Harnwegsinfektionen (HWI) gehören zu den häufigsten bakteriell bedingten Erkrankungen; vor allem Frauen sind sehr häufig betroffen. Harnwegsinfektionen kommt große medizinische und volkswirtschaftliche Bedeutung zu. Bei akuten unkomplizierten Infekten ist allein Escherichia coli in über 70 % der Fälle die Ursache. Auch bei komplizierten chronischen Infektionen spielt Escherichia coli in über 40 % aller Fälle eine große Rolle. E. coli Stämme, die die Nieren und ableitenden Harnwege inklusive Harnblase infizieren, werden als uropathogene E. coli (UPEC) bezeichnet. Sie unterscheiden sich von anderen, apathogenen E. coli Stämmen dadurch, daß sie bestimmte Virulenzfaktoren (VF) und Fitnessfaktoren besitzen, die ihnen besondere Virulenz verleihen. Solche Virulenzfaktoren sind vor allem Kapseln, Adhäsine, Toxine und Eisenaufnahmesysteme. In dieser Arbeit wurden Stuhl- und Urinproben von acht Patientinnen untersucht, die in der nephrologischen Abteilung der Universitätsklinik Jena betreut wurden und alle an chronisch rezidivierenden Harnwegsinfektionen leiden. Die gewonnenen Isolate wurden mittels Multiplex-PCR auf Virulenzfaktoren getestet, die für UPEC typisch sind. Des Weiteren wurden mit Hilfe der „Repetitive Extragenic Palindromic“ (Rep)-PCR und den Ergebnissen aus der Multiplex-PCR-Analyse Klone definiert. Ausgewählte Isolate wurden mittels Pulsfeldgelelektrophorese (PFGE) untersucht. Die Rep-PCR- und PFGE-Ergebnisse aus vorangegangenen Arbeiten (L. Brauchle, 2002 und M. Maibaum, 2003) wurden in diese Arbeit mit integriert und nomenklatorisch angeglichen. Die 167 Stuhl- und 186 Urinisolate dieser Arbeit konnten 81 Stuhl- und 64 Urinklonen zugeordnet werden. In der vorliegenden Studie scheinen die Häufigkeiten UPEC-typischer Virulenzfaktoren nach längerer chronischer Harnwegsinfektion wieder etwas anzusteigen. Insbesondere aber nahmen die Häufigkeiten der Virulenzfaktoren innerhalb der Stuhlstämme zu und entsprachen oftmals nahezu den Häufigkeiten bei Urinstämmen. Kapselgene, die bei Urinstämmen deutlich häufiger gefunden wurden, scheinen bei Chronizität eine Rolle zu spielen. Auch innerhalb der Urinklone häufiger zu finden waren die für Hämolysin, P-Fimbrien, S- bzw. F1C-Fimbrien codierenden Gencluster. Als Erregerreservoir scheint auch bei chronischen Harnwegsinfektionen der Darm festzustehen. Im Gesamtstudienzeitraum von 38 Monaten (1997-2000) koexistierten 18 Stämme in Stuhl und Urin gleichzeitig. Zehn dieser Koexistenzen wurden nochmals zu anderen Zeitpunkten gefunden (Persistenzen). Über den Vergleich der PFGE-Muster von Stuhl- und Urinklonen konnten bei Probandin Pat. 2 (HF) Klone mit dem PFGE-Muster IV und XV identifiziert werden, deren Bandenmuster sich so ähnlich sind (nur ein einziger Bandenshift), daß hier vermutlich eine DNA-Umlagerung stattgefunden hat. Innerhalb von 51 Untersuchungsterminen konnte lediglich vier Mal eine akute Exazerbation erfaßt werden. Tendenziell läßt sich über den gesamten Studienzeitraum ein Rückgang an erneuten Ausbrüchen bei ähnlicher Verteilung des Virulenzfaktorspektrums in den gefundenen Stuhl- und Urinstämmen beobachten. Eine prophylaktische Gabe von L-Methionin (Acimethin®) verminderte die Häufigkeit der untersuchten Virulenzfaktoren innerhalb der Stuhlstämme, kann aber bei chronischen Harnwegsinfektionen eine Exazerbation nicht sicher verhindern, möglicherweise jedoch deren Anzahl verringern.

