Bundesinstitut für Risikobewertung, Abteilung Biologische Sicherheit (BfR-Epi)

Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) hat den gesetzlichen Auftrag, Risiken im Bereich des gesundheitlichen Verbraucherschutzes zu erkennen und zu bewerten. Die Abteilung Biologische Sicherheit befasst sich mit der Bewertung von Risiken, die von Mikroorganismen, Toxinen und anderen mikrobiellen Stoffwechselprodukten ausgehen. Hierfür bearbeitet das BfR auch Fragen der Überwachung, Ausbreitung und Bekämpfung von Zoonoseerregern und Antibiotikakresistenzen entlang der Lebensmittelkette.

Um die Auswirkungen des Einsatzes von Cephalosporinen der 3. und 4. Generation und (Fluor-)Chinolonen in der Tierproduktion auf die menschliche Gesundheit bewerten zu können, entwickelt das BfR als Partner BfR-Epi ein Risikobewertungskonzept für die deutsche Situation. Durch die Verknüpfung der Erkenntnisse aus den Teilvorhaben des Verbundes mit bereits vorhandenem Wissen in einer Risikobewertung soll der Beitrag unterschiedlicher Quellen (Tierspezies) und Pfade abgeschätzt werden. Hierdurch wird ein wichtiger Beitrag für die Charakterisierung von Risiken sowie die Ableitung und Bewertung von möglichen Reduktionsstrategien geleistet.

Bei der Gewinnung von Daten zu ausgewählten Bereichen der Lebensmittelkette wird BfR-Epi von der obersten Landesbehörde für gesundheitlichen Verbraucherschutz in Bayern, dem Bayerischen Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit (LGL) als assoziierten Partner unterstützt.

Das Bayerische Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit (LGL) ist die zentrale Fachbehörde des Freistaates Bayern für die Bereiche Lebensmittelsicherheit, Gesundheit, Arbeitsschutz und Produktsicherheit sowie Tiergesundheit. Die Kernaufgabe des LGL besteht darin, gesundheitliche Risiken für die Bevölkerung vorausblickend zu erfassen, zu bewerten und zu bewältigen. Das LGL gewährleistet die Lebensmittelsicherheit in Bayern durch die Untersuchung von über 80.000 Proben jährlich in seinen Analyse- und Diagnostikzentren. Die Fachbehörde steuert die risikoorientierte Probenahme auf der Basis von Konzepten, die es im fachlichen Austausch mit zahlreichen Institutionen des Bundes und der Länder erstellt. Das LGL unterstützt durch seine Arbeit in hohem Maß die Vollzugsbehörden in der amtlichen Lebensmittelüberwachung sowie die Behörden des Öffentlichen Gesundheitsdienstes, des amtlichen Veterinärwesens und des Arbeitsschutzes in Bayern.

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Beschreibung der Projekte

Erfassung von Daten und Isolaten

In Zusammenarbeit mit den Partnern BfR-Resi, TiHo-Epi und FLI und dem assoziierten Partner LGL wurde eine Übersicht der zur Verfügung stehenden Daten

  1. zur Prävalenz verschiedener Bakterienpopulationen aus Nutztieren und deren Umgebung, sowie Lebensmitteln tierischer und pflanzlicher Herkunft,
  2. zur Prävalenz von Resistenzphänotypen gegen Breitspektrum-ß-Laktame, einschließlich Cephalosporinen und (Fluor-)Chinolonen und
  3. zu den verfügbaren Isolaten aus Tieren, Lebensmitteln, Futtermitteln und der Umwelt erarbeitet.
Daten zur Situation auf der humanen Seite wurden in Zusammenarbeit mit den Partnern RKI, Uni Gießen und Charité erarbeitet. Dieses Vorgehen sichert die optimale Nutzung und die Integration von Erkenntnissen aus verschiedenen Bereichen, auch der Routineüberwachung, um Datenlücken zu identifizieren und deren Schließung spezifisch anzugehen.

Studien entlang der Lebensmittelkette in Bayern (Assoziierter Partner LGL)

Der assoziierte Partner LGL führt in enger Zusammenarbeit mit anderen Partnern eine Querschnittstudie in Bayern durch. 45 Rinderbestände mit unterschiedlichen Produktionstypen (Mastrinder, Milchkühe, Kälber) wurden ausgesucht. In derselben Region wurden aus dem Einzelhandel Lebensmittel tierischer Herkunft (rohes Fleisch vom Rind, Schwein und Geflügel, Rohmilch und Rohmilchprodukte) und rohes Gemüse auf das Vorkommen von E. coli untersucht. Ziel war es, für jede Gruppe Isolate zur weiteren phänotypischen Resistenztestung zu gewinnen. Die Datenerfassung sowie das Probenahmeprotokoll wurden mit anderen Querschnittsstudien an der TiHo-Epi abgestimmt. Die Probenahme und die Untersuchung der Proben werden vom LGL durchgeführt. Die Isolattypisierung beruht dabei auf im Verbund harmonisierten diagnostischen, phänotypischen und genotypischen Methoden. Die gewonnenen Isolate werden für spezifische Untersuchungen genutzt. Die Daten fließen in generelle, statistische Analysen in Zusammenarbeit mit TiHo-Epi und in die Risikobewertung am BfR ein.

