Zakażenia E. coli wytwarzające toksyny

Bakterie Escherichia coli wytwarzające Shigatoxin (STEC, znane również jako E. coli wytwarzające werotoksyny (VTEC) lub enterohemorrhagic E. coli (EHEC)) to grupa odzwierzęcych patogenów (tj. pochodzących od zwierząt), które powodują biegunkę lub poważniejsze choroby po spożyciu zanieczyszczonej żywności lub wody lub po kontakcie z zakażonymi zwierzętami (Vanaja i in., 2013). W Europie STEC jest jedną z czterech najczęstszych przyczyn chorób przenoszonych przez żywność, obok kampylobakteriozy i salmonellozy (ECDC, 2021). Częstsze intensywne opady deszczu i podwyższona temperatura w przyszłości tworzą optymalne warunki dla wzrostu, przeżycia i rozprzestrzeniania się bakterii oraz zwiększają ryzyko infekcji związanych ze STEC.

Źródło transmisji &

BakterieE. coli występują w zdrowych jelitach ludzi i zwierząt (w tym bydła, owiec, kóz, a także jeleni i łosi). Jednak STEC stwarza ryzyko zanieczyszczenia żywności, gdy odchody zwierzęce nie są traktowane sanitarnie. Już przy stosunkowo niskich liczbach STEC może powodować objawy choroby (Pacheco i Sperandio, 2012).

Infekcje STEC, podobnie jak inne infekcje bakteriami E. coli, są często nabywane podczas dojenia lub uboju, szczególnie podczas obchodzenia się z bydłem lub u dzieci w ogrodach zoologicznych. Oprócz infekcji poprzez bezpośredni kontakt, transmisja pokarmowa jest powszechna, ponieważ bakterie mogą być obecne w surowych lub niedostatecznie podgrzanych produktach spożywczych, takich jak surowe mleko i ser oraz surowe lub niedogotowane mięso. Również surowe owoce i warzywa mogą być zanieczyszczone STEC, po kontakcie z odchodami bydła lub zanieczyszczoną wodą lub glebą. Pośredni kontakt z zanieczyszczonymi rękami, naczyniami, kuchennymi powierzchniami roboczymi lub nożami oraz zanieczyszczenie krzyżowe w gotowej do spożycia żywności są również możliwymi drogami infekcji. Ponadto kontakt człowiek-człowiek może również powodować infekcje, nawet przy bardzo niskiej obecności bakterii (WHO, 2022; CDC, 2022 r.).

Skutki dla zdrowia

Objawy STEC zwykle pojawiają się od 2 do 10 dni po spożyciu bakterii i powodują głównie problemy żołądkowo-jelitowe, od łagodnej do ciężkiej krwawej biegunki, która często wiąże się ze skurczami brzucha, nudnościami, wymiotami, gorączką lub krwotocznym zapaleniem jelita grubego (HC). HC powoduje ciężką krwawą biegunkę kilka dni po wystąpieniu początkowych objawów (Cohen i Gianella, 1992), a następnie może wystąpić zespół hemolityczno-mocznicowy (HUS). W 5 do 7% zakażeń STEC pacjent cierpi na HUS, co jest szczególnie ryzykowne dla małych dzieci, osób starszych lub osób o niskiej odporności, u których mogą wystąpić ciężkie powikłania (Pacheco i Sperandio, 2012). W takich przypadkach naczynia krwionośne, czerwone krwinki i nerki mogą zostać uszkodzone, co może dodatkowo trwale uszkodzić układ nerwowy i inne narządy, takie jak trzustka i serce (Pacheco i Sperandio, 2012).

