Autentificare
Dacă ești abonat medichub.ro, autentificarea se face cu adresa de E-mail și parola pe care le utilizezi pentru a intra în platformă.
Abonează-te la „Viața medicală” ca să ai acces la întreg conținutul săptămânalului adresat profesioniștilor din Sănătate!
#DinRecunostinta
Căutare:
Căutare:
Acasă  »  ACTUALITATE  »  Reportaje

Infecțiile cu Escherichia coli patogen și „epidemia de presă“

Viața Medicală
Dr. Marius NECȘULESCU vineri, 1 aprilie 2016
Viața Medicală
Prof. dr. Viorel ORDEANU vineri, 1 aprilie 2016
     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: Escherichia coli, Escherichia fergusonii, Escherichia hermannii, Escherichia vulneris, Escherichiaalbertii și Escherichia blattae, aceasta din urmă fiind izolată doar de la anumite specii de insecte. Cel mai important reprezentant al genului este Escherichia coli, 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 austriac Theodor 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“.

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.

Abonează-te la Viața Medicală

Dacă vrei să fii la curent cu tot ce se întâmplă în lumea medicală, abonează-te la „Viața Medicală”, săptămânalul profesional, social și cultural al medicilor și asistenților din România!
  • Tipărit + digital – 200 de lei
  • Digital – 129 lei
Titularii abonamentelor pe 12 luni sunt creditați astfel de:
  • Colegiul Medicilor Stomatologi din România – 5 ore de EMC
  • Colegiul Farmaciștilor din România – 10 ore de EFC
  • OBBCSSR – 7 ore de formare profesională continuă
  • OAMGMAMR – 5 ore de EMC
Află mai multe informații despre oferta de abonare.