stringtranslate.com

Escherichia coli O157:H7

Escherichia coli O157:H7 — это серотип бактериального вида Escherichia coli и один из типов E. coli , продуцирующих токсины типа Шига . Это причина заболевания , как правило , пищевого происхождения , при употреблении зараженной и сырой пищи, включая сырое молоко и недоваренный говяжий фарш . [1] [2] Заражение этим типом патогенных бактерий может привести к геморрагической диарее и почечной недостаточности; сообщалось, что они вызывают смерть детей младше пяти лет, пожилых пациентов и пациентов, иммунная система которых иным образом ослаблена.

Передача инфекции происходит фекально-оральным путем , и большинство случаев заболевания произошло через распространение зараженных сырых листовых зеленых овощей, недоваренного мяса и сырого молока. [3]

Признаки и симптомы

Инфекция E. coli O157:H7 часто вызывает тяжелую, острую геморрагическую диарею (хотя негеморрагическая диарея также возможна) и спазмы в животе . Обычно наблюдается небольшая или нулевая лихорадка , и болезнь проходит через 5-10 дней. [4] Иногда она также может протекать бессимптомно . [5]

У некоторых людей, особенно детей младше пяти лет, лиц с ослабленной иммунной системой и пожилых людей, инфекция может вызвать гемолитико-уремический синдром (ГУС), при котором разрушаются эритроциты и почки отказывают. Примерно 2–7% инфекций приводят к этому осложнению. В Соединенных Штатах ГУС является основной причиной острой почечной недостаточности у детей, и большинство случаев ГУС вызываются E. coli O157:H7. [ необходима цитата ]

Бактериология

Кишечная палочка O157:H7

Как и другие штаммы E. coli , O157:H7 является грамотрицательным и оксидазоотрицательным . В отличие от многих других штаммов, он не ферментирует сорбитол , что дает основу для клинической лабораторной дифференциации штамма. Штаммы E. coli , которые экспрессируют шига- и шига-подобные токсины, приобрели эту способность через инфицирование профагом, содержащим структурный ген, кодирующий токсин, а непродуцирующие штаммы могут стать инфицированными и продуцировать шига-подобные токсины после инкубации со штаммами, положительными по шига-токсину. Ответственный за это профаг , по-видимому, заразил предков штамма сравнительно недавно, поскольку было замечено, что вирусные частицы реплицируются в хозяине, если он подвергается какому-либо стрессу (например, антибиотикам). [6] [7]

Все клинические изоляты E. coli O157:H7 обладают плазмидой pO157. [8] Периплазматическая каталаза кодируется в pO157 и может усиливать вирулентность бактерии, обеспечивая дополнительную окислительную защиту при заражении хозяина. [9] Негеморрагические штаммы E. coli O157:H7 преобразуются в геморрагические штаммы путем лизогенной конверсии после заражения бактериофагом негеморрагических клеток. [ необходима цитата ]

Естественная среда обитания

Хотя это относительно редко, серотип E. coli O157:H7 может быть естественным образом обнаружен в кишечном содержимом некоторых видов крупного рогатого скота, коз и даже овец. [ требуется ссылка ] В пищеварительном тракте крупного рогатого скота отсутствует рецептор токсина Шига глоботриаозилцерамид , и, таким образом, они могут быть бессимптомными носителями бактерии. [10] Распространенность E. coli O157:H7 в стадах крупного рогатого скота на откормочных площадках Северной Америки колеблется от 0 до 60%. [11] Некоторые виды крупного рогатого скота также могут быть так называемыми «супервыделяющими» бактерию. Супервыделяющими можно определить как крупный рогатый скот, демонстрирующий колонизацию ректоанального соединения и выделяющий >10 3 - 4 КОЕ г -1 фекалий. Было обнаружено, что супервыделяющие бактерии составляют небольшую долю крупного рогатого скота на откормочной площадке (<10%), но на их долю может приходиться >90% всех выделяемых E. coli O157:H7. [12]

Передача инфекции

Инфицирование E. coli O157:H7 может произойти при употреблении зараженной пищи или воды или оральном контакте с зараженными поверхностями. Примерами этого могут быть недоваренный говяжий фарш, а также листовые овощи и сырое молоко. Поля часто загрязняются бактерией через процессы орошения или загрязненную воду, естественным образом попадающую в почву. [13] Она очень вирулентна , с низкой инфекционной дозой : инокуляции менее 10-100 колониеобразующих единиц (КОЕ) E. coli O157:H7 достаточно, чтобы вызвать инфекцию, по сравнению с более чем миллионом КОЕ для других патогенных штаммов E. coli . [14]

