Schon beim Anblick eines Stiefels im Eingang drängen sich 500 Ferkel mit einem wilden Scharren vieler kleiner Hufe von Mike Male weg. "So klingen gesunde Schweine", ruft der Veterinär Male, der schon seit über 30 Jahren in der Schweinezucht tätig ist. An einem heißen Juninachmittag schreitet er durch den Mittelgang eines Ferkelaufzuchtstalls im Osten Iowas, schnappt sich ein Jungtier und hält es an den Hinterbeinen hoch. Der Nabel eines neugeborenen Ferkels ist eine Schwachstelle, über die bakterielle Infektionen leicht eindringen können. Wäre dieses Schwein infiziert, dann hätte es einen Abszess, eine Beule mit entzündetem Gewebe direkt unter dem Nabel. "Beim Menschen würde man es dann als 'Outie' und nicht als 'Innie' bezeichnen", erklärt er und streicht dem Schwein über den gesunden, rosafarbenen Bauchnabel.

Vor fast sechs Jahren zeigte sich in dieser Aufzucht die erste bekannte Infektion mit Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA) an Schweinen in den USA als ein massenhaftes Auftreten von 'Outies'. MRSA bereiten Krankenhäusern weltweit schon seit mehr als 40 Jahren Sorgen, und spätestens seit 1995 traten auch Infektionen bei Menschen außerhalb von Gesundheitseinrichtungen auf [1]. Sie verursachen in den USA jährlich etwa 94 000 Infektionen, von denen 18 000 tödlich enden. In der EU infizieren sich jährlich schätzungsweise mehr als 150 000 Menschen mit MRSA. Ihr erstes Auftreten in einem Zuchtbetrieb in den USA signalisierte eine Ausweitung dieses Erregers, den viele als eine für Menschen gefährliche Infektionsquelle ansehen.

Male untersuchte die Infektionen gemeinsam mit der Epidemiologin Tara Smith an der University of Iowa in Iowa City, die mittlerweile eine der umfassendsten Untersuchungen der Lebensräume von MRSA und ihrer Ausbreitung in und über landwirtschaftliche Betriebe ins Leben gerufen hat. Sie hat sowohl Farmen und Lebensmittelgeschäfte als auch die Wohnhäuser, Haustiere und Nasen von Menschen untersucht. Ihre Erkenntnisse könnten dazu beitragen, eine hitzig geführte Debatte darüber zu beenden, ob der Einsatz von Antibiotika in der Viehzucht zu einem Anstieg von Infektionen mit Medikamenten-resistenten Bakterien bei Menschen führt.

Denn Wissenschaftler und Gesundheitsexperten fürchten, dass sich resistente Bakterien über die Farmmitarbeiter oder das Fleisch verbreiten. Letztes Jahr empfahl die US-Lebensmittelüberwachungsbehörde FDA nach dem Vorbild von Kontrollbehörden anderer Länder einen sparsameren Einsatz von Antibiotika im Viehbestand [2].

Fleischerzeugende und landwirtschaftliche Betriebe wehren sich jedoch gegen diese Einschränkungen. Sie sagen, dass MRSA und andere resistente Bakterien, die Infektionen bei Menschen verursachen, in Krankenhäusern entstehen. Bei der Fleischerzeugung würden Sicherheitsmaßnahmen wie Hygienevorschriften in Schlachthöfen verhindern, dass sich Bakterien ausbreiten und Menschen infizieren. "Vom Hof zum Tisch ist es ein weiter Weg", meint Ron Phillips, ein Vertreter des in Washington DC ansässigen Branchenverbandes Animal Health Institute, der veterinärmedizinische Unternehmen vertritt.