Staphylococcus aureus ist einer der bedeutendsten Erreger boviner Mastitiden. Die Vielgestaltigkeit der Resistenzmuster und Virulenzfaktoren seiner Stämme macht ihn zu einem Problemkeim aus therapeutischer und prophylaktischer Sicht. Seine Fähigkeit zur Bildung hitzestabiler Enterotoxine verleiht ihm lebensmittelhygienische Relevanz. Mehrfachresistente Stämme stellen gefährliche Zoonose-Erreger dar. Ziel der durchgeführten Untersuchung war es daher, Aufschluss über Resistenzdeterminanten und Virulenzfaktoren der in Thüringer Milchviehherden vorkommenden Staphylococcus aureus zu erhalten, wobei eine Microarray-gestützte Genotypisierung zum Einsatz kam. Weiterhin sollte analysiert werden, ob der Genotyp der Isolate mit dem Phänotyp korreliert. In 34 Thüringer Milchviehherden wurde der gesamte Bestand der laktierenden Kühe zweimal auf Basis von Viertelgemelksproben bakteriologisch untersucht. Die Beurteilung der Kulturen erfolgte im Nativausstrich nach 48-stündiger Bebrütung und zusätzlich nach Voranreicherung in einer Glucose-Bouillon mit anschließender 24-stündiger Bebrütung. Staphylococcus aureus-positiv waren 1902 von insgesamt 81 567 Milchproben. Aus diesen wurden 189 für die Herden repräsentative Isolate ausgewählt und mittels Microarray-Technologie umfassend charakterisiert und klassifiziert. Zudem wurde der Phänotyp der Isolate auf Äskulin- und Columbia-Blutagar erfasst und das Resistenzverhalten mittels Agardiffusionstest ermittelt. Die 189 typisierten Staphylococcus aureus konnten elf verschiedenen klonalen Komplexen (CC) zugeordnet werden. Der Großteil der Isolate (80,4 %) zählte zu CC133, CC151 und CC479. Diese Isolate besaßen mit einer Ausnahme das Leukozidin-Gen lukF-P83/lukM. Die übrigen Isolate, die negativ auf lukF-P83/lukM getestet wurden, gehörten acht vergleichsweise sporadisch vorkommenden CC (CC7, CC9, CC20, CC45, CC50, CC97, CC101, CC398) an. In nur 0,7 % der zu den drei dominanten CC zählenden Isolate war das Beta-Laktamase-Gen blaZ vorhanden, während es bei 54,1 % der sporadisch vorkommenden CC detektiert wurde. Das Methicillin-Resistenzgen mecA wurde bei lediglich vier Isolaten (2,1 %) nachgewiesen, die alle CC398 angehörten. Sie verfügten neben Resistenzen gegenüber β-Laktam-Antibiotika über eine Tetrazyklin-Resistenz. Darüber hinaus wurde in einem Isolat das Makrolid/Lincosamid/Streptogramin-Resistenz vermittelnde vgaA und in einem Isolat das Aminoglykosid-Resistenz vermittelnde aacA-aphD detektiert. Humanmedizinisch relevante Enterotoxin-, Exfoliatin- oder PVL-Gene wurden in den vier Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA) nicht gefunden. Im Agardiffusiontest zeigten diese Isolate eine Penicillin- und eine Tetrazyklin-Resistenz, jedoch keine Resistenz gegenüber Oxacillin, welches als MRSA-Marker gilt. Die Gene der klassischen, humanmedizinisch bedeutsamen Enterotoxine A, B und C waren bei 12,7 % der Isolate vorhanden, wohingegen die Gene von Enterotoxin D und E nicht vorkamen. Insgesamt fanden sich Enterotoxin-Gene bei 78,3 % der typisierten Staphylococcus aureus, wobei die für Enterotoxin G, I, M, N, O und U kodierenden dominierten. Phänotypisch unterschieden sich die CC bezüglich Hämolyse und Pigmentierung, wobei alle CC398-Isolate als eierschalenfarben mit doppelzoniger Hämolyse auftraten. Hämolysin-Gene