ArchivDÄ-TitelSupplement: PerspektivenInfektiologie 1/2017One-Health-Konzept: Eine Antwort auf resistente Bakterien?

Supplement: Perspektiven der Infektiologie

One-Health-Konzept: Eine Antwort auf resistente Bakterien?

Dtsch Arztebl 2017; 114(17): [8]; DOI: 10.3238/PersInfek.2017.04.28.02

Niedrig, Matthias; Eckmanns, Tim; Wieler, Lothar H.

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Foto: © Westdeutscher Rundfunk Köln WDR 2017
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One-Health-Konzept: Die bessere Vernetzung zwischen Tier- und Humanmedizin soll abgestimmte Interventionen gewährleisten und evidenzbasierte Maßnahmen ermöglichen.

Die globale Verbreitung von antibiotikaresistenten Bakterien ist im medizinischen Alltag eine zunehmende Herausforderung bei der Therapie bakterieller Infektionskrankheiten. Resistenzen gegen Antibiotika sind Teil der natürlichen Mikrobiota von Mensch, Tier und Umwelt. Bakterien existieren seit mehreren Milliarden Jahren in beeindruckender Vielfalt. Wir müssen davon ausgehen, dass Resistenzmechanismen selbst gegen zukünftig entwickelte Antibiotika bereits heute existieren (1). Folgerichtig können antibiotikaresistente Bakterien niemals eliminiert werden und auch die Entwicklung neuer Antibiotika löst das Problem nicht.

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Da jeder Antibiotikaeinsatz die Anreicherung von resistenten Erregern fördert, ist der breite und häufig ungerechtfertigte Einsatz von Antibiotika in der landwirtschaftlichen Tierproduktion sowie der Tier- und Humanmedizin der wesentliche Treiber für die Zunahme von Antibiotikaresistenzen.

Neben dieser Problematik ist der adäquate Zugang zu wirksamen Antibiotika in vielen Ländern nicht gewährleistet. Deshalb erarbeiten seit einigen Jahren Wissenschaftler und Politiker auf nationaler und internationaler Ebene zunehmend Lösungsstrategien zur Eindämmung resistenter Erreger. Auch die UN- Generalversammlung hatte im September 2016 das Thema auf ihrer Agenda.

Die Ausbreitung von Resistenzmechanismen erfolgt prinzipiell auf 2 Wegen, die beispielhaft beleuchtet werden:

  • Übertragung von resistenten Bakterien zwischen den genannten Habitaten (Zoonosen) und
  • Übertragung von Resistenz vermittelnden Genen zwischen Bakterien (horizontaler Gentransfer).

Bei Oxacillin-resistenten S. aureus (MRSA) ist der Anteil der Erreger, die vom Tier auf den Menschen übertragen werden, gut nachvollziehbar, denn die genetische Resistenzdeterminante ist chromosomal kodiert (mec-Genkassette). Sogenannte „livestock-associated“ (LA-)MRSA des klonalen Komplexes CC398 besiedeln Tiere vor allem nasal. Sie werden bei etwa der Hälfte konventioneller Schweinemastanlagen in Deutschland nachgewiesen, aber auch bei anderen landwirtschaftlichen Nutztieren wie Rindern und Wirtschaftsgeflügel, selten auch bei Pferden, kleinen Haustieren und Menschen. Übertragungen von Mensch zu Mensch kommen im Familienkreis und gelegentlich im Krankenhaus vor (2, 3).

Die Übertragung vom Tier auf den Menschen hängt von der Tierdichte ab, besonders gefährdet sind Personen mit engem Kontakt zu Tieren. In Gebieten mit intensiver Schweinezucht, wie zum Beispiel im Münsterland, beläuft sich der Anteil von LA-MRSA unter allen MRSA-Infektionen auf circa 15 %, in Gesamtdeutschland liegt er unter 3 % (2, 4). In den Niederlanden, wo der Anteil der MRSA an allen S. aureus deutlich geringer ist als in Deutschland, liegt der LA-MRSA-Anteil über 30 % (5).

Schwieriger ist die Schätzung der Übertragung von Extended-Spectrum-Betalaktamase-bildenden (ESBL) E. coli, denn hier werden die Resistenz vermittelnden Gene über horizontalem Gentransfer plasmidvermittelt übertragen (6, 7). Nur durch vergleichende Erbgutanalysen der Bakterien anhand Gesamtgenomsequenzanalyse kann mit hoher Sicherheit der Ursprung einzelner Stämme belegt werden. Circa 5 % der humanen ESBL-E.-coli stammen vom Tier (8). Nur umfangreiche, miteinander vergleichbare Untersuchungen der Antibiotikaresistenz an Hühnern, Schweinen und Rindern im Vergleich zur Antibiotikaresistenz beim Menschen im Rahmen einer integrierten Surveillance ermöglichen eine Analyse der Verteilung von Antibiotikaresistenzen (7).

