Infekce E. coli produkující toxiny

Bakterie Escherichia coli produkující shigatoxin (STEC, také známá jako E. coli produkující verocytotoxin (VTEC) nebo enterohemorrhagická E. coli (EHEC)) jsou skupinou zoonotických patogenů (tj. původců ze zvířat), které způsobují průjem nebo závažnější onemocnění po požití kontaminované potraviny nebo vody nebo po kontaktu s infikovanými zvířaty (Vanaja et al., 2013). V Evropě patří STEC mezi tři nejčastější příčiny onemocnění přenášených potravinami, vedle kampylobakteriózy a salmonelózy (ECDC, 2016-2024). Častější silné srážky a zvýšená teplota v budoucnu vytvářejí optimální podmínky pro růst, přežití a šíření bakterií a zvyšují riziko infekce související s STEC.

Infekce Escherichia coli produkující shiga toxin/verocytotoxin (STEC/VTEC) – míra hlášení celkového počtu a vnitrostátních případů (mapa) a celkový počet hlášených případů (graf) v Evropě

_{Poznámky: Mapa a graf znázorňují údaje za členské země EHP. Hranice a názvy zobrazené na této mapě neznamenají oficiální schválení nebo přijetí Evropskou unií. Hranice a názvy zobrazené na této mapě neznamenají oficiální schválení nebo přijetí Evropskou unií. Onemocnění podléhá oznamovací povinnosti na úrovni EU, ale vykazované období se v jednotlivých zemích liší. Pokud země hlásí nulové případy, míra oznámení na mapě se zobrazí jako „0“. Pokud země v určitém roce nákazu neohlásily, není tato míra na mapě viditelná a je označena jako „neohlášená“ (naposledy aktualizována v srpnu 2024).}

Zdroj &zesilovač; přenos

BakterieE. coli jsou přítomny ve zdravých střevech lidí a zvířat (včetně skotu, ovcí, koz, jelenů a losů). Výbor STEC však představuje riziko kontaminace potravin, pokud se s trusem zvířat nezachází hygienicky. Již při relativně nízkých počtech může STEC způsobit příznaky onemocnění (Pacheco a Sperandio, 2012).

Infekce STEC, stejně jako jiné infekce bakterií E. coli, se často získávají během dojení nebo porážky, zejména při manipulaci se skotem nebo u dětí v zoologických zahradách. Kromě infekcí přímým kontaktem je běžný přenos z potravin, protože bakterie mohou být přítomny v syrových nebo nedostatečně zahřátých potravinářských výrobcích, jako je syrové mléko a sýr, a syrové nebo nedostatečně tepelně upravené maso. Také surové ovoce a zelenina mohou být kontaminovány STEC po kontaktu s výkaly skotu nebo kontaminovanou vodou nebo půdou. Nepřímý kontakt s kontaminovanými rukama, nádobím, kuchyňskými pracovními plochami nebo noži a křížová kontaminace v potravinách připravených k jídlu jsou také možné cesty infekce. Kromě toho může kontakt člověka s člověkem také způsobit infekce, a to i při velmi nízké bakteriální přítomnosti (WHO, 2022; CDC, 2022).

Účinky na zdraví

Příznaky STEC se obvykle objevují mezi 2 až 10 dny po požití bakterií a způsobují většinou gastrointestinální problémy v rozmezí od mírného až po těžký krvavý průjem, který je často spojen s břišními křečemi, nevolností, zvracením, horečkou nebo hemoragickou kolitidou (HC). HC způsobuje těžký krvavý průjem několik dní po nástupu počátečních příznaků (Cohen a Gianella, 1992) a může se objevit také hemolytický uremický syndrom (HUS). U 5 až 7% infekcí STEC trpí pacient HUS, což je zvláště rizikové pro malé děti, starší osoby nebo osoby s nízkou imunitou, u nichž se mohou vyvinout závažné komplikace (Pacheco a Sperandio, 2012). V těchto případech mohou být poškozeny krevní cévy, červené krvinky a ledviny, což může dále trvale poškodit nervový systém a další orgány, jako je slinivka břišní a srdce (Pacheco a Sperandio, 2012).