besaßen alle Isolate, ein Zusammenhang zu den phänotypisch ausgeprägten Hämolysezonen bestand jedoch nicht. Die vorliegende Untersuchung zeigt, dass in Thüringer Milchviehbeständen zwei epidemiologisch unterschiedliche Varianten von Staphylococcus aureus existieren. Die in dieser Studie dominierenden, lukF-P83/lukM-positiven CC133, CC151 und CC479 verursachten einen Großteil der Infektionen und gelten als auf das Euter beschränkte Erreger. Sie können daher als „euterassoziiert“ angesehen werden. Dagegen verfügten die anderen in dieser Untersuchung detektierten, lukF-P83/lukM-negativen CC über Charakteristika „umweltassoziierter“ Keime. Sie besitzen ein breites Wirtsspektrum und treten auch außerhalb des bovinen Euters in der Umgebung der Kühe auf. Die Prüfung auf lukF-P83/lukM erwies sich als zuverlässige Methode, zwischen beiden epidemiologischen Varianten zu unterscheiden. Folglich lässt die An- oder Abwesenheit dieser Genkombination einen Rückschluss auf die in der Herde verbreiteten CC zu. Das ermöglicht die Berücksichtigung der CC-spezifischen Erreger-Eigenschaften bei der Etablierung von Sanierungsprogrammen, die somit effizient gestaltet werden können. MRSA waren in Thüringer Milchviehbeständen wenig verbreitet und nur schwach mit Resistenzdeterminanten und humanmedizinisch bedeutsamen Pathogenitätsfaktoren ausgestattet. Diese MRSA aus Rohmilchproben sind daher nicht mit multiresistenten Isolaten aus der Humanmedizin zu vergleichen. Gene für humanmedizinisch relevante Enterotoxine, für die ein Zusammenhang mit Lebensmittelintoxikationen belegt ist, wurden selten, andere Enterotoxin-Gene jedoch häufig nachgewiesen.

Staphylococcus aureus ist einer der bedeutendsten Erreger boviner Mastitiden. Die Vielgestaltigkeit der Resistenzmuster und Virulenzfaktoren seiner Stämme macht ihn zu einem Problemkeim aus therapeutischer und prophylaktischer Sicht. Seine Fähigkeit zur Bildung hitzestabiler Enterotoxine verleiht ihm lebensmittelhygienische Relevanz. Mehrfachresistente Stämme stellen gefährliche Zoonose-Erreger dar. Ziel der durchgeführten Untersuchung war es daher, Aufschluss über Resistenzdeterminanten und Virulenzfaktoren der in Thüringer Milchviehherden vorkommenden Staphylococcus aureus zu erhalten, wobei eine Microarray-gestützte Genotypisierung zum Einsatz kam. Weiterhin sollte analysiert werden, ob der Genotyp der Isolate mit dem Phänotyp korreliert. In 34 Thüringer Milchviehherden wurde der gesamte Bestand der laktierenden Kühe zweimal auf Basis von Viertelgemelksproben bakteriologisch untersucht. Die Beurteilung der Kulturen erfolgte im Nativausstrich nach 48-stündiger Bebrütung und zusätzlich nach Voranreicherung in einer Glucose-Bouillon mit anschließender 24-stündiger Bebrütung. Staphylococcus aureus-positiv waren 1902 von insgesamt 81 567 Milchproben. Aus diesen wurden 189 für die Herden repräsentative Isolate ausgewählt und mittels Microarray-Technologie umfassend charakterisiert und klassifiziert. Zudem wurde der Phänotyp der Isolate auf Äskulin- und Columbia-Blutagar erfasst und das Resistenzverhalten mittels Agardiffusionstest ermittelt. Die 189 typisierten Staphylococcus aureus konnten elf verschiedenen klonalen Komplexen (CC) zugeordnet werden. Der Großteil der Isolate (80,4 %) zählte zu CC133, CC151 und CC479. Diese