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Differenzierung von coliformen Bakterien
Dr. Katharina KohlsLüchtenburger Weg 3426603 Aurich04941-917112
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Gliederung
Einleitung coliforme Bakterien
Nachweismethoden (TrinkWV) coliforme Bakterien/E. coli
Differenzierung von coliformen Bakterien
Praxisbeispiel
Zusammenfassung
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Coliforme Bakterien
Indikatorparameter nach TrinkwV (2001) Coliforme Bakterien gehören zur Familie der Enterobacteriaceae gram-negative, nicht sporenbildende, cytochromoxidasenegative
Stäbchen Arten fäkalen Ursprungs sowie Umweltcoliforme neue Methoden erfassen mehr Umweltcoliforme → nicht unbedingt
hygienische Relevanz und oft kein Indikator für fäkale Verunreinigung
Aber: Der Nachweis coliformer Bakterien ist ein Hinweis auf einen nicht
ordnungsgemäßen Zustand im Versorgungssystem→ technische Relevanz (Mängel in Gewinnung, Aufbereitung, Verteilung)
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Beurteilung von Coliformen
Eine Gefährdung der menschlichen Gesundheit ist bei alleinigem Nachweis von coliformen Bakterien für die Normalbevölkerung in der Regel nicht zu besorgen.
Ausnahme → sensible Einrichtungen, prädisponierten oder abwehrgeschwächten Patienten
Abkochgebot in der Regel nur wenn Hinweis auf fäkale Verunreinigung Bei systemischer Kontamination, E. coli/Enterokokken auch in größeren
Volumen untersuchen um fäkalen Eintrag auszuschließen.
• Leitlinien zum Vollzug der §§ 9 und 10 der Trinkwasserverordnung• UBA-Empfehlung - Coliforme Bakterien im Trinkwasser
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Nachweismethoden coliforme Bakterien (TrinkwV)
Quelle: Idexx
ISO 9308-1(2014) (CCA) ISO 9308-2 (Colilert)
Nachweisprinzip:• ß-Galactosidase (Colif.): rosa/rot-pink
(CCA); gelb (Colilert)• ß-Glucuronidase (E.coli):blau/violett
(CCA); fluoreszierend (Colilert)
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Methoden zum Nachweis coliformer Bakterien
Empfehlung des Umweltbundesamtes: Coliforme Bakterien im TrinkwasserBundesgesundheitsbl 2009· 52:474–482 DOI10.1007/s00103-009-0823-7Online publiziert: 28. März 2009 © Springer Medizin Verlag 2009
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Beurteilung verschiedener Spezies (UBA-Empfehlung)
Empfehlung des Umweltbundesamtes: Coliforme Bakterien im TrinkwasserBundesgesundheitsbl 2009· 52:474–482 DOI10.1007/s00103-009-0823-7Online publiziert: 28. März 2009 © Springer Medizin Verlag 2009
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Gängige Differenzierungsmethoden: Biochemische (phänotypische) Differenzierung-> z. B. API 20E, VITEK 16S rRNA Sequenzierung (genotypische Diff.) MALDI-TOF MS (matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass
spectrometry)
Differenzierung Coliforme
Wann/Warum differenzieren? Bei Hinweisen auf systemische Kontamination Für die hygienisch-medizinische Beurteilung, Risikoeinschätzung→ Immer
Einzelfallentscheidungen Zur Ursachenforschung: Spezies/Diversität kann bei Quellensuche hilfreich sein
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API 20E- biochemische Differenzierung
99,3% Serratia fonticola, sehr gute Identifizierung
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• Dauer ca. 18-24 Stunden
• Für klinische Diagnostik entwickelt
• Viele Umweltcoliforme sind in den Datenbanken nicht erfasst
• Die zugrundeliegenden Datenbanken sind begrenzt (klinische Isolate)
• Variabilität einzelner Stoffwechseleigenschaften Nicht alle Stämme einer Spezies zeigen unbedingt die
gleichen Reaktionen Unterschiedliche Arten zeigen gleiche biochemische
Reaktionen
• Variation zwischen verschiedenen Anwendern
API 20E- biochemische Differenzierung
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16S rRNA Sequenzierung
Sanger Sequenzierung
PCR
http://www.ib.bioninja.com.au/_Media/pcr-components_med.jpeg
