Bild von E. coli-Bakterien Enterovirulente E. coli (EEC) sind Bakterien, die mehrere Gruppen von E. coli Serovare, die alle Durchfall und andere Probleme im Darm verursachen können.
E. coli 0157:H7 produziert Toxine, die die Darmschleimhaut schädigen. Die Folge ist schwerer, blutiger Durchfall. Erbrechen, Bauchkrämpfe und Fieber können ebenfalls vorhanden sein.
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Enterovirulente Escherichia coli (E. coli ) bestehen aus einer Reihe von Serotypen (Stämme verwandter Bakterien, die durch ihre leicht unterschiedlichen antigenen Strukturen identifiziert werden) von Bakterien, die eine starke Neigung haben, zunächst im Magen-Darm-Trakt Infektionen zu verursachen ("entero" bedeutet auf Griechisch Darm; virulent bedeutet tödlich oder krankheitserregend). Enterovirulente Escherichia coli (EEC) sind Mitglieder der Bakteriengattung Escherichia , benannt nach T. Escherich, der die Bakterien 1885 erstmals isolierte. Der Großteil der Gattung Escherichia besteht aus einer Art, die als "Coli" (lateinisch für Dickdarm) bezeichnet wird; Es gibt jedoch über 700 Serotypen dieser Bakterienart. Viele E. coli Serotypen können andere Infektionen als im Darm verursachen, aber der Schwerpunkt dieses Artikels liegt auf den enterovirulenten Gruppen (EEC-Gruppen), wobei die Symptome der Krankheit hauptsächlich auf den Magen-Darm-Trakt beschränkt sind.
Escherichia coli (E. coli ) sind gramnegative Bakterien, die stäbchenförmig sind, die Fähigkeit haben, in aeroben und anaeroben Umgebungen zu überleben (als fakultativ anaerob bezeichnet) und je nach Umgebungsbedingungen Flagellen und Pili (dünne haarähnliche Vorsprünge) produzieren können oder nicht.
E. coli Bakterienstämme kommen weltweit vor und leben in beträchtlicher Zahl bei Menschen und anderen Tieren als Teil der normalen Bakterienpopulation, die in deren Dickdarm gefunden wird. Die Organismen haben wahrscheinlich seit Äonen zusammen mit Menschen in der normalen Flora (Bakterienpopulationen, die normalerweise in gesunden Individuen zu finden sind) des menschlichen und anderen tierischen Dickdarms existiert. Unter den 700 Stämmen von E. coli , gibt es einige Stämme, die Krankheiten verursachen. Diese E. coli -Stämme sind einige der häufigsten Ursachen für viele häufige bakterielle Infektionen, darunter Durchfall, Cholezystitis, Bakteriämie, Cholangitis, Harnwegsinfektionen (UTI), Reisedurchfall und andere klinische Infektionen wie Neugeborenenmeningitis, Lungenentzündung, Bauchabszesse und hämolytisch-urämische Syndrom (HUS).
Ein klassisches Beispiel eines solchen E. coli Stamm ist E. coli 0157:H7. Der Name E. coli 0157:H7 scheint komplex zu sein; Wissenschaftler verwenden die Zahlen und Buchstaben jedoch, um kleine Unterschiede in E. coli Stämme. Das 0157 ist das „O“-Serotyp-Antigen, das einen der über 700 Stämme identifiziert, und das „H“ von H7 repräsentiert den Antigentyp auf den Flagellen des Bakteriums. Einige E. coli besitzen auch K-Antigene (Protein/Polysaccharid-Oberflächenkomponenten), die zur Identifizierung bestimmter Stämme verwendet wurden. Diese Bezeichnungen (O, H und K) können verwendet werden, um Stämme zu identifizieren, die bestimmte Krankheiten verursachen, und wurden verwendet, um Krankheitsausbrüche zu identifizieren.