Isolate besaßen mit einer Ausnahme das Leukozidin-Gen lukF-P83/lukM. Die übrigen Isolate, die negativ auf lukF-P83/lukM getestet wurden, gehörten acht vergleichsweise sporadisch vorkommenden CC (CC7, CC9, CC20, CC45, CC50, CC97, CC101, CC398) an. In nur 0,7 % der zu den drei dominanten CC zählenden Isolate war das Beta-Laktamase-Gen blaZ vorhanden, während es bei 54,1 % der sporadisch vorkommenden CC detektiert wurde. Das Methicillin-Resistenzgen mecA wurde bei lediglich vier Isolaten (2,1 %) nachgewiesen, die alle CC398 angehörten. Sie verfügten neben Resistenzen gegenüber β-Laktam-Antibiotika über eine Tetrazyklin-Resistenz. Darüber hinaus wurde in einem Isolat das Makrolid/Lincosamid/Streptogramin-Resistenz vermittelnde vgaA und in einem Isolat das Aminoglykosid-Resistenz vermittelnde aacA-aphD detektiert. Humanmedizinisch relevante Enterotoxin-, Exfoliatin- oder PVL-Gene wurden in den vier Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA) nicht gefunden. Im Agardiffusiontest zeigten diese Isolate eine Penicillin- und eine Tetrazyklin-Resistenz, jedoch keine Resistenz gegenüber Oxacillin, welches als MRSA-Marker gilt. Die Gene der klassischen, humanmedizinisch bedeutsamen Enterotoxine A, B und C waren bei 12,7 % der Isolate vorhanden, wohingegen die Gene von Enterotoxin D und E nicht vorkamen. Insgesamt fanden sich Enterotoxin-Gene bei 78,3 % der typisierten Staphylococcus aureus, wobei die für Enterotoxin G, I, M, N, O und U kodierenden dominierten. Phänotypisch unterschieden sich die CC bezüglich Hämolyse und Pigmentierung, wobei alle CC398-Isolate als eierschalenfarben mit doppelzoniger Hämolyse auftraten. Hämolysin-Gene besaßen alle Isolate, ein Zusammenhang zu den phänotypisch ausgeprägten Hämolysezonen bestand jedoch nicht. Die vorliegende Untersuchung zeigt, dass in Thüringer Milchviehbeständen zwei epidemiologisch unterschiedliche Varianten von Staphylococcus aureus existieren. Die in dieser Studie dominierenden, lukF-P83/lukM-positiven CC133, CC151 und CC479 verursachten einen Großteil der Infektionen und gelten als auf das Euter beschränkte Erreger. Sie können daher als „euterassoziiert“ angesehen werden. Dagegen verfügten die anderen in dieser Untersuchung detektierten, lukF-P83/lukM-negativen CC über Charakteristika „umweltassoziierter“ Keime. Sie besitzen ein breites Wirtsspektrum und treten auch außerhalb des bovinen Euters in der Umgebung der Kühe auf. Die Prüfung auf lukF-P83/lukM erwies sich als zuverlässige Methode, zwischen beiden epidemiologischen Varianten zu unterscheiden. Folglich lässt die An- oder Abwesenheit dieser Genkombination einen Rückschluss auf die in der Herde verbreiteten CC zu. Das ermöglicht die Berücksichtigung der CC-spezifischen Erreger-Eigenschaften bei der Etablierung von Sanierungsprogrammen, die somit effizient gestaltet werden können. MRSA waren in Thüringer Milchviehbeständen wenig verbreitet und nur schwach mit Resistenzdeterminanten und humanmedizinisch bedeutsamen Pathogenitätsfaktoren ausgestattet. Diese MRSA aus Rohmilchproben sind daher nicht mit multiresistenten Isolaten aus der Humanmedizin zu vergleichen. Gene für humanmedizinisch relevante Enterotoxine, für die ein Zusammenhang mit Lebensmittelintoxikationen belegt ist, wurden selten, andere Enterotoxin-Gene jedoch häufig nachgewiesen.