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KOBRA - Dokumentenserver der Universität Kassel  → Fachbereiche  → FB 10 / Mathematik und Naturwissenschaften  → Institut für Biologie  → Fachgebiet Mikrobiologie  → Dissertationen 

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http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hebis:34-2007113019793

Titel: Vergleichende Untersuchungen Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus des Klinikums Kassel der Jahre 1999 bis 2004
Autor(en): Janusch, Cornelia
Schlagworte (SWD): MRSA
Klassifikation (DDC): 570 - Biowissenschaften, Biologie (Life sciences)610 - Medizin (Medical sciences Medicine)
Erscheinungsdatum: 30-Nov-2007
Zusammenfassung: Die vorliegende Arbeit liefert erstmals einen umfassenden Überblick über die molekulare Epidemiologie von Methicillin resistenten Staphylococcus aureus (MRSA) eines nordhessischen Krankenhauses inklusive seines Umfeldes und deren Entwicklung in einem Zeitraum von fünf Jahren. Von besonderer Bedeutung ist, dass die MRSA-Stämme hierfür nicht nur anhand ihrer SCCmec-Region (staphylococcal cassette chromosome) typisiert wurden, sondern eine weitergehende Charakterisierung auf Grund der Bestimmung des Vorkommens von Antibiotikaresistenz- und Toxingenen, sowie Plasmiden erfolgte. Dabei wurde ein neuer SCCmec-Typ entdeckt und charakterisiert und weitere noch unbekannte SCCmec-Elemente beschrieben. Bei der Charakterisierung der MRSA-Kollektive konnten bzgl. aller untersuchten Eigenschaften im Laufe der Zeit signifikante Veränderungen beobachtet werden. Am deutlichsten waren diese Unterschiede zwischen dem ältesten Kollektiv aus 1999 und allen nachfolgenden Kollektiven. Die Kollektive aus 2001, 2002, 2003 und 2004 zeigten untereinander größere Ähnlichkeiten, aber dennoch gleichzeitig eine tendenziell divergente Entwicklung einzelner Eigenschaften. Besonders auffallend war das dominante Auftreten von SCCmecIV mit 63-87% der Isolate eines Kollektivs ab 2001, gegenüber 16% in 1999. Weiterhin erfolgte eine markante Veränderung im Vorkommen einzelner Antibiotikaresistenzgene von 1999 bis 2004. So waren aacA-aphD und ermA bei MRSA aus 1999 mit 84% bzw. 90% deutlich häufiger als in allen Kollektiven der folgenden Jahre (aacA-aphD: max. 32%, ermA: max. 40%). Wohingegen ermC ein stets zunehmendes Vorkommen von 3% auf 67% über den Untersuchungszeitraum zeigte. Unkontinuierliches aber statistisch relevant vermehrtes Auftreten von tetM konnte bei Isolaten aus 1999 (40%) und 2004 (74%) nachgewiesen werden. Auch bei Toxingenen zeigten sich deutliche Unterschiede in der zeitlichen Verteilung. Ab 2001 zeigten alle Isolate wesentlich höhere Anteile an sec, seg und sei verglichen mit den MRSA aus 1999. So konnte sec im Kollektiv aus 1999 gar nicht nachgewiesen werden, in denen der Folgejahre mit 54-77%. Die Werte für seg und sei stiegen von 48% bzw. 41% in 1999 kontinuierlich auf über 90% in 2004. Die Häufigkeit von MRSA sowohl mit mehreren Resistenzgenen als auch die mit mehreren Toxingenen nahm im Laufe der Zeit zu und korrelierte mit dem Vorkommen von Plasmiden. Bezüglich seiner Korrelation mit den vorkommenden Plasmiden zeigte SCCmecIV im Erhebungszeitraum besonders deutlich eine Veränderung. So nahm über den Zeitraum der Beobachtung die Anzahl der Stämme die zusätzlich zu einem großen Plasmid ein weiteres kleines Plasmid besaßen signifikant zu. Auch beim Vergleich der SCCmec-Typen der MRSA-Isolate konnten Unterschiede bzgl. aller weiteren untersuchten Eigenschaften dargestellt werden. So zeigten z.B. alle SCCmecIIIA das sea-Gen, während dies bei allen anderen in der vorliegenden Arbeit untersuchten SCCmec-Typen nur vereinzelt vorkam. SCCmecII-Stämme wiesen sowohl die meisten Antibiotikaresistenz- als auch Toxingene auf. Es wurde ferner gezeigt, dass Stämme mit vielen Resistenzgenen auch eine hohe Anzahl Toxingene besaßen und dies im Zusammenhang mit einem erhöhten Plasmidgehalt stehen könnte. Aus den MRSA-Kollektiven isolierte Plasmide konnten aufgrund von Restriktionsanalysen als verwandt zu β-Laktamase-Plasmiden des Grundtyps pI524 und pI258 beschrieben werden. Der in vorliegender Arbeit gezeigte Zusammenhang zwischen der Anzahl von direct repeat units (dru) in der Hypervariablen Region (HVR) und dem SCCmec-Typ half den Unterschied zwischen SCCmecIV und SCCmecIVA, sowie die Sonderstellung des in vorliegender Arbeit erstmalig beschriebenen SCCmecIA/II darzustellen. Nicht alle Isolate konnten einem bekannten SCCmec-Typ zugeordnet werden, es handelt sich bei diesen Ausnahmen um weitere noch unbekannte und hier erstmalig beschriebene SCCmec-Typen. Aufgrund der