Das globale Ausmaß wird unter anderem dadurch belegt, dass 23 % untersuchter Hühnchenfleischproben, die aus Europa sowie Nord- und Südamerika nach Gabun eingeführt wurden, mit ESBL-E.-coli kontaminiert waren (9). Mehr als die Hälfte von Asien-Reiserückkehrern nach Deutschland mit Durchfallerkrankungen schieden ESBL-E.-coli mit dem Stuhl aus (10).

Relevante Übertragungswege und Gefährdungspotenziale durch multiresistente Erreger /Grafik: © Made by Lindgrün GmbH, 2014. Basierend auf dem „One Health Konzept“ von Yvonne Agersø , EFFORT-project
Relevante Übertragungswege und Gefährdungspotenziale durch multiresistente Erreger /Grafik: © Made by Lindgrün GmbH, 2014. Basierend auf dem „One Health Konzept“ von Yvonne Agersø , EFFORT-project
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Relevante Übertragungswege und Gefährdungspotenziale durch multiresistente Erreger /Grafik: © Made by Lindgrün GmbH, 2014. Basierend auf dem „One Health Konzept“ von Yvonne Agersø , EFFORT-project

Ein neu erkanntes Phänomen zeigt den raschen Wandel in der Antibiotikaresistenz-Risikoeinschätzung: Das kürzlich bei – an Tiere angepassten – E. coli entdeckte mobile Colistin-Resistenzgen (mcr-1) lässt befürchten, dass zukünftig ein horizontaler Gentransfer auch auf Bakterien stattfinden kann, die an den Menschen angepasst sind. Bis dato waren nur chromosomal nicht übertragbare Colistin-Resistenzdeterminanten bekannt (11). Allerdings ist anscheinend das Risiko einer schnellen Ausbreitung dieser plasmidvermittelten Colistin-Resistenz bei Menschen nicht hoch, denn retrospektive Untersuchungen von Stammsammlungen zeigten, das mcr-1 bereits seit vielen Jahren bei animalen und gelegentlich auch bei humanen Isolaten nachweisbar ist (12). Colistin ist ein Polypeptid-Antibiotikum, das auch in Deutschland in hohem Maße bei Tieren eingesetzt wird, auch wenn der Verbrauch hier in den vergangen Jahren zurückgegangen ist – von 127 t in 2011 auf 82 t in 2015 (13).

Wie kann „One Health“ zur Problemlösung beitragen?

Eine entscheidende Säule zur Kontrolle der weiteren Ausbreitung von Antibiotikaresistenz sind Surveillancesysteme (Erfassung, Analyse und Rückmeldung von Daten) von Resistenz- und Verbrauchsdaten im Tier- und Humanbereich, sowohl im ambulanten als auch im stationären Sektor, aber auch in der Umwelt.

Diese Daten sind die Grundlage für eine rationale Antibiotikarverordnung (Antibiotic Stewardship). Eine aufeinander abgestimmte integrierte Surveillance beider Sektoren ermöglicht die Aufdeckung von Zusammenhängen und daraus die Ableitung gemeinsamer Maßnahmen. Probleme können nur gelöst werden, wenn ihre Entstehung und Verbreitung exakt analysiert werden.

Das One-Health-Konzept bietet die Möglichkeit, den Einsatz von Antibiotika und das Auftreten antibiotikaresistenter Bakterien in beiden Bereichen sowie deren Freisetzung in die Umwelt interdisziplinär zu betrachten. So war zum Beispiel die Konzentration von Fluorchinolonen im Boden und Brunnenwasser in einem indischen Industriegebiet (Indien und China sind die Länder mit der höchsten Antibiotika-Produktion) höher als die therapeutische Konzentration im Blut von Patienten (14). In 91 % aller Stuhluntersuchungen der dort lebenden Bevölkerung konnten Chinolon-Resistenzgene nachgewiesen werden.

Der Einsatz einer Gesamtgenom-Sequenzanalyse von Infektionserregern zur Surveillance mittels „Next-Generation-Sequencing“ (NGS) bietet eine Möglichkeit der breiten Analyse verschiedener Pathogene und ihres Resistenzpotenzials. In Kombination mit Mikrobiom- und Resistomanalysen können Übertragungswege besser nachvollzogen werden (15). Diese Methoden können möglicherweise in naher Zukunft einen breiteren diagnostischen Einsatz finden. Die bessere Vernetzung zwischen Tier- und Humanmedizin gewährleistet eine Abstimmung von Interventionen und ermöglicht evidenzbasierte Maßnahmen.