>FR832379.1 Serratia fonticola partial 16S rRNA gene, strain ST2GCTAGAGCGTTGTAGTCGTGCAGATGTCCCGCGCAAGCGGTGAGAGAAAGCCATTGACGCTCTGGACGTTGGCACACCGCCCGTCAGAGGGGGATAACTACTGGAAACGGTAGCTAATACCGCATAACGTCTTCGGACCAAAGTGGGGGACCTTCGGGCCTCACACCATCGGATGTGCCCAGATGGGATTAGCTAGTAGGTGAGGTAATGGCTCACCTAGGCGACGATCCCTAGCTGGTCTGAGAGGATGACCAGCCACACTGGAACTGAGACACGGTCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGCACAATGGGCGCAAGCCTGATGCAGCCATGCCGCGTGTGTGAAGAAGGCCTTCGGGTTGTAAAGCACTTTCAGCGAGGAGGAAGGGTTCAGTGTTAATAGCACTGTTCATTGACGTTACTCGCAGAAGAAGCACCGGCTAACTCCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGGAGGGTGCAAGCGTTAATCGGAATTACTGGGCGTAAAGCGCACGCAGGCGGTTTGTTAAGTCAGATGTGAAATCCCCGAGCTTAACTTGGGAACTGCATTTGAAACTGGCAAGCTAGAGTCTTGTAGAGGGGGGTAGAATTCCAGGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAGATCTGGAGGAATACCGGTGGCGAAGGCGGCCCCCTGGACAAAGACTGACGCTCAGGTGCGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCTGTAAACGATGTCGACTTGGAGGTTGTGCCCTTGAGGCGTGGCTTCCGGAGCTAACGCGTTAAGTCGACCGCCTGGGGAGTACGGCCGCAAGGTTAAAACTCAAATGAATTGACGGGGGCCCGCACAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGATGCAACGCGAAGAACCGTAACCTACTCTTGACTCCACAGAACTTTCCACAGATGGATGGTGCCGTCCTGGAACTGTCGANACAGGTGCTGCATGCTGTCGTCAGCTCC
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BLAST (basic local alignment search tool)
16S rRNA Sequenzierung
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Phylogenetischer Baum
16S rRNA Sequenzierung
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16S rRNA Sequenzierung
• Dauer: ca. 24-48 Stunden (bei Fremdvergabe Sequenzierung, Optimierungen in Einzelfällen nötig)
• Größte mikrobiologische Datenbanken (viele Isolate aus der Umwelt)
• Know-how erforderlich (PCR, Umgang mit Sequenzen und Datenbanken)
• Probleme bei Artidentifizierung bei einigen Gattungen, z.BEnterobacter sp.
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MALDI‐TOF
http://www.chemie.de/produkte/127780/hygienemonitoring‐maldi‐tof‐bruker‐biotyper.html
Quelle: https://www.aacc.org/publications/cln/articles/2014/september/regulatory‐roundup.aspx
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MALDI-TOF
Quelle: BIOspektrum|07.10|16. Jahrgang
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• Dauer: wenige Minuten
• Schnell wachsende Datenbanken
• Gute Vergleichbarkeit mit 16S rRNA Sequenzierung
• Problem bei einigen Gattungen, ähnlich zu 16S rRNASequenzierung
MALDI-TOF
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Praxisbeispiel: Wasserwerk Ausgang Wasserwerk Netzprobe
99,3% Serratia fonticola99,9% Raoultella ornithinolytica
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Praxisbeispiel: Wasserwerk
99,9% Raoultella ornithinolytica
86,9% Raoultella ornithinolytica
99,3% Serratia fonticola
52,5 % Enterobacter aerogenes41,5 % Enterobacter cloacae
81,3% Serratia liquefaciens
Sehr gute Identifizierung
Sehr gute Identifizierung
Gute Identifizierung
Gute Identifizierung auf Genusebene
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Praxisbeispiel: Wasserwerk
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Probenkennzeichnung API 20E 16S RNA Sequenzierung (nächste Verwandte) MALDI‐TOF1 Serratia fonticola 99.3% Serratia fonticola Serratia fonticola
2 Raoultella ornithinolytica 99.9% Serratia fonticola Serratia fonticola
3 Raoultella ornithinolytica 86.9% Serratia fonticola Serratia fonticola
4 Serratia liquefaciens 81,3 % Serratia fonticola
5 Enterobacter aerogenes 52,5% Serratia fonticolaEnterobacter cloacae 41,5%
MALDI-TOF Analyse
Praxisbeispiel: Wasserwerk
16S rRNA Sequenzierung
Für die Differenzierung zur hygienisch-medizinischen Bewertung sind 16S rRNA Sequenzierung und/oder MALDI-TOF zu empfehlen
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FAZIT/Zusammenfassung
Bei Hinweisen auf systemische Kontamination Speziesdifferenzierung wichtig für hygienische Bewertung und Ursachenforschung
Hygienisch-medizinische Bewertung immer Einzelfallentscheidung, u.a. abhängig von der/den Spezies, und der Gesamtsituation (sensible Bereiche, Konzentration, weitere Auffälligkeiten…)
Für die Differenzierung zur hygienisch-medizinischen Bewertung sind 16S rRNA Sequenzierung und/oder MALDI-TOF zu empfehlen.
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VIELEN DANK für Ihre Aufmerksamkeit!