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Nachweis von Clostridium botulinum Typ A, B, E und F mittels real-time-PCR

  • U. Messelhäusser
  • R. Zucker
  • H. Ziegler
  • D. Elmer-Englhard
  • W. Kleih
  • C. Höller
  • U. Busch
Article

Abstract:

Clostridium botulinum is a Gram-positive, anaerobic, spore-performing bacterium with the ability to produce under certain conditions a protein with a characteristical neurotoxicity. Intoxications with C. botulinum toxin belong to the rare occuring food-poisonings; the mortality, however, is very high. C. botulinum produce seven different toxin types (type A to G), human intoxications are currently described to caused by toxin type A, B, E and F. C. botulinum is a strictly anaerobic growing bacterium, so the risk for the consumer’s health is mainly due to non-commercially produced food cans. A special form of botulism is the „infant botulism“. In contrast to the botulism of adults, where the disease is caused through toxin-containing food, spores of C. botulinum can sporulate and produce toxin in the intestines of an infant. The source of infant botulism can be honey, because it contains as a natural product C. botulinum spores.

Because of the difficult and time-consuming cultural detection of C. botulinum, PCR methods to screen for the toxin genes A, B, E and F, which are relevant in the human medicine, have been used increasingly during the last years. In this presentation two real-time-PCR assays for C. botulinum, which can be applied in the routine laboratory, will be shown.

Schlüsselwörter:

Clostridium botulinum real-time-PCR 

Abkürzungen:

BoNT

Botulinum neurotoxin

DNA

Desoxyribonucleic acid

FAM

6-Carboxy-fluorescein

HEX

Hexachloro-6-carboxyfluorescein

KBE

Kolonie-bildende Einheiten

LFGB

Lebensmittel- und Futtermittelgesetzbuch

PCR

Polymerase Chain Reaction

TAMRA

6-Carboxy-tetramethylrhodamin

TPGYT

Trypticase-peptone-glucose-yeast-extract-Trypsin

Zusammenfassung:

Clostridium botulinum zählt zu den anaeroben sporenbildenden Bakterien, die unter bestimmten Bedingungen in der Lage sind, sich in Lebensmitteln zu vermehren und ein Protein mit charakteristischer Neurotoxizität zu bilden. Intoxikationen mit Clostridium botulinum-Toxin gehören zu den seltenen lebensmittelassoziierten Intoxikationen; die Mortalität bei einer Erkrankung ist allerdings sehr hoch. C. botulinum produziert sieben unterschiedliche Toxintypen (Typ A-G), wobei für menschliche Erkrankungsfälle bisher die Toxintypen A, B, E und F beschrieben sind. Da es sich bei den genannten Keimen um strikt anaerob wachsende Bakterien handelt, stellen vor allem nicht kommerziell hergestellte Konserven, wie z. B. Kesselkonserven, ein Risiko für den Verbraucher dar. Als besondere Form des Botulismus wird der so genannte „Säuglingsbotulismus“ beschrieben. Im Gegensatz zur der Erkrankung, die bei Erwachsenen auftritt und die durch die Aufnahme des bereits toxinhaltigen Lebensmittels verursacht wird, können Sporen von C. botulinum im Darm von Säuglingen auskeimen und dort Toxine bilden. Ursache für den Säuglingsbotulismus ist häufig Honig, der als Naturprodukt C. botulinum-Sporen enthalten kann.

Da der kulturelle Nachweis von C. botulinum aufwendig und eine endgültige Differenzierung schwierig ist, wird im Bereich der Routinediagnostik seit einigen Jahren verstärkt mit PCR-Nachweisverfahren gearbeitet, die ein schnelles Screening auf das Vorhandensein der vier in der Humanmedizin relevanten Toxingene A, B, E und F ermöglichen. In dieser Arbeit werden zwei real-time-PCR-Systeme vorgestellt, die im Bereich der Routinediagnostik einsetzbar sind.

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Copyright information

© Birkhäuser Verlag, Basel 2007

Authors and Affiliations

  • U. Messelhäusser
    • 1
  • R. Zucker
    • 1
  • H. Ziegler
    • 1
  • D. Elmer-Englhard
    • 1
  • W. Kleih
    • 1
  • C. Höller
    • 1
  • U. Busch
    • 1
  1. 1.Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit, Dienststelle Oberschleißheim, Labor für Lebensmittelmikrobiologie (S 5.3)OberschleißheimGermany

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