Das größte Problem war bisher, dass zu wenig Daten vorliegen. Viele Landwirte tun sich schwer, Forschern Zutritt zu ihren Einrichtungen zu gewähren, und viele Farmmitarbeiter in den USA sind nicht registrierte Immigranten, die nur ungern für Proben zur Verfügung stehen. Smith und eine kleine Forschergruppe haben jedoch begonnen, dieses Vakuum zu füllen. Sie haben "den Wissensstand in den USA wirklich geprägt", erklärt der Epidemiologe Christopher Heaney von der Johns Hopkins University in Baltimore im US-Bundesstaat Maryland. Ihre aktuelle Forschung, so Heaney, könnte Behörden in die Lage versetzen, "zu sagen, wo diese Bakterien in den Nasen der Leute wirklich herkommen".

Gewinn und Verlust

In einem Intensivmastbetrieb (Concentrated Animal Feeding Operation, CAFO) etwa eine Autostunde von Ames in Iowa entfernt, wird die übliche Geräuschkulisse der Aufzuchtställe dank eines Ausbruchs der H1N2-Grippe durch das Niesen von Ferkeln unterbrochen. Der Veterinär und Farmverwalter Craig Rowles lässt den Blick über seine Schützlinge schweifen. Einigen tropft Schleim aus dem Rüssel. "So ist es auch, wenn man seine Kinder in den Kindergarten bringt", meint er. "Nach einiger Zeit kommen sie mit einer Rotznase nach Hause."

Rowles bekämpft den Ausbruch mit einem Impfstoff. Er verabreicht den Schweinen jedoch auch die beiden Antibiotika Chlortetracyclin und Denagard, um sekundäre Bakterieninfektionen zu verhindern. Diese Kombination wird üblicherweise auch eingesetzt, um bakteriellem Durchfall und anderen verbreiteten Ferkelkrankheiten vorzubeugen.

Dieses Verfahren wird bereits seit Jahrzehnten eingesetzt. Aber nur in wenigen CAFO-Betrieben arbeiten Veterinäre, die auf den richtigen Einsatz von Antibiotika achten. Es besteht keine Notwendigkeit dazu, denn Antibiotika für Tiere sind frei verkäuflich. Und einige CAFO-Betreiber gehen viel freizügiger mit Antibiotika um als Rowles. Kleine Mengen Antibiotika im Futter zügeln leichte Infektionen, die ansonsten das Wachstum des Bestandes beeinträchtigen könnten. Studien haben ergeben, dass bestimmte Antibiotika die Wachstumsrate der Schweine um 2,5 Prozent erhöhen können. Dieser Zuwachs kann für einen Farmer den Unterschied zwischen Gewinn und Verlust ausmachen. Aktuell erhält ein Farmer auf dem US-Markt umgerechnet etwa 1,65 Euro pro Kilogramm Schwein, das in der Produktion 1,55 Euro kostet. Zwar geben Farmbesitzer nicht immer bekannt, wie viel und welche Antibiotika sie verwenden, aber Forscher des Johns Hopkins Center for a Livable Future in Baltimore fanden bei einer Analyse von FDA-Daten heraus, dass 2009 etwa 13,1 Millionen Kilogramm Antibiotika, das entspricht 80 Prozent der im betreffenden Jahr in den USA verkauften Antibiotika, auf Farmen eingesetzt wurden.

Ein so breit angelegter Einsatz von Antibiotika führt zu resistenten Erregern. In einer 1976 veröffentlichten Studie fand der Mikrobiologe Stuart Levy von der Tufts University School of Medicine in Boston, Massachusetts, heraus, dass mit der Verwendung von Tetracyclinen auf Farmen die Menge der Tetracyclin-resistenten Bakterien dort sprunghaft anstieg [3]. Innerhalb von Monaten zeigten auch die Keime im Verdauungstrakt der Farmmitarbeiter Resistenzen. "Man muss gar nicht so weit schauen, um resistente Bakterien zu entdecken, die in die Umwelt gelangen", erklärt Levy.

