Zakażenia E. coli wywołujące toksyny

Bakterie Escherichia coli wytwarzające Shigatoxin (STEC, znane również jako bakterie E. coli wytwarzające werocytotoksynę (VTEC) lub enterohemorrhagic E. coli (EHEC)) to grupa odzwierzęcych patogenów (tj. pochodzących od zwierząt), które powodują biegunkę lub cięższe choroby po spożyciu zanieczyszczonej żywności lub wody lub po kontakcie z zakażonymi zwierzętami (Vanaja i in., 2013). W Europie STEC jest jedną z trzech najczęstszych przyczyn chorób przenoszonych przez żywność, obok kampylobakteriozy i salmonellozy (ECDC, 2016–2024). Częstsze obfite opady deszczu i wzrost temperatury w przyszłości tworzą optymalne warunki dla wzrostu, przeżycia i rozprzestrzeniania się bakterii oraz zwiększają ryzyko infekcji związanych ze STEC.

Zakażenie Escherichia coli wytwarzającą toksynę Shiga/werocytotoksyny (STEC/VTEC) – wskaźnik zgłaszania przypadków ogółem i przypadków krajowych (mapa) oraz wszystkich zgłoszonych przypadków (wykres) w Europie

_Uwagi:_{Mapa i wykres przedstawiają dane dotyczące państw członkowskich EOG. Granice i nazwy przedstawione na tej mapie nie oznaczają oficjalnego poparcia ani akceptacji ze strony Unii Europejskiej. Granice i nazwy przedstawione na tej mapie nie oznaczają oficjalnego poparcia ani akceptacji ze strony Unii Europejskiej.}_{Choroba podlega zgłoszeniu na szczeblu UE}_,_{ale okres sprawozdawczy jest różny w poszczególnych państwach}_._{Gdy kraje zgłaszają zero przypadków, wskaźnik powiadomień na mapie jest wyświetlany jako "0". Jeżeli państwa nie zgłosiły choroby w danym roku, wskaźnik ten nie jest widoczny na mapie i jest oznaczony jako „niezgłoszony”}_{(ostatnio zaktualizowany w sierpniu 2024 r.).}

Źródło transmisji &

Bakterie E. coli występują w zdrowych jelitach ludzi i zwierząt (w tym bydła, owiec, kóz, a także jeleni i łosi). STEC stwarza jednak ryzyko zanieczyszczenia żywności, gdy odchody zwierzęce nie są traktowane pod względem sanitarnym. Już przy stosunkowo niskiej liczbie STEC może powodować objawy choroby (Pacheco i Sperandio, 2012).

Zakażenia STEC, podobnie jak inne zakażenia bakteriami E. coli, są często nabywane podczas dojenia lub uboju, zwłaszcza podczas obchodzenia się z bydłem lub dla dzieci w ogrodach zoologicznych. Oprócz zakażeń poprzez bezpośredni kontakt, przenoszenie przez żywność jest powszechne, ponieważ bakterie mogą być obecne w surowych lub niewystarczająco 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 ze skażonymi rękami, naczyniami, kuchennymi powierzchniami roboczymi lub nożami oraz zanieczyszczenie krzyżowe w gotowej do spożycia żywności są również możliwymi drogami zakażenia. Ponadto kontakt międzyludzki 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 rozwinąć się poważne 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 & śmiertelność

W państwach członkowskich EOG (z wyłączeniem Szwajcarii i Turcji ze względu na brak danych) w latach 2007–2022:

W 2022 r. ogólny wskaźnik zgłoszonych przypadków wyniósł 2,5 na 100 000 mieszkańców, przy czym 29 państw UE/EOG zgłosiło 8 565 potwierdzonych przypadków. Stanowiło to wzrost o 25 % w porównaniu ze wskaźnikiem notyfikacji z 2021 r., przekraczając poziomy sprzed pandemii.
Umiarkowane prawdopodobieństwo hospitalizacji (30-40% wszystkich przypadków ze znanym statusem hospitalizacji)
Zgłoszono 214 zgonów (ECDC, 2024 r.), a wskaźnik śmiertelności wyniósł około 0,25 %.
Tendencja wzrostowa zachorowalności od 2007 r., prawdopodobnie częściowo ze względu na zwiększoną świadomość i zmienioną diagnostykę. W 2020 r. liczba zgłoszonych przypadków spadła, prawdopodobnie z powodu pandemii COVID-19 i możliwego niedostatecznego zgłaszania.
Większość przypadków STEC była sporadyczna, ale ogniska występowały co roku. Wiosną 2011 r. agresywny szczep STEC spowodował dwie epidemie w Europie, które dotknęły około 4 000 osób w 16 krajach, przy czym Niemcy zgłosiły największą liczbę przypadków. Wybuch epidemii spowodował około 900 przypadków HUS i 50 zgonów (Foley i in., 2013; Grad i in., 2012).

