Vergleichende molekularepidemiologische Untersuchung porciner und humaner MRSA unter besonderer Berücksichtigung von Virulenzfaktoren:
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| Published: |
Gießen, Lahn
VVB Laufersweiler Verlag
2015
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INHALTSVERZEICHNIS
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
VIII
1. EINLEITUNG
1
2. LITERATURUEBERSICHT
3
2.1
STAPHYLOCOCCUS AURTUS 3
2.1.1 GATTUNGSMERKMALE
4
2.1.2 ZELLWANDAUFBAU
4
2.2 BIOCHEMISCHE DIFFERENZIERUNG
5
2.2.1 KULTURMORPHOLOGIE
5
2.2.1.1 YYSMALL COLONY VARIANTS"
6
2.2.2 KATALASE- UND KOAGULASETESTUNG
8
2.3 MOLEKULARBIOLOGISCHER NACHWEIS VON MRSA
9
2.3.1 AUFBAU UND SEQUENZIERUNG DER JCCMW-KASSETTE MIT NACHWEIS DES
MECA-GENS 9
2.3.2 MULTI-LOCUS SEQUENCE
TYPING (MLST) 13
2.3.3 J/W-TYPISIERUNG (STAPHYLOKOKKEN-PROTEIN A TYPISIERUNG) 14
2.3.4 MRSA-IDENRIFIKARION: MALDI-TOF (MATRIX-ASSISTED LASER
DESORPRION/IONISARION -TIME
OF FLIGHT MASS SPECTROMETIY)
15
2.3.5 MRSA-IDENRIFIKARION: MICROARRAV
16
2.3.6 MRSA-IDENTIFIKARION: PASTOREX-STAPH-PLUS
16
2.3.7 PULSFELDGELELEKTROPHORESE (PFGE)
16
2.4 VIRULENZFAKTOREN
17
2.4.1 EXOTOXINE
18
2.4.1.1
PANTON-VALENTINE-LEUKOZIDIN (PVL-GEN), LEUKOZIDIN-D/E {ITTKD-/ A/AE-GEN)
UND GAMMA-HAEMOLYSIN
{BIG-GEN) 18
2.4.1.2 HAEMOH'SINE
20
2.4.1.2.1 ALPHA-HAEMOLYSIN
20
2.4.1.2.2 BETA-HAEMOLVSIN (SHINGOMYELASE Q
20
2.4.1.2.3 DELTA-HAEMOLYSIN
20
2.4.2
DIE STAPHYLOKINASE [SAK-GEN), DAS CHEMOTAXIS-INHIBITING PROTEIN
(CBP-GEN) UND DER
STAPHVLOCOCCAL COMPLEMENT INHIBITOR (SOI-GEII) 21
2.4.3 ACCESSORY-GEN-REGULATOR (AGR-GEN) 21
2.4.4 PYROGENIC TOXINS SUPERANDGENS (PTSAG)
22
I
HTTP://D-NB.INFO/1069216011
2.4.4.1 DIE ENTEROTOXINE UND DAS TOXIK SCHOCK SYNDROM TOXIN-1
(TSIL-GEN) 22
2.4.4.2 STAPHYLOCOCCEN SUPERANRIGEN-LIKE PROTEINE
23
2.4.5 MSCRAMMS
(MICROBIAL SURFACE COMPONENTS RECOGNIZING ADHESIVE MATRIX MOLECULES)
23
2.4.5.1 PROTEIN A
24
