Escherichia coli este specia de Enterobacteriaceae
încadrată în genul Escherichia, cu cel mai mare impact epidemiologic.
Infecțiile cu Escherichia coli sunt întâlnite mai ales în locurile cu
igienă deficitară, sugarii fiind incluși în categoria pacienților cu cel mai
mare risc. De asemenea, persoanele adulte pot dezvolta forme grave de infecții,
în special în regiunile în care subdezvoltarea, sărăcia și lipsa de igienă sunt
tabloul dominant. Boala apare în special prin mecanismul de transmitere
„fecal-orală“, ca urmare a consumului de alimente sau apă contaminată ori prin
„mâini murdare“. Alimentele cel mai frecvent implicate în transmiterea infecției
sunt laptele și produsele lactate nepasteurizate, carnea de vacă, mai ales cea
insuficient preparată termic, sucul de fructe nepasteurizat, salata verde și
legumele insuficient spălate. Prelucrarea alimentelor crude poate contamina
ustensilele de bucătărie, mai ales dacă nu sunt utilizate separat pentru
fiecare categorie de alimente și nu sunt curățate între utilizări. Contaminarea
se poate produce și prin contactul cu animalele purtătoare, dacă nu sunt
respectate regulile elementare de igienă personală, spălatul mâinilor cu apă și
săpun. În ultimii ani, în aproape toate zonele din lume au fost semnalate
numeroase episoade de infecții cu Escherichia coli, soldate cu un număr
mare de îmbolnăviri și chiar decese. Amintim de tragedia din Walkerton
(Ontario, Canada), unde aproximativ 5.000 de oameni din comunitate au prezentat
simptome specifice infecției digestive, agentul etiologic fiind Escherichia
coli.În anul 2011, în Germania a izbucnit unul dintre cele mai mari
focare de gastroenterită acută cu sindrom hemolitic uremic (SUH) cauzată de o
tulpină O104:H4 de Escherichia coli. Focarul a avut o evoluție
epidemiologică neobișnuită, originea sa fiind doar parțial rezolvată. Investigațiile
efectuate de autorități au demonstrat că îmbolnăvirile s-au produs pe fondul
consumului de apă contaminată de scurgerile agricole într-un puț cu apă și
ulterior contaminarea apei freatice.
Cel mai recent episod de infecție cu Escherichia coli
este în evoluție în România cu îmbolnăvirea a 12 copii (până la momentul
redactării acestui text) cu vârste cuprinse între 1 și 3 ani, provenind din
localități din județul Argeș. Infecția deosebit de severă a dus la decesul a
trei copii. Deși autoritățile, prin organele sanitare competente, au căutat
sursa epidemiei, aceasta rămâne neidentificată. Cele mai recente informații
sugerează că a fost vorba de o falsă „epidemie de boală diareică cu sindrom
uremic“, în realitate etiologia infecțioasă fiind variată, după cum confirmă și
Institutul Cantacuzino. În concluzie, ca urmare a lipsei sursei comune de contagiune,
nu poate fi vorba despre o epidemie sau focar, cazurile fiind izolate. Totuși,
ca urmare a presiunii mediatice, incidentul ar putea fi denumit o „epidemie de
presă“.
