R. KARPÍŠKOVÁ,1,2 Z. ŠŤÁSTKOVÁ1, S. KARPÍŠKOVÁ3
1Fakulta veterinární hygieny a ekologie, Veterinární a farmaceutická univerzita Brno
2Centrum laboratorních činností v OVZ, Státní zdravotní ústav Praha
3Ústav experimentální biologie, Česká sbírka mikroorganismů, Masarykova Univerzita
Veterinářství 2009;59:34-38.
SOUHRN
Karpíšková R., Šťástková Z., Karpíšková S. Nálezy meticilin rezistentních Staphylococcus aureus u zvířat.
V současnosti je zaznamenáván celosvětově nepříznivý trend zvyšující se prevalence meticilin rezistentních kmenů stafylokoků, zejména Staphylococcus aureus (MRSA). Výskyt kmenů MRSA byl kromě humánní populace zjištěn i u zvířat, včetně potravinových. Článek předkládá informace o nálezech MRSA u zvířat a jejich ošetřovatelů. Autoři prezentují doposud popsané kmeny MRSA izolované na území České Republiky ze zvířat. Informace o aktuální epizootologické situaci v chovech hospodářských zvířat nejsou zatím k dispozici.
SUMMARY
Karpíšková R., Šťástková Z., Karpíšková S. Findings of methicillin-resistant Staphylococcus aureus in animals.
Nowadays, a globally unfavourable increasing trend of prevalence of methicillin resistant staphylococci strains especially Staphylococcus aureus (MRSA) is being detected. The occurrence of MRSA strains was found out not only in humans, but also in animals (including food production ones). This article submits reports about findings of MRSA in animals and their staff. Authors summarise so far described MRSA isolates from animals in the Czech Republic. At present, the Czech Republic has no available overall information on epizootic situation of MRSA in animals.
Úvod
Závažným světovým problémem se zejména v posledním desetiletí stává nárůst rezistence mikroorganismů k antimikrobiálním látkám. Pravděpodobnou příčinou tohoto nepříznivého trendu je nadměrné a ne vždy vhodně indikované podávání těchto látek. Nárůst rezistentních izolátů je zaznamenáván také u stafylokoků a týká se nejen oblasti humánního lékařství, ale i veterinární medicíny a zemědělství. U baktérií Staphylococcus aureus patří ke sledovaným antimikrobiálním látkám zejména meticilin. Kmeny rezistentní k této látce jsou označovány zkratkou MRSA. Rezistence k β-laktamovým antibiotikům, jakými jsou např. oxacilin, kloxacilin, dikloxacilin, floxacilin, meticilin a nafcilin je způsobena modifikací proteinu s označením PBP 2a.1 Tato modifikace je u stafylokoků kódována genem mecA,2 který je lokalizován na mobilním elementu stafylokokové chromozomální kazety (SCCmec) a je horizontálně přenosný.1 Tento způsob přenosu je hlavním mechanismem, uplatňujícím se při šíření rezistence k meticilinu mezi různými druhy stafylokoků.3
MRSA kmeny se nejčastěji podílí na vzniku infekcí u pacientů hospitalizovaných v nemocnicích. Vzhledem k časté rezistenci těchto baktérií k celé řadě antimikrobiálních látek je léčba onemocnění vyvolaných MRSA obtížná. V současné době začínají být kmeny MRSA sledovány také ve veterinárním lékařství, a to především u potravinových zvířat. Bylo prokázáno, že infikovaná nebo kolonizovaná zvířata se mohou snadno uplatňovat při šíření těchto kmenů nejen na chovatele, ale i na potravinové suroviny.