2.4.5.2 CLUMPING FAKTOR A UND B ('CTFA-/
F^B-GEN) 24
2.5 MRSA BEI MENSCHEN UND TIEREN
28
2.5.1 HOSPITAL-AQUIRED METHICILLIN-RESISTENTE
S. AUREUS
(HA-MRSA) 28
2.5.2 COMMUNITY-ASSOCIATED MRSA (CA-MRSA)
29
2.5.3 LIVESTOCK ASSOCIATED MRSA (LA-MRSA)
31
2.5.3.1
VORKOMMEN UND EVOLUTION VON LA-MRSA BEI SCHWEINEN, PERSONEN MIT
SCHWEINEKONTAKT
31
2.5.3.2 RINDER
38
2.5.3.3 PFERDE 39
2.5.3.4 ESEL
40
2.5.3.5 GEFLUEGEL
40
2.5.3.6 KLEINTIERE
41
2.5.3.7 ZOOTIERE
42
2.6 RESISTENZEN
42
3. MATERIAL UND METHODEN
47
3.1 PROJEKTAUFBAU
47
3.1.1 SCHWEINEBETRIEBE
47
3.1.1.1 NASENTUPFER VON SCHWEINEN UND UMGEBUNGSPROBEN
47
3.1.1.2 NASENTUPFER VON LANDWIRTEN, TIERAERZTEN UND STUDENTEN DER
VETERINAERMEDIZIN 48
3.1.1.2.1 PERSONENBEZOGENE DATENERHEBUNG MIT HILFE EINES FRAGEBOGENS
48
3.1.1.3 BEPROBTE SCHWEINEBETRIEBE MIT BETRIEBSDATEN
48
3.2 SCHWEINEASSOZIIERTE PROBEN
AUS DEM EUROPAEISCHEN AUSLAND 57
3.3 KRANKENHAUSPATIENTEN
59
3.4 PROBENENTNAHME UND TRANSPORT
60
3.4.1 NASENTUPFER DER SCHWEINE
60
3.4.2 STAUBPROBEN
60
3.4.3 SOCKENTUPFER
61
3.4.4 TRAENKEN
61
II
3.4.5 SPIELZEUGE 61
3.4.6 LANDWIRTE,
TIERAERZTE UND STUDENTEN 62
3.4.7 PROBENTRANSPORT
62
3.4.8 KRANKENHAUSPATIENTEN
62
3.5 BAKTERIOLOGISCHE UNTERSUCHUNG
63
3.5.1 ANZUCHT UND ISOLIERUNG VON MRSA
63
3.5.1.1
NASENTUPFER DER SCHWEINE, LANDWIRTE, TIERAERZTE, STUDENTEN UND DIE
UEBERSANDTEN
MRSA-TUPFER AUS DEM AUSLAND
63
3.5.1.2 ANZUCHT DER
TRAENKETUPFER UND TUPFER DER BEPROBTEN SPIELZEUGE 64
3.5.1.3 ANZUCHT DER SOCKENTUPFER 64
3.5.1.4 ANZUCHT DER
STAUBPROBEN 65
3.5.1.5 ANZUCHT DER MRSA VON KRANKENHAUSPATIENTEN
65
3.5.1.6 ANZUCHT AUF MRSA-ID UND COS-AGAR MIT AUSWERTUNG
66
3.5.1.7 HAEMOLYSEVERHALTEN
67
3.6 BIOCHEMISCHE DIFFERENZIERUNG
68
3.6.1 KATALASETEST
68
3.6.2 PASTOREX STAPH-PLUS TEST
68
3.7 KONSERVIERUNG DER MRSA
71
3.8 MOLEKULARBIOLOGISCHE DIFFERENZIERUNG
72
3.8.1
MALDI-TOF (MATRIX-ASSISTED LASET DESORPTION/IONISAUEON -TIME OF FLIGHT
MASS
