„Desinfektion in der Lebensmittelkette: Probleme und ... ?· • nur für wirtschaftlich interessante…

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Seite 1Institut fr Tier- und UmwelthygieneUwe RslerFachbereich Veterinrmedizin,Institut fr Tier- und UmwelthygieneDesinfektion in der Lebensmittelkette: Probleme und Perspektiven Seite 2Institut fr Tier- und Umwelthygiene R&D wird weltweit als wichtigste Manahme zur Infektkettenunterbrechungin der Primrpoduktion und in der weiteren Lebensmittelverarbeitung gesehen. neben klassischen Zoonose-Erregern sind zunehmend auch kommensale, antibiotikaresistente Erreger (z.B. MRSA & ESBL) ein Problem in der Nutztierhaltung, dem Lebensmittelsektor und der Humanmedizin. deutlich verbresserte Hygiene-Manahmen gelten hier als Mittel der Wahl (siehe auch 16. AMG-Novelle) R&D Isolation (Humanmedizin)EinleitungSeite 3Institut fr Tier- und Umwelthygiene Es herschen derzeit betrchtliche Unsicherheiten hinsichtlich knftiger Zulassung und Verkehrsfhigkeit von Desinfektionsmitteln (Bioziden) den notwendigen Wirksamkeitsnachweisen Relevanz der DVG-Listung von Desinfektionsmitteln Es gibt ein stndig wachsende Zahl von Berichten ber Desinfektionsmittel-Resistenzen, auch mit co-Induction von Antibiotika-ResistenzenEinleitungSeite 4Institut fr Tier- und Umwelthygiene Es herschen derzeit betrchtliche Unsicherheiten hinsichtlich knftiger Zulassung und Verkehrsfhigkeit von Desinfektionsmitteln (Bioziden) den notwendigen Wirksamkeitsnachweisen Relevanz der DVG-Listung von Desinfektionsmitteln Es gibt ein stndig wachsende Zahl von Berichten ber Desinfektionsmittel-Resistenzen, auch mit co-Induction von Antibiotika-ResistenzenEinleitungSeite 5Institut fr Tier- und UmwelthygieneDesinfektion in der Lebensmittelkette Unsicherheiten bei Zulassung und Wirksamkeitsnachweis von DesinfektionsmittelnSeite 6Institut fr Tier- und Umwelthygiene gem Biozidprodukte-VO (EU) Nr. 528/2012) 2-stufiges Verfahren Notifizierung und Bewertung von Wirkstoffen ECHA, BAuA fr Humanmedizin, tierhaltungsbereich, Lebensmittelbereich, HuslicherBereich Zulassung von Biozid-Produkten fr klassische Desinfektionsmittel etabliert, fr in situ-Produkte noch unklar sehr langwieriges Verfahren, enorme Kosten nur fr wirtschaftlich interessante Wirkstoffe mit Planungssicherheit Verlust einiger Wirkstoffe Wirkstoffverfahren nur fr Firmenkonsortien zu bewltigen MonopolisierungBiozid-ZulassungSeite 7Institut fr Tier- und Umwelthygiene Zulassung von Biozid-Produkten ECHA (Gemeinschaftszulassung), BAuA (nationale Zulassung) nur fr zugelassene Wirkstoffe Wirksamkeitsnachweise gem EN-Prfnormen Getrennt nach Tierhaltungs- und Lebensmittelbereich Suspensionsversuche (Phase 1-Tests) Oberflchenversuche (Phase 2-Tests, nicht nicht fr alleErreger-gruppen etabliert) Praxisversuche (Phase 3-Tests, noch nicht entabliert)Biozid-ZulassungSeite 8Institut fr Tier- und Umwelthygiene auf Basis von EN-Prfnormen, wenn etabliert Tierhaltung Bakterizidie, Levoruzidie, Fungizidie Lebensmittelbereich Bakterizidie, Levoruzidie, Fungizidie Fleischbereich (gering belastet), Milchbereich, Grokche spezifische Prfnormen (noch) fr: Tierhaltungsbereich: Viruzidie, Parasitenwirksamkeit (Kokzidien, Spulwrmer), Tuberkulozidie Lebensmittelbereich: Viruzidie; Fleischbreich (belastet)DVG - ListungSeite 9Institut fr Tier- und Umwelthygiene Unterschiede zu den reinen EN-Prfnormen Unabhngigkeit: Begutachtung durch unabhngige Fachgutachter Wiederholbarkeit: Versuchswiederholungen, zwei Gutachter (Eckwertprfung) Prfung auf Validitt: grndliche Prfung der GA durch DVG-Ausschuss Praxisrelevanz: z.B. Viruzidie (Keimtrgertest), belasteter Fleischbereich, MHK (Biozidresistenzen) Listung von Desinfektionsverfahren: keine EN-Prfmethodik etabliert je nach Fragestellung durch ein individuell durch den