Das Hauptsymptom, das alle enterovirulenten E. coli (EWG) gemeinsames Produkt ist Durchfall; diese Organismen sind die Hauptursache für bakterielle Gastroenteritis. Die Art des Durchfalls (zum Beispiel blutig, chronisch oder selbstlimitierend) und die Komplikationen, die die Infektionen begleiten können, unterscheiden sich jedoch etwas voneinander. Diese Symptome haben Forscher und Kliniker veranlasst, E. coli Serotypen in Gruppen gemäß ihren unterschiedlichen Symptomen und krankheitsverursachenden (pathogenen) Mechanismen. Je nachdem, welche wissenschaftlichen oder klinischen Ärztepublikationen gelesen werden, gibt es 4 bis 6 Gruppen von E. coli die alle enterovirulenten E. coli (EWG). Leider haben einige Ermittler mehr als einen Begriff für einige Mitglieder der Gruppen. Das Folgende ist eine Zusammenfassung der Gruppen, die derzeit in der Literatur und den Symptomen E. coli Gruppenmitglieder bewirken:
Wie man vermuten kann, gibt es unglückliche Überschneidungen bei Krankheitssyndromen, und das ist einer der Gründe, warum die Autoren sich über die tatsächliche Anzahl der Gruppen nicht einig sind (EPEC, EAEC und EAggEC oder EACE und EAggEC werden oft in einen Topf geworfen). Es scheint unwahrscheinlich, dass die Gruppennamen in Zukunft stabil bleiben werden (siehe nächster Abschnitt).
Als Update zu diesem Artikel wird die Hinzufügung des neuesten EEC E.-Stammes vorgestellt. Sie trat vor kurzem Anfang 2011 in Deutschland auf und ist inzwischen in 11 europäischen Ländern dokumentiert; Mindestens vier Personen, die nach Deutschland gereist und in die USA zurückgekehrt sind, haben sich mit diesem Stamm infiziert. Bei den meisten Menschen erfolgte die Exposition gegenüber der Infektionsquelle während eines Deutschlandbesuchs, höchstwahrscheinlich durch kontaminierte Lebensmittel (Salate).
Der Stamm wurde als E. coli 0104:H4 (auch als STEC 0104:H4 bezeichnet). Er wird in diesem Abschnitt dargestellt, weil es, wie im vorherigen Absatz erwähnt, unglückliche Überschneidungen bei ECC-verursachten Krankheiten gibt und dieser neue Stamm einige der schlimmsten Überschneidungsmerkmale der ECC-Gruppenmitglieder zu zeigen scheint. Zum Beispiel E. coli 0104:H4 enthält Berichten zufolge etwa 93 % des Genoms von EHEC und produziert das Shiga (Vero)-Toxin; er scheint jedoch auch die Fähigkeit zu haben, sich wie EAEC-Stämme gut an Magen-Darm-Zellen anzuheften.
Der Ausbruch in Deutschland war der drittgrößte, der jemals für E. coli (etwa 4320 Infizierte) und die tödlichste (mindestens 82 Tote). Darüber hinaus sind die meisten isolierten Stämme gegen mehrere Antibiotika (Aminoglykoside, Makrolide und Beta-Lactame) resistent. Die Infektionsquelle können kontaminierte Sojasprossen aus biologischem Anbau sein, die dann an viele deutsche Restaurants geliefert werden. Ein wesentlicher Unterschied in E. coli 0104:H4 von anderen E. coli die ein hämolytisch-urämisches Syndrom oder HUS verursachen (hauptsächlich E. coli 0157:H7) liegt darin, dass der Organismus HUS bei jungen erwachsenen Frauen und anderen Erwachsenen verursacht. HUS verursacht durch E. coli 0157:H7 tritt bei Kindern und älteren Menschen auf, nicht bei relativ gesunden Erwachsenen. Bei diesem Ausbruch entwickelten 850 Menschen HUS. Dieser neue Stamm hatte drei krankheitsverursachende (pathogene) Mechanismen; 1) Shiga-Toxin, 2) anhaftende Fimbrien (Pili) und 3) EXPEC (extra-intestinale pathogene E. coli). ). E. coli 0104:H4 könnte eine neue, noch unbenannte Gruppe darstellen.
