Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Charakterisierung von Streptococcus suis

Allgaier, Achim

Streptococcus suis, typing, virulenz factors. - Infektionen mit Sc. suis können beim Schwein zu Meningitiden, Arthritiden, Septikämien, Endokarditiden und Pneumonien führen und haben hohe wirtschaftliche Schäden in der Intensivhaltung der Schweinemast zur Folge. Beim Menschen kann Sc. suis Meningitiden auslösen und gilt daher als Zoonose-Erreger. Ein wesentliches Problem ist jedoch offenbar, dass die Virulenz der verschiedenen Stämme sehr unterschiedlich ist. Bisher konnten mehrere potentielle Virulenzfaktoren bzw. virulenzbegleitende Faktoren von Sc. suis identifiziert werden. Die Rolle dieser Faktoren in der Virulenz von Sc. suis ist jedoch noch nicht geklärt. In der vorliegenden Arbeit wurden 99 Sc. suis-Isolate mit unterschiedlichem klinischen Hintergrund phänotypisch und genotypisch charakterisiert. Ziel der Untersuchungen war es, mögliche Beziehungen zwischen Genotyp, klinischem Hintergrund und der Expression der bisher bekannten, potentiellen Virulenzmerkmale (Polysaccharidkapsel, Muramidase-Released-Protein [MRP], Extrazellulär-Faktor [EF], Hämolysin und Adhärenz) herauszuarbeiten. Hinsichtlich der Serotypisierung auf der Grundlage der Kapselpolysaccharidantigene wurde eine signifikante Häufung von Sc. suis -Isolaten der Serotypen 2 (25,3 %) und 9 (20,2 %) festgestellt. Von den Sc. suis Serotyp 2-Isolaten konnten 84 % als hochvirulent eingestuft werden, da sie aus Tieren mit Meningitis oder Septikämie isoliert wurden. Bei den Serotyp 9-Isolaten wurden 60 % der Isolate aufgrund ihrer Herkunft als hochvirulent eingestuft. Mit 35 % der Serotyp 9-Isolate, die aus Lungenerkrankungen isoliert wurden, war der Anteil der weniger virulenten Stämme bei diesem Serotyp deutlich höher als bei den Sc. suis Serotyp 2-Isolaten. Bei den übrigen Serotypen überwog der Anteil der schwach virulenten oder potentiell avirulenten Isolate. Bei der Analyse der virulenzbegleitenden Faktoren MRP und EF konnte gezeigt werden, dass 14 von 15 Isolaten, bei denen sowohl MRP als auch EF nachgewiesen wurde, hochvirulent waren. Dreizehn dieser hochvirulenten Isolate waren dem Serotyp 2 zuzuordnen. Bei den 52 Isolaten, die nur MRP exprimierten, war der Anteil der hochvirulenten Isolate mit 25 deutlich geringer. Hier war der Anteil der schwachvirulenten Isolate mit 21 Isolaten und der potentiell avirulenten Isolaten mit 6 Isolaten hoch. Bei den Isolaten, die weder MRP noch EF exprimierten, war der Anteil der hochvirulenten Isolate am geringsten. Hinsichtlich der Expression von Hämolysin konnte festgestellt werden, dass von den 27 Isolaten, welche eine starke Hämolysinexpression zeigten, 14 Isolate dem Sc. suis Serotyp 2 angehörten. Insgesamt 22 Isolate zeigten eine schwache Hämolysinexpression, jedoch konnte auch bei diesen das Hämolysin-Gen nachgewiesen werden. Bei den Isolaten mit schwacher Hämolysinexpression war der Anteil der schwach virulenten Isolate mit 14 Stämmen relativ hoch. Bei den 50 Isolaten ohne nachweisbare Hämolysinexpression konnte bei 50 % das Hämolysin-Gen detektiert werden. Die Untersuchung der Adhärenzeigenschaften von Sc. suis ergab nur bei sehr wenigen Stämmen eine deutliche Adhärenz. Eine Zuordnung hinsichtlich der Virulenz konnte daher nicht gemacht werden. Die Genotypisierung mittels Makrorestriktionanalyse in der Pulsfeld-Gelelektrophorese (PFGE) ermöglichte anhand des entsprechenden Restriktions-fragmentmusters eine stammspezifische Differenzierung. Die mittels dieser Restriktionsfragmentmuster erstellte Clusteranalyse ergab, dass die Isolate 4 Hauptgruppen zugeordnet werden konnten. Der Vergleich dieser Zuordnung Zusammenhang mit den Ergebnissen der phänotypischen Untersuchungen ergab, dass die meisten hochvirulenten Isolate dem Serotyp 2 angehören, die Proteine MRP und EF exprimierten, eine starke Hämolysinexpression zeigten und nach Makrorestriktionsanalyse in einer Hauptgruppe geclustert werden. Isolate mit einer geringeren Virulenz sowie Isolate von gesunden Schweinen zeigten dagegen eine wesentlich stärkere Heterogenität des phäno- und genotypischen Hintergrundes. Die Ergebnisse dieser Arbeit repräsentieren die erste detaillierte Dokumentation des geno- und phänotypischen Hintergrunds einer Sc. suis-Population aus dem norddeutschen Raum und belegen darüber hinaus, dass bestimmte phänotypische und genotypische Merkmale mit der Virulenz von Sc. suis korrelieren. Die genauen klonalen Zusammenhänge, auf die die Ergebnisse dieser Arbeit hinweisen, müssen in zukünftigen Studien geklärt werden, um damit einen Beitrag für die Entwicklung besserer Bekämpfungsstrategien bei Sc. suis-Infektionen zu leisten.

Zitieren

Zitierform:

Allgaier, Achim: Charakterisierung von Streptococcus suis. Hannover 2000. Tierärztliche Hochschule.

Rechte

Nutzung und Vervielfältigung:
Alle Rechte vorbehalten

Export