Morbidita & mortalita

V členských zemích EHP (s výjimkou Švýcarska a Turecka z důvodu chybějících údajů) v období 2007–2022:

• V roce 2022 činila celková míra hlášení 2,5 případu na 100 000 obyvatel, přičemž 29 zemí EU/EHP hlásilo 8 565 potvrzených případů. Ve srovnání s mírou oznamování v roce 2021 to představovalo 25% nárůst, což překročilo úrovně před pandemií.
• Mírná pravděpodobnost hospitalizace (30-40 % všech případů se známým stavem hospitalizace)
• Bylo hlášeno 214 úmrtí (ECDC, 2024) a úmrtnost přibližně 0,25 %.
• Rostoucí trend výskytu od roku 2007, pravděpodobně částečně v důsledku zvýšené informovanosti a změněné diagnostiky. V roce 2020 se počet hlášených případů snížil, pravděpodobně v důsledku pandemie COVID-19 a možného nedostatečného oznamování.
• Většina případů STEC byla sporadická, ale ohniska se objevovala každý rok. Na jaře roku 2011 způsobil agresivní kmen STEC dvě ohniska v Evropě, která postihla přibližně 4 000 lidí v 16 zemích, přičemž nejvyšší počet případů hlásilo Německo. Toto ohnisko mělo za následek přibližně 900 případů HUS a 50 úmrtí (Foley et al., 2013; Grad et al., 2012).

(ECDC, 2016–2024; ECDC, 2024)

Rozdělení obyvatelstva

• Věková skupina s nejvyšším výskytem onemocnění v Evropě: 0–4 roky (ECDC, 2016–2024)
• Skupiny ohrožené závažnou infekcí (včetně HUS): malé děti, starší osoby a osoby s nízkou imunitou

Citlivost vůči klimatu

Klimatická vhodnost

BakterieE. coli jsou dokonale přizpůsobeny podmínkám ve střevech zvířat. Mohou růst při teplotách mezi 7 a 50 °C, přičemž optimální teplota je 37 °C (WHO, 2022). BakterieE. coli mohou přežít i mimo svého hostitele, například ve vodě nebo půdě při teplotách až 4 °C po dobu několika dnů až měsíců (Son a Taylor, 2021). Kmeny E. coli produkující toxiny, jako je STEC, mají mírně nižší schopnost přežití, protože produkce toxinů vyžaduje energii, a proto je spojena s náklady na kondici (van Elsas et al., 2011).

Sezónnost

V Evropě se v období od června do září vyskytuje více infekcí (ECDC, 2016–2024).

Dopad změny klimatu

Nárůst extrémních povětrnostních jevů by mohl optimalizovat podmínky pro růst bakterií, včetně E. coli produkující (shigatoxin). Silné srážky způsobují větší odtok ze zemědělské půdy, který s sebou přináší patogeny z kompostu a živočišných výkalů a povodně i zvýšený odtok zvyšuje riziko přetečení kanalizace a kontaminace povrchových vod. Kromě toho nízké vodní porosty během období sucha zvyšují koncentrace patogenů ve zbývající vodě v důsledku menšího ředění a nižší filtrační kapacity půdy. BakterieE. coli jsou schopny se dobře přizpůsobit teplejšímu klimatu, a zejména některé kmeny STEC jsou velmi perzistentní v životním prostředí (van Elsas et al., 2011). Vyšší teploty vzduchu také urychlují růst bakterií, například v nepasterizovaném mléce, pokud není správně skladováno při nízkých teplotách. Vzhledem k tomu, že spotřeba syrového mléka je obzvláště vysoká v Itálii, na Slovensku, v Rakousku a ve Francii, předpokládá se, že počet infekcí E. coli, včetně infekcí STEC, se v důsledku oteplování klimatu v těchto zemích zvýší (Feliciano, 2021). Naopak předpokládaný nárůst teplot studených vod ke koupání nad 4 °C pravděpodobně sníží koncentrace E. coli (Sampson et al., 2006).

Prevence & Léčba

Prevence

• Správná manipulace s potravinami před konzumací, včetně skladování (za studena), tepelného zpracování a separace, aby se zabránilo křížové kontaminaci (Uçar et al., 2016)
• Účinné hygienické postupy v kuchyních a pro kuchyňské náčiní (Ekici a Dümen, 2019)
• Dobrá hygienická hygiena na farmách a na jatkách s cílem minimalizovat fekální kontaminaci
• Správné odstraňování trusu a omezení kontaktu se zvířecím hnojem (Bauza et al., 2020)
• Zvyšování povědomí o přenosu nemocí
• Probiotika, tj. živé a bezpečné mikroorganismy Lactobacillus nebo Bifidobacterium (Allocati et al., 2013)

Léčba

• Žádné zvláštní zacházení
• Rehydratace a výměna elektrolytů
• Antimikrobiální léky je třeba se vyhnout, aby se omezilo riziko vzniku HUS
• Dialýza (náhrada krve), orgánově specifická terapie a silné léky proti bolesti v případě HUS (Bitzan, 2009)

Odkazy

Allocati, N. et al., 2013, Escherichia coli in Europe: An Overview, International Journal of Environmental Research and Public Health 10 (12), 6235-6254. https://doi.org/10.3390/ijerph10126235.