Диагноз

Бактерию можно обнаружить с помощью посева кала . Образец культивируется на агаре сорбит-Макконки (SMAC) или на варианте агара цефиксима калия теллурита сорбит-Макконки (CT-SMAC [15] ). На агаре SMAC колонии O157:H7 выглядят прозрачными из-за их неспособности ферментировать сорбит, в то время как колонии обычных серотипов E. coli , ферментирующих сорбит , выглядят красными. Колонии, не ферментирующие сорбит, тестируются на соматический антиген O157, прежде чем их подтвердят как E. coli O157:H7. Как и все культуры, диагностика этим методом занимает много времени; более быстрая диагностика возможна с использованием быстрого метода экстракции ДНК E. coli [16] и методов полимеразной цепной реакции . Также разрабатываются новые технологии с использованием флуоресцентного и антителового обнаружения. [ необходима цитата ]

Профилактика

Избегание потребления или контакта с непастеризованными молочными продуктами, недоваренной говядиной, неочищенными овощами и недезинфицированной водой снижает риск заражения кишечной палочкой . Правильное мытье рук водой, обработанной достаточным количеством хлора или других эффективных дезинфицирующих средств после посещения туалета или смены подгузника, особенно среди детей или тех, у кого диарея, снижает риск передачи. [17] [18]

Инфекция E. coli O157:H7 является общенациональной регистрируемой болезнью в США, Великобритании и Германии. Она также регистрируется в большинстве штатов Австралии, включая Квинсленд. [19]

Уход

Хотя для предотвращения смерти от обезвоживания может потребоваться восполнение жидкости и поддержание артериального давления, большинство пациентов выздоравливают без лечения в течение 5–10 дней. Нет никаких доказательств того, что антибиотики улучшают течение болезни, а лечение антибиотиками может спровоцировать гемолитико-уремический синдром (ГУС). [20] Считается, что антибиотики вызывают индукцию профагов, а профаги, высвобождаемые умирающими бактериями, заражают другие восприимчивые бактерии, превращая их в формы, продуцирующие токсины. Также следует избегать противодиарейных средств, таких как лоперамид (имодиум), поскольку они могут продлить продолжительность инфекции. [ необходима цитата ]

Также были предложены некоторые новые стратегии лечения, такие как использование антииндукционных стратегий для предотвращения выработки токсинов [21] и использование антител против шига-токсина [22] .

История

Общий предок Escherichia coli O157:H7, как было установлено молекулярными биологами, возник в Нидерландах около 1890 года. Считается, что международное распространение произошло через перемещение животных, таких как голштино-фризский скот . [23] Считается, что E.coli O157:H7 переместилась из Европы в Австралию около 1937 года, в Соединенные Штаты в 1941 году, в Канаду в 1960 году и из Австралии в Новую Зеландию в 1966 году. [23]

Первое зарегистрированное наблюдение заражения человека E. coli O157:H7 произошло в 1975 году в связи со спорадическим случаем геморрагического колита , но тогда он не был идентифицирован как патогенный. [24] Впервые он был признан патогенным для человека после вспышки геморрагического колита в 1982 году в Орегоне и Мичигане , когда по меньшей мере 47 человек заболели, съев говяжьи котлеты для гамбургеров из сети ресторанов быстрого питания, которые, как было обнаружено, были заражены им. [25] [26] [24]

Министерство сельского хозяйства США запретило продажу говяжьего фарша, зараженного штаммом O157:H7, в 1994 году. [27]

