The zoonotic potential of Clostridium difficile from small companion animals and their owners

Background: Clostridium difficile infections (CDI) in humans range from asymptomatic carriage to life-threatening intestinal disease. Findings on C. difficile in various animal species and an overlap in ribotypes (RTs) suggest potential zoonotic transmission. However, the impact of animals for human CDI remains unclear. Methods: In a large-scale survey we collected 1,447 fecal samples to determine the occurrence of C. difficile in small companion animals (dogs and cats) and their owners and to assess potential epidemiological links within the community. The Germany-wide survey was conducted from July 2012-August 2013. PCR ribotyping, Multilocus VNTR Analysis (MLVA) and PCR detection of toxin genes were used to characterize isolated C. difficile strains. A database was defined and logistic regression used to identify putative factors associated with fecal shedding of C. difficile. Results: In total, 1,418 samples met the inclusion criteria. The isolation rates for small companion animals and their owners within the community were similarly low with 3.0% (25/840) and 2.9% (17/578), respectively. PCR ribotyping revealed eight and twelve different RTs in animals and humans, respectively, whereas three RTs were isolated in both, humans and animals. RT 014/0, a well-known human hospital-associated lineage, was predominantly detected in animal samples. Moreover, the potentially highly pathogenic RTs 027 and 078 were isolated from dogs. Even though, C. difficile did not occur simultaneously in animals and humans sharing the same household. The results of the epidemiological analysis of factors associated with fecal shedding of C. difficile support the hypothesis of a zoonotic potential. Conclusions: Molecular characterization and epidemiological analysis revealed that the zoonotic risk for C. difficile associated with dogs and cats within the community is low but cannot be excluded

Vorkommen und Charakterisierung von Clostridioides difficile bei kleinen Haustieren und ihren Besitzern