Zachorowalność iamp; śmiertelność

W państwach członkowskich EOG (z wyłączeniem Szwajcarii i Turcji ze względu na brak danych) w latach 2007–2021:

71 539 zakażeń oraz ogólny wskaźnik zgłaszania wynoszący 2,2 przypadków na 100 000 mieszkańców w 2021 r.
Umiarkowane prawdopodobieństwo hospitalizacji (30-40% wszystkich przypadków ze znanym statusem hospitalizacji)
Zgłoszono 186 zgonów, a śmiertelność wyniosła około 0,25%. Jednak w przypadku infekcji, które przechodzą do HUS, śmiertelność wzrasta do 0,6-5%
Rosnąca tendencja zachorowalności od 2007 r., być może częściowo ze względu na zwiększoną świadomość i zmienioną diagnostykę. W 2020 r. liczba zgłoszonych przypadków spadła, prawdopodobnie ze względu na pandemię COVID-19 i możliwe zaniżanie zgłoszeń.
Większość przypadków STEC była sporadyczna, ale ogniska występowały co roku. Wiosną 2011 r. agresywny szczep STEC spowodował dwa ogniska w Europie, dotykając około 4 000 osób w 16 krajach, przy czym Niemcy zgłosiły najwyższą liczbę przypadków. Wybuch epidemii spowodował około 900 przypadków HUS i 50 zgonów (Foley i in., 2013; Grad i in., 2012).

(ECDC, lata 2016–2022; ECDC, 2023 r.)

Rozmieszczenie w populacji

Grupa wiekowa o największej zachorowalności w Europie: Osoby w wieku 0–4 lat (ECDC, 2016–2022)
Grupy zagrożone ciężkim zakażeniem (w tym HUS): małe dzieci, osoby starsze i osoby o niskiej odporności

Wrażliwość na zmianę klimatu

Przydatność klimatyczna

BakterieE. coli są doskonale przystosowane do warunków panujących w jelitach zwierzęcych. Mogą rosnąć w temperaturach od 7 do 50 ° C, przy optymalnej temperaturze 37 ° C (WHO, 2022). BakterieE. coli mogą również przetrwać poza gospodarzem, na przykład w wodzie lub glebie w temperaturach tak niskich jak 4 ° C przez kilka dni do miesięcy (Son i Taylor, 2021). Szczepy E. coli wytwarzające toksyny, takie jak STEC, mają nieco mniejszą zdolność przetrwania, ponieważ produkcja toksyn wymaga energii, a zatem wiąże się z kosztami sprawności (van Elsas i in., 2011).

Sezonowość

W Europie więcej zakażeń występuje między czerwcem a wrześniem (ECDC, 2016–2022).

Wpływ zmiany klimatu

Wzrost ekstremalnych zdarzeń pogodowych może zoptymalizować warunki wzrostu bakterii, w tym bakterii E. coli (wytwarzających sigatoksyny). Ciężkie opady deszczu powodują więcej spływów z gruntów rolnych, co wiąże się z czynnikami chorobotwórczymi pochodzącymi z kompostu i odchodów zwierzęcych, a zarówno powodzie, jak i zwiększone spływy zwiększają ryzyko przelewania się kanalizacji i zanieczyszczenia wód powierzchniowych. Ponadto niskie stany wody w okresach suszy podnoszą stężenie patogenów w pozostałej wodzie ze względu na mniejsze rozcieńczenie i niższą zdolność filtracji gleby. BakterieE. coli są w stanie dobrze przystosować się do cieplejszego klimatu, a w szczególności niektóre szczepy STEC są bardzo trwałe w środowisku (van Elsas i in., 2011). Ponadto wyższe temperatury powietrza przyspieszają wzrost bakterii, na przykład w niepasteryzowanym mleku, jeśli nie są odpowiednio przechowywane w niskich temperaturach. Ponieważ spożycie surowego mleka jest szczególnie wysokie we Włoszech, na Słowacji, w Austrii i Francji, przewiduje się, że liczba zakażeń E. coli, w tym zakażeń STEC, wzrośnie ze względu na ocieplenie klimatu w tych krajach (Feliciano, 2021). Wręcz przeciwnie, przewidywany wzrost temperatury zimnych wód w kąpieliskach powyżej 4°C prawdopodobnie obniży stężenie E. coli (Sampson i in., 2006).