Bei Menschen leben S. aureus normalerweise friedlich auf der Haut und in der Nase. Gelangen die Bakterien jedoch beispielsweise über eine Verletzung in den Körper, dann können sie zu einem aggressiven Erreger werden, der in den Blutstrom eindringt und dort tödliche Entzündungen verursacht. Die meisten Infektionen lassen sich mit Antibiotika besiegen, aber resistente Formen wie MRSA sind nur schwer oder gar nicht zu behandeln. Es gibt 270 000 Stämme, jeder davon potenziell schädlich.

Smith und ihre Kollegen unterscheiden die S.-aureus-Stämme um Iowa City zum Teil nach Sequenztypen (ST). Diese Einteilung basiert auf DNA-Sequenzen aus verschiedenen Stellen im Genom. In den Aufzuchtställen in Iowa fanden Male und Smith 2007 den Sequenztyp ST398 [4]. Bis dahin hatten Forscher ST398 zumeist in Europa in Zuchtbeständen und bei Betriebsmitarbeitern gefunden, aber er verursachte normalerweise keine Infektion.

Zwei Jahre zuvor wurde ST398 jedoch aus einem Krankenhaus in Hongkong gemeldet, wo er in Patientenproben von Anfang der 2000er Jahre gefunden worden war [5]. Für Smith und ihren Mitarbeiter, den Epidemiologen Lance Price von der George Washington University in Washington DC war dies ein Zeichen, dass die Grenzen zwischen Infektionen bei Menschen und Tieren verschwammen.

Im Februar 2012 veröffentlichten Price und Smith zusammen mit ihren Kollegen eine genetische Analyse von mit ST398 verwandten Stämmen, die weltweit bei Tieren und Menschen gefunden worden waren [6]. Sie fanden heraus, dass die Linie, aus der ST398 hervorgegangen war, von Menschen stammte. Zu einer bestimmten Zeit wechselte sie auf Viehbestände, nahm dabei Gene für eine Medikamentenresistenz auf und entwickelte eine Vorliebe für Schweine, bevor sie wieder auf Menschen zurücksprang. Bis 2012 war ST398 die Ursache für bis zu 20 Prozent der MRSA-Fälle bei Menschen in den Niederlanden, wobei die Infektionen in der Regel leicht verliefen.

"In den USA wurden diese Stämme bisher nicht einmal untersucht", so Smith. Ihrer Aussage zufolge ermitteln Ärzte häufig gar nicht, welcher MRSA-Stamm eine Infektion verursacht, so dass dieser Erreger möglicherweise schon seit Jahren zwischen Farmen und Krankenhäusern hin- und herschleicht.

Im nächsten Schritt wollte Smith herausfinden, ob MRSA auch noch auf anderen Wegen aus den Zuchtbetrieben entkommen könnte. In einem Lebensmittelmarkt in der Vorstadt von Iowa City zieht Smith einen Einkaufswagen vom Abstellplatz, nimmt ein steriles Wattestäbchen auf ihrer Handtasche, reibt es über den Griff des Wagens und legt es in einen Plastikbeutel. Dann geht sie zur Fleischtheke. "Ich denke, der durchschnittliche Verbraucher sieht hier sicher kein Risiko", erklärt Smith und nimmt ein eingeschweißtes Paket hellroter Steaks. Ihre Wattestäbchen sehen das anders.

Seit Januar 2012 haben Smith und ihre Forschungsassistentin Dipendra Thapaliya ein Jahr lang jede Woche in örtlichen Lebensmittelläden wie diesem Abstriche und Fleischproben genommen. Sie fanden auf fast jeder Oberfläche S. aureus. Fünf Prozent der Einkaufswagen trugen MRSA. Von den Fleischproben enthielten 30&nbp;Prozent S. aureus, 11&nbp;Prozent multiresistente S. aureus und 3 Prozent MRSA. Die bisher nicht veröffentlichten Daten zeigten zudem, dass Schweinefleischprodukte mit die höchsten MRSA-Konzentrationen aufwiesen, während als antibiotikafrei gekennzeichnetes Fleisch geringe oder gar keine enthielt. Das spiegelt die Ergebnisse der Proben wider, die Smith und ihre Kollegen in Farmen im ganzen Land genommen hatten.