The objective of the study “Occurrence and characterization of Clostridioides difficile in small companion animals and their owners” was to assess the significance of Clostridioides (C.) difficile within the community with regard to its possible zoonotic impact. Therefore, 1,447 faecal samples were collected to determine the occurrence of C. difficile in small companion animals (dogs and cats) and their owners in the first large-scale Germany-wide survey. PCR ribotyping, Multilocus VNTR Analysis (MLVA) and PCR detection of toxin genes were used to characterize isolated C. difficile strains. Thereby, the role of animals carrying human pathogenic strains was to be explained unravelling whether animals serve as an infectious source for human C. difficile infections (CDI). Additionally, a database was defined and logistic regression used to identify putative factors associated with faecal shedding of C. difficile in humans and companion animals to further elucidate epidemiological dynamics of CDI. The isolation rates of C. difficile in German dogs, cats and their owners were quite similar and low (between 2.5 and 3.0%). Isolate pairs from humans and animals sharing the same household could not be detected. However, identical RTs were isolated from partner cats in two independent households; this indicates that intra-species transmission or at least acquisition of C. difficile from the same source is possible. Additionally, well known human RTs like RT 010, the hospital-associated lineage RT 014/0, and the highly virulent RTs 027 and 078 also occur in small companion animals suggesting at least a common source of infection. Furthermore, the canine RT 027 isolate is of particular interest since this is the first report on this RT in a dog outside Canada. The analysis of factors associated with C. difficile-positivity showed that already previously defined risk factors for C. difficile colonization or infection in humans also apply in companion animals. Dogs and cats were at a higher risk for faecal shedding of C. difficile when they were middle-aged or older, suffered from inappetence or acute disease, were regularly treated with proton pump inhibitors or had been medicated with antibiotics within the last three months prior study participation. Moreover, the contact to a person with diarrhoea and sharing the household with an animal owner who is chronically sick significantly increased the chances for small companion animals to be affected by C. difficile. Anyhow, the finding that the consumption of dry feedstuffs had a protective effect on dogs or cats with regard to C. difficile-positivity was surprising. Although the source of infection for CDI could not be defined and intake of certain food was not significantly associated within the study population examined here, single variables indicate an impact of interaction between animals and humans on the C. difficile epidemiology. Interestingly, despite the assumption that animals might serve as an infectious source for human CDI, the results presented here may also suggest the opposite. Even though a definite zoonotic link was not found it cannot be excluded either. Therefore, further studies involving human and animal participants are necessary to define possible sources of C. difficile acquisition and to prove its zoonotic character. In conclusion, the results described in this study were suitable to gain more insights into the epidemiology of the community-associated occurrence of C. difficile in small companion animals and their owners.Das Ziel der vorliegenden Studie “Vorkommen und Charakterisierung von Clostridioides difficile bei kleinen Haustieren und ihren Besitzern” war, das Auftreten von Clostridioides (C.) difficile außerhalb von Einrichtungen der Gesundheitswesen im Hinblick auf eine mögliche zoonotische Bedeutung des Erregers zu untersuchen. Dazu wurden 1.447 Stuhlproben in der ersten großangelegten Deutschland-weiten Studie gesammelt, um das Vorhandensein von C. difficile bei Tierbesitzern und ihren Heimtieren (Hunden und Katzen) zu ermitteln. Die isolierten C. difficile-Stämme wurden mithilfe von PCR Ribotypisierung, Multilocus VNTR Analyse (MLVA) und PCRen zum Nachweis von Toxingenen charakterisiert. Dabei sollte auch die Bedeutung von Tieren, die humanpathogene Stämme tragen, in Hinblick auf die Frage, ob diese Tiere eine Infektionsquelle für humane Infektionen sein könnten, beurteilt werden. Um die epidemiologische Dynamik besser zu verstehen, wurden mögliche Faktoren, die mit der Ausscheidung von C. difficile bei Haustieren und ihren Besitzern assoziiert sind, statistisch evaluiert. Die Isolationsraten von C. difficile bei deutschen Heimtieren und ihren Besitzern waren relativ ähnlich und gering (zwischen 2,5 and 3,0%). Isolate-Paare von Menschen und Tieren, die im selben Haushalt leben, konnten nicht gefunden werden. Jedoch wurden identische Ribotypen von Partnerkatzen in zwei unabhängigen Haushalten isoliert, was für eine Übertragung innerhalb eines Haushalts oder zumindest für die Aufnahme von C. difficile aus derselben Infektionsquelle spricht. Darüber hinaus konnte nachgewiesen werden, dass beim Menschen häufig vorkommende Ribotypen wie RT 010, die Krankenhaus-assoziierte Linie RT 014/0 und die hochvirulenten Ribotypen 027 und 078 auch bei Hunden und Katzen vorkommen, was für einen epidemiologischen Zusammenhang und die Möglichkeit einer zoonotischen Übertragung spricht. Desweiteren ist die erste Beschreibung eines caninen RT 027-Stammes außerhalb Kanadas von besonderem Interesse. In der Analyse von Faktoren, die mit dem Nachweis von C. difficile assoziiert sind, konnte gezeigt werden, dass bereits beschriebene Risikofaktoren für die Kolonisation oder Infektion mit C. difficile beim Menschen auch für Heimtiere zutreffen. Hunde und Katzen hatten ein erhöhtes Risiko positiv auf C. difficile getestet zu werden, wenn sie mittleren Alters oder älter waren, an Inappetenz oder einer akuten Krankheit litten, regelmäßig Protonpumpenhemmer einnahmen oder innerhalb der letzten drei Monate vor Studienteilnahme antibiotisch behandelt worden waren. Außerdem verstärkte der Kontakt zu einem Menschen mit Durchfallsymptomatik oder das Zusammenleben mit einem chronisch kranken Tierbesitzer signifikant die Wahrscheinlichkeit für Heimtiere von C. difficile betroffen zu sein. Überraschend war das Ergebnis, dass die Aufnahme von Trockenfutter einen schützenden Effekt für Hunde und Katzen hatte. Obwohl die Quelle für Infektionen mit C. difficile nicht definiert werden konnte und auch die Aufnahme bestimmter Lebens- bzw. Futtermittel nachweislich keine Signifikanz in der hier untersuchten Studienpopulation aufwies, deuteten einzelne Variablen auf einen Einfluss der Interaktion zwischen Tieren und Menschen in der C. difficile-Epidemiologie hin. Interessanterweise lassen die hier erzielten Ergebnisse entgegen der vorherrschenden Annahme, dass Tiere als Infektionsquelle für humane C. difficile-Infektionen dienen könnten, auch eine mögliche Übertragung von Mensch zu Tier vermuten. Es konnte zwar keine zoonotische Erregerübertragung gefunden werden, jedoch kann diese auch nicht ausgeschlossen werden. Deshalb ist es notwendig, dass weitere Studien humane und tierische ZUSAMMENFASSUNG 75 Studienteilnehmer involvieren, um mögliche Infektionsquellen für C. difficile-Erkrankungen zu erforschen und das zoonotische Potenzial zu evaluieren. Schließlich lässt sich zusammenfassen, dass die beschriebenen Studienergebnisse unterstützend dazu beitragen, epidemiologische Zusammenhänge des Vorkommens von C. difficile in der Gesellschaft bei Heimtieren und ihren Besitzern besser zu verstehen