Культура и общество

Возбудитель приводит к приблизительно 2100 госпитализациям ежегодно в Соединенных Штатах. Болезнь часто неправильно диагностируется; поэтому могут быть выполнены дорогостоящие и инвазивные диагностические процедуры. Пациентам, у которых развивается ГУС, часто требуется длительная госпитализация, диализ и долгосрочное наблюдение. [28]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Gally DL, Stevens MP (январь 2017 г.). «Профиль микроба: Escherichia coli O157:H7 — печально известный родственник рабочей лошадки микробиолога» (PDF) . Микробиология . 163 (1): 1–3. doi : 10.1099/mic.0.000387 . PMID  28218576.
  2. ^ Карч Х, Тарр ПИ, Белашевска М (октябрь 2005 г.). «Энтерогеморрагическая Escherichia coli в медицине человека». Международный журнал медицинской микробиологии . 295 (6–7): 405–18. doi :10.1016/j.ijmm.2005.06.009. PMID  16238016.
  3. ^ «Отчеты об отдельных расследованиях вспышек кишечной палочки». CDC.gov . 2019-11-22.
  4. ^ Ciccarelli S, Stolfi I, Caramia G (октябрь 2013 г.). «Стратегии лечения неонатального и детского гастроэнтерита». Инфекция и лекарственная устойчивость . 6 : 133–61. doi : 10.2147/IDR.S12718 . PMC 3815002 . PMID  24194646. 
  5. ^ Roos V, Ulett GC, Schembri MA, Klemm P (январь 2006 г.). «Асимптоматическая бактериурия Escherichia coli штамм 83972 превосходит уропатогенные штаммы E. coli в моче человека». Инфекция и иммунитет . 74 (1): 615–24. doi :10.1128/IAI.74.1.615-624.2006. PMC 1346649. PMID  16369018 . 
  6. ^ O'Brien AD, Newland JW, Miller SF, Holmes RK, Smith HW, Formal SB (ноябрь 1984 г.). «Шигаподобные токсин-конвертирующие фаги из штаммов Escherichia coli, вызывающие геморрагический колит или детскую диарею». Science . 226 (4675): 694–96. Bibcode :1984Sci...226..694O. doi :10.1126/science.6387911. PMID  6387911.
  7. ^ Strockbine NA, Marques LR, Newland JW, Smith HW, Holmes RK, O'Brien AD (июль 1986 г.). «Два токсин-конвертирующих фага из штамма Escherichia coli O157:H7 933 кодируют антигенно различные токсины со схожей биологической активностью». Инфекция и иммунитет . 53 (1): 135–40. doi :10.1128/IAI.53.1.135-140.1986. PMC 260087. PMID  3522426. 
  8. ^ Lim JY, Yoon J, Hovde CJ (январь 2010 г.). «Краткий обзор Escherichia coli O157:H7 и ее плазмиды O157». Журнал микробиологии и биотехнологии . 20 (1): 5–14. doi :10.4014/jmb.0908.08007. PMC 3645889. PMID  20134227 . 
  9. ^ Brunder W, Schmidt H, Karch H (ноябрь 1996 г.). "KatP, новая каталаза-пероксидаза, кодируемая большой плазмидой энтерогеморрагической Escherichia coli O157:H7". Микробиология . 142 (Pt 11) (11): 3305–15. doi : 10.1099/13500872-142-11-3305 . PMID  8969527.
  10. ^ Pruimboom-Brees IM, Morgan TW, Ackermann MR, Nystrom ED, Samuel JE, Cornick NA, Moon HW (сентябрь 2000 г.). «У крупного рогатого скота отсутствуют сосудистые рецепторы для токсинов Шига Escherichia coli O157:H7». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 97 (19): 10325–29. Bibcode : 2000PNAS ...9710325P. doi : 10.1073/pnas.190329997 . PMC 27023. PMID  10973498. 
  11. ^ Jeon SJ, Elzo M, DiLorenzo N, Lamb GC, Jeong KC (2013). «Оценка генетических и физиологических факторов животных, которые влияют на распространенность Escherichia coli O157 у крупного рогатого скота». PLOS ONE . 8 (2): e55728. Bibcode : 2013PLoSO...855728J. doi : 10.1371/journal.pone.0055728 . PMC 3566006. PMID  23405204. 
  12. ^ Chase-Topping M, Gally D, Low C, Matthews L, Woolhouse M (декабрь 2008 г.). «Супервыделение и связь между заражением человека и носительством Escherichia coli O157 у скота». Nature Reviews. Microbiology . 6 (12): 904–12. doi :10.1038/nrmicro2029. PMC 5844465. PMID  19008890 . 
  13. ^ Скутти, Сьюзен. «Почему смертельная кишечная палочка любит листовую зелень». CNN . Получено 20 сентября 2018 г.
