Identifizierung und weitergehende phäno- und genotypische Charakterisierung von Staphylococcus aureus, isoliert von Schafen und Ziegen

Abstract

In den vorliegenden Untersuchungen wurden 47 S. aureus-Kulturen, davon 42 Kulturen isoliert vom Schaf, und fünf Kulturen isoliert von der Ziege, aufgrund kultureller, biochemischer und molekularer Eigenschaften identifiziert und weitergehend charakterisiert. Alle Kulturen wuchsen auf Staphylokokken-Selektivnährmedien, wiesen überwiegend die für Staphylokokken typischen Hämolyseformen, sowie eine gelb bis orange Pigmentierung auf und zeigten die staphylokokkenspezifischen Eigenschaften Koagulase, Clumping-Faktor und Thermonuklease. Alle S. aureus waren empfindlich gegenüber den Antibiotika Tetracyclin, Minocyclin, Erythromycin und Sulfamethoxazol/Trimethoprim. Resistenzen bzw. ein intermediäres Verhalten trat bei einigen Isolaten gegenüber Penicillin G, Cefoperazon, Gentamicin, Clindamycin und Enrofloxacin auf. Eine molekulare Identifizierung der Kulturen erfolgte durch Polymerasekettenreaktion (PCR)-gestützten Nachweis eines S. aureus spezifischen Abschnitts des 23S rRNA-Gens, der 16S-23S rDNA 'intergenic spacer'-Region (ISR), eines weiteren S. aureus- spezifischen chromosomalen Genabschnitts und durch Nachweis der für S. aureus- typischen Gene clfA (Clumping-Faktor), nuc (Thermonuklease), coa (Koagulase) und spa (Protein A). Die ISR und die Gene coa und spa wiesen Größenpolymorphismen auf. In weiteren Untersuchungen wurden die S. aureus-Kulturen hinsichtlich des Vorkommens von Toxingenen untersucht. Dies erfolgte ebenfalls mittels PCR, der Nachweis der Staphylokokkenenterotoxine SEA bis SEE in parallel durchgeführten Untersuchungen mit einem kommerziellen Testsystem. Durch die PCR-Analysen konnten bei zahlreichen Kulturen die häufig gemeinsam auftretenden Gene sec (72 %) und tst (62 %), ferner vereinzelt die Toxingene seg (15 %) und sei (11 %), nicht aber die Toxingene sea, seb, sed, see, seh, sej, eta und etb nachgewiesen werden. Der PCR- vermittelte Nachweis von sec korrespondierte bei der überwiegenden Zahl der Kulturen mit der Expression von SEC. Die aufgeführten pheno- und genotypischen Untersuchungsmethoden ermöglichten eine eindeutige Identifizierung und weitergehende Charakterisierung der S. aureus-Isolate von Schaf und Ziege. Das im vorliegenden festgestellte vermehrte Auftreten der Toxingene sec und tst, bzw. der entsprechenden Toxine, könnte mit dem größtenteils schweren Verlauf von S. aureus-Infektionen bei beiden Tierarten im Zusammenhang stehen. In the present study 47 S. aureus-cultures, 42 cultures isolated from sheep and five cultures isolated from goats, were identified and further characterized by their cultural, biochemical and molecular properties. All strains grew on media selective for staphylococci, showed a typical hemolysis as well as a yellow to orange pigmentation and displayed the S. aureus-specific properties coagulase, clumping-factor and thermonuclease. All strains were susceptible to the antibiotic substances tetracycline, minocyclin, erythromycin and sulfamethoxazol/trimethoprim. Some isolates showed a resistance or an intermediate response towards penicillin G, cefoperazon, gentamicin, clindamycin and enrofloxacin. A molecular identification of the S. aureus-cultures was performed by polymerase chain reaction (PCR)-mediated detection of a S. aureus-specific part of the 23S rRNA-gene, the 16S-23S rDNA 'intergenic spacer'-region (ISR), of another S. aureus-specific chromosomal gene-part and by PCR-amplification of the S. aureus-specific genes clfA (clumping-factor), nuc (thermonuclease), coa (coagulase) and spa (protein A). The ISR and the genes coa and spa displayed size polymorphisms. The enterotoxin genes sea-sej and tst of the S. aureus-strains were also investigated by PCR, the production of the staphylococcal enterotoxins SEA to SEE in parallel by a commercial test-system. The most commonly identified toxin genes were sec (72 %) and tst (62 %), frequently occurring in combination. Some strains were positive for seg (15 %) or sei (11 %), none of the strains was positive for sea, seb, sed, see, seh, sej, eta and etb. The PCR-mediated detection of sec generally corresponded with the expression of SEC. The frequent occurrence of the enterotoxin genes sec and tst and their corresponding toxins, respectively might be related to the commonly severe character of S. aureus-infections in both animal species. The presented pheno- and genotypical methods allowed a clear identification and further characterization of the S. aureus-strains isolated from sheep and goats.