A la carte

Smith unterzieht die Proben derzeit genetischen Detailanalysen, um MRSA-Subtypen zu identifizieren und mehr über ihren Ursprung zu erfahren. Sie und ihre Kollegen haben in den Proben aus den Lebensmittelgeschäften auch ST398 gefunden. Zu ihrer Überraschung fanden sie jedoch auch ST5, der normalerweise in Krankenhäusern oder bei Gruppeninfektionen ohne erkennbare Verbindung zu Farmen oder Krankenhäusern auftritt. Letztes Jahr fanden Smith und der Mikrobiologe und Veterinär Timothy Frana von der Iowa State University in Ames heraus, dass Veterinärstudenten, in deren Nasen sich ST398 befand, nach Besuchen auf Schweinefarmen hauptsächlich ST5-Bakterien aufwiesen, die größtenteils gegen Tetracycline resistent waren. Das Vorkommen von ST5 in Viehbeständen deutet darauf hin, dass S.- aureus-Stämme möglicherweise leicht zwischen Schweinen und Menschen wechseln können und ihre Resistenz auf Farmen erhalten. "Das ist das interessanteste Ergebnis unserer Studie", so Frana.

Bei Laboruntersuchungen kamen Smith und ihre Kollegen zu dem Ergebnis, dass 30 Prozent der im Fleisch befindlichen S. aureus gegen Tetracycline resistent sind. Angesichts der Daten von Levy aus den 1970ern sei das nicht überraschend, meint Smith. Forscher wie Heaney und seine Gruppe am Johns Hopkins finden jedoch, dass Resistenzprofile von Bakterien Rückschlusse auf die Herkunft zulassen, die Sequenztypen und andere genetische Klassifizierungen nicht liefern. In einer Studie, die Mitarbeiter verschiedener Farmen miteinander verglich, zeigten sich Tetracyclin-resistente MRSA nur bei Personen, die auf Farmen mit Antibiotikaeinsatz arbeiteten.[6]

In der letzten Phase ihrer Studie versuchen Smith und ihre Kollegen zu ermitteln, ob MRSA zwischen Farmen, Haushalten und Kliniken hin- und herwechseln. Sie nehmen Nasalproben von 1300 Personen, Abstriche von Türgriffen, Spülenabflüssen und selbst von Haustieren in 96 Haushalten rund um Iowa City. Die Forscher vergleichen die in den Proben gefundenen S.-aureus-Stämme mit den MRSA-Stämmen aus den Lebensmittelläden und Farmen sowie mit Stämmen, die örtliche Ärzte an infizierten Patienten gefunden haben. Tritt ein Stamm überall auf, dann sequenzieren die Forscher das gesamte Genom der einzelnen Isolate, um ihre Bewegungen und ihre Entwicklung zurückzuverfolgen. Die Ergebnisse können möglicherweise die erste vollständige Verbindung zwischen Farmen und klinischen Fällen von MRSA herstellen.

Bann gegen Biest

Befürworter der Intensivmastbetriebe räumen ein, dass Medikamenten-resistente Bakterienstämme aus Viehzuchten theoretisch auf Menschen übertragen werden könnten. Aber "ich würde das nicht mit einem Gesundheitsrisiko für Menschen gleichsetzen", erklärt der Veterinär und Epidemiologe Scott Hurd von der Iowa State University, der zahlreiche Studien zu dem Risiko durchgeführt hat, dass sich resistente Bakterien über die Fleischerzeugung verbreiten könnten. Seiner Aussage zufolge ist es wahrscheinlicher, am Stich einer Biene zu sterben, als sich über Schweinefleisch mit MRSA zu infizieren. Hurd argumentiert, dass ein eingeschränkter Einsatz von Antibiotika in der Viehzucht der menschlichen Gesundheit schaden könnte. Selbst die von Smith an Lebensmittelläden durchgeführte Studie zeigte, dass im Handel als "antibiotikafrei" verkauftes Fleisch die höchsten Konzentrationen gewöhnlicher S. aureus enthielt, was nahelege, dass unbehandelte Tiere mehr Erreger aufweisen. "Tiere müssen unbedingt behandelt werden", so Hurd.