Microbiologie
Genul Escherichia face parte din familia Enterobacteriaceae
care cuprinde un număr de 44 de genuri, 25 dintre ele fiind întâlnite în
patologia umană. Marea majoritate a acestor genuri include germeni comensali
foarte răspândiți în natură (sol, apă etc.), habitatul lor natural fiind
tractul gastrointestinal al oamenilor și animalelor cu sânge cald, fecalele
acestora conținând peste 1010 enterobacterii/gram. Prezența
constantă a tulpinilor de Escherichia coli în intestinul uman și animal și,
implicit, în materiile fecale au făcut ca această bacterie să reprezinte indicatorul
de poluare fecală a mediului, în special a apei. În cadrul genului sunt
cunoscute șase specii: Escherichiacoli, Escherichiafergusonii,
Escherichiahermannii, Escherichiavulneris,Escherichiaalbertii și Escherichiablattae, aceasta din urmă fiind
izolată doar de la anumite specii de insecte. Cel mai important reprezentant al
genului este Escherichiacoli, bacterie descoperită de medicul
pediatru austriac Theodor Escherich. În 1886, după o asiduă activitate clinică și
de laborator, acesta a prezentat la Facultatea de Medicină din München și
ulterior a publicat la Stuttgart, o monografie despre relația dintre bacteriile
intestinale și fiziologia digestiei la copil. Lucrarea a fost intitulată „Die
Darmbakterien des Säuglings und ihre Beziehungen zur Physiologie der
Verdauung“. În anul 1919, Castellani și Chalmers au propus ca numele bacilului
izolat din colon (Bacterium coli commune) de renumitul medic pediatru
austriacTheodor Escherich să fie schimbat în Escherichia coli,
în onoarea acestuia, nume care a fost aprobat oficial în 1958. Bacteria se
prezintă sub forma unor bacili drepți sau ușor încurbați, cu capete rotunjite,
prezența flagelilor și implicit mobilitatea fiind constantă la majoritatea
speciilor. Au dimensiuni cuprinse între 2 și 5 µm (lungime)/0,5 și 1 µm (lățime),
iar din punct de vedere tinctorial, bacteria este Gram-negativă.
Escherichia coli cultură pe agar-sânge Sursă: Microbiologyinpictures.com
Crește pe medii de cultură simple (bulion simplu glucozat, agar
nutritiv și agar-sânge) dezvoltând colonii de tip S caracteristice, rotunde,
bombate, lucioase cu suprafața netedă și marginile regulate sau colonii R
uscate cu marginile neregulate.
Din punct de vedere biochimic, bacteria fermentează glucoza cu
producere de gaz, produce indol, produce β-galactozidază și fermentează
lactoza, caracter care permite diferențierea de alte enterobacteriaceae. Escherichia
coli are un metabolism aerob sau facultativ anaerob și se dezvoltă la
temperatura optimă de 370C și pH cuprins între 7,2-7,8, dar se
diferențiază de alte bacterii coliforme prin creștere la 440C.
Structura antigenică
Escherichia coli posedă trei tipuri de
antigene care pot fi puse în evidență prin reacții serologice antigen-anticorp:
antigenul O (somatic) reprezentat de un antigen de suprafață lipopolizaharidic,
termostabil, întâlnit la toate formele S ale familiei Enterobacteriaceae;
antigenul H (flagelar), un antigen de natură proteică (flagelină), termolabil,
prezent în flagelii bacteriilor și antigenul K (capsular) care poate fi de
natură polizaharidică sau proteică (fimbrial). Antigenele O și H se transmit
prin plasmide și pot fi găsite împreună cu antigenele K determinate
cromozomial.
Până în prezent au fost identificate peste 170 de variante de
antigen O, peste 50 de tipuri de antigen H, 90 de tipuri de antigen de tip K și
mai multe tipuri de antigene fimbriale (antigene F). Combinând toate aceste
variante antigenice rezultă peste 1.000 de tipuri antigenice de Escherichia
coli.
Caractere de patogenitate
Microflora colonului la omul sănătos (microbiota intestinală
normală) este dominată de tulpinile de Escherichia coli care conviețuiesc
cu gazda în relații de simbioză. Acestea pot produce infecții doar în condițiile
în care gazda este imunodeficientă sau când depășesc bariera intestinală și
ajung în zone care în mod normal sunt sterile. Au fost descrise de asemenea
tulpini de Escherichia coli patogen cu o virulență exacerbată, cu
posibilitatea de a se multiplica și declanșa procese infecțioase la indivizii
imunocompetenți.
