Embed Size (px)
Citation preview
Spremljanje E. coli, ki povzročajo črevesne
okužbe s poudarkom na spremljanju
verotoksigenih E. coli
Trkov M.1, Grilc E. 1, Andlovic A.2, Berce I.3, Štorman A.4, Ravnik M.5, Drinovec B. 6, Orešič N.7, Paragi M.1
1 Inštitut za varovanje zdravja (IVZ), Ljubljana2 Inštitut za mikrobiologijo in imunologijo, Ljubljana
3 Zavod za zdravstveno varstvo Nova Gorica4 Zavod za zdravstveno varstvo Celje5 Zavod za zdravstveno varstvo Kranj6 Zavod za zdravstveno varstvo Koper
7Zavod za zdravstveno varstvo Maribor
Doprinos mobilnih genetskih elementov k evoluciji
patogenih E. coli
Kaper et al., 2004
Escherichia coli (E. coli) -
del normalne črevesne flore
večine živali in tudi ljudi.
E. coli zelo pogosto izmenjuje
različne gene s horizontalnim
prenosom z drugimi sorodnimi
bakterijami, kot so drugi sevi E.
coli, Salmonella, Shigella.
E. coli je pridobila virulentne
gene in druge gene povezane z
virulenco ob več različnih
dogodkih tekom evolucije.
Kaper et al, Nat Rev Microbiol, 2004
Patogene E. coli
1. ZUNAJČREVESNE OKUŢBE
E. coli, ki povzročajo okužbe sečil (UPEC)
Z meningitisom / sepso povezane E. coli (MNEC)
2. DIAREAGENE E. coli (DEC) – bolezni pri ljudeh in ţivalih
Enteropatogene E. coli (EPEC, A/EEC)
Enterotoksigene E. coli (ETEC)
Enteroinvazivne E. coli (EIEC)
E. coli, ki izdelujejo toksine Šiga ali verocitotoksigene E. coli
(STEC/VTEC)
Enterohemoragične E. coli (EHEC) – podskupina
Enteroagregativne E. coli (EAEC, EAggEC)
Difuzno adherentne E. coli (DAEC)
http://www.wadsworth.org
/databank/ecoli.htm
Enteropatogene E. coli (EPEC, A/EEC)
Definicija:
Ne izdelujejo toksinov Šiga.
Povzročajo histopatološke spremembe črevesnega epitela (“attaching and effacing
(E/A) lesion”). Proces omogoča zelo trdno pritrjevanje bakterij na črevesno sluznico.
Kaper et al. Nat Rev
Microbiol, 2004
Klinični znaki:
vodena, včasih krvava driska, vročina, bruhanje,
dehidracija, driska lahko postane kronična.
“bundle – forming” pili;Kaper et al. Nat Rev
Microbiol, 2004
Dejavniki virulence (na LEE in plazmidu EAF)
Pritrjevanje
intimin (eae, na LEE) – adhezin, ki se veže z
receptorjem Tir
proteini EspA in Tir (na LEE)
“bundle-forming” pili (BFP) (bfp geni na plazmidu
EAF- “adherence factor plasmid”) - BFP omogočajo
pritrjevanje in interakcije med bakterijami
Nekateri sevi izdelujejo različne enterotoksine
(toplotno stabilen enteroagregativni enterotoksin
EAST1, EspC)
Klasične in na novo prepoznane O skupine EPEC : O26, O39, O55, O86, O88,
O103, O111, O114, O119, O125, O126, O127, O128, O142, O145, O157, O158
• Poglavitni naravni vir so prežvekovalci, zlasti govedo, prašiči, ovce, koze,
domače živali (psi, mačke) in divje živali (jelenjad, srnjad, ptice).
E. coli, ki izdelujejo toksine Šiga ali verocitotoksigene E.
coli (STEC/VTEC, EHEC)
• Okužba zaradi fekalne kontaminacije hrane in vode (meso, zlasti govedina,
različni mesni izdelki, surovo mleko, sadje, zelenjava), navzkrižne
kontaminacije pri pripravi hrane, neposrednega ali posrednega stika z
živalmi, stika med ljudmi.
• Najpogostejše serološke skupine O (humani vzorci):
O157, O26, O91, O103, O111, O113, O117, O121, O128, O145
Klinični znaki:
Blaga, vodena, krvava driska (hemoragični kolitis),običajno brez vročine.
Včasih pride pri okužbi z VTEC do zapletov HUS (hemolitični uremični sindrom) in TTP (trombotična trombocitopenična purpura).