Trotzdem haben Kontrollbehörden den Einsatz von Antibiotika in der Viehzucht strenger geregelt. In der Europäischen Union wurden Antibiotika zur Wachstumsförderung seit Ende der 1990er Jahre immer weiter eingeschränkt. Dänemark war Vorreiter und sprach 2000 ein vollständiges Verbot aus. (China, das immerhin über die Hälfte aller Zuchtschweine weltweit verfügt, muss seinen Antibiotikaverbrauch allerdings erst noch in den Griff bekommen.)

Die Auswirkungen des Verbots auf Medikamentenresistenzen und die Gesundheit von Menschen und Tieren sind jedoch unklar. Levy und andere Befürworter der Verbote sehen ein positives Ergebnis in Dänemark und beziehen sich auf Daten, die eine rückläufige Verwendung von Antibiotika und einen Anstieg in der Fleischproduktion anzeigen. Gegner wie das Animal Health Institute weisen jedoch darauf hin, dass der Einsatz von Antibiotika gegen akute Erkrankungen in Dänemark gestiegen ist, und ebenso die Tiersterblichkeit.

Unter dem Druck mehrerer Gruppen, auch der in New York ansässigen Umweltschutzorganisation Natural Resources Defense Council, gab die FDA letztes Jahr neue Richtlinien für einen "vernünftigen Einsatz" von Antibiotika in der Viehzucht heraus. Die Behörde rät von der Antibiotikaverwendung zur Wachstumsförderung ab und drängt auf neue Etikettierungen für die Medikamente sowie einen umsichtigeren tierärztlichen Umgang in der Anwendung. Die Richtlinien sind noch nicht alle freigegeben, und die Einhaltung ist freiwillig. Die FDA hat jedoch bereits angekündigt, dass sie strengere Regeln durchsetzen wird, wenn Viehzüchter und Medikamentenhersteller die Richtlinien nicht innerhalb von etwa drei Jahren umsetzen. Das Vorgehen der FDA stößt kaum auf Zustimmung. Schweinezüchter und Vertreter der Fleischerzeuger sehen es als harten Schlag gegen Viehzüchter und das Wohlergehen der Tiere, und Verfechtern der Antibiotikabeschränkung gehen die freiwilligen Richtlinien nicht weit genug. Wissenschaftler versuchen die FDA unterdessen dazu zu bewegen, mehr Daten über den Einsatz von Antibiotika in der Viehzucht zu veröffentlichen, bisher allerdings ohne Erfolg.

Trotz ihrer Sorge, dass die Viehzüchter noch immer zu viel Antibiotika einsetzen, hofft Smith, dass sie mit ihrer Studie Überzeugungsarbeit leisten kann. Antibiotika in Viehzuchtbetrieben können, wie sie erklärt, neue resistente Stämme hervorbringen, die dann ins Fleisch, in Lebensmittelgeschäfte und in die Haushalte gelangen, wo sie Menschen infizieren können. "Mir reicht das", sagt sie.

Gleichzeitig hat sie Verständnis für CAFO-Betreiber, die versuchen, Fleisch so sicher und effizient wie möglich herzustellen. Und obwohl die menschliche Gesundheit Vorrang vor Zuchtvieh haben sollte, werden Viehzüchter ihrer Meinung nach erst dass offen für Veränderungen sein, wenn Forscher mit einer sicheren und kostengünstigen Methode aufwarten, wie sich Antibiotika ersetzen lassen. Momentan, so Smith "sind wir einfach ratlos."

Dieser Artikel erschien unter dem Titel "MRSA: Farming up trouble" in Nature 499, S. 398-400, 2013.