OASIS - Einsatz eines neuartigen Beprobungssystems bei der Surveillance antimikrobieller Resistenzen in einem One-Health-Ansatz

Abstract

Im Rahmen von OASIS sollte die Eignung von Lot Quality Assurance Sampling (LQAS) zur Klassifizierung der Prävalenz antimikrobieller Resistenzen (AMR) in administrativen Einheiten („Lots“) auf der Basis kleiner Stichproben untersucht werden. Zur Validierung von LQAS wurden Sockentupferproben aus 1.404 Masthähnchenbeständen in Deutschland untersucht. Aus jeder Probe wurde ein E. coli-Isolat mittels Mikrodilution auf seine Empfindlichkeit gegenüber 14 Antibiotika untersucht. Die AMR-Prävalenzen der regionalen und tierärztlichen Lots unterschieden sich zum Teil signifikant voneinander. Diese Unterschiede waren noch deutlicher, wenn das Probenmaterial auf antibiotikahaltigen Selektivmedien kultiviert wurde. Neunzehn Datensätze wurden dem Verbundpartner für LQAS-Simulationen zur Verfügung gestellt. Mit sehr unterschiedlichen Prävalenzniveaus ermöglichen sie die Identifizierung möglicher Anwendungsbereiche. Verschiedene „LQAS-Definitionen“ (Schwellenwerte, Stichprobengröße, Alpha- und Beta-Fehler) werden derzeit auf Sensitivität und Spezifität untersucht. Für eine einheitliche Anwendung der Methode wird ein vielversprechender Ansatz evaluiert, der mehrere LQAS-Definitionen parallel für einen definierten Stichprobenumfang verwendet. Beim Screening auf Resistenzdeterminanten wurden Gene für Extended-Spektrum- und AmpC-#-Laktamasen sowie mobile Colistin-Resistenzgene identifiziert. Die Genomanalyse von über 1.050 Isolaten wird Rückschlüsse auf die AMR-Situation bei kommensalen und aviären pathogenen E. coli erlauben. Die nachgewiesenen regionalen Unterschiede in der Resistenzprävalenz unterstreichen die Notwendigkeit einer regionalen AMR-Surveillance. Mit LQAS könnte ein solches Screening ressourcenschonend ermöglicht werden. Eine entsprechende Ausweitung des derzeit in Deutschland durchgeführten Resistenzmonitorings käme der Tiergesundheit, der landwirtschaftlichen Produktion und dem Schutz des Menschen vor antibiotikaresistenten Bakterien zugute. Datei-Upload durch TIB The aim of OASIS was to investigate the suitability of Lot Quality Assurance Sampling (LQAS) for classifying the prevalence of antimicrobial resistance (AMR) in administrative units ("lots") on the basis of small sample sizes. Sock swab samples from 1,404 broiler flocks in Germany were analyzed to validate the LQAS approach. One random E. coli isolate from each sample was tested for susceptibility to 14 antibiotics by microdilution. In some cases, the AMR prevalence of the regional and veterinary lots differed significantly. These differences were even more evident when the sample material was cultured on selective media containing antibiotics. Nineteen data sets were provided to the project partner for LQAS simulations. With very different prevalence levels, they allow the identification of possible areas of application. Different "LQAS definitions" (thresholds, sample size, alpha and beta errors) are currently being tested for sensitivity and specificity. For uniform application of the method, a promising approach using several LQAS definitions in parallel for a defined sample size is being evaluated. Screening for AMR determinants revealed genes coding for extended-spectrum and AmpC-# lactamases as well as mobile colistin resistance genes. The genome analysis of more than 1,050 isolates will allow conclusions on the AMR situation in commensal and avian pathogenic E. coli. The demonstrated regional differences in resistance prevalence underline the need for regional AMR surveillance. LQAS could provide such surveillance in a resource-efficient manner. Such an expansion of the resistance surveillance currently carried out in Germany would benefit animal health, agricultural production and human protection against antibiotic-resistant bacteria.