Definicija EU / ECDC: klinična in laboratorijska merila za okužbo z VTEC in HUS
Mreţa za spremljanje HUS, VTEC (poglobljeno laboratorijsko – epidemiološko spremljanje – odkriti čim več primerov HUS zaradi okužbe z VTEC in pojasniti nekatere dejavnike tveganja):
V skladu s standardno definicijo HUS zdravniki nefroloških / infekcijskih oddelkov poročajo Zavodom za zdravstveno varstvo (ZZV),
vzorec iztrebka bolnika s HUS se pošlje na ZZV;
ZZV pošlje vzorce, sumljive na VTEC na potrditveno diagnostiko v laboratorij IVZ.
Dejavniki virulence:
Izdelujejo toksine Šiga ali verocitotoksine (VT1 / VT2), zapisi na genih vtx1(stx1) in vtx2 (stx2)
Otok patogenosti LEE (eae, EHEC)
Enterohemolizin (ehxA, na velikem plazmidu pO157)
Enterotoksin EAST1 (astA)
Enterotoksigene E. coli (ETEC)
Izdelujejo toplotno stabilen (ST) in / ali toplotno
labilen (LT) enterotoksin (vsaj enega).
Okužba zaradi kontaminacije hrane in vode.
Potovalna driska. Drisko povzročajo tudi pri živalih, zlasti teličkih, ovčkah, prašičih.
Klinični znaki:
Vodena driska (blaga do obilna),bolečine v trebuhu, včasih z bruhanjem in glavobolom, običajno brez vročine.
Dejavniki virulence:
Fimbrije (pili), s katerimi se pritrjujejo na sluznico tankega črevesja (kolonizacijski faktorji – CF, na plazmidih)
Enterotoksini (LT (geni na plazmidih, podobni V. colerae) / ST (geni na plazmidih in transpozonih))
Nekateri sevi izdelujejo enterotoksin EAST1.
Kaper et al. Nat Rev
Microbiol, 2004
Enteroagregativne E. coli (EAggEC, EAEC)
Povzročajo akutno in dolgotrajno drisko pri otrocih in odraslih, potovalna
driska, tudi izbruhi.
Serotipizacija za detekcijo ni primerna, ker so vključeni zelo različni
serotipi / serološke skupine (O44, O86, O111).
Dejavniki virulence: do sedaj ni opisan DV na kromosomu, skupen vsem
EAEC (geni, povezani z virulenco, so večinoma na plazmidih; AAp)
- fimbrije (AAF – “aggregative adherence fimbriae”),
- enterotoksini: ShET1 (Shigella enterotoksin 1) in EAST1 (astA), Pet
Bielaszewska et al,
Lancet Infect Dis 2011
Ne izdelujejo enterotoksinov ST ali LT, na celice HEp-2 se
vežejo v značilnem vzorcu (“stacked-brick”). Težave z izvedbo
in interpretacijo.
Kaper et al. Nat Rev
Microbiol, 2004
Enteroinvazivne E. coli (EIEC)
Zelo podobne rodu Shigella.
Kot Shigella invazija in razmnoževanje v epitelnih
celicah.
Z virulenco povezani številni geni na kromosomu in
plazmidih.
Omejeno število serotipov EIEC.
Difuzno adherentne E. coli (DAEC)
Značilna šibka adherenca na celice HEp-2.
Dejavniki virulence: različni adhezini kot npr. fimbrije
(F1845 - adhezin družine Dr in sorodni adhezini)Diffuse adherence of DAEC on
HEp-2 cells,
(http://www.brad.ac.uk/acad/bi
omed/EAEC/introduction.php)
Splošne značilnosti seva E. coli O104:H4
(E. coli EAEC – VTEC)
Začetek maja izbruh KD in HUS v Nemčiji, okuženih okrog 3000 ljudi, nad 800 HUS, umrlo 53 ljudi.
fermentacija sorbitola: +
toksin VT 1: -
toksin VT 2: +
podtip vtx2a
intimin: -
enterohemolizin: -
aatA: +
aggR: +
aap: +
odporen na širok spekter antibiotikov
ESBL (CTX-M-15 in TEM-1): +
Odkrivanje DEC – rezultati študije
Material:- mešane bakterijske kulture, izolati E. coli: IMI in ZZV-ji poslali na IVZ
Metode:Odkrivanje VTEC, A/EEC / EPEC, ETEC, EIEC
- ipaH (EIEC)
- eltA (ETEC)
- estA (ETEC)
- eae (EPEC*, A/EEC*, VTEC)
- vtx1 (VTEC)
- vtx2 (VTEC)
* Razlikovanje med EPEC in A/EEC na podlagi serotipov.