První izolace a význam MRSA ve světě
Poprvé byl výskyt MRSA popsán ve Velké Británii u nemocničních pacientů.4 Jednalo se o kmen rezistentní k penicilinu, se sníženou citlivostí k semi-syntetickým -laktamovým antibiotikům. Tyto kmeny se celosvětově rychle rozšířily zejména v 80. a 90. letech a jejich epidemiologický význam stále stoupá. V České republice jsou nemocniční meticilin rezistentní S. aureus evidovány od roku 2001, kdy jich bylo hlášeno 6 %, v roce 2005 to bylo už více než dvojnásobek (13 %). V některých evropských zemích je prevalence tohoto patogena ještě vyšší (např. v Irsku a Itálii činila v roce 2006 až 40 %).5 Kmeny MRSA způsobují v nemocničních zařízeních závažné problémy, často vykazují vícečetnou rezistenci k celé řadě antimikrobiálních látek a tím značně komplikují případnou léčbu postižených pacientů. Počátkem 90. let byl poprvé popsán výskyt MRSA i mimo zdravotnická zařízení v běžné populaci lidí.6
Rozdělení MRSA
Na základě epidemiologických a genetických charakteristik se MRSA kmeny dělí na nemocniční (hospital-acquired, HA-MRSA) a komunitní (community-associated, CA-MRSA). Zástupci obou skupin se od sebe odlišují zejména třemi znaky: genetickou linií, umístěním a velikostí chromozomální kazety (SCCmec) a přítomností genu pvl kódujícího tvorbu Panton-Valentinova leukocidinu (PVL). Pro HA-MRSA je charakteristická přítomnost větších chromozomálních kazet SCCmec typu I, II nebo III, pro CA-MRSA menších SCCmec typu IV a V.7 Všeobecně jsou CA-MRSA citlivější k antimikrobiálním látkám a jsou spojovány s povrchovými kožními infekcemi a infekcemi měkkých tkání. Byly však popsány případy úmrtí u dětí s nekrotizující pneumonií vyvolanou kmeny CA-MRSA nesoucími gen pvl. Někteří autoři popisují u CA-MRSA častější produkci PVL a exfoliativních toxinů, naopak u HA-MRSA bývá popisována spíše produkce enterotoxinů a syndromu toxického šoku.8-10
Výskyt MRSA u zvířat
Od roku 2005 začal být výskyt MRSA popisován i u zvířat.11 První záchyty byly ale znamenány podstatně dříve.12 V současnosti jsou tyto kmeny ve veterinární medicíně intenzivně sledovány, neboť kolonizovaná, případně infikovaná zvířata se mohou snadno uplatňovat při šíření kmenů MRSA nejen na ošetřující personál, ale u potravinových zvířat i na suroviny určené k dalšímu zpracování a konzumaci.13
Z hospodářských zvířat byl výskyt MRSA popsán u skotu, koní a drůbeže,13-15 ale především u prasat.11 U společenských zvířat byl výskyt MRSA popsán u psů a koček16 a také u některých exotických zvířat.17 V České republice byl výskyt MRSA u zvířat poprvé popsán u selete v roce 2005.18
Kmeny MRSA byly izolovány u řady hospodářských zvířat, ale zatím největší zájem je soustředěn na chovy prasat. V nedávno prováděné studii v kanadském Ontariu, byl výskyt zvířat kolonizovaných MRSA potvrzen na devíti z dvaceti vyšetřovaných farem. Na jednotlivých farmách byla zjištěna až 25 % incidence pozitivních zvířat. Nosičství MRSA se mezi farmáři pohybovalo kolem 20 %, všichni pozitivní farmáři pocházeli z farem s potvrzeným výskytem MRSA u prasat.19 Tyto nálezy potvrzují přenos kmenů MRSA ze zvířat na člověka a naopak.