Die CDC schlug die folgenden Richtlinien für E. coli 0104:H4. Es wird nicht empfohlen, Personen mit Verdacht auf eine STEC-Infektion Antibiotika zu verabreichen, bis vollständige diagnostische Tests durchgeführt werden können und eine STEC-Infektion ausgeschlossen ist. Einige Studien haben gezeigt, dass die Verabreichung von Antibiotika an Menschen mit STEC-Infektionen ihr Risiko für die Entwicklung von HUS erhöhen könnte. Die klinische Entscheidungsfindung muss jedoch auf jede betroffene Person zugeschnitten werden. Es kann Indikationen für Antibiotika bei Patienten mit schwerer Darmentzündung geben, wenn eine Perforation zu befürchten ist. Bemerkenswert ist, dass Isolate von STEC O104:H4 von Patienten in Deutschland eine Resistenz gegen mehrere Antibiotika gezeigt haben.
Die CDC-Richtlinien zur Sicherstellung einer möglichst vollständigen Erkennung und Charakterisierung von STEC-Infektionen umfassen Folgendes:
Zu den Vorteilen der Einhaltung der empfohlenen Teststrategie gehören eine frühzeitige Diagnose, verbesserte Patientenergebnisse und der Nachweis aller STEC-Serotypen.
Alle Patienten mit Shigatoxin-positiver Durchfallerkrankung oder HUS sollten den Gesundheitsämtern gemeldet werden, unabhängig von einer Reiseanamnese nach Deutschland.
Im Allgemeinen verursachen alle EEC-Gruppen Krankheiten durch Störung der normalen sekretorischen Mechanismen des Darms, was zu Durchfall führt. Wie bereits erwähnt, verwenden verschiedene Gruppen unterschiedliche Methoden, die letztendlich zu Durchfall führen; Die Art des Durchfalls und die Intensität der Erkrankung hängen mit den Mechanismen zusammen, die von den Bakterien verwendet werden.
Viele Menschen (die große Mehrheit) müssen keinen Arzt aufsuchen, da die meisten Infektionen selbstlimitierend sind, es sei denn, die betroffene Person ist immungeschwächt oder ein unterernährtes Kind in einem Entwicklungsland. Weil eine Reihe von Patienten Kinder sind; Ihr Fortschritt bei der Selbstbegrenzung der Krankheit muss sorgfältig überwacht werden, da sie sich in einigen Fällen schnell verschlechtern können. Dies ist die Situation für alle EWG-Gruppen. Die meisten infizierten Personen werden, sofern sie nicht diagnostiziert werden, nicht einmal wissen, dass sie mit EEC infiziert sind, da viele bakterielle und virale Erkrankungen ähnliche Symptome wie Übelkeit, leichtes Fieber und Durchfall aufweisen.
Viele Angehörige der Gesundheitsberufe schlagen vor, dass betroffene Personen einen Arzt aufsuchen sollten, wenn:
Die Diagnose wird normalerweise durch eine genaue Anamnese, körperliche Untersuchung und Analyse einer Stuhlprobe des Patienten gestellt. Eine Verdachtsdiagnose wird oft gestellt, wenn die Anamnese des Patienten auf einen Zusammenhang mit Personen, Nahrungsmitteln oder Flüssigkeiten hinweist, von denen bekannt ist, dass sie E. coli 0157:H7 oder andere Bakterien der EWG-Gruppe; Eine solche Verdachtsdiagnose wird häufig während eines Ausbruchs der Krankheit gestellt. Bei Patienten, die einen Krankenhausaufenthalt benötigen, wird jedoch normalerweise eine endgültige Diagnose gestellt.
