SIVAR: Monitoring von Salmonella Infantis Varianten bei Masthühnern im Kontext erhöhter Antibiotikaresistenzen durch das Megaplasmid pESI

Seit einigen Jahren ist Salmonella (S.) Infantis die am häufigsten vorkommenden Salmonellenart bei Masthühnern in der Europäischen Union. Gemeinsam mit S. Enteritidis, S. Typhimurium und der monophasischen Stämme von S. Typhimurium zählt S. Infantis zu den vier häufigsten Serovaren beim Menschen (EFSA, 2021). In einem vorausgegangenen Projekt (SITVI Nr. 101365) konnte unter anderem gezeigt werden, dass unterschiedliche Varianten des Serovars Infantis auftreten. Diese Stammvariationen sind geprägt von Unterschieden im Phäno- als auch im Genotyp und können somit die Isolierung von S. Infantis erschweren, was epidemiologische Fehleinschätzungen zur Folge hat. Die Diagnostik von nicht-typhoiden Salmonellen in der Primärproduktion basiert auf der Norm ISO 6579-1:2020-08, die sich allgemeiner phänotypischer Eigenschaften für den Nachweis bedient. Nach einem unspezifischen Voranreicherungsschritt der Proben in gepufferten Peptonwasser wird ein Teil dieses Materials auf einen halbfesten Nährboden, den modifizierten semisoliden Rappaport-Vassiliadis Agar, aufgebracht. Dieser Nährboden enthält das Antibiotikum Novobiocin, welches das Wachstum eines Großteils der Begleitflora hemmt. Durch die halbfeste Konsistenz des Nährbodens wird das Schwärmverhalten optisch durch eine Farbveränderung der Schwärmzone erkennbar. Von solchen Schwärmzonen wird anschließend Material auf den festen Xylose-Lysine-Desoxycholate Agar (XLD) überführt. Diesem Nährboden wird ein Schwefelwasserstoff (H2S) Indikator-System aus Natriumthiosulfat und Ammoniumeisen (III)-Citrat zur Sichtbarmachung des produzierten Schwefelwasserstoffes beigegeben, was, im Falle von Salmonellen, die Bildung von schwarzen Kolonien zur Folge hat. Im oben erwähnten Vorläuferprojekt konnten wir zeigen, das Varianten von S. Infantis auftreten, die kein Schwärmverhalten auf MSRV Agar zeigen und/oder keine H2S Bildung aufweisen. Des Weiteren konnten wir zeigen, dass unterschiedlichen Varianten auch gleichzeitig in einer Probe anzutreffen sind (Drauch et al. 2022 in Vorbereitung). Dies kann nicht nur einen Einfluss auf den Nachweis haben, sondern ist auch für epidemiologische Studien von Bedeutung, da es zur Falschbeurteilung einer Probe führen kann.

In einigen dieser Stammvariationen wurde ein großes konjugatives Plasmid entdeckt, das als „plasmid of Emerging Salmonella enterica Infantis“ (pESI) bezeichnet wird. Dieses Plasmid erhöht die Fitness seines bakteriellen Wirts, was zu einer schnellen Verbreitung innerhalb von Broiler-Integrationen mit weltweiter Vorherrschaft führen kann (Aviv et al., 2014). Tierexperimente an Mäusen und Hühnern haben gezeigt, dass das pESI Plasmid die Virulenz und Pathogenität von S. Infantis-Stämmen verstärkt (Aviv et al., 2017; Drauch et al., 2021). Von weiterer Wichtigkeit ist, dass dieses Plasmid auch eine Vielzahl an Antibiotikaresistenzgenen trägt (Bogomazova et al., 2020). Dies ist insofern von besonderer Bedeutung als Geflügelfleisch weltweit das dominierende tierische Protein für die menschliche Ernährung ist, und sein Konsum auch in Österreich stetig steigt. Eine Kontamination von Geflügelfleisch mit S. Infantis Stämmen, die zu einer Übertragung von Antibiotikaresistenzen fähig sind, stellt somit ein großes Problem im Bereich der Lebensmittelsicherheit und somit der öffentlichen Gesundheit dar.

Mit diesen Erregern kontaminierte Geflügelprodukte können Durchfallerkrankungen beim Menschen hervorrufen, die mit schweren klinischen Verläufen, Krankenhausaufenthalten und der Notwendigkeit einer antimikrobiellen Behandlung einhergehen können. Antibiotikaresistente Stämme können somit medizinische Behandlungen untergraben. Aber sie können auch als Vehikel dienen, um diese Gene auf andere Bakterien zu übertragen, und hier stehen v.a. die Kommensalen des Blinddarms im Fokus (Qu et al., 2008; Yeoman et al., 2012; Juricova et al., 2021). Die physiologische Darmflora kann hierdurch einerseits ein Reservoir für Antibiotikaresistenzen im Tier darstellen, und andererseits für die Verbreitung dieser in die Umwelt durch Ausscheidung über den Kot der Tiere sorgen.

Das vorliegende Projekt soll, aufbauend auf den im Vorläuferprojekt erzielten Ergebnissen, einen weiteren bedeutenden Beitrag zur Lebensmittelsicherheit und –qualität in Österreich leisten.

Das vorliegende Projekt hat eine besondere Relevanz für die Praxis, da S. Infantis seit einigen Jahren die am häufigsten vorkommende Salmonellenart beim Masthuhn ist. Neben S. Enteritidis und Typhimurium zählt S. Infantis auch zu den häufigsten Salmonellenarten, die Erkrankungen beim Menschen verursachen. Das Auftreten von S. Infantis Varianten, die sich einer Detektion entziehen können, stellt ein gravierendes Problem für die Diagnostik und auch für epidemiologische Studien dar. Des Weiteren sind  S. Infantis Stämme, die das pESI Plasmid in sich tragen, von besonderer Bedeutung im Bereich der Lebensmittelsicherheit und somit der öffentlichen Gesundheit. Diese Stämme können aber auch Resistenzgene auf Kommensalen des Darmes übertragen, die hierdurch ein Reservoir für Antibiotikaresistenzen im Tier darstellen, aber auch zur Verbreitung dieser in die Umwelt durch Ausscheidung über den Kot der Tiere beitragen.