Z Evropských zemí se v současnosti nejvíce zabývá sledováním MRSA v chovech prasat Holandsko. Jedna ze studií potvrdila výskyt MRSA až na 80 % farem.20 V další studii byla u farmářů chovajících prasata zjištěna až 760krát vyšší kolonizace MRSA, než u běžné populace. Zdrojem baktérií byla pravděpodobně kolonizovaná prasata. Ve všech případech byly kmeny MRSA prokázány i u rodinných příslušníků, jejich dekolonizace však byla opakovaně neúspěšná.11 U prasat mohou některé kmeny MRSA vyvolávat i klinické příznaky onemocnění, například exsudativní dermatitídy.21 V Evropě a Kanadě je v populaci prasat nejrozšířenějším klonem CA-MRSA, typ SCCmec IV, ST398. Opakovaně bylo potvrzeno, že tento klon je schopen kolonizovat prasata, ale i člověka. Infekce způsobené těmito kmeny pak mohou mít závažnější klinický průběh.19 Další z holandských studií uvádí, že humánní pacienti s infekcí MRSA, související s chovem prasat, byli přijímáni do nemocničního ošetření dvakrát častěji, než pacienti bez kontaktu s prasaty.22
Také u koní byl popsán výskyt kmenů MRSA, nejčastěji jsou uváděny asymptomatické nálezy na nosní sliznici. Klinicky manifestní případy u koní jsou uváděny v souvislosti s nehojícími se ranami po zraněních nebo jako pooperační infekce.23 Rovněž pracovníci a ošetřovatelé koní mohou být těmito kmeny ohroženi. Studie prováděná na farmě koní v Kanadě prokázala, že 12 % ošetřujícího personálu bylo kolonizováno MRSA,24 ale i naopak, Seguin a kol.15 popisují infekci u 11 koní, kteří byli v průběhu pobytu na veterinární klinice infikováni personálem kolonizovaným MRSA.
Také studie prováděné na farmách mléčného skotu odhalily výskyt MRSA a popsaly jeho přenos na ošetřující personál.13,25,26 Lee13 popsal nejvyšší počet pozitivních MRSA izolátů v Koreji právě u skotu. Většina kmenů pocházela z mléka, ale jen část krav s pozitivními nálezy vykazovala známky mastitidy. Podobné výsledky byly zjištěny i v Maďarsku. MRSA kmeny zde byly izolovány z mléka krav se známkami subklinických mastitid.25
Přenos MRSA ze zvířat na lidi a naopak byl popsán i u domácích mazlíčků. Shodné klony byly potvrzeny u hospitalizovaných psů a koček a veterinárního personálu. Studie britských a irských autorů odhalily identické klony u majitelů a jejich mazlíčků.27-29 Výskyt shodných klonů MRSA u společenských a v domácnostech chovaných zvířat podporuje teorii, že přenos některých klonů MRSA ze člověka na zvíře a naopak je častý.29
Výskyt MRSA v potravinách živočišného původu
Kmeny MRSA jsou v potravinách živočišného původu zaznamenávány jen vzácně. Nicméně i zde existuje potencionální nebezpečí přenosu těchto kmenů na pracovníky v potravinářství, zejména při zpracovávání kontaminovaného masa.31 Nálezy kmenů MRSA již byly popsány ve vzorcích masa, mléka a sýrů ,13,30,31. Vznik onemocnění v souvislosti s konzumací takových potravin se prozatím nepovažuje za příliš pravděpodobný.
Dva případy ale již popsány byly. V prvém případě, popsaném v Holandsku se jednalo o onemocnění u hospitalizovaného imunosuprimovaného pacienta, u kterého následkem konzumace potraviny kontaminované baktériemi MRSA došlo k rozvoji sepse a úmrtí.32 V druhém případě toxinogenní kmen MRSA vyvolal u konzumenta alimentární intoxikaci, rezistence k meticilinu však nehrála v tomto případě zásadní roli a po odeznění stafylokokové enterotoxikózy došlo k rychlému uzdravení postižené osoby.33 V obou popsaných případech onemocnění z potravin byl zdrojem kontaminace potravinářský pracovník kolonizovaný těmito baktériemi.