China hat den Einsatz von Colistin bei Tieren eingeschränkt

Eine entscheidende Frage ist, ob bei Tier und Mensch die gleichen Antibiotika verwendet werden sollen. Während in Europa zum Beispiel über eine Einschränkung von Colistin bei Tieren diskutiert wird, wurde in China sein Einsatz als Leistungsförderer, wenn auch nicht als Therapeutikum, gestoppt (16).

Ein gemeinsames Vorgehen und internationale Solidarität können aus der Gefahr antibiotikaresistenter Bakterien eine Chance zur kooperativen Zusammenarbeit für Gesundheitssysteme und Menschen machen.

Insgesamt sind die weltweiten Entwicklungen zur Eindämmung antibiotikaresistenter Bakterien positiv. Seit einigen Jahren befasst sich ein Zusammenschluss mehrerer internationaler Organisationen – die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO), die Weltorganisation für Tiergesundheit (OIE) und die Welt­gesund­heits­organi­sation (WHO) – mit dem One-Health-Konzept.

Die WHO hat im Jahr 2015 einen Global Action Plan (GAP-AMR) veröffentlicht, und alle 198 Mitgliedsländer haben sich verpflichtet, bis 2017 einen Nationalen Aktionsplan zu entwickeln.

Deutschland hat mit der Antibiotika-Resistenzstrategie DART bereits seit 2008 einen solchen Plan, der vor 3 Jahren aktualisiert wurde (Antibiotikaresistenzen bekämpfen zum Wohl von Mensch und Tier) und in dem der One-Health-Ansatz bereits berücksichtigt wurde.

Zudem werden hierzulande seit einigen Jahren transsektorale One-Health-Lösungsansätze mit konkreten Forschungsprojekten wie MedVet-Staph(*), RESET(*) und InfectControl 2020(**) bearbeitet, die über die Tier- und Humanmedizin hinaus auch Umweltfaktoren und sozialwissenschaftliche Aspekte integrieren sowie Patienten und die Öffentlichkeit einbeziehen. Dies beinhaltet auch die verbesserte Information von Ärzten und Patienten bezüglich des sinnvollen Einsatzes von Antibiotika.

Maßnahmen zur Prävention der Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen und der Verminderung des Selektionsdrucks sind das One-Health-Ziel von Human- und Tiermedizin.

Fazit

  • Antibiotikaresistenzen erfordern einen One-Health-Ansatz.
  • Eine lokale Eindämmung kann nur durch Einbeziehung der Human- und der Veterinärbereiche und nationaler und globaler Partner gelingen.
  • NGS-basierte integrierte Surveillancesysteme bilden eine entscheidende Grundlage für die evidenzbasierte Implementierung von Maßnahmen.

DOI: 10.3238/PersInfek.2017.04.28.02

Prof. Dr. med. Matthias Niedrig

Koordination für Auswirkungen des Klimawandels auf die Gesundheit

Dr. med. Tim Eckmanns, MSc, DTMPH

Leiter FG37 „Nosokomiale Infektionen, Surveillance von
Antibiotikaresistenz und -verbrauch“

Prof. Dr. med. vet. Lothar H. Wieler

Präsident Robert Koch-Institut (RKI), Berlin

   * www.zoonosen.net/Zoonosenforschung/BMBFZoonosenverb%C3%BCnde.aspx

** www.infectcontrol.de

Interessenkonflikt: Prof. Wieler erhielt Kongressgebühren,
Reisekosten und Vortragshonorare von Campus Infektiologie, GILEAD
sowie Forschungsgelder von BMBF, DFG und BLE. Dr. Eckmanns erhielt Forschungsgelder von BMG, BMBF, EU. Dr. Niedrig erklärt, dass kein
Interessenkonflikt vorliegt.

Literatur im Internet:
www.aerzteblatt.de/lit1717

1.
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Relevante Übertragungswege und Gefährdungspotenziale durch multiresistente Erreger /Grafik: © Made by Lindgrün GmbH, 2014. Basierend auf dem „One Health Konzept“ von Yvonne Agersø , EFFORT-project
Relevante Übertragungswege und Gefährdungspotenziale durch multiresistente Erreger /Grafik: © Made by Lindgrün GmbH, 2014. Basierend auf dem „One Health Konzept“ von Yvonne Agersø , EFFORT-project
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