vorliegenden Arbeit konnte ein neuer SCCmec-Typ definiert werden, namentlich der Typ SCCmecIA/II, der seit 1999 in der Region gehäuft vorkommt Die vorliegenden Untersuchungen zeigten somit, dass die Epidemiologie von MRSA der Region Nordhessen trotz bestehender Gemeinsamkeiten zur MRSA-Situation in ganz Deutschland auch Besonderheiten aufweist. Diese nun zu kennen kann einen Beitrag zur gezielten Verbesserung bisheriger Maßnahmen zur Ausbreitungskontrolle von MRSA in der nordhessischen Region leisten.For the first time this work gives a broad overview of the molecular epidemiology and evolution of methicillin resistant staphylococcus aureus (MRSA) of a German hospital and its surroundings in the north area of the state of Hesse over a five-year-period. Therefore the MRSA-strains were not only typed on basis of their type of staphylococcal cassette chromosome (SCCmec), but also an extensive characterization on the basis of determining the prevalence of antibiotic-resistance- and toxin-genes as well as plasmids was done. By using this techniques a new SCCmec-type was detected and characterized as well as further not yet known SCCmec-elements were described. The characterization of the MRSA-collection showed significant changes over the time concerning all studied properties. Differences were most obvious between the oldest collection from year 1999 and all following collections. The collections from 2001, 2002, 2003 and 2004 showed more similarities to each other and furthermore tend to show a divergent evolution of single properties simultaneously. Remarkable was the dominant prevalence of SCCmecIV with 63-87% since 2001, compared to 16% in 1999. Furthermore a remarkable change in the prevalence of single antibiotic resistance genes took place from 1999 to 2004. AacA-aphD and ermA were notedly more often (84% and 90% respectively) in 1999 than in the collections of the following years (aacA-aphD: max 32%, ermA: max 40%). However ermC showed a constantly increasing prevalence from 3% to 67% over the period of examination. A discontinuous but statistical relevant increased appearance of tetM was detected in 1999 (40%) and 2004 (74%). Additionally the prevalence of toxin genes showed differences in the chronological dissemination. Since 2001 all isolates showed significant higher portions of sec, seg and sei compared to MRSA from 1999. Thus in 1999 sec wasn’t detectable at all, it was in the following years with 54–77%. The rates for seg and sei rose continuously from 48% and 41 % respectively in 1999 to above 90% in 2004. The frequency of MRSA with multiple resistance genes as well as multiple toxin genes increased in the course of time and correlated with the appearance of plasmids. Concerning its correlation to appearing plasmids SCCmecIV showed the most significant changes in the survey period. In this period the number of isolates which had a small plasmid additional to a big plasmid increased significantly. The comparison of the SCCmec types of the MRSA-isolates also showed differences regarding all studied properties. Thus all SCCmecIIIA had a sea gene whereas this was rare in all other SCCmec-types of this work. SCCmecII isolates showed the highest number of antibiotic resistance genes as well as most toxin genes. Furthermore it was shown that isolates with many resistance genes had an increased number of toxin genes as well and this was associated with higher plasmid content. Plasmids isolated of the given MRSA collections were described as relevant to ß-lactamase-plasmids of the pl524 and pl258 type on basis of restriction analysis. The relation between the number of direct repeat units (drus) in the hypervariable region (HVR) and the SCCmec type shown in this work was helpful in differentiating between SCCmecIV and SCCmecIVA, as well as outlining the exceptional position of SCCmecIA/II which was for the first time described in this work. Not all isolates could be associated with a known SCCmec type, this exceptions are further yet unknown and for the first time in this work described SCCmec types. On the basis of this work a new SCCmec type was defined, namely SCCmecIA/II, which accumulates in this area since 1999. This work shows that the epidemiology of MRSA in the area of North Hesse has, despite of its similarities with the MRSA situation in whole Germany, some peculiarities. To know about this may contribute to a well directed advancement of present activities for the dissemination control of MRSA in the area of North Hesse.
URI: urn:nbn:de:hebis:34-2007113019793
Sammlung(en):Dissertationen

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