SPECTROMETRV)
72
3.8.1.1 BELADUNG DES METALLTARGETS
72
3.8.1.2 MALDI-TOF PROGRAMMIERUNG
73
3.8.1.3 MALDI-TOF ANALYSE 74
3.8.2 VITEK2
75
3.8.2.1 BESCHREIBUNG DES VITEK2
75
3.8.2.2 AUFARBEITUNG DER MRSA-ISOLATE
76
3.8.2.3 INTERPRETATION UND AUSWERTUNG DER ERGEBNISSE DES VITEK2 77
3.8.3 PCR (POLYMERASEKETTENREAKTION)
78
3.8.3.1 BESCHREIBUNG DER PCR-METHODE ZUM NACHWEIS DES
MECA-, JTMB-
UND
NUC
GENS DER
MRSA DER KRANKENHAUSPADENTEN
78
3.8.3.2 NUKLEINSAEUREISOLATION AUS DEN
S. AUREUS
ISOLATEN 79
3.8.3.3 HERSTELLUNG DES MASTERMIXES 79
RA
3.8.3.4 EXTRAKTIONS- UND AMPLIFIKATIONSKONTROLLE 80
3.8.3.5 DURCHFUHRUNG DER PCR 81
3.8.3.6 BEWERTUNG DER EIGEBNISSE
81
3.8.4 MICROARRAV
82
3.8.4.1 DNA EXTRAKTION
83
3.8.4.2 LINEARE AMPLIFIKATION MIT BIOTIN-MARKIERUNG
85
3.8.4.3 GENOTVPISIERUNG 85
3.8.4.3.1 HYBRIDISATION
85
3.8.4.3.2 ERSTER WASCH-SCHRITT
86
3.8.4.3.3 STRAPTAVIDIN-HORSERADISH-PEROXIDASE VERDUENNUNG 86
3.8.4.3.4 ZWEITER WASCH-SCHRITT
86
3.8.4.3.5 FARBREAKTION
86
3.8.4.3.6 ANALYSE
87
3.9 STATISTISCHE AUSWERTUNG 88
4. ERGEBNISSE
89
TEILI: MRSA-PRAEVALENZ
IN SCHWEINEBETRIEBEN 89
4.1 MRSA-PRAEVALENZ IN
SCHWEINEBETRIEBEN 89
4.1.1 ANZAHL POSITIVER BETRIEBE: HERDENPRAEVALENZ
92
4.1.2 INTRAHERDENPRAEVALENZ DER SCHWEINE MIT
MRSA 95
4.1.3 MRSA-PRAEVALENZ BEI FERKELN,
ABSETZERN, SAUEN UND MASTSCHWEINEN UNTERSCHIEDLICHER
ALTERSKLASSEN
97
4.2
MRSA-PRAEVALENZ BEI LANDWIRTEN, TIERAERZTEN UND STUDENTEN 99
4.3 MRSA-PRAEVALENZ VON UMGEBUNGSPROBEN
102
4.4 MRSA-VORKOMMEN NACH GEOGRAPHISCHER VERTEILUNG
105
4.5 MRSA IN UNTERSCHIEDLICHEN BETRIEBSSTRUKTUREN
107
4.6 ANGABEN DER
LANDWIRTE UEBER ANTIBIOTIKAGABEN IN IHREM BETRIEB 109
TEIL II. EIGEBNISSE DER
MRSA-ANZUCHT 112
4.7
ERGEBNISSE DER MRSA-ANZUCHT DER SCHWEINEASSOZIIERTEN PROBEN: ANZUCHT,
KATALASE-, PASTOREX-STAPH-PLUS TEST,
MALDI-TOF UND VITEK2 112
4.8
MRSA DER KRANKENHAUSPATIENTEN: DIE ERGEBNISSE DER PCR DER
KRANKENHAUSPATIENTEN
113
TEIL III.