DVG-Ausschussfestgelegtes Prfprozedere fr chemische und physikalische Verfahren erstes Verfahren DVG-gelistetDVG - ListungSeite 10Institut fr Tier- und UmwelthygieneDesinfektion in der Lebensmittelkette Biozid-ResistenzenSeite 11Institut fr Tier- und UmwelthygieneIntrinsische Resistenz: natrliche, chromosomal codierte Resistenz (Unempfindlichkeit/Tenazitt) determiniert das prinzipelle Wirkungsspektrum eines Desinfektionsmittels Spezialform: Phnotypische Resistenz z.B. in BiofilmenErworbene (extrinsische) Resistenz: durch Mutation (chromosomal) durch Aufnahme mobiler genetischer Elemente (= horizontaler Gentransfer) sehr leicht bertragbar (Plasmide) oft gemeinsam mit Antibiotika- und Metall-Resistenzen Mgliche wechselseitige Co-SelektionResistenzen gegen DesinfektionsmittelSeite 12Institut fr Tier- und UmwelthygieneResistenzen gegen DesinfektionsmittelCo-Selektion bei Vorliegen von Mehrfachresistenzen gegen MikrobiozideResistenz/Co-Selektion: Penicilline, Cephalosporine, Streptomycin/Spektinomycin, Sulphonamide, Carpapeneme, (QAVs) Co-Selektion mglich durch Desinfektionsmittel, Schwermetalle, (Herbizide)Seite 13Institut fr Tier- und UmwelthygieneWirkprinzip vs. Desinfektionsmittelresistenz:Resistenzen gegen DesinfektionsmittelWirkmechanismus Stoffgruppe BesonderheitenChemische Reaktion / kovalente Bindung Oxidation/Oxidierung, insb. von thiolhaltigen Proteinen und Enzymen Alkylierungsreaktionen von Amino-, Imino-, Amid-, Carboxyl- und Thiolgruppen Zerstrung von Zytoplasma-membranen und Denaturierung von Proteinen und DNAHypochlorite, O2-AbspalterAldehyde (Glutaraldehyd, Formaldehyd)Laugen, Org. SurenWeitgehend Konzentrations-unabhngigIonische Interaktion/Bindung Elektrostatische Interaktion mit Phospholipiden der ZellmembranPhysikalische Interaktion Trennung/Auflsung der Phospholipid-doppelschichtQAVs, Chlorhexidin,BiguanideAlkohole, Phenole, TensideStark Konzentrations-abhngigSeite 14Institut fr Tier- und UmwelthygieneDrei prinzipielle Mechanismen: Enzymatische Inaktivierung (der Desinfektionsmittel & Antibiotika) chemische Modifikation der Wirkstoffe enzymatische Spaltung der Wirkstoffe Verminderte Intrazellulre Konzentration (der Desinfektionsmittel & Antibiotika) verminderter Influx der Wirkstoffe (modifizierte Zellwnde, downregulierte Porine) gesteigerter Eflux der Wirkstoffe (durch spezifische Transporter oder Multidrug Transporter) Modifizierte Zielstrukturen (fr Desinfektionsmittel & Antibiotika) chemische Modifikation der Zielstruktur (oft durch Punktmutationen) Schutz der Zielstruktur (zB. Kapselbildung, Biofilme) Ersatz der Zielstruktur durch funktionelles, resistentes AnalogonResistenzen gegen DesinfektionsmittelSeite 15Institut fr Tier- und UmwelthygieneAntibiotika- vs. Desinfektionsmittelresistenz: Antibiotika haben meist nur eine spez. Targetstruktur einzelne Mutation kann bereits Resistenz hervorrufen (z.B. PbP2b bei MRSA) hohe Wahrscheinlichkeit einer Resistenzinduktion Co-Induktion von Desinfektionsmittelresistenzen unwahrscheinlich/selten Desinfektionsmittel haben meist mehrere Targetstrukturen mehrere Mutationen fr Resistenzbildung erforderlich (Mehrschrittresistenz) geringere Wahrscheinlichkeit einer Resistenzinduktion Co-Induktion von Antibiotikaresistenzen hufigResistenzen gegen DesinfektionsmittelSeite 16Institut fr Tier- und UmwelthygieneResistenzen bei folgenden Stoffklassen: Triclosan berexpression von Multidrug-Effluxpumpen Starke Co-Induktion von AB-Resistenzen, QAV, insbesondere Benzalkoniumchlorid Inaktivierung/down-Regulation von Porinen, berexpression von Effluxpumpen Hufige Co-Induktion von Antibiotikaresistenzen Chlorhexidin Inaktivierung/Modifikation von Porinen, berexpression von Effluxpumpen Co-Induktion von Desinfektionsmittelresistenzen selten auch Aldehyde und Sauerstoffabspalter Formaldehyd