der Isolate ergab eine Dominanz der Typen t011und t034 mit einer gesamten prozentualen Verteilung von 88,6%. Lediglich 9,1% der Stämme konnten dem spa-Typ t571 und 2,3% dem Typ t728 zugeordnet werden. Die vorrangig detektierten Typen t011 und t034 waren dabei unter allen Probenarten vertreten. Hinsichtlich der Resistenzbestimmung zeigten sich neben Oxacillin und Tetracyclin auch hohe Resistenzraten gegen Meticillin, Clindamycin und Erythromycin. Da keine Resistenz gegen die vorrangig verwendeten humanmedizinischen Reserveantibiotika festgestellt wurde, ist von einer insgesamt günstigen Resistenzlage der Tiere aus den untersuchten Herkünften auszugehen. Bei Betrachtung aller Betriebe stimmte die Eintragsrate für MRSA in die Lebensmittelkette mit den Erkenntnissen anderer Untersuchungen auf Bestandsebene überein. Die höhere Nachweisrate in Betrieb A könnte durch die überwiegende Herkunft der Tiere aus Beständen mit über 1000 Tieren aus Regionen mit hoher Schweinedichte bedingt sein. Ursächlich für die Verschleppung des Erregers bis hin zum Endprodukt schienen die in jedem Schachtprozess auftretenden Hygieneschwachstellen. Als solche waren schwer zu reinigende Maschinen, welche keine Zwischenreinigung im laufenden Prozess erlaubten, sowie die vorherrschende Arbeitshygiene des Personals zu nennen. Durch den intensiven Kontakt zu den Tierkörperoberflächen konnten diese Faktoren zu einer Kreuzkontamination der einzelnen Tierkörper führen. Der Nachweis von MRSA auf den Handinnenflächen des Personals ging stets mit positiven Befunden in der Umgebung und auf Fleischabschnitten einher. Dies bestätigte die Vektorfunktion des Personals. Auch nach der Brühung der Tierkörper im Brühkessel konnten in Betrieb A MRSA in einzelnen Lungenteilstücken nachgewiesen werden. Zugleich wurde in diesem Betrieb ein gehäuftes Auftreten von Brühwasserlungen beobachtet, so dass ein Eintrag des Erregers mit dem Brühwasser in die tiefen Atemwege denkbar wäre. Die hohe Befundhäufigkeit von MRSA bei Stanzproben der Tierkörperoberflächen (29%) deckte sich mit den Nachweisraten bei Abschnitten (6%) und Endprodukten (3,8%), da MRSA sich häufiger aus Fleischteilstücken isolieren ließen, die noch Anteile der Schwarte aufwiesen. Somit schien der Erreger vorrangig in den oberflächlichen Gewebeschichten lokalisiert zu sein. Das Verbreitungsrisiko durch die Tierkörper sowie Fleischerzeugnisse für beruflich exponierte Personen erwies sich als gering, da lediglich ein Mitarbeiter kolonisiert war und dieses Isolat zudem einem humanassoziierten MLST-Typ zugeordnet werden konnte. Die Ergebnisse belegen einen möglichen Eintrag von livestock associated MRSA in die Lebensmittelkette durch lebende Tiere (bei der Tierart Schwein) sowie die weiteren Verarbeitungsschritte. Obgleich die Relevanz von laMRSA für das Gesundheitswesen bislang als niedrig einzustufen ist, sollte ein fortwährendes Monitoring erfolgen.

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Kastrup, Gina Nadine: Untersuchung zum Vorkommen Meticillinresistenter Staphylococcus aureus entlang der Schlachtlinie und im Zerlegebereich bei der Gewinnung roher Fleischwaren von Schweinen. Hannover 2011. Tierärztliche Hochschule.

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