VERGLEICH HUMANER UND PORCINER MRSA UNTER BESONDERER BERUECKSICHTIGUNG
DER VIRULENZ
FAKTOREN 114
IV
4.9 GENOTYPISIERUNG MITTELS MICROARRAY
114
4.9.1 GENOTYP DER MRSA VERSCHIEDENER SCHWEINEALTERSKLASSEN
120
4.9.2 GENOTYP DER MRSA VON LANDWIRTEN,
TIERAERZTEN UND STUDENTEN 120
4.9.3 GENOTYP DER MRSA AUS UMGEBUNGSPROBEN
121
4.9.4 GENOTYP DER MRSA VON KRANKENHAUSPATIENTEN
122
4.10 DAS VORKOMMEN VON VIRULENZFAKTOREN UND WICHTIGEN GENEN ZUR
GENOTYPISIERUNG
126
4.10.1 DAS
MECA- UND MC-GEN 126
4.10.2 DAS PANTON-VALENTINE-LEUKOZIDIN (PVL-GEN)
126
4.10.3 DAS GAMMA-HAEMOLYSIN
(B/G-GE
N) 127
4.10.4 DAS
GAMMA-HAEMOLYSIN, ALPHA-HAEMOLYSIN, BETA-HAEMOLVSIN (SHINGOMYELASE Q UND
DELTA-HAEMOLYSIN
{BIG-, BLA-, HTB UND BLI
GEN) 128
4.10.5 DIE CASSETTEN CHROMOSOM RECOMBINASE GENE (R-GENE)
129
4.10.6 DIE ACCESSORY-GEN-REGULATOR-GENE
(AGR-GEN)
135
4.10.7 DAS COLLAGEN-BINDING ADHESIN
(CNA-GEN)
139
4.10.8 POTASSIUM-TRANSLOCATING ATPASE A UND B
(KDPTA-, KDPB-GEN) 140
4.10.9 LEUKOCIDIN D UND E
(LUJKD-
UND
LUAE-GE
N) 141
4.10.10 DIE STAPHYLOKINASE
(SAK-GEN),
DAS CHEMOTAXIS-INHIBITING PROTEIN
(CBP
GEN) UND DER
STAPHYLOCOCCAL COMPLEMENT INHIBITOR
(SCN-GE
N) 143
4.10.11 PROTEIN A
(SPA
GEN) 144
4.10.12 DAS FIBRINOGENBINDUNGS-PROTEIN
(FIB-GEN MIT 19KDA) 144
4.10.13 FIBRONECTINBINDENDES PROTEIN
(SSB
GEN) 145
4.10.14 DAS
STAPBYBCOCCUS AUREUS
OBERFLAECHENPROTEIN G
(SASG-GEN)
147
4.10.15 CLUMPING-FAKTOR UND KAPSEL
(ELF-
UND JA-GEN) 148
4.10.16 DIE ENTEROTOXINE
(SEA-SEJ-GCNE) 148
4.10.17 DAS TOXIK SCHOCK SYNDROM TOXIN-1
(TSTL-GEN)
150
4.10.18 DIE STAPHYLOCOCCEN SUPERANTIGEN-LIKE PROTEINE 1-11 (SS/1-F
/-GEN) 150
4.10.19 MRSA DES CC398 DER KRANKENHAUSPATIENTEN
151
4.11 DIE
GENOTYPISIERTEN MSSA-ISOLATE 153
4.12 DIE MRSA-ISOLATE AUS EUROPA
154
4.13 ERGEBNISSE DES FRAGEBOGENS 158
5. DISKUSSION
160
5.1 MRSA-PRAEVALENZ
IN SCHWEINEBETRIEBEN 160
V
5.1.1 MRSA-HERDENPRAEVALENZ MIT MRSA-VORKOMMEN
NACH GEOGRAPHISCHER VERTEILUNG UND
MRSA-PRAEVALENZ DER SCHWEINE 160
5.1.2 INTRAHERDENPRAEVALENZ DER SCHWEINE MIT MRSA
164
5.1.3 MRSA-PRAEVALENZ BEI UNTERSCHIEDLICHEN ALTERSKLASSEN: FERKEL,