Profilaktyka & Leczenie

Zapobieganie

Prawidłowe obchodzenie się z żywnością przed spożyciem, w tym przechowywanie (na zimno), obróbka cieplna i separacja w celu uniknięcia zanieczyszczenia krzyżowego (Uçar i in., 2016)
Efektywne praktyki sanitarne w kuchniach i przyborach kuchennych (Ekici i Dümen, 2019)
Dobra higiena sanitarna w gospodarstwach i rzeźniach w celu zminimalizowania zanieczyszczenia odchodami
Właściwe usuwanie odchodów i ograniczenie kontaktu z obornikiem zwierzęcym (Bauza i in., 2020)
Podnoszenie świadomości na temat przenoszenia chorób
Probiotyki, tj. żywe i bezpieczne mikroorganizmy Lactobacillus lub Bifidobacterium (Allocati i in., 2013)

Leczenie

Brak szczególnego traktowania
Rehydratacja i wymiana elektrolitów
Należy unikać leków przeciwdrobnoustrojowych, aby ograniczyć ryzyko rozwoju HUS
Dializa (wymiana krwi), terapia specyficzna dla narządów i silne środki przeciwbólowe w przypadku HUS (Bitzan, 2009)

Linki do dalszych informacji

Odniesienia

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

Bauza, V. i in., 2020, Child feces management practices and fecal pollution: 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 r., E. coli homepage, Centers for Disease Control and Prevention [Strona główna E. coli, Centra Kontroli i Zapobiegania Chorobom]. Dostępne pod adresem https://www.cdc.gov/ecoli/general/index.html. Ostatni dostęp: sierpień 2022 r.

Cohen, M. B. i 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, 2016–2022, Annual epidemiological reports for 2014-2020 – Shiga toxin / verocytotoxin-producing Escherichia coli (STEC/VTEC) infection [Roczne sprawozdania epidemiologiczne za lata 2014–2020 – zakażenie bakterią Escherichia coli wytwarzającą toksynę Shiga/werocytotoksynę (STEC/VTEC)]. Dostępne pod adresem: https://www.ecdc.europa.eu/en/escherichia-coli-ecoli/surveillance-and-disease-data. Ostatni dostęp: sierpień 2023 r.

ECDC, 2023 r., „Atlas nadzoru nad chorobami zakaźnymi”. Dostępne pod adresem: https://atlas.ecdc.europa.eu/public/index.aspx. Ostatni dostęp: sierpień 2023 r.

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

Ekici, G. i Dümen, E., 2019, Escherichia coli i bezpieczeństwo żywności, w: Starčič Erjavec, M. (red.), 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 [Modelowanie probabilistyczne stężenia bakterii Escherichia coli w surowym mleku w gorących warunkach pogodowych], Food Research International 149, 110679. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2021.110679

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

Grad, Y. H. i in., 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. i Sperandio, V., 2012, toksyna Shiga w enterohemorrhagic E. coli: Regulacje i nowe strategie zwalczania zjadliwości, Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 2(81). https://doi.org/10.3389/fcimb.2012.00081

Sampson, R. W. i in., 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. i 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. i in., 2016, Bezpieczeństwo żywności – problemy i rozwiązania. w: Makun, H.A. (red.), Znaczenie, zapobieganie i kontrola chorób związanych z żywnością . https://doi.org/10.5772/60612

van Elsas, J. D. i in., 2011, Survival of Escherichia coli in the environment: Fundamental and public health aspects [Zasadnicze aspekty zdrowia publicznego], The ISME Journal 5(2), 173–183. https://doi.org/10.1038/ismej.2010.80

Vanaja, S. K. i in., 2013, Enterohemorrhagic i inne Escherichia coli wytwarzające Shigatoxin. w: Donnenberg, M. S. (red.), Escherichia coli (wydanie^drugie), Academic Press, s. 121–182. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-397048-0.00005-X

WHO, 2022 r., Światowa Organizacja Zdrowia, https://www.who.int/. Ostatni dostęp: sierpień 2022 r.