(ECDC, 2016–2024; ECDC, 2024 r.)

Rozkład w populacji

Grupa wiekowa o największej zachorowalności na choroby w Europie: 0–4 lata (ECDC, 2016–2024)
Grupy zagrożone ciężkim zakażeniem (w tym HUS): małe dzieci, osoby starsze i osoby o niskiej odporności

Wrażliwość klimatyczna

Przydatność klimatyczna

Bakterie E. 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). Bakterie E. coli mogą również przetrwać poza swoim 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 niższą zdolność przeżycia, 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, 2016–2024).

Wpływ zmiany klimatu

Wzrost ekstremalnych zjawisk pogodowych może zoptymalizować warunki wzrostu bakterii, w tym bakterii E. coli (wytwarzających shigatoksynę). Ulewne opady deszczu powodują większe odpływy z gruntów rolnych, co przynosi ze sobą patogeny z kompostu i odchodów zwierzęcych, a zarówno powodzie, jak i zwiększone odpływy zwiększają ryzyko przelewania się ścieków i zanieczyszczenia wód powierzchniowych. Ponadto niskie drzewostany wodne w okresach suszy podnoszą stężenie patogenów w pozostałej wodzie ze względu na mniejsze rozcieńczenie i mniejszą zdolność filtracji gleby. Bakterie E. 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 mleku niepasteryzowanym, jeśli nie jest odpowiednio przechowywany w niskich temperaturach. Ponieważ spożycie mleka surowego 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 zmniejszy stężenie E. coli (Sampson i in., 2006).

Zapobieganie & Leczenie

Zapobieganie

Właściwe 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 stosowania leków przeciwdrobnoustrojowych, aby ograniczyć ryzyko wystąpienia HUS
Dializa (zastąpienie krwi), terapia specyficzna dla narządów i silne środki przeciwbólowe w przypadku HUS (Bitzan, 2009)

FInformacje o urterze

Odniesienia

Allocati, N. i in., 2013, Escherichia coli w Europie: 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 contamination: Badanie przekrojowe na wsi Odisha w Indiach, Science of the Total Environnent 709, 136–169. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.136169.

Bitzan, M., 2009, Opcje leczenia HUS wtórnego w stosunku do Escherichia coli O157:H7, Kidney International 75, S62–S66. https://doi.org/10.1038/ki.2008.624

CDC, 2022, E. coli homepage, Centers for Disease Control and Prevention [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, Krwotoczne zapalenie jelita grubego związane z Escherichia coli O157:H7, Advances in Internal Medicine 37, 173–195. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1557995/

ECDC, 2016–2024, roczne sprawozdania epidemiologiczne za lata 2014–2022 – zakażenie STEC. Dostępne pod adresem: https://www.ecdc.europa.eu/en/publications-data/stec-infection-annual-epidemiological-report-2022. Ostatni dostęp: sierpień 2024 r.

ECDC, 2024, Surveillance Atlas of Infectious Diseases [Atlas nadzoru chorób zakaźnych]. Dostępne pod adresem: https://atlas.ecdc.europa.eu/public/index.aspx. Ostatni dostęp: sierpień 2024 r.

EFSA i ECDC, 2022, The European Union One Health 2021 Zoonoses Report [Sprawozdanie Unii Europejskiej z 2021 r. dotyczące chorób odzwierzęcych], 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 Escherichia coli w mleku surowym 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, Shiga toxin in enterohemorrhagic E.coli: Regulacja 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 [Wpływ temperatury i piasku na przeżycie cewki E. w mikrokosmosie wody w północnym jeziorze], 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, Food safety – Problems and solutions [Bezpieczeństwo żywności – problemy i rozwiązania]. w: Makun, H.A. (red.), Significance, Prevention and Control of Food Related Diseases [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 [Aspekty podstawowe i 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 and other Shigatoxin-producing Escherichia coli. 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, Światowa Organizacja Zdrowia, https://www.who.int/. Ostatni dostęp: sierpień 2022 r.