Možné příčiny vzniku MRSA a jejich šíření
Příčiny vzniku rezistence k meticilinu u S. aureus nejsou doposud jednoznačně odhaleny. Jednou z nejčastěji zmiňovaných je nadužívání antibiotik v medicíně.30 Ne všechny studie však jednoznačně potvrzují koincidenci nálezů rezistentních kmenů s aktuálně používanými antibiotiky.36 Další možností je horizontální přenos genu kódujícího rezistenci k meticilinu od koaguláza negativních stafylokoků, které jsou saprofytickou mikroflórou lidí i zvířat.20 Tyto kmeny dlouhodobě přežívají v prostředí a mohou být zdrojem vzniku a šíření rezistence na další mikroorganizmy. V posledních letech se stále častěji používají čistící a toaletní přípravky, které obsahují látky s antibakteriálním účinkem. Tyto biocidní přípravky mohou, podobně jako některá antibiotika, blokovat specifické receptory pro syntézu mastných kyselin. Některé studie uvádí, že časté používání antibakteriálních prostředků v prostředí může vést k nárůstu rezistence mikroorganismů k antibiotikům. Například izoláty S. aureus s nižší citlivostí na benzalkoniumchlorid (kationaktivní tensid), bývají také resistentní k betalaktamovým antibiotikům. Je tedy možné, že časté používání této látky v prostředí může přispívat k častějšímu výskytu MRSA v prostředí.
Závěr
V současnosti nejsou v ČR k dispozici ucelené informace o výskytu MRSA, případně jiných meticilin rezistentních stafylokoků u zvířat (včetně potravinových), ani v potravinových surovinách a potravinách. Různé studie ze zahraničí ale uvádějí, že se zvířata mohou na přenosu těchto nebezpečných baktérií podílet.
Výskyt MRSA v prostředí prvovýroby potravin představuje nebezpečí pro jejich šíření na další druhy zvířat, jejich ošetřovatele a zpracovatele potravinových surovin.
Práce vznikla za finanční podpory Výzkumného záměru Veterinární aspekty bezpečnosti a kvality potravin MSM6215712402, NAZVA QH81111 a projektu MŠMT NPV 2B08050.
Literatura:
1. Katayama, Y., Ito, T., Hiramatsu, K. A new class of genetic element, staphylococcus cassette chromosome mec, encodes methicillin resistance in Staphylococcus aureus. Antimicrobial Agents and Chemotherapy 2000;44:1549-1555.
2. Boşgelmez-Tinaz, G., Ulusoy, S., Aridogan, B., Coşkun-Ari, F. Evalution of different methods to detect oxacillin resistance in Staphylococcus aureus and their clinical laboratory utility. European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases 2006; 25:410-412.
3. Silva, F. R., Mattos, E. M., Coimbra, M. V. S., Ferreira-Carvalho, B. T., Figueiredo, A. M. S. Isolation and molecular characterization of methicillin resistant coagulase negative staphylococci from nasal flora of healthy humans at three community institutions in Rio de Janeiro City. Epidemiology and Infection 2001;127:57-62.
4. Jevons, M. P., Rolinson, G. N., Knox, R. Celbenin-resistant Staphylococci. British Medical Journal 1961;521:124-125.
5. EARSS - The European Antimicrobial Resistance Surveillance System. Annual Reports 2006. http://www.rivm.nl/earss/Images/EARSS%202006%20Def_tcm61-44176.pdf.
6. Naimi, T. S., LeDell, K. H., Boxrud, D. J., Groom, A. V., Steward, C. D., Johnson, S. K., Besser, J. M., O'Boyle, C., Danila, R. N., Cheek, J. E., Osterholm, M. T., Moore, K. A., Smith, K. E. Epidemiology and clonality of community-acquired methicillin-resistant Staphylococcus aureus in Minnesota. Clinical Infectious Diseases 2001;33:990-996.
7. Boyle-Vavra, S., Daum, R. Community-acquired methicillin-resistant Staphylococcus aureus: the role of Panton-Valentine leukocidin. Laboratory Investigation 2007;87:3-9.
8. Hososaka, Y., Hanaki, H., Endo, H., Suzuki, Y., Nagasawa, Z., Otsuka, Y., Nakae, T., Sunakawa, K. Characterization of oxacillin-susceptible mecA-positive Staphylococcus aureus: a new type of MRSA. Journal of Infection and Chemotherapy 2007;13:79-86.