Eine definitive Diagnose wird oft durch Kultur von E. coli Stämme aus Stuhlproben auf selektiven Medien (Sorbit-MacConkey-Agar), wenn Kolonien mit Antiserum reagieren, das gegen spezifische "O"-Antigenstämme gerichtet ist. Das selektive Medium und das Antiserum helfen bei der Unterscheidung von E. coli Serovare von anderen ähnlichen Krankheitserregern wie Listerien , Salmonellen und Shigella. Andere Tests umfassen PCR (Polymerase-Kettenreaktion) und Immunfluoreszenztests zur Identifizierung des E. coli Serovar.
Die CDC hat empfohlen (2009), dass alle Patienten, die auf ambulant erworbene Diarrhoe untersucht werden, ihre Stuhlproben mit immunologischen Testsystemen analysieren lassen, die alle Arten von Shiga-Toxinen nachweisen, da dieser Test wahrscheinlich fast alle Bakterien nachweisen wird, die Shiga-Toxine produzieren, insbesondere E. coli 0157:H7-Stämme. Die CDC schlägt vor, dass dieser Test noch besser ist als Bakterienkulturtechniken, empfiehlt jedoch, dass sowohl Kultur- als auch immunologische Tests gleichzeitig durchgeführt werden sollten. Dies wird vorgeschlagen, da E. coli die Shiga oder Shiga-ähnliche Toxine produzieren, haben normalerweise das Potenzial, für die infizierte(n) Person(en) sehr schädlich zu sein.
Im Jahr 2013 genehmigte die FDA einen neuen Test, der elf Krankheitserreger (bakteriell und viral), darunter Escherichia coli, erkennen und unterscheiden kann O157, enterotoxigene E. coli LT/ST, Salmonellen ,Shigella , und Shiga-ähnliches Toxin, das E coli produziert stx 1/stx 2) durch Nachweis ihrer Nukleinsäuren. Diese Art von Tests wird medizinischem Fachpersonal helfen, die vielen Ursachen von Gastroenteritis zu identifizieren und zu differenzieren.
Die anfänglichen Behandlungsmethoden sind für alle EWG-Gruppen ähnlich; Flüssigkeitszufuhr ist die Hauptbehandlung, sowohl orale als auch IV (intravenöse) Flüssigkeitszufuhr. Es können jedoch zusätzliche Behandlungsmaßnahmen erforderlich sein. Wenn der Patient mit EHEC infiziert ist, werden Antibiotika nicht verwendet, es sei denn, der Patient ist septisch. Studien haben gezeigt, dass Antibiotika der EHEC-Gruppe (insbesondere mit E. coli 0157:H7) induzieren Bakterien, die Shiga-Toxin produzieren, um die Toxinfreisetzung zu erhöhen und die Krankheit und Komplikationen zu verschlimmern. Darüber hinaus schlagen Forscher vor, dass andere Toxin-produzierende E. coli Serovare in anderen Gruppen (EPEC, ETEC und EIEC) können durch Antibiotika nicht unterstützt werden, da in einigen seltenen Fällen; sie können ähnliche Komplikationen wie bei EHEC entwickeln.
Obwohl einige Fälle von Reisedurchfall mit Antibiotika (z. B. Sulfamethoxazol und Trimethoprim [Septra]) behandelt wurden, können Antibiotika die Symptome im Allgemeinen nur um etwa 24/48 Stunden reduzieren. EAEC und EAggEC sind häufig selbstlimitierend und viele der Serovare sind gegen ein oder mehrere Antibiotika resistent. If the decision to use antibiotics in any EEC infection is made, investigators suggest the E. coli serovar causing the infection be tested to determine antibiotic susceptibilities.
The majority of enterovirulent E. coli (EEC) infections are self-limited; they require no treatment except to keep the person well hydrated (oral hydration). This is especially the case for children and the elderly, who may quickly dehydrate during home care. If the person is unable to stay well hydrated at home, medical care should be sought. Most health care professionals warn people not to treat patients at home with any "left-over" antibiotics or over-the-counter drugs such as diphenoxylate and atropine (Lomotil), because such treatment may make the symptoms worse and cause complications (see complications section).
