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

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  • Seite 1Institut fr Tier- und Umwelthygiene

    Uwe Rsler

    Fachbereich Veterinrmedizin,Institut fr Tier- und Umwelthygiene

    Desinfektion in der Lebensmittelkette: Probleme und Perspektiven

  • Seite 2Institut fr Tier- und Umwelthygiene

    R&D wird weltweit als wichtigste Manahme zur Infektkettenunterbrechung

    in 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)

    Einleitung

  • Seite 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-Resistenzen

    Einleitung

  • Seite 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-Resistenzen

    Einleitung

  • Seite 5Institut fr Tier- und Umwelthygiene

    Desinfektion in der Lebensmittelkette

    Unsicherheiten bei Zulassung und Wirksamkeitsnachweis von Desinfektionsmitteln

  • Seite 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, Huslicher

    Bereich

    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 Monopolisierung

    Biozid-Zulassung

  • Seite 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-Zulassung

  • Seite 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 - Listung

  • Seite 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-Ausschuss

    festgelegtes Prfprozedere fr chemische und physikalische Verfahren

    erstes Verfahren DVG-gelistet

    DVG - Listung

  • Seite 10Institut fr Tier- und Umwelthygiene

    Desinfektion in der Lebensmittelkette

    Biozid-Resistenzen

  • Seite 11Institut fr Tier- und Umwelthygiene

    Intrinsische Resistenz:

    natrliche, chromosomal codierte Resistenz (Unempfindlichkeit/Tenazitt) determiniert das prinzipelle Wirkungsspektrum eines Desinfektionsmittels

    Spezialform: Phnotypische Resistenz z.B. in Biofilmen

    Erworbene (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-Selektion

    Resistenzen gegen Desinfektionsmittel

  • Seite 12Institut fr Tier- und Umwelthygiene

    Resistenzen gegen Desinfektionsmittel

    Co-Selektion bei Vorliegen von Mehrfachresistenzen gegen Mikrobiozide

    Resistenz/Co-Selektion: Penicilline, Cephalosporine, Streptomycin/Spektinomycin, Sulphonamide, Carpapeneme, (QAVs)

    Co-Selektion mglich durch Desinfektionsmittel, Schwermetalle, (Herbizide)

  • Seite 13Institut fr Tier- und Umwelthygiene

    Wirkprinzip vs. Desinfektionsmittelresistenz:

    Resistenzen gegen Desinfektionsmittel

    Wirkmechanismus Stoffgruppe Besonderheiten

    Chemische 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 DNA

    Hypochlorite, O2-Abspalter

    Aldehyde (Glutaraldehyd, Formaldehyd)

    Laugen, Org. Suren

    Weitgehend Konzentrations-

    unabhngig

    Ionische Interaktion/Bindung Elektrostatische Interaktion mit

    Phospholipiden der Zellmembran

    Physikalische Interaktion Trennung/Auflsung der Phospholipid-

    doppelschicht

    QAVs, Chlorhexidin,Biguanide

    Alkohole, Phenole, Tenside

    Stark Konzentrations-

    abhngig

  • Seite 14Institut fr Tier- und Umwelthygiene

    Drei 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 Analogon

    Resistenzen gegen Desinfektionsmittel

  • Seite 15Institut fr Tier- und Umwelthygiene

    Antibiotika- 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 hufig

    Resistenzen gegen Desinfektionsmittel

  • Seite 16Institut fr Tier- und Umwelthygiene

    Resistenzen 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 zur

    Resparatur radikalinduzierter DNA-Schden

    Resistenzen gegen Desinfektionsmittel

  • Seite 17Institut fr Tier- und Umwelthygiene

    Resistenzen gegen Desinfektionsmittel

    Braoudaki et al. (2004): J Clin Microb, 42, 73-78

    Was bedeutet das praktisch?

  • Seite 18Institut fr Tier- und Umwelthygiene

    Resistenzen gegen Desinfektionsmittel

    Braoudaki et al. (2004): J Clin Microb, 42, 73-78

    Was bedeutet das praktisch?

  • Seite 19Institut fr Tier- und Umwelthygiene19

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    Number of strains

    MRSA

    MSSA

    S. intermedius group

    S. hyicus hyicus

    induced resistance stable resistance

    Resistenzen gegen Desinfektionsmittel

    Benzalkoniumchlorid

  • Seite 20Institut fr Tier- und Umwelthygiene20

    Benzalkoniumchlorid

    S. intermedius

    0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5

    Benzalkoniumchloride mg/l

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    stra

    in

    MIC, initial MIC, induced MIC, stable

    Resistenzen gegen Desinfektionsmittel

  • Seite 21Institut fr Tier- und Umwelthygiene

    Resistenzen gegen Desinfektionsmittel

    Toleranzinduktio