Bauza, V. et al., 2020, Child feces management practices and fecal contamination (Postupy hospodaření s dětskými výkaly a fekální kontaminace: A cross-sectional study in rural Odisha, India, Science of the Total Environnent 709, 136–169. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.136169.

Bitzan, M., 2009, Treatment options for HUS secondary to Escherichia coli O157:H7, Kidney International 75, S62–S66. https://doi.org/10.1038/ki.2008.624.

CDC, 2022, domovská stránka E. coli, Centra pro kontrolu a prevenci nemocí. K dispozici na adrese https://www.cdc.gov/ecoli/general/index.html. Naposledy zpřístupněno v srpnu 2022.

Cohen, M. B. a Gianella, R. A., 1992, Hemorrhagic colitis associated with Escherichia coli O157:H7, Advances in Internal Medicine 37, 173–195. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1557995/

ECDC, 2016–2024, Výroční epidemiologické zprávy za období 2014–2022 – infekce STEC. K dispozici na adrese https://www.ecdc.europa.eu/en/publications-data/stec-infection-annual-epidemiological-report-2022. Naposledy zpřístupněno v srpnu 2024.

ECDC, 2024, Surveillance Atlas of Infectious Diseases (Atlas dohledu nad infekčními nemocemi). K dispozici na adrese https://atlas.ecdc.europa.eu/public/index.aspx. Naposledy zpřístupněno v srpnu 2024.

EFSA a ECDC, 2022, The European Union One Health 2021 Zoonoses Report (Zpráva Evropské unie o zoonózách „Jedno zdraví 2021“), EFSA Journal 20(12), 7666. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2022.7666

Ekici, G. a Dümen, E., 2019, Escherichia coli a bezpečnost potravin, in: Starčič Erjavec, M. (ed.), The Universe of Escherichia coli, IntechOpen. https://doi.org/10.5772/intechopen.82375

Feliciano, R., 2021, Probabilistic modelling of Escherichia coli concentration in raw milk under hot weather conditions (Pravděpodobnostní modelování koncentrace Escherichia coli v syrovém mléce za horkých povětrnostních podmínek), Food Research International 149, 110679. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2021.110679

Foley, C. et al., 2013, Outbreak of Escherichia coli O104:H4 Infections Associated with Sprout Consumption—Europe and North America, květen–červenec 2011, Týdenní zpráva o nemocnosti a úmrtnosti 62(50), 1029–1031. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24352067/

Grad, Y. H. a kol., 2012, Genomic epidemiology of the Escherichia coli O104:H4 outbreaks in Europe (Genomická epidemiologie ohnisek Escherichia coli O104:H4 v Evropě), 2011, Proceedings of the National Academy of Sciences 109(8), 3065–3070. https://doi.org/10.1073/pnas.1121491109

Pacheco, A. R. a Sperandio, V., 2012, Shiga toxin v enterohemorrhagické E. coli: Regulace a nové protivirulenční strategie, Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 2(81). https://doi.org/10.3389/fcimb.2012.00081

Sampson, R. W. a kol., 2006, Effects of temperature and sand on E. coil survival in a north lake water microcosm (Účinky teploty a písku na přežití E. cívky v mikrokosmu severní jezerní vody), Journal of Water and Health 4(3), 389–393. https://doi.org/10.2166/wh.2006.524

Son, M. S. a Taylor, R. K., 2021, Growth and Maintenance of Escherichia coli Laboratory Strains, Current protocols 1(1), e20. https://doi.org/10.1002/cpz1.20.

Uçar, A. a kol., 2016, Food safety – Problems and solutions (Bezpečnost potravin – problémy a řešení). V: Makun, H.A. (ed.), Význam, prevence a kontrola nemocí souvisejících s potravinami . https://doi.org/10.5772/60612

van Elsas, J. D. a kol., 2011, Survival of Escherichia coli in the environment: Fundamentální aspekty a aspekty veřejného zdraví, The ISME Journal 5(2), 173–183. https://doi.org/10.1038/ismej.2010.80

Vanaja, S. K. a kol., 2013, Enterohemorrhagic and other Shigatoxin-producing Escherichia coli. V: Donnenberg, M. S. (ed.), Escherichia coli (2.^vydání), Academic Press, s. 121–182. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-397048-0.00005-X

WHO, 2022, Světová zdravotnická organizace, https://www.who.int/. Naposledy zpřístupněno v srpnu 2022.