  14. ^ JD Greig, ECD Todd, C. Bartleson и B. Michaels. 25 марта 2010 г. «Инфицирующие дозы и носительство патогенов, архивировано 16 октября 2010 г. в Wayback Machine », стр. 19–20, Образовательная конференция по безопасности пищевых продуктов Министерства сельского хозяйства США 2010 г.
  15. ^ "MACCONKEY SORBITOL AGAR (CT-SMAC)" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2011-07-16 . Получено 2010-12-11 .
  16. ^ "Быстрая фильтрационная бумага для экстракции ДНК E. coli". Архивировано из оригинала 2014-07-17 . Получено 2014-07-11 .
  17. ^ «Вирусы, бактерии и паразиты в пищеварительном тракте — Энциклопедия здоровья — Медицинский центр Университета Рочестера». www.urmc.rochester.edu . Получено 17.01.2020 .
  18. ^ "Профилактика пищевых заболеваний: Escherichia coli O157:H7". wonder.cdc.gov . Получено 28.11.2023 .
  19. ^ «Журнал».
  20. ^ Walterspiel JN, Ashkenazi S, Morrow AL, Cleary TG (1992). «Влияние субингибиторных концентраций антибиотиков на внеклеточный шига-подобный токсин I». Инфекция . 20 (1): 25–29. doi :10.1007/BF01704889. PMID  1563808. S2CID  39513818.
  21. ^ Keen EC (декабрь 2012 г.). «Парадигмы патогенеза: нацеливание на мобильные генетические элементы болезни». Frontiers in Cellular and Infection Microbiology . 2 : 161. doi : 10.3389/fcimb.2012.00161 . PMC 3522046. PMID 23248780  . 
  22. ^ Tzipori S, Sheoran A, Akiyoshi D, Donohue-Rolfe A, Trachtman H (октябрь 2004 г.). «Антителотерапия в лечении гемолитического уремического синдрома, вызванного шига-токсином». Clinical Microbiology Reviews . 17 (4): 926–41, оглавление. doi :10.1128/CMR.17.4.926-941.2004. PMC 523565. PMID  15489355 . 
  23. ^ аб Франц, Eelco; Ротариу, Овидиу; Лопес, Бруно С; Макрей, Мэрион; Боно, Джеймс Л.; Лэнг, Чад; Ганнон, Виктор; Седерлунд, Роберт; ван Хук, Анджела Хэм; Фризема, Ингрид; Френч, Найджел П.; Джордж, Тесси; Биггс, Патрик Дж; Ярош, Патрисия; Ривас, Марта (29 октября 2018 г.). «Филогеографический анализ показывает, что многочисленные события международной передачи привели к глобальному появлению Escherichia coli O157:H7». Клинические инфекционные болезни . 69 (3): 428–437. doi : 10.1093/cid/ciy919. ISSN  1058-4838.
  24. ^ ab Райли, Ли В.; Ремис, Роберт С.; Хельгерсон, Стивен Д.; Макги, Гарри Б.; Уэллс, Джой Г.; Дэвис, Бетти Р.; Хеберт, Ричард Дж.; Олкотт, Эллен С.; Джонсон, Линда М.; Харгретт, Нэнси Т.; Блейк, Пол А.; Коэн, Митчелл Л. (24 марта 1983 г.). «Геморрагический колит, связанный с редким серотипом Escherichia coli». Медицинский журнал Новой Англии . 308 (12). Медицинское общество Массачусетса: 681–685. doi : 10.1056/NEJM198303243081203. PMID  6338386. Получено 15 марта 2024 г.
  25. ^ "Escherichia coli O157:H7". Johns Hopkins Medicine . Johns Hopkins University. 26 сентября 2020 г. Получено 15 марта 2024 г. В 1982 г. E. coli O157:H7 была первоначально идентифицирована как причина кровавой диареи при употреблении в пищу недоваренного или сырого мяса для гамбургеров, зараженного бактериями.
  26. ^ Вспышка инфекций Escherichia coli O157:H7 в нескольких штатах, связанных с употреблением в пищу говяжьего фарша --- США, июнь-июль 2002 г. (отчет). Центры США по контролю и профилактике заболеваний (CDC). 26 июля 2002 г. E. coli O157:H7 была впервые описана как причина заболеваний человека и связана с недоваренным говяжьим фаршем в 1982 г. (1).
  27. ^ "Запрет на кишечную палочку в говяжьем фарше будет распространен еще на 6 штаммов". The New York Times . 12 сентября 2011 г. Получено 08.10.2011 .
  28. ^ Беркенпас, Э.; Миллард, П.; Перейра да Кунья, М. (2005-12-13). «Обнаружение Escherichia coli O157:H7 с помощью лангаситовых датчиков чистого сдвига горизонтальной поверхностной акустической волны». Биосенсоры и биоэлектроника . 21 (12): 2255–2262. doi :10.1016/j.bios.2005.11.005. PMID  16356708.

Внешние ссылки