Generelle Rahmenarbeit für den Risikobewertungsansatz

Ein generelles Konzept für die Bewertung von Risiken der antimikrobiellen Resistenz wird unter Berücksichtigung von „source attribution“-Ansätzen erarbeitet. Dafür bilden vorhandene Erfahrungen und Empfehlungen zur Risikobewertung sowie ein „source attribution“-Rahmenplan die Grundlage.

In einem ersten Schritt, und unter Berücksichtigung der Erkenntnisse aus anderen Projektaufgaben, wurden die Partner bezüglich der Erfordernisse an die Daten für die „source attribution“-Methoden und für die Risikobewertung informiert. Eine enge Zusammenarbeit mit RKI und Charité trägt zur Verfügbarkeit von validen Informationen für die Schätzung der Auswirkung auf das Gesundheitswesen bei. Die enge Zusammenarbeit mit den Projektpartnern trägt wesentlich zum Verständnis und zur Modellierung der Expositionspfade für resistente Bakterien und Resistenzdeterminanten sowie der Selektionsprozesse bei.

In einem zweiten Schritt werden in Kooperation mit TiHo-Epi die statistische Analyse zur Verteilung der Resistenzprofile in der Umwelt, in Tieren, Lebensmitteln und Menschen durchgeführt. Dafür werden Daten aus Studien innerhalb einiger deutscher Gebiete, aus anderen Gruppen im Konsortium sowie Daten aus anderen Quellen wie Überwachungssystemen und Labordaten verwendet. Schwerpunkt wird dabei auf die Schätzung von Prävalenzraten für spezifische Resistenzprofile in unterschiedlichen Populationen und Faktoren, die diese Prävalenz beeinflussen, gelegt. Die so gewonnenen Ergebnisse fließen in den Risikobewertungsansatz und in das „source attribution“-Modell ein.

Quantifizierung der Exposition und möglichen Auswirkungen von Resistenz auf das Gesundheitswesen

Ein auf Deutschland bezogener Risikobewertungsansatz wird nach den Empfehlungen des Codex Alimentarius erarbeitet. Schwerpunkt ist hierbei, unterschiedliche Expositionspfade zu berücksichtigen, um die Auswirkungen des Einsatzes von Cephalosporinen der 3. und 4. Generation sowie von (Fluor-)Chinolonen in der Tierproduktion auf die menschliche Gesundheit bewerten zu können. Dieser Ansatz besteht aus den Hauptkomponenten Gefahrenidentifikation, Gefahrencharakterisierung, Expositionsabschätzung und Risikocharakterisierung. Zunächst werden die erfassten Daten evaluiert. Anschließend wird die als valide ermittelte Information bestmöglich in das Risikobewertungsmodell integriert. Schließlich werden die Natur und Größe der Exposition und die mit dem Einsatz von Cephalosporinen der 3. und 4. Generation sowie (Fluor-) Chinolonen in der Tierproduktion verbundenen Risiken für die menschliche Gesundheit charakterisiert. Die Ergebnisse aus anderen Teilvorhaben sollen dazu genutzt werden, um bereits erkannte Datenlücken zu füllen und neue Elemente im Modell zu entwickeln.

Als separates Modul in der Risikobewertung und in enger Kooperation mit dem Partner Uni Paderborn soll die Exposition mit (subinhibitorischen) Antibiotikamengen in Gemüse von gedüngtem Boden sowie deren Beitrag zur menschlichen Exposition mit Antibiotika und resistenten Mikroorganismen geschätzt werden. Ein transparentes und robustes Risikobewertungsmodell, welches auf publizierten und innerhalb dieser Studie generierten Daten basiert, soll auf diese Weise entstehen, welches die Modellierung relevanter Veränderungen in der Zukunft erlaubt.

Quantifizierung des relativen Beitrages von unterschiedlichen Expositionspfaden

Ziel dieser Aufgabe ist es, einen „source attribution“-Ansatz zu entwickeln, welcher dazu dient, die zuschreibbaren Anteile unterschiedlicher Quellen (Tierspezies) und Expositionspfade am Gesamtrisiko zu ermitteln. Daten über die phänotypische Resistenz in S. enterica menschlicher Herkunft sowie aus Tieren und Lebensmitteln werden aus den deutschen Routineüberwachungsdaten über den Mindestzeitraum von einem Jahr erfasst. Das vorher gesammelte Wissen dient dabei als Grundlage für diesen detaillierten Datenerfassungsprozess. Abschließend werden die Ergebnisse mit den Ergebnissen anderer Teilvorhaben unter Verwendung genotypischer Methoden verglichen.