Strategies for the rational use of antibiotics in the outpatient sector-results of a workshop with key stakeholders in the healthcare system

Rabold D, Abu Sin M, Bornemann R, et al. Strategien zum rationalen Antibiotikaeinsatz im ambulanten Sektor – Ergebnisse eines Workshops mit wichtigen Akteuren des Gesundheitswesens. Bundesgesundheitsblatt - Gesundheitsforschung - Gesundheitsschutz. 2022.In November 2021, the Federal Ministry of Health (BMG) organized the one-day virtual workshop "Rational antibiotic use in the outpatient sector - potential and opportunities for change" with scientific support from the Robert Koch Institute (RKI). The aim was to collect strategies for promoting the appropriate use of antibiotics in the outpatient sector. With 114 participants, important stakeholders of the healthcare system were represented. In the run-up to the event, the invited participants had already been asked to take part in an online survey on perspectives, experiences, and ideas for the rational use of antibiotics in the outpatient sector. The answers were analyzed and presented at the workshop. The workshop was introduced with plenary lectures on the German Antibiotic Resistance Strategy (DART) and the antibiotic resistance situation in Germany. All experts participated in 10 working group discussions; the resulting findings were presented in the concluding plenary session. In this conference report, selected aspects of these discussions are presented. The insights gained are to be incorporated into the "DART 2030" strategy.Im November 2021 veranstaltete das Bundesministerium für Gesundheit (BMG) den eintägigen virtuellen Workshop „Rationaler Antibiotikaeinsatz im ambulanten Sektor – Potenziale und Möglichkeiten für Veränderungen“ unter wissenschaftlicher Begleitung des Robert Koch-Instituts (RKI). Ziel war es, geeignete Strategien zur Förderung des sachgerechten Antibiotikaeinsatzes im ambulanten Bereich zusammenzutragen. Mit den 114 Teilnehmenden waren wichtige Akteure des Gesundheitswesens vertreten. Bereits im Vorfeld der Veranstaltung waren die Eingeladenen gebeten worden, an einer Onlinebefragung zu Perspektiven, Erfahrungen und Ideen für den rationalen Einsatz von Antibiotika im ambulanten Sektor teilzunehmen. Die Antworten wurden für den Workshop ausgewertet. Der Workshop wurde mit Plenarvorträgen zur Deutschen Antibiotikaresistenzstrategie (DART) und zur Antibiotikaresistenzsituation in Deutschland eingeleitet. Alle teilnehmenden Expertinnen und Experten diskutierten in 10 Arbeitsgruppen; deren Ergebnisse wurden in der abschließenden Plenarsitzung vorgestellt. In dem vorliegenden Bericht werden ausgewählte Aspekte dieser Diskussionen präsentiert. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen in die Strategie „DART 2030“ einfließen

PCR-Ribotypes and toxin gene detection in <i>Clostridium difficile</i> isolates.

<p>PCR-Ribotypes and toxin gene detection in <i>Clostridium difficile</i> isolates.</p

Univariate analysis for fecal shedding of <i>C</i>. <i>difficile</i> in dogs and cats (Extraction).

<p>Univariate analysis for fecal shedding of <i>C</i>. <i>difficile</i> in dogs and cats (Extraction).</p

Univariate analysis for fecal shedding of <i>C</i>. <i>difficile</i> in animal owners (Extraction).

<p>Univariate analysis for fecal shedding of <i>C</i>. <i>difficile</i> in animal owners (Extraction).</p

<i>Clostridium difficile</i> isolates in a Germany-wide survey, July 2012-August 2013.

<p><i>Clostridium difficile</i> isolates in a Germany-wide survey, July 2012-August 2013.</p