All of the EEC groups may have complications associated with infection. However, some groups have far fewer and potentially less serious complications than other groups. All of the groups, however, have one potentially serious complication; Austrocknung. If left untreated, dehydration can lead to multiple organ damage and death. Severe dehydration happens infrequently in developed countries, but in developing countries, the death rate can reach 50% in children (ETEC). In general, in developed countries, ETEC, EAEC and EAggEC group infections have few complications develop.
A relatively frequent complication of EHEC, EPEC and EIEC is blood in the stool. Some individuals will have only a small amount of blood but others may have large amounts and may require a blood transfusion (severe hemorrhagic diarrhea).
However, about 10% of all persons infected with EHEC (usually E. coli 0157:H7) develop some complication. Occasionally, the complication(s) may lead to disability or death. EHEC strains (and sometimes, EIEC group organisms) may produce the serious problems listed below;
Almost every person who gets infected with EEC has touched and eventually ingested either foods or fluids contaminated with EEC bacteria. Numerous outbreaks occur worldwide each year due to a food or fluid source contamination with these organisms; some of the most serious problems are often related to contaminated meat products by the EHEC group. However, the potential sources of EEC group infections are vast. Fortunately, there are guidelines that can help reduce the chance of getting EEC infections.
The following guidelines on preventing EHEC, especially E. coli 0157:H7, are recommended by the CDC, but they are applicable to all EEC groups:
One of the major sources of numerous outbreaks is hamburger meat contaminated with E. coli 0157:H7; such infections have been termed "hamburger disease". Many authors recommend that hamburgers ordered in a restaurant should be "medium or well done," with no pink hamburger meat visible in the middle of the burger. Any "pink" hamburger meat should be cooked until brown to reduce the chance that viable E. coli are still present.
In addition, any food or liquid involved in a recall due to possible E. coli contamination should be disposed of immediately. On August 8, 2010 about I million pounds of beef in California was recalled due to possible E. coli 0157:H7 contamination. In 2010, the FDA has recalled several productions of beef, including material put into dry pet foods due to this organism. Other FDA recalls due to EEC in 2010 included spinach and romaine lettuce.
Some researchers suggest that babies who are breastfed, especially in third world countries, may reduce the infant's exposure to EEC bacteria.
There is controversy about the use of antibiotics to prevent EEC, some physicians suggest the use of rifaximin (Xifaxan); other physicians do not. Data to support such use of the antibiotic is not available. There are no commercially available anti-EEC vaccines available in the US, although vaccine research is ongoing.
Although individuals are frequently uncomfortable with EEC infections, most individuals that live in industrialized countries that get these infections have few if any serious complications. However, people that are immunocompromised and children in developing countries often have complications. Some countries report a death rate in children as high as 50%, with dehydration playing a central role in these deaths due to EEC bacteria. People infected with strains that are highly virulent like E. coli 0104:H4 are at risk for complications and a less favorable prognosis.
People with EHEC group infections (E. coli 0157:H7 is the major serotype) usually (about 90%) have a self-limited disease and the outcome is excellent. However, the prognosis declines, depending on the development of complication(s). Good hydration decreases the chances of complications and improves the outcome. Individuals who develop hemorrhagic diarrhea and are treated promptly have better outcomes with reduced hospitalization. Complications such as HUS and TTP have a wide range of prognosis from good to poor, depending on the overall health of the individual and how quickly the complications are diagnosed and treated. For example, some individuals can recover completely, but others may require IV fluids, plasma exchange, plasma infusion, or dialysis and may have end-organ failure (usually kidney failure) and neurologic problems. A few (about 10%) of TTP patients will die.
Although infrequent, even relatively healthy children and adults have died from EEC infections due to dehydration.
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