Până acum, au fost descrise șase patotipuri de Escherichia
coli implicate în sindromul diareic (patotipuri intestinale) EPEC și un
patotip implicat în infecții extraintestinale (infecțiile tractului urinar,
meningite, septicemii), ExPEC. Ultimul este agentul etiologic cel mai des
întâlnit în infecțiile urinare, fiind incriminat în peste 80% din infecțiile
tractului urinar (ITU). Starea de sănătate a gazdei (diabetul zaharat,
imunodeficiențe, malformațiile colonului, uropatiile obstructive etc.) poate fi
un factor favorizant pentru apariția infecțiilor cu Escherichia coli.
Patotipurile intestinale sunt următoarele: Escherichia coli
enteropatogen (EPEC), Escherichia coli enterotoxigen (ETEC), Escherichia
coli enteroinvaziv (EIEC), Escherichia coli producător de verotoxine
(VTEC), Escherichia coli enteroagregativ (EAEC) și Escherichia coli
cu aderență difuză (DAEC). În cadrul patotipului VTEC se distinge, pentru a se
sublinia în principal asocierea cu manifestări clinice severe (colita
hemoragică), subgrupul de tulpini de Escherichia coli enterohemoragic
(EHEC), care are ca prototip serotipul O157:H7. Tulpinile patogene de Escherichia
coli produc factori de virulență, care se implică și afectează procesele
desfășurate la nivelul celulelor gazdei (sinteza de proteine, funcția
citoscheletului, diviziunea celulară, secreția de ioni, funcția mitocondriilor,
apoptoza). Adezinele sunt structuri de aderență aflate pe fimbrii/pili
(fimbriile P din tulpinile de Escherichia coli uropatogene, factorii de
colonizare CFA din tulpinile de ETEC) sau la suprafața membranei externe
(adezinele afimbriale Afa din tulpinile de DAEC) bacteriene. Reprezintă factori
de virulență importanți, care permit bacteriei să colonizeze zone din
organismul uman (intestin subțire, tract urinar, vagin), în care nu rezidă în
mod normal.
Toxinele reprezintă altă categorie de factori de virulență.
Endotoxinele fac parte din structura membranei externe (lipidul A din complexul
LPZ) și sunt prezente la toate bacteriile Gram-negative. Eliberate în urma
distrugerii peretelui bacterian, acestea își manifestă efectele toxice, fiind
implicate în apariția febrei și a șocului toxic din septicemii. Exotoxinele
sunt sintetizate în procesele metabolismului bacterian, fiind specifice
diverselor patotipuri de Escherichia coli. În prezent se cunosc
structura și funcțiile a numeroase toxine responsabile de patogenitatea
tulpinilor de Escherichia coli (ex. enterotoxina termolabilă și
termostabilă produse de tulpinile ETEC, verotoxinele 1 și 2 sintetizate de
tulpinile VTEC, enterotoxina termostabilă enteroagregativă 1 a tulpinilor EAEC
etc.). O altă componentă importantă pentru patogenitatea speciei o reprezintă
capsula. Rolul principal al capsulei este de a inhiba acțiunea complementului
seric și fagocitoza, conferind astfel rezistență bacteriei. Antigenul
polizaharidic capsular K1 este prezent în 80% din tulpinile de Escherichia
coli izolate din cazuri de meningită neonatală.
Enterotoxina Shiga
O mare parte din focarele de infecție cu Escherichia coli
au fost asociate cu prezența serotipului O15:H7 (VTEC). Perioada de incubație a
bolii variază între una și nouă zile cu o medie de trei-cinci zile.
