Toksiinia tuottavat E. coli -infektiot

Shigatoksiinia tuottavat Escherichia coli -bakteerit (STEC, joka tunnetaan myös nimellä verosytotoksiinia tuottava E. coli (VTEC) tai enterohemorrhagic E. coli (EHEC)) ovat (eläimistä peräisin olevien) zoonoottisten patogeenien ryhmä, joka aiheuttaa ripulia tai vakavampia sairauksia saastuneen ruoan tai veden nauttimisen tai tartunnan saaneiden eläinten kanssa kosketuksiin joutumisen jälkeen (Vanaja ym., 2013). Euroopassa STEC on yksi kolmesta yleisimmästä elintarvikevälitteisten tautien aiheuttajasta kampylobakterioosin ja salmonelloosin ohella (ECDC, 2016–2024). Rankkasateiden yleistyminen ja lämpötilan nousu tulevaisuudessa luovat optimaaliset olosuhteet bakteerien kasvulle, eloonjäämiselle ja leviämiselle sekä lisäävät STEC-infektioriskiä.

Shigatoksiinia/verosytotoksiinia tuottava Escherichia coli -infektio (STEC/VTEC) – ilmoitettujen tapausten kokonaismäärä ja kotimaisten tapausten määrä (kartta) ja ilmoitettujen tapausten kokonaismäärä (kaavio) Euroopassa

_{Huomautuksia: Kartassa ja kaaviossa esitetään ETA:n jäsenmaiden tiedot. Tässä kartassa esitetyt rajat ja nimet eivät merkitse Euroopan unionin virallista hyväksyntää. Tässä kartassa esitetyt rajat ja nimet eivät merkitse Euroopan unionin virallista hyväksyntää. Taudista on ilmoitettava EU:n tasolla, mutta raportointijakso vaihtelee maittain. Kun maat ilmoittavat nollasta tapauksesta, ilmoitusaste kartalla näkyy muodossa "0". Jos maat eivät ole raportoineet taudista tiettynä vuonna, määrä ei näy kartalla, ja se on merkitty ”ilmoittamattomaksi” (päivitetty viimeksi elokuussa 2024).}

Lähde & lähetys

E. coli -bakteereja esiintyy ihmisten ja eläinten (mukaan lukien naudat, lampaat, vuohet sekä hirvi ja hirvi) terveissä suolistoissa. STEC-aineet aiheuttavat kuitenkin elintarvikkeiden saastumisriskin, jos eläinten ulosteita ei käsitellä terveyssyistä. Jo suhteellisen pieni määrä STEC voi aiheuttaa sairauden oireita (Pacheco ja Sperandio, 2012).

STEC-infektiot, kuten muutkin E. coli -bakteerien aiheuttamat infektiot, hankitaan usein lypsämisen tai teurastuksen aikana, erityisesti käsiteltäessä karjaa tai lapsille kotieläintarhoissa. Suoran kosketuksen kautta tapahtuvien infektioiden lisäksi elintarvikkeiden välityksellä tapahtuva tartunta on yleistä, koska bakteereja voi esiintyä raaoissa tai riittämättömästi lämmitetyissä elintarvikkeissa, kuten raakamaidossa ja juustossa sekä raa'assa tai alikypsennetyssä lihassa. Myös raa'at hedelmät ja vihannekset voivat saastua STEC: llä, kun ne joutuvat kosketuksiin naudan ulosteiden tai saastuneen veden tai maaperän kanssa. Epäsuorasti kosketus saastuneisiin käsiin, astioihin, keittiön työpintoihin tai veitsiin sekä ristikontaminaatio sellaisenaan syötävissä elintarvikkeissa ovat myös mahdollisia tartuntareittejä. Lisäksi ihmisten välinen kontakti voi myös aiheuttaa infektioita, vaikka bakteerien määrä olisi hyvin pieni (WHO, 2022; CDC, 2022).

Terveysvaikutukset

STEC-oireet ilmenevät yleensä 2–10 päivän kuluttua bakteerien nauttimisesta ja aiheuttavat enimmäkseen maha-suolikanavan ongelmia, jotka vaihtelevat lievästä vaikeaan veriseen ripuliin, johon liittyy usein vatsakouristuksia, pahoinvointia, oksentelua, kuumetta tai verenvuotokoliittia (HC). HC aiheuttaa vaikeaa veristä ripulia useita päiviä ensimmäisten oireiden alkamisen jälkeen (Cohen ja Gianella, 1992), ja silloin voi esiintyä myös hemolyyttistä ureemista oireyhtymää (HUS). 5-7 %:ssa STEC-infektioista potilas kärsii HUS:sta, mikä on erityisen riskialtista pienille lapsille, vanhuksille tai henkilöille, joilla on alhainen immuniteetti ja joille voi kehittyä vaikeita komplikaatioita (Pacheco ja Sperandio, 2012). Näissä tapauksissa verisuonet, punasolut ja munuaiset voivat vaurioitua, mikä voi edelleen vahingoittaa pysyvästi hermostoa ja muita elimiä, kuten haimaa ja sydäntä (Pacheco ja Sperandio, 2012).