9. Holmes, A., Ganner, M., McGuane, S., Pitt, T. L., Cookson, B. D., Kearns, A. M. Staphylococcus aureus isolates carrying Panton-Valentine leucocidin genes in England and Wales: Frequency, characterization, and association with clinical disease. Journal of Clinical Microbiology 2005;43:2384-2390.
10. Piao, C., Karasawa, T., Totsuka, K., Uchiyama, T., Kikuchi, K. Prospective surveillance of community-onset and health care-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus isolated from a university-affiliated hospital in Japan. Microbiology and Immunology 2005;49:961-972.
11. Voss, A., Loeffen, F., Bakker, J., Klaassen, C., Wulf, M. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus in pig farming. Emerging Infectious Diseases 2005;11:1965-1966.
12. Devriese, L. A., Vandamme, L. R., Fameree, L. Methicillin (cloxacillin)-resistant Staphylococcus aureus strains isolated from bovine mastitis cases. Zentralblatt für Veterinärmedizin Riehe B 1972;19:598-605.
13. Lee, J. H. Methicillin (oxacillin)-resistant Staphylococcus aureus strains isolated from major food animals and their potential transmission to human. Applied and Environmental Microbiology 2003;69:6489-6494.
14. Devriese, L. A., Hommez, J. Epidemiology of methicillin-resistant Staphylococcus aureus in dairy herds. Research in Veterinary Science 1975;19:23-27.
15. Seguin, J. C., Walker, R. D., Caron, J. P., Kloos, W. E., Georgie, C. G., Hollis, R. J., Jones, R. N., Pfaller, M. A. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus outbreak in a veterinary teaching hospital: potential human-to-animal transmission. Journal of Clinical Microbiology 1999;37:1459-1463.
16. Duquette, R. A., Nuttall, T. J. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus in dogs and cats: an emerging problem? Journal of Small Animal Practice 2004;45:591-597.
17. O’Mahony, R., Abbott, Y., Leonard, F. C., Markey, B. K., Quinn, P. J., Pollock, P. J., Fanning, S., Rossney, A. S. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) isolated from animals and veterinary personnel in Ireland. Veterinary Microbiology 2005;109:285-296.
18. Bardoň, J., Kolář, M., Vágnerová, I., Koukalová, D., Čekanová, L. Záchyt methicilin rezistentního kmene Staphylococcus aureus u selat. Veterinářství 2006;56: 622-629.
19. Khanna, T., Friendship, R., Dewey, C., Weese, J. S. Methicillin resistant Staphylococcus aureus colonization in pigs and pig farmers. Veterinary Microbiology 2008;128:298-303.
20. de Neeling, A. J., van den Broek, M. J., Spalburg, E. C., van Santen-Verheuvel, M. G., Dam-Deisz, W. D., Boshuizen, H. C., van de Giessen, A. W., van Duijkeren, E., Huijsdens, X. W. High prevalence of methicillin resistant Staphylococcus aureus in pigs. Veterinary Microbiology 2007;122:366-372.
21. van Duijkeren, E., Jansen, M. D., Flemming, S. C., de Neeling, H., Wagenaar, J. A., Schoormans, A. H., van Nes, A., Fluit, A. C. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus in pigs with exudative epidermitis. Emerging Infectious Diseases 2007;13:1408-1410.
22. van Loo, I., Huijsdens, X., Tiemersma, E., de Neeling, A., van de Sande-Bruinsma, N., Beaujean, D., Voss, A., Kluytmans, J. Emergence of methicillin-resistant Staphylococcus aureus of animal origin in humans. Emerging Infectious Diseases 2007;13:1834-1839.
23. Weese, J. S., Lefebvre, S. L. Risk factors for methicillin-resistant Staphylococcus aureus colonization in horses admitted to a veterinary teaching hospital. Canadian Veterinary Journal-revue Veterinaire Canadienne 2007;48:921-926.
24. Weese, J. S., Archambault, M., Willey, B. M., Hearn, P., Kreiswirth, B. N., Said-Salim, B., McGeer, A., Likhoshvay. Y., Prescott, J. F., Low, D. E. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus in horses and horse personnel, 2000-2002. Emerging Infectious Diseases 2005;11:3:430-435.