ABSETZER, MASTSCHWEINE,
SAUEN UND DECKEBER
165
5.2 MRSA-PRAEVALENZ BEI LANDWIRTEN,
TIERAERZTEN UND STUDENTEN 166
5.3 MRSA PRAEVALENZ
VON UMGEBUNGSPROBEN 168
5.4 MRSA IN UNTERSCHIEDLICHEN BETRIEBSSTRUKTUREN 169
5.5 ERGEBNISSE DER
MRSA-ANZUCHT 170
5.6 GENOTYPEN
DER ISOLATE VON SCHWEINEN, UMGEBUNGSPROBEN, SCHWEINEASSOZIIERTEN
MENSCHEN UND DER KRANKENHAUSPATIENTEN
172
5.7 VIRULENZFAKTOREN UND WICHTIGEN GENE ZUR GENOTYPISIERUNG
176
5.7.1 DAS PANTON-VALENTINE LEUKOZIDIN
(PVL-GEN) 176
5.7.2
DAS GAMMA-HAEMOLYSIN, ALPHA-HAEMOLYSIN, BETA-HAEMOLVSIN (SHINGOMYELASE Q
UND
DELTA-HAEMOLYSIN
{BIG-, BLA-, HB-
UND
BU-GEN)
178
5.7.3 DIE
SCCMTC UND DIE YYCASSETTEN CHROMOSOM RECOMBINASE GENE" (R-GENE) 179
5.7.4 DIE ACCESSORV-GEN-REGULATOR-GENE (GR-GEN)
181
5.7.5 POTASSIUM-TRANSLOCATING ATPASE A UND B (
KDPAKDPB-GCN) 182
5.7.6 LEUKOCIDIN D UND
E (JUKD-, LUKE-GTN) 182
5.7.7 STAPHYLOKINASE
(SAK-GED),
CHEMOTAXIS-INHIBITING PROTEIN
(CHP-GCRI)
UND STAPHYLOCOCCAL
COMPLEMENT INHIBITOR
(SAI
GEN) 183
5.7.8 COLLAGEN-BINDING ADHESIN
(CNA-GEN) 183
5.7.9 FIBRINOGENBINDUNGS-PROTEIN
(FIB-GE.N,FIB
19KDA) 185
5.7.10 FIBRONECTINBINDENDES PROTEIN
(JNBA-
UND
SSIBB-GEN)
185
5.7.11 DAS STAPHYLOCOCCUS AUREUS
OBERFLAECHENPROTEIN G
(SASG-GEN)
186
5.7.12 CLUMPING-FAKTOR
(CJFA-
UND
CJFB-GEN)
UND KAPSEL 186
5.7.13 DIE ENTEROTOXINE
{SEA-SEJ
GEN) UND DAS TOXIK-SCHOCK-SVNDROM-TOXIN
{TSTL
GEN) 187
5.7.14 STAPHYLOCOCCEN SUPERANRIGEN-LIKE PROTEINE 1-11 (SS/1-11-CEN)
188
5.7.15
VERGLEICHENDE DARSTELLUNG DER VIRULENZFAKTOREN DES ST398 AUS
SCHWEINEBETRIEBEN
MIT ANDEREN MRSA
SOWIE DIE ENTWICKLUNG DER AUFNAHME VON NEUEN VIRULENZFAKTOREN SEIT
DEM JAHR 2005 189
5.8 MRSA DES CC398 DER KRANKENHAUSPATIENTEN 194
5.9MSSA
195
VI
5.10 MRSA AUS EUROPA
196
5.11 AUSWERTUNG DER FRAGEBOEGEN
UND ANGABEN DER LANDWIRTE ZU ANTIBIOTIKAGABEN IN
IHREM BETRIEB
197
6. SCHLUSSFOLGERUNG
199
7. ZUSAMMENFASSUNG
203
8. SUMMARY
206
LITERATURVERZEICHNIS
209
T
ABELLENVERZEICHNIS
293
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
296
ANHANG
299
DANKSAGUNG
302
ERKLAERUNG
303
VN |
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