Odkrivanje EAEC s PCR
16S rRNK
ipaH
eltA
estA
vtx2
eae
vtx1
Metode:
Tipizacija genov vtx:
- vtx1: vtx1a, vtx1c, vtx1d
- vtx2: vtx2a, vtx2b vtx2c, vtx2d, vtx2e, vtx2f, vtx2g
Serotipizacija:
- antiserumi (nad 70)
- za O104 tudi s PCR
Odkrivanje enterohemolizina:
- fenotipsko z gojiščem, ki vsebuje sprane
ovčje eritrocite
- ehxA gen (PCR)
Prijave E. coli v Sloveniji od 2001 do 2010
Leto 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Prijave 198 152 169 153 117 121 117 113 157 139
Rezultati: leto 2010 N = 528
VTEC
17%
EPEC, A/EEC
57%
ETEC
6%
EAEC
20%
EIEC
0%
VTEC EPEC, A/EEC ETEC EAEC EIEC
VTECEPEC, A/EEC
ETEC
EAEC
Negative
VTEC EPEC, A/EEC ETEC EAEC Negative
Sl. 1: Delež odkritih DEC glede na
pozitivne vzorce
Sl .2: Delež odkritih DEC glede na
vse vzorce
Genotip O sero. sk.
(št. izolatov) Regija
vtx1 vtx2 eae
O128 (1) 1 CE + + +
O157 (2) 1 NG
1MB -
+
+
+
+
+
O26 (6)
2 IMI, 2 NG
1 KR
1 IMI
+
+
-
-
-
+
+
+
+
O111 (2) 2 CE + - +
O103 (1) 1 KR + - +
O55 (1) 1 KR + - -
ND (7)
1 IMI (HUS)
1 IMI
1 IMI
1 IMI
1 IVZ
1 IVZ
1 IVZ
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Humani VTEC izolati v 2010
ND: ni določeno
Noben ND sev ni pripadal serološki sk. O104.
Tab. 4: O-serološke skupine, genotipi VTEC
Genotip O sero. sk.
(št. izolatov) Regija
vtx1 vtx2 eae
O103 (1) 1 KR + - +
O91 (1) 1 KR + - -
O26 (4) 3 IMI, 1 KR + - +
O157 (4) 1 MB, 1 IVZ, 1 IMI,
1 KR -
+
+
+
+
+
O153 (1) 1 IMI - + -
O177 (2) 1 IMI - + +
O146 (2) 1 CE
1 IVZ -
+
+
+
-
-
ND (2) 1 CE
1 IMI -
-
+
+
-
-
Humani VTEC izolati v 2011
ND:ni določeno
Noben ND sev ni pripadal serološki sk. O104.
Tab. 5: O-serološke skupine, genotipi VTEC
Leto O sero. sk. Genotip
1998 O26 ehxA, eae, vtx2
2001 O17 vtx1, vtx2
2001 O157 ehxA, vtx2
2002 O157 ehxA, eae, vtx2
2005 O145 ehxA, eae, vtx2
2005 O26 ehxA, eae, vtx2
2007 O157 ehxA, eae, vtx2
2009 O126 vtx2
2010 ND vtx2
2011 O153 vtx2
2011 O177 ehxA, eae, vtx2
2011 ND ehxA, vtx2
2011 O177 ehxA, eae, vtx2
Tab. 6: Serološke sk. O in genotipi VTEC – bolniki s HUS in / ali TTP
O serološke skupine slovenskih VTEC humanih izolatov: O157, O26, O103,
O145, O111, O113, O17, O55, O91, O126, O128, O146, O148, O153,
O177, O84, O6
Podtipi genov vtx2:
2a, 2c, 2d.
Zaključki
Slovenski izolati VTEC pripadajo različnim serotipom in genotipom.
VTEC O104:H4 ni bila ugotovljena.
Čeprav so VTEC najbolj opisana skupina DEC in povzročajo obolenja z najresnejšo klinično sliko, so druge skupine patogenih E. coli pogostejše povzročiteljice drisk.
Odkrivanje in identifikacija DEC ni enostavna in vključuje zelo veliko različnih metod.
Vendar kaže kombinacija dejavnikov virulence, značilnih za EAEC in VTEC v enem sevu (E. coli O104:H4) na pomembnost sposobnosti odkrivanja vseh skupin DEC z ustreznimi molekularnimi metodami.
Zato je nadaljnje spremljanje DEC zelo pomembno in nujno.
ZAHVALA
Sodelavcem v laboratoriju IVZ:
Toni Oražem
Vesna Malus
Maja Klopčič
Marjetka Repar
Jelka Gregorič
Andreja Šmerc
Hvala za vašo pozornost.