Formaldehyddehydrogenase Sauerstoffabspalter Proteine mit antioxidativer Wirkung plus Endonuklease IV zurResparatur radikalinduzierter DNA-SchdenResistenzen gegen DesinfektionsmittelSeite 17Institut fr Tier- und UmwelthygieneResistenzen gegen DesinfektionsmittelBraoudaki et al. (2004): J Clin Microb, 42, 73-78Was bedeutet das praktisch?Seite 18Institut fr Tier- und UmwelthygieneResistenzen gegen DesinfektionsmittelBraoudaki et al. (2004): J Clin Microb, 42, 73-78Was bedeutet das praktisch?Seite 19Institut fr Tier- und Umwelthygiene190 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Number of strainsMRSAMSSAS. intermedius groupS. hyicus hyicusinduced resistance stable resistanceResistenzen gegen DesinfektionsmittelBenzalkoniumchloridSeite 20Institut fr Tier- und Umwelthygiene20BenzalkoniumchloridS. intermedius0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5Benzalkoniumchloride mg/l12345678910strainMIC, initial MIC, induced MIC, stableResistenzen gegen DesinfektionsmittelSeite 21Institut fr Tier- und UmwelthygieneResistenzen gegen DesinfektionsmittelToleranzinduktion gegen Peressigsureoriginre MHK MHK nach subinhibitorischen Desinfektionsmittelkonzentrat.MHK nach StabilittspassagenE. faeciumDSM 29180,1% 0,25% 0,25% 0,1% 0,1%E. faeciumB10,1% 0,25% 0,25% 0,1% 0,1%E. coliDSM 6820,1% 0,25% 0,1% 0,1% -E. coliB10,1% 0,25% 0,25% 0,1% 0,1%E. coli (ESBL+)09E9150,1% 0,1% 0,25% - 0,1%E. coli (ESBL+) B10,1% 0,25% 0,25% 0,1% 0,1%MHK-Erhhungen insgesamt:Enterococcus spp. 20/20E. coli 14/20E. coli (ESBL) 8/20Tabelle 1: ausgewhlte Testkeime im Verlauf der Passagen mit PeressigsureSeite 22Institut fr Tier- und UmwelthygieneKreuzresistenzen zu Antibiotika? Triclosan Beta-Laktame, Chloramphenicol, Tetracykline, Fluorochinolone, Imipenem QAV, insbesondere Benzalkoniumchlorid Beta-Laktame, Chloramphenicol, Tetracyclin, Imipenem Chlorhexidin Beta-Laktame, Polymyxin B, Gentamycin, FluorochinoloneResistenzen gegen DesinfektionsmittelSeite 23Institut fr Tier- und UmwelthygieneKreuzresistenzen zu AntibiotikaResistenzen gegen DesinfektionsmittelBuffet et al. (2012): Veterinary MicrobiologySeite 24Institut fr Tier- und Umwelthygiene Insbesondere Quaternre Amoniumverbindungen, Chlorhexidin und Triclosansind Desinfektionsmittel fr erhhter Resistenzbildung: Eingeschrnktes Wirkungspektrum Teils Co-Induktion von Antibiotikaresistenzen Problem: mehr als 2/3 der Desinfektionsmittel im Lebensmittelbereich sind QAVs Alternativen?: Chlor- und Sauerstoffabspalter, EtOH, Suren Frage: Anteil an der AB-Resistenzproblematik in KH und der Tierhaltung? Gegen jedes Biozid, also auch Desinfektionsmittel kann es zu einerResistenzbildung kommen! immer richtige Einwirkzeit und Konzentration des Desinfektionsmittels beachten Anwendungsinformationen/-empfehlungen mssen valide sein Unsachgemer Einsatz kann, ein sich ausbreitendes Resistenzproblem (auch hinsichtlichAntibiotikaresistenzen) verursachen.Zusammenfassung Biozid-ResistenzenSeite 25Institut fr Tier- und UmwelthygieneZusammenfassung Biozid-Zulassung das neue europische Biozid-Recht wird groe Auswirkungen haben: Wirkstoffe Produkte Kosten (Marktmacht groer Hersteller) DVG-Listung beinhaltet: EN-Konformitt Anwendbarkeit gem Desinfektions-RL (Tierseuchenfall) Unabhngigkeit, Wiederholbarkeit und Validitt Mglichst groe Sicherheit gegen Biozid-Resistenzen Individuelle Wirksamkeitsprfung von DesinfektionsverfahrenSeite 26Institut fr Tier- und Umwelthygiene26AcknowledgementsHerzlichen Dank an Bernd Appelfr die super Zusammenarbeit!Robert von OstertagZentrum fr Infektionsmedizin (RvO) mit dem Institut fr Tier- und UmwelthygieneKnftiges Tiermedizinisches Zentrum fr Resistenzforschung (TZR, Forschungsbau nach Art. 91b GG) der FU BerlinDanke fr Ihre Aufmerksamkeit!

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