Manifestările clinice sunt extrem de variate de la diaree nespecifică, enterită
dizenteriformă (cu invadarea colonului), enterită horeliformă (cu invadarea
mucoasei jejun-ileonului) la colita hemoragică și, consecutiv, sindrom uremic
hemolitic (SUH). Sindromul uremic hemolitic se caracterizează prin insuficiență
renală acută, trombocitopenie și anemie hemolitică angiopatică. Forma cea mai
întâlnită de SUH este asociată cu diareea și are incidența cea mai mare la
copii, această formă fiind cauza majoră de insuficiență renală acută la copii.
Factorul responsabil în manifestările SUH, apărut atât în urma infecției cu
VTEC, cât și a dizenteriei Shiga, este o enterotoxină de natură proteică
denumită VTI sau Shiga toxin. Inițial, rata mortalității în sindromul
uremic hemolitic ajungea până la 50%, însă evoluția medicinii și tehnicile
moderne de tratament au redus rata mortalității la 3–5%, cu precizarea că
aproximativ 30% din pacienții vindecați rămân cu sechele pe termen lung, de
tipul insuficienței renale cronice. Escherichia coli este incriminată în
peste 80% (patotipul ExPEC) dintre ITU (uretrocistite, cistite, nefrite,
pielonefrite etc.). Contaminarea poate fi descendentă (hematogenă) sau
ascendentă, această cale fiind cea mai frecventă. Infecția este favorizată de
existența leziunilor obstructive congenitale, stricturilor post-infecție
gonococică, staza urinară prin decubit sau sarcină. Odată invadată mucoasa
vezicii urinare, are loc progresia ascendentă spre rinichi și stabilizarea
infecției la acest nivel ca urmare a unei mobilizări mai lente a fagocitelor.
Diagnosticul de laborator
Diagnosticul infecției cu Escherichia coli se face prin
abordarea a două strategii: identificarea agentului etiologic și punerea în
evidență a toxinei VTI. Metoda uzuală, folosită de cea mai mare parte a
laboratoarelor de diagnostic, este izolarea selectivă a agentului etiologic (Escherichia
coli O157H7; O157H), pe medii de cultură MacConkey cu sorbitol, din
coprocultură. Principiul metodei constă în faptul că tulpinile de Escherichia
coli O157:H7 nu fermentează sorbitolul în 24 de ore și coloniile apar
necolorate pe mediul de cultură, caracter care le diferențiază față de
celelalte tulpini de Escherichia coli. În cazul în care tulpinile
izolate sunt suspectate că aparțin serotipului O157, dar fermentează sorbitolul
în 24 de ore, se folosesc pentru tipizare antiserurile specifice și testele de
aglutinare. Detecția toxinei VTI se poate face prin metoda citotoxicității,
cultivarea tulpinilor izolate din materiile fecale pe linii celulare Vero sau
HeLa.
Metodele genetice (PCR) se bazează pe identificarea secvențelor
specifice de polinucleotide care codifică sinteza de VTI. O metodă nouă și
foarte exactă este spectrometria de masă MALDI TOF, respectiv analiza
proteomică prin spectrometrie de masă a proteinelor specifice extrase din
ribozomi. Principiul metodei constă în măsurarea greutăților de masă a
polipeptidelor din proba de examinat, generarea unui spectru și compararea acestuia
cu spectrul din baza de date a spectrometrului de masă.
Alte tehnici de diagnostic de laborator utilizate sunt ELISA,
pentru detecția antigenului O 157 din fecale, și metodele serologice care însă
au o valoare limitată, pentru că Escherichia coli nu dezvoltă
întotdeauna anticorpi serici față de toxina VTI. De asemenea, antigenul LPS
utilizat poate dezvolta reacții încrucișate cu alți agenți biologici, printre
care Brucella abortus.
Tratamentul și profilaxia
Tratamentul infecției cu Escherichia coli O157:H7 este de
cele mai multe ori simptomatic și constă în tratamentul complicațiilor
survenite din cauza pierderilor masive de fluide, consecutiv stării diareice
acute. Ca urmare a deshidratării și permeabilizării vaselor de sânge au loc
modificări patologice ale funcției renale cu insuficiență renală și anemie
severă, care poate să se complice cu sindrom uremic hemolitic (SUH), așa cum se
pare că este situația în actuala epidemie din România.
Conduita terapeutică
trebuie să aibă în vedere evitarea abuzului de antibiotice, care poate favoriza
dezvoltarea tulpinilor de Escherichia coli, evitarea administrării de
medicamente antispastice cu efect în încetinirea tranzitului intestinal, menținând
astfel toxina mai mult în tubul digestiv, și amplificarea efectelor nocive ale
acesteia. Se recomandă evitarea administrării de produse pe bază de salicilați
si ibuprofen, care pot amplifica sângerările digestive. Tratamentul simptomatic
trebuie să includă reechilibrarea hidrodinamică și electrolitică, transfuzii de
sânge și, dacă este cazul, în formele severe de insuficiență renală, dializa.
Profilaxia bolii se realizează prin măsuri nespecifice și anume: spălarea
mâinilor cu apă și săpun înainte de masă și după; prelucrarea produselor și
subproduselor de origine animală; spălarea fructelor și legumelor înainte de
consum sau prelucrare industrială; evitarea consumului produselor de origine
animală în stare crudă (lactate) sau semicrudă (hamburger); evitarea consumului
de apă din surse neverificate bacteriologic; spălarea ustensilelor care au
venit în contact cu carne sau produsele din carne în stare crudă; evitarea
consumului de sucuri nepasteurizate, în special în cazul copiilor etc. În
cazurile grave, cu potențial letal, în special la copiii mici, poate fi necesar
și tratamentul pe secțiile de Terapie intensivă, cu perfuzii, resuscitare și
chiar dializa peritoneală.
În loc de concluzie
În actuala falsă epidemie de boală diareică cu sindrom
uremic,etiologia infecțioasă este, de
fapt, variată, după cum a confirmat și Institutul Cantacuzino. Nu există o
sursă comună de contagiune, deci nu este epidemie, nici măcar focar, ci sunt
cazuri izolate, pe care am putea să le numim o „epidemie de presă“.
Notă autor:
Bibliografie
1. Radosavljevic V et al. Escherichia coli O104: H4 outbreak in Germany-clarification of the origin of the epidemic. Eur J Public Health. 2015 Feb;25(1):125-9
2. Popa, M. I. (coord.). Microbiologie Medicală, vol. 1 - curs UMF „ Carol Davila”. București, 2010.
3. Buiuc D, Neguț M. Tratat de microbiologie clinică, ediția a 2-a. Editura Medicală. București, 2008.
4. Kemper MJ. Outbreak of hemolytic uremic syndrome caused by E. coli O104:H4 in Germany: a pediatric perspective. Pediatr Nephrol. 2012 Feb;27(2):161-4
5. Loos S et al. An outbreak of Shiga toxin-producing Escherichia coli O104:H4 hemolytic uremic syndrome in Germany: presentation and short term outcome in children. Clin Infect Dis. 2012 Sep;55(6):753-9
6. Palmer SR et al. Zoonoze. Editura Științelor Medicale. București, 2005
7. Chin RL et al. Emergency Management of Infectious Diseases. Cambridge University Press. Cambridge, 2008.
8. Christner M et al. Rapid MALDI-TOF mass spectrometry strain typing during a large outbreak of Shiga-Toxigenic Escherichia coli. PLoS One. 2014 Jul 8;9(7):e101924.
Dacă vrei să fii la curent cu tot ce se întâmplă în lumea medicală, abonează-te la „Viața Medicală”, publicația profesională, socială și culturală a profesioniștilor în Sănătate din România!
Cookie-urile ne ajută să vă îmbunătățim experiența pe site-ul nostru. Prin continuarea navigării pe site-ul www.viata-medicala.ro, veți accepta implicit folosirea de cookie-uri pe parcursul vizitei dumneavoastră.
