Epidemiologie boviner Staphylococcus epidermidis Isolate

S. epidermidis gehört zur physiologischen Haut- und Schleimhautflora des Menschen. In den vergangenen Jahren wurde er als einer der häufigsten Erreger nosokomial erworbener Fremdkörper-assoziierter Infektionen isoliert. Bei einigen anderen Säugetierspezies spielt er als Infektionserreger subklinischer und klinischer Mastitiden eine Rolle. Als Hauptpathogenitätsfaktor bei Fremdkörper-assoziierten Infektionen gilt die Ausbildung eines Biofilms, in dem die interzelluläre Adhärenz über PIA vermittelt wird. Epidemiologische Studien haben gezeigt, dass die Biofilm-assoziierten Gene eine hohe Prävalenz bei humanen, klinischen S. epidermidis-Isolaten besitzen, während eine niedrige Prävalenz bei kommensalen Isolaten des Menschen beobachtet werden konnte. Dies legt die Existenz eines nicht-humanen Reservoirs für Biofilm-bildende, humanpathogene S. epidermidis-Stämme nahe, die in dieser Arbeit anhand der Untersuchung der Prävalenz Virulenz-assoziierter Gene boviner S. epidermidis-Isolate aus subklinischer Mastitis evaluiert werden sollte. Die Mehrzahl der untersuchten 36 S. epidermidis-Stämme, die aus bovinen Mastitiden isoliert wurden, zeigten mit Ausnahme des mecA-, bhp- und aap-Gens sowie des Insertionselementes IS256 eine Verteilung der Virulenz-assozierten Gene, wie man sie bei humanen, kommensalen S. epidermidis-Isolaten erwarten würde. Die relativ hohe Prävalenz des mecA‑Gens und des Insertionselementes IS256 bei bovinen S. epidermidis-Isolaten im Vergleich zu humanen, kommensalen Isolaten ist möglicherweise durch den hohen Antibiotikaeinsatz in der Milchviehhaltung bedingt, der einen hohen Selektionsdruck auf die Bakterienpopulation ausübt. Die mit der Biofilmbildung assoziierten Gene aap und icaADBC zeigten bei bovinen Isolaten eine weitaus geringere Präsenz als bei humanen, klinischen Isolaten. Von den vier icaADBC-positiven Isolaten zeigten nur zwei Isolate einen Biofilm‑positiven Phänotyp und drei Isolate eine detektierbare PIA-Synthese. In der Gruppe der icaADBC-negativen Isolate wurde keine Biofilmbildung detektiert. Ein Protein‑abhängiger Biofilm konnte unter den bovinen Isolaten nicht beobachtet werden. Die klonale Verwandtschaft boviner und humaner S. epidermidis-Stämme wurde mittels MLST und BURST-Algorithmus untersucht. Hierbei wurden die bovinen S. epidermidis‑Isolate mittels MLST in 17 verschiedene Sequenztypen eingeteilt. Davon waren 11 Sequenztpen bei humanen S. epidermidis-Stämmen bisher nicht identifiziert, während sechs Sequenztypen bereits bei humanen S. epidermidis-Isolaten beschrieben waren. Der BURST‑Algorithmus analysierte, dass 14 Sequenztypen einem klonalen Komplex mit dem ST 2 als Ausgangsgenotyp und ST 5 als Untergruppen-Ausgangsgenotyp angehörten, wie er auch für humane Isolate analysiert wurde. Vier bovine Isolate wurden durch Sequenztypen repräsentiert, die einen singleton darstellten, von denen zwei (ST 80, ST 82) neu identifiziert wurden und der bei humanen Isolaten bereits identifizierte ST 51. Weiterhin konnte mittels Sequenzierung zum Teil neuer housekeeping-Gene und Amplifikationsabschnitte dieser, die statistisch gesehen einer höheren Wahrscheinlichkeit von Punktmutationen unterliegen, gezeigt werden, dass eine größere Diversität innerhalb boviner S. epidermidis-Stämme besteht. Über die Hälfte der bovinen Isolate konnten Sequenztypen zugeordnet werden, die vier verschiedenen klonalen Linien angehörten und die Anzahl von Isolaten, die durch nicht klonal verwandte Sequenztypen repräsentiert wurde, erhöhte sich um ein Dreifaches. Ica- und mecA-positive Isolate sowohl humanen als auch bovinen Ursprungs konnten klonalverwandten als auch nicht-klonalverwandten Sequenztypen zugeordnet werden. Davon repräsentierten einige Sequenztypen auch für diese Gene negative Isolate. Anhand der Sequenzierung neuer Gene und Amplifikationsabschnitte konnte gezeigt werden, dass mecA‑positive bovine Isolate sowohl durch Sequenztypen verschiedener klonaler Linien als auch durch nicht klonal verwandte Sequenztyen repräsentiert werden können. Aufgrund der Zuordnung der Mehrzahl der bovinen Isolate zum mittels MLST-Schema nach Wisplinghoff auch für humane Isolate analysierten klonalen Komplex mit dem Ausgangsgenotyp 2 und der geringen ica- und aap-Präsenz bei bovinen Isolaten, kann darauf geschlossen werden, dass bovine S. epidermidis-Stämme kein Reservoir für Biofilm-positive, humanpathogene Stämme sind. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass S. epidermidis‑bedingte bovine Mastitiden durch kommensale Isolate der humanen Hautflora verursacht werden können. Jedoch konnten auch Hinweise für die Existenz spezifischer boviner S. epidermidis-Klone gefunden werden.