25. Juhász-Kaszanyitzky, E., Jánosi, S., Somogyi, P., Dán, A., van der Graaf-van Bloois L., van Duijkeren, E., Wagenaar, J. A. MRSA transmission between cows and humus. Emerging Infectious Diseases 2007;13:630-632.
26. Lee, J. H., Jeong, J. M., Park, Y. H., Choi, S. S, Kim, Y. H., Chae, J. S., Moon, J. S., Park, H., Kim, S., Eo, S. K. Evaluation of the methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA)-Screen latex agglutination test for detection of MRSA of animal origin. Journal of Clinical Microbiology 2004;42:6:2780-2782.
27. Baptiste, K. E., Williams, K., Willams, N. J., Wattret, A., Clegg, P. D., Dawson, S., Corkill, J. E., O'Neill, T., Hart, C. A. Methicillin-resistant staphylococci in companion animals. Emerging Infectious Diseases 2005;11:1942-1944.
28. O'Mahony, R., Abbott, Y., Leonard, F. C., Markey, B. K., Quinn, P. J., Pollock, P. J., Fanning, S., Rossney, A. S. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) isolated from animals and veterinary personnel in Ireland. Veterinary Microbiology 2005;109:285-296.
29. Weese, J. S., Dick, H., Willey, B. M., McGeer, A., Kreiswirth, B. N., Innis, B., Low, D. E. Suspected transmission of methicillin-resistant Staphylococcus aureus between domestic pets and humans in veterinary clinics and in the household. Veterinary Microbiology 2006;115:148-155.
30. Normanno, G., Corrente, M., La Salandra, G., Dambrosio, A., Quaglia, N. C., Parisi, A., Greco, G., Bellacicco, A. L., Virgilio, S., Celano, G. V. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) in foods of animal origin product in Italy. International Journal of Food Microbiology 2007;117:219-222.
31. van Loo, I.H., Diederen, B. M., Savelkoul, P. H., Woudenberg, J. H., Roosendaal, R., van Belkum, A., Lemmens-den Toom, N., Verhulst, C., van Keulen, P. H., Kluytmans, J. A. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus in meat products, the Netherlands. Emerging Infectious Diseases 2007;13:1753-1755.
32. Kluytmans, J., van Leeuwen, W., Goessens, W., Hollis, R., Messer, S., Herwaldt, L., Bruining, H., Heck, M., Rost, J., van Leeuwen, N. Food-initiated outbreak of methicillin-resistant Staphylococcus aureus analyzed by pheno- and genotyping. Journal of Clinical Microbiology 1995;33:1121-1128.
33. Jones, T. F., Kellum, M. E., Porter, S. S., Bell, M., Schaffner, W. An outbreak of community-acquired foodborne illness caused by methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Emerging Infectious Diseases 2002;8:82-84.
34. Šťástková, Z., Mišurová, L., Karpíšková, R. Occurrence of MRSA in live-stock farms. Acta Scientiarum Polonorum 2008;7:59-64.
35. Šťástková, Z., Mišurová, L., Pospíšilová, M., Karpíšková, R. Prevalence of methicillin-resistant strains of Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis at a goat breeding farm. Zoonoses and Public Health, 2008 (odesláno do redakce).
36. Van den Eede, A., Martens, A., Lipinska, U., Struelens, M., Deplano, A., Denis, O., Haesebrouck, F., Gasthuys, F., Hermans, K. High occurrence of methicillin-resistant Staphylococcus aureus ST398 in equine nasal samples. Veterinary Microbiology 2009;133:138-144.
37. Aiello, A. E, Larsen, E. Antibacterial cleaning and hygiene products as an emerging risk factor for antibiotic resistance in the community. The Lancet Infectious Diseases 2003;3:501-506.
Adresa autora:
MVDr. Renáta Karpíšková, Ph.D.
Ústav hygieny a technologie mléka
FVHE VFU Brno
Palackého 1 – 3
612 42 Brno
karpiskova@chpr.szu.cz
