Immagine di batteri di E. coli Enterovirulento E. coli (CEE) sono batteri che comprendono diversi gruppi di E. coli sierotipi, che possono causare diarrea e altri problemi nell'intestino.
E. coli 0157:H7 produce tossine che danneggiano il rivestimento dell'intestino. Il risultato è una grave diarrea sanguinolenta. Possono essere presenti anche vomito, crampi addominali e febbre.
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Enterovirulento Escherichia coli (E. coli ) sono composti da un certo numero di sierotipi (ceppi di batteri correlati identificati dalle loro strutture antigeniche leggermente diverse) di batteri che hanno una forte propensione a causare infezioni, inizialmente nel tratto gastrointestinale ("entero" in greco significa intestino; virulento significa mortale o causa di malattie). Enterovirulento Escherichia coli (CEE) sono membri del genere batterico Escherichia , dal nome di T. Escherich, che per primo isolò i batteri nel 1885. La maggior parte del genere Escherichia è composto da una specie chiamata "coli" (dal latino colon); tuttavia esistono oltre 700 sierotipi di questa specie batterica. Molti E. coli i sierotipi possono causare infezioni diverse dall'intestino, ma il focus di questo articolo è sui gruppi enterovirulenti (gruppi EEC), con sintomi della malattia principalmente limitati al tratto gastrointestinale.
Escherichia coli (E. coli ) sono batteri gram-negativi a forma di bastoncello, hanno la capacità di sopravvivere in ambienti aerobici e anaerobici (definiti anaerobi facoltativi) e possono o meno produrre flagelli e pili (sottili proiezioni simili a capelli) a seconda delle esigenze ambientali.
E. coli ceppi si trovano in tutto il mondo e vivono in numero significativo nell'uomo e in altri animali come parte della normale popolazione batterica che si trova nel loro intestino crasso. Gli organismi hanno probabilmente convissuto con gli esseri umani per eoni nella normale flora (popolazioni batteriche che di solito si trovano in individui sani) del colon umano e di altri animali. Tuttavia, tra i 700 ceppi di E. coli , ci sono alcuni ceppi che causano malattie. Questi E. coli ceppi sono alcune delle cause più frequenti di molte infezioni batteriche comuni, tra cui diarrea, colecistite, batteriemia, colangite, infezione del tratto urinario (UTI), diarrea del viaggiatore e altre infezioni cliniche come meningite neonatale, polmonite, ascessi addominali e uremica emolitica sindrome (SEU).
Un classico esempio di tale E. coli ceppo è E. coli 0157:H7. Il nome E. coli 0157:H7 sembra complesso; tuttavia gli scienziati usano i numeri e le lettere per designare in modo specifico piccole differenze in E. coli tensioni. Lo 0157 è l'antigene sierotipo "O" che identifica uno degli oltre 700 ceppi e la "H" di H7 rappresenta il tipo antigenico sui flagelli del batterio. Alcuni E. coli possiedono anche antigeni K (componenti di superficie di proteine / polisaccaridi) che sono stati utilizzati per identificare determinati ceppi. Queste designazioni (O, H e K) possono essere utilizzate per identificare ceppi che causano malattie specifiche e sono state utilizzate per identificare focolai di malattie.
Il sintomo principale che tutti gli enterovirulenti E. coli (CEE) la produzione comune è la diarrea; questi organismi sono la principale causa di gastroenterite batterica. Tuttavia, il tipo di diarrea (ad esempio, sanguinolenta, cronica o autolimitante) e le complicazioni che possono accompagnare le infezioni differiscono in qualche modo l'una dall'altra. Questi sintomi hanno indotto ricercatori e medici a predisporre E. coli sierotipi in gruppi in base ai loro diversi sintomi e meccanismi (patogeni) che causano la malattia. A seconda della ricerca o delle pubblicazioni dei medici clinici, ci sono da 4 a 6 gruppi di E. coli che comprendono tutti gli enterovirulenti E. coli (CEE). Sfortunatamente, alcuni investigatori hanno più di un termine per alcuni membri dei gruppi. Di seguito è riportato un riepilogo dei gruppi attualmente in letteratura e dei sintomi E. coli i membri del gruppo causano:
Come si può supporre, ci sono sfortunate sovrapposizioni nelle sindromi patologiche e questo è uno dei motivi per cui gli autori non sono d'accordo sul numero effettivo di gruppi (EPEC, EAEC ed EAggEC o EACE ed EAggEC sono spesso raggruppati insieme). Sembra improbabile che i nomi dei gruppi rimangano stabili in futuro (vedere la sezione successiva).
Come aggiornamento di questo articolo, verrà presentata l'aggiunta del nuovissimo ceppo EEC E.. È sorto di recente in Germania all'inizio del 2011 e ora è stato documentato in 11 paesi europei; almeno quattro persone che hanno viaggiato in Germania e sono tornate negli Stati Uniti sono state infettate da questo ceppo. Nella maggior parte delle persone, l'esposizione alla fonte dell'infezione si è verificata mentre le persone stavano visitando la Germania, molto probabilmente attraverso alimenti contaminati (insalate).
Il ceppo è stato identificato come E. coli 0104:H4 (denominato anche STEC 0104:H4). Viene presentato in questa sezione perché, come affermato nel paragrafo precedente, ci sono sfortunate sovrapposizioni nella malattia causata da ECC e questo nuovo ceppo sembra mostrare alcune delle peggiori caratteristiche di sovrapposizione dei membri del gruppo ECC. Ad esempio, E. coli 0104:Si dice che H4 contenga circa il 93% del genoma di EHEC e produca la tossina Shiga (Vero); tuttavia, sembra anche avere la capacità, come i ceppi EAEC, di attaccarsi bene alle cellule gastrointestinali.
L'epidemia in Germania è stata la terza più grande mai segnalata per E. coli (circa 4320 contagiati) e il più letale (almeno 82 morti). Inoltre, la maggior parte dei ceppi isolati è resistente a più antibiotici (aminoglicosidi, macrolidi e beta-lattamici). La fonte dell'infezione potrebbe essere germogli di soia contaminati coltivati biologicamente e poi spediti a molti ristoranti tedeschi. Una delle principali differenze in E. coli 0104:H4 da altri E. coli che causano la sindrome emolitico uremica o SEU (principalmente E. coli 0157:H7) è che l'organismo sta causando HUS in giovani femmine adulte e altri adulti. Spesso, la SEU causata da E. coli 0157:H7 è presente nei bambini e negli anziani, adulti non relativamente sani. Questo focolaio ha avuto 850 persone che hanno sviluppato HUS. Questo nuovo ceppo aveva tre meccanismi (patogeni) che causavano malattie; 1) tossina Shiga, 2) fimbrie aderenti (pili) e 3) EXPEC (patogeno extraintestinale E. coli ). E. coli 0104:H4 potrebbe costituire un nuovo gruppo ancora senza nome.
Il CDC ha suggerito le seguenti linee guida per E. coli 0104:H4. Non è consigliabile somministrare antibiotici a soggetti con sospette infezioni da STEC fino a quando non è possibile eseguire test diagnostici completi e l'infezione da STEC non è esclusa. Alcuni studi hanno dimostrato che la somministrazione di antibiotici a persone con infezioni da STEC potrebbe aumentare il rischio di sviluppare HUS. Tuttavia, il processo decisionale clinico deve essere adattato a ciascun individuo colpito. Potrebbero esserci indicazioni per gli antibiotici in quelