Diarréframkallande Escherichia coli

Hoppa till: navigering, sök

Huvudartikel


Till innehÄllsförteckningen för Referensmetodik: Tarminfektioner, 2:a upplagan 2002



Diarréframkallande Escherichia coli

SmittÀmnen

Escherichia coli Àr en gramnegativ stav som tillhör familjen Enterobacteriaceae. E. coli betraktas som en icke sjukdomsframkallande mikroorganism vanlig i mag-tarmkanalen hos bÄde mÀnniskor och djur. Den anvÀnds som indikatorbakterie vid rutinundersökningar av vatten och livsmedel för att pÄvisa fÀrsk fekal förorening. Först Är 1945 kunde man visa att E. coli ocksÄ var tarmpatogen dÄ en stam av speciell serotyp kunde knytas till ett utbrott av diarré hos smÄbarn. Vid mitten av 50-talet hade ett 15-tal olika serotyper av E. coli kunnat associeras epidemiologiskt med utbrott av spÀdbarnsdiarré och benÀmndes enteropatogena E. coli (EPEC). Under de gÄngna 50 Ären har kunskapen om E. coli som patogen ökat Ätskilligt, och man har identifierat ytterligare kategorier av diarréframkallande E. coli varav en del tidigare betraktats som EPEC, ett begrepp som numera fÄtt en striktare definition. De mest kÀnda kategorierna Àr sammanstÀllda i tabell 16 och av dessa redovisas EHEC i separat kapitel.


Fecestabell16.jpg


Idag Àr det allt mer uppenbart, att E. coli Àr en viktig orsak till diarrésjukdomar i bÄde u- och i-lÀnder. I Sverige finner vi diarréframkallande E. coli framförallt hos ÄtervÀndande turister, men Àven i importerade livsmedel. En svensk studie visade att ETEC Àr den vanligaste typen bland tarmpatogena E. coli, Àven vanligare Àn Salmonella och Shigella . Diarréframkallande E. coli Äterfinns bland ett stort antal serotyper (O:H). Olika kategorier av tarmpatogena E. coli kan vara av samma serotyp. Dessa serotyper kan dessutom Äterfinnas hos apatogena stammar. Serotypning - den förr sÄ vanliga metoden för identifikation- Àr dÀrför ej lÀmplig och har ersatts med pÄvisande av virulensfaktorer eller andra egenskaper specifika för respektive kategori. KÀnda virulensegenskaper Àr toxinproduktion eller invasivitet. För de kategorier av E. coli dÀr kunskapen om virulensfaktorer saknas eller betydelsen av pÄvisade möjliga virulensfaktorer Ànnu ej Àr fullstÀndigt utredd utgÄr definitionen frÄn adhesionsmönstret pÄ epitelceller. SÄdana mönster Àr (i) localized adherance (LA) dÀr bakterier bildar mikrokolonier som binder till en eller ett par begrÀnsade omrÄden pÄ cellerna (HeLa eller HEp-2); (ii) diffuse adherance (DA) dÀr bakterier binder till cellerna över hela ytan; (iii) aggregative adherance (AA) dÀr bakterierna bildar karakteristiska aggregat (liknar staplade tegelstenar) pÄ HEp-2 celler men ocksÄ pÄ andra ytor t.ex. glas och plast.


EIEC

EIEC-isolat bÀr liksom Shigella pÄ en 140 MDa plasmid samt har ett kluster av gener som kodar för proteiner involverade i invasion av tarmepitelceller. GrÀnsen mellan EIEC och Shigella Àr flytande (se vidare under kapitel Shigella).


EPEC

En 50-70 MDa plasmid kallad enteroadherence factor (EAF) Àr nödvÀndig för att EPEC skall utrycka LA-fenotypen. Man har visat att EAF innehÄller ett operon som kodar för en speciell typ av pili, bundle forming pili (Bfp), som förenas i stora buntar. Detta pili svarar för bindning mellan bakterier varvid mikrokolonier bildas, vilket Àr karaktÀristiskt för LA-fenotypen. PÄ en kromosomal patogenicitetsö, LEE, finns ett 30-tal gener samlade. Dessa kodar bl.a. för ett adhesin (intimin), ett sekretoriskt system (typ III) samt ett flertal andra proteiner, t.ex. Tir. EAF innehÄller ocksÄ gener som reglerar uttryck bÄde av gener för Bfp och gener pÄ LEE.


ETEC

ETEC producerar tvÄ olika typer av plasmidkodade enterotoxiner, heat labile toxin (LT) och heat-stable toxin (ST). ST klassificeras i sin tur i tvÄ huvudgrupper STa och STb. STa frÄn olika isolat uppvisar en relativt stor heterogenitet pÄ DNA nivÄ. En stam kan producera antingen LT, ST eller bÄda. Ett flertal kolonisationsfaktorer har beskrivits hos ETEC t.ex. CFA/I, CFA/III och CSA3, som Àr prototyper för tre olika typer av pili.


EAggEC

EAggEC uppvisar ett typiskt AA-mönster pÄ vÀvnadsceller. TvÄ olika pilin, AAF/I och AAF/II dÀr mÄnga enskilda pili tillsammans bildar stora buntar, anses var för sig ge upphov till AA-mönstret. BÄda kodas frÄn plasmider runt 60 MDa som finns hos en stor del av AA-positiva isolat. Ett enterotoxin, EAST 1, som liknar ST hos ETEC identifierades först hos EAggEC, men mÄnga isolat saknar toxinet. EAST 1 förekommer minst lika ofta hos EHEC och dessutom ofta hos andra E. coli.

Patogenes och patofysiologi

EIEC

Enteroinvasiva E. coli invaderar företrÀdelsevis celler i tjocktarmen. EIEC liksom Shigella invaderar mikrovilli, förökar sig i cytoplasman och migrerar till nÀrliggande epitelceller. Detta kan resultera i en lokal inflammation, ulceration och diarré.


EPEC

Localized adherence har en signifikant koppling till diarrésjukdom och Àr en karakteristisk egenskap hos de klassiska EPEC-serotyperna. Bakterien uttrycker Bfp rikligt initialt under infektionsfasen och Àr troligen ocksÄ viktig för bindning till vÀvnadsceller. Efter den initiala adhesionen mellan EPEC och epitelceller uppstÄr lokalt förÀndringar av epitelcellerna, s.k. attaching and effacing lesions (A/E). Dessa orsakas av faktorer hos bakterien som kodas av LEE och utgörs av ett sekretoriskt system (typ III) förlÀngt till en organell som translokerar ett flertal proteiner till epitelcellen. Ett av dessa, Tir, fungerar som receptor i epitelcellens cellmembran till vilken intimin i bakteriens yttermembran kan binda. I denna mycket tÀta bindning (attaching) ingÄr en lokal omformation av epitelcellens yta till en aktinrik piedestal pÄ vilken bakterien vilar. Vid piedestalen bryts microvilli ner (effacing). LÄngtgÄende studier av processen för bildandet av A/E-fenotypen och dÀrmed inducerade effekter pÄ epitelcellerna har stÀrkt misstanken att A/E utgör en verklig virulensfaktor hos EPEC. Efter införandet av metoder för diagnostisk riktade mot A/E identifieras ofta A/E-positiva E. coli som saknar LA-fenotypen och likvÀl Àr associerade med diarrésjukdom. De definieras som atypisk EPEC. I Sverige Àr dessa betydligt vanligare Àn typisk EPEC.


ETEC

ETEC binder till mikrovilli i tunntarmen. Av de beskrivna enterotoxinerna Àr LT biokemiskt, immunologiskt och funktionsmÀssigt mycket likt koleratoxinet och Àr liksom detta ett 1A+5B toxin. A-enheten har biologisk aktivitet, medan B binder toxinet till receptorn, GM1-gangliosid pÄ ytan av mÄlcellerna, enterocyter. Translokation av A-enheten resulterar i ökning av intracellulÀrt cAMP, vilket resulterar i sekretion av kloridjoner och absorption av natriumjoner vilket i sin tur leder till nettoförlust av vÀtska hos tarmcellerna. STa Àr en liten icke antigen peptid pÄ ca 2 kDa. Receptor för detta toxin Àr guanylatcyklas. Vid bindning stimuleras enzymet vilket resulterar i ökade intracellulÀra cGMP-nivÄer. De jonflöden som induceras i tarmen pÄminner om effekten av LT men mekanismen Àr annorlunda.


EAggEC

Graden av patogenicitet hos dessa bakterier Àr oklar. Virulensmekanismen Àr ocksÄ i stort sett okÀnd. Betydelsen av EAST 1 för patogenes Àr osÀker dÄ det saknas hos en del EAggEC, och har dessutom identifierats hos ett flertal andra kategorier av E. coli inklusive icke diarréassocierade. EAggEC Äterfinns i slemmet utanpÄ enterocyterna och stimulerar slemproduktion och förefaller ingÄ i en tÀt, tjock slemmig biofilm som kan vara orsaken till den undernÀring som Àr associerad med EAggEC


Symtom och klinisk bild

ETEC förorsakar akut vattnig diarrĂ© av övergĂ„ende natur, som kan vara mycket lik den hos kolera, men varar inte lika lĂ€nge. Inte heller Ă€r vĂ€tskeförlusten och uttorkningen lika allvarlig. Patienterna förblir afebrila och har ingen blodinblandning i feces. Patienter med EIEC utvecklar först vattnig diarrĂ© liknande den förorsakad av ETEC. Endast en mindre del av patienterna utvecklar ett klassiskt shigellaliknande syndrom med magkramp och slemmig diarrĂ©, ofta blodinblandad. EPEC-infektion resulterar i akut, övergĂ„ende, vattnig diarrĂ© med lĂ„ggradig feber. Den kan vara persisterande speciellt hos smĂ„barn. EPEC kan vara letal för undernĂ€rda barn. EAggEC kan förorsaka vattnig, slemmig diarrĂ© med lĂ„ggradig feber, ofta persisterande (medel 17 dagar) – speciellt hos undernĂ€rda barn.

Laboratoriediagnostik

Följ lÀnken för detaljerad information

Svarsrutiner

Positivt PCR-resultat kan preliminÀrt svaras ut som fynd av misstÀnkt ETEC, EIEC eller EPEC. DÄ bör anges vilken mÄlgen som pÄvisats i primÀrkultur och att isolerings- och typningsförsök pÄgÄr. Om försök att isolera PCR-positiv stam misslyckas anges detta i slutligt svar.


Laboratorierapportering

EIEC, EPEC och ETEC Àr ej anmÀlningspliktiga enl. Smittskyddslagen.

Behandlande lÀkare bör i en akut epidemisk situation alltid kontakta smittskyddslÀkaren.

Referensfunktioner

REFERENSER

  • Blomen I., Löfdahl S., Stenström T.A. and Norberg R. Identification of enterotoxigenic Escherichia coli isolates: a comparison of PCR, DNA hybridization, ELISA's and bioassays. J Microbiol Meth 1993;17:181-191.
  • Elliott SJ, Wainwright LA, McDaniel TK, Jarvis KG, Deng YK, Lai LC, McNamara BP, Donnenberg MS, Kaper JB. The complete sequence of the locus of enterocyte effacement (LEE) from enteropathogenic Escherichia coli E2348/69. Mol Microbiol 1998;28:1-4.
  • Nataro J.P. and Kaper J.B. Diarrheagenic Escherichia coli. Clin Microbiol Rev 1998;11:142-201.
  • Svenungsson B et al. Enteropathogens in Adult Patients with Diarrhea and Healthy Control Subjects: A 1-Year Prospective Study in a Swedish Clinic for Infectious Diseases. Clin Infect Dis 2000;30:770–78