Sairastavuus ja ampeeri; kuolleisuus

ETA:n jäsenvaltioissa (lukuun ottamatta Sveitsiä ja Turkkia tietojen puuttumisen vuoksi) vuosina 2007–2022:

• Vuonna 2022 ilmoitettujen tapausten kokonaismäärä oli 2,5 tapausta 100 000:ta asukasta kohti, ja 29 EU-/ETA-maata ilmoitti 8 565 vahvistetusta tapauksesta. Tämä merkitsi 25 prosentin lisäystä vuoden 2021 ilmoitusasteeseen verrattuna ja ylitti pandemiaa edeltäneen tason.
• Kohtalainen sairaalahoitoon joutumisen todennäköisyys (30–40 % kaikista tapauksista, joiden tiedetään joutuvan sairaalahoitoon)
• Kuolemantapauksia ilmoitettiin 214 (ECDC, 2024), ja kuolleisuus oli noin 0,25 prosenttia.
• Lisääntyvä ilmaantuvuussuuntaus vuodesta 2007 lähtien, mahdollisesti osittain lisääntyneen tietoisuuden ja muuttuneen diagnostiikan vuoksi. Vuonna 2020 ilmoitettujen tapausten määrä väheni, mikä johtui todennäköisesti covid-19-pandemiasta ja mahdollisesta aliraportoinnista.
• Useimmat STEC-tapaukset olivat satunnaisia, mutta taudinpurkauksia esiintyi joka vuosi. Keväällä 2011 aggressiivinen STEC-kanta aiheutti Euroopassa kaksi taudinpurkausta, jotka vaikuttivat noin 4 000 ihmiseen 16 maassa. Eniten tapauksia raportoi Saksa. Taudinpurkaus johti noin 900 HUS-tapaukseen ja 50 kuolemantapaukseen (Foley et al., 2013; Grad et al., 2012).

(ECDC, 2016–2024; ECDC, 2024)

Jakautuminen eri väestöryhmien kesken

• Ikäryhmä, jossa tautien esiintyvyys on suurin Euroopassa: 0–4-vuotiaat (ECDC, 2016–2024)
• Ryhmät, joilla on vakavan infektion riski (mukaan lukien HUS): pienet lapset, vanhukset ja henkilöt, joilla on heikko immuniteetti

Ilmastoherkkyys

Ilmastollinen soveltuvuus

E. coli -bakteerit ovat täydellisesti sopeutuneet eläinten suoliston olosuhteisiin. Ne voivat kasvaa 7–50 °C:n lämpötilassa, jolloin optimaalinen lämpötila on 37 °C (WHO, 2022). E. coli -bakteerit voivat selviytyä myös isäntänsä ulkopuolella, esimerkiksi vedessä tai maaperässä niinkin alhaisessa lämpötilassa kuin 4 °C useiden päivien tai kuukausien ajan (Son and Taylor, 2021). Toksiinia tuottavien E. coli -kantojen, kuten STEC: n, eloonjäämiskapasiteetti on hieman alhaisempi, koska toksiinien tuotanto vaatii energiaa ja siksi sillä on kuntokustannus (van Elsas et al., 2011).

Kausiluonteisuus

Euroopassa tartuntoja esiintyy enemmän kesä-syyskuussa (ECDC, 2016–2024).

Ilmastonmuutoksen vaikutukset

Äärimmäisten sääilmiöiden lisääntyminen voisi optimoida bakteerien kasvuolosuhteet, mukaan lukien (shigatoksiinia tuottavan) E. coli -bakteerin kasvuolosuhteet. Rankkasateet aiheuttavat enemmän valumia maatalousmailta, mikä tuo mukanaan kompostista ja eläinten ulosteista peräisin olevia taudinaiheuttajia ja sekä tulvat että lisääntyneet valumat lisäävät viemäreiden ylivuodon ja pintavesien saastumisen riskiä. Lisäksi matalat vesistöt kuivuuskausina nostavat patogeenipitoisuuksia jäljellä olevassa vedessä, koska maaperä laimenee vähemmän ja suodatuskapasiteetti on pienempi. E. coli -bakteerit pystyvät sopeutumaan hyvin lämpimämpään ilmastoon, ja erityisesti jotkin STEC-kannat ovat erittäin pysyviä ympäristössä (van Elsas et al., 2011). Myös korkeammat ilman lämpötilat nopeuttavat bakteerien kasvua esimerkiksi pastöroimattomassa maidossa, jos niitä ei säilytetä asianmukaisesti matalissa lämpötiloissa. Koska raakamaidon kulutus on erityisen suurta Italiassa, Slovakiassa, Itävallassa ja Ranskassa, E. coli -tartuntojen, myös STEC-tartuntojen, määrän ennustetaan kasvavan kyseisten maiden lämpenevän ilmaston vuoksi (Feliciano, 2021). Päinvastoin, yli 4 °C:n kylmien uimavesien lämpötilan ennustettu nousu todennäköisesti alentaa E. coli -pitoisuuksia (Sampson et al., 2006).

Ennaltaehkäisy & Hoito

Ennaltaehkäisy

• Asianmukainen elintarvikkeiden käsittely ennen kulutusta, mukaan lukien (kylmä)varastointi, lämpökäsittely ja erottelu ristikontaminaation välttämiseksi (Uçar et al., 2016)
• Tehokkaat saniteettikäytännöt keittiöissä ja keittiövälineissä (Ekici ja Dümen, 2019)
• Hyvä terveyshygienia maatiloilla ja teurastamoissa ulosteperäisen kontaminaation minimoimiseksi
• Asianmukainen hävittäminen ulosteesta ja eläinten lannan kanssa kosketuksiin joutumisen vähentäminen (Bauza et al., 2020)
• Tautien leviämistä koskevan tietoisuuden lisääminen
• Probiootit eli elävät ja turvalliset Lactobacillus- tai Bifidobacterium-mikro-organismit (Allocati et al., 2013)

Hoito

• Ei erityiskäsittelyä
• Nesteytys ja elektrolyyttien vaihto
• Mikrobilääkkeitä tulisi välttää HUSin kehittymisriskin rajoittamiseksi
• Dialyysi (verenkorvike), elinkohtainen hoito ja vahvat kipulääkkeet HUSin tapauksessa (Bitzan, 2009)

Referenssit

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

Bauza, V. ym., 2020, Child feces management practices and fecal contamination: Poikkileikkaustutkimus Odishan maaseudulla Intiassa, 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, E. coli kotisivu, Centers for Disease Control and Prevention. Saatavilla osoitteessa https://www.cdc.gov/ecoli/general/index.html. Viimeksi vierailtu elokuussa 2022.

Cohen, M. B. ja 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, Annual epidemiological reports for 2014-2022 – STEC infection. Saatavilla osoitteessa https://www.ecdc.europa.eu/en/publications-data/stec-infection-annual-epidemiological-report-2022. Viimeksi haettu elokuussa 2024.

ECDC, 2024, Surveillance Atlas of Infectious Diseases. Saatavilla osoitteessa https://atlas.ecdc.europa.eu/public/index.aspx. Viimeksi haettu elokuussa 2024.

EFSA ja ECDC, 2022, The European Union One Health 2021 Zoonoses Report, EFSA Journal 20(12), 7666. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2022.7666.

Ekici, G. ja Dümen, E., 2019, Escherichia coli ja elintarviketurvallisuus, Starčič Erjavec, M. (toim.), 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, Food Research International 149, 110679. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2021.110679

Foley, C. ym., 2013, Outbreak of Escherichia coli O104:H4 Infections Associated with Sprout Consumption – Europe and North America, touko–heinäkuu 2011, Morbidity and Mortality Weekly Report 62(50), 1029–1031. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24352067/

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

Pacheco, A. R. ja Sperandio, V., 2012, Shiga toxin in enterohemorrhagic E.coli: Sääntely ja uudet virustorjuntastrategiat, Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 2(81). https://doi.org/10.3389/fcimb.2012.00081

Sampson, R. W. et al., 2006, Effects of temperature and sand on E. coil survival in a northern lake water microcosm, Journal of Water and Health 4(3), 389–393. https://doi.org/10.2166/wh.2006.524

Son, M. S. ja 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. ym., 2016, Food safety – Problems and solutions. In: Makun, H.A. (toim.), Significance, Prevention and Control of Food Related Diseases. https://doi.org/10.5772/60612

van Elsas, J. D. et al., 2011, Escherichia colin selviytyminen ympäristössä: Perus- ja kansanterveysnäkökohdat, ISME Journal 5(2), 173–183. https://doi.org/10.1038/ismej.2010.80

Vanaja, S. K. et al., 2013, Enterohemorrhagic ja muut Shigatoxin tuottavat Escherichia coli. In: Donnenberg, M. S. (toim.), Escherichia coli (2.^painos), Academic Press, s. 121–182. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-397048-0.00005-X

WHO, 2022, Maailman terveysjärjestö, https://www.who.int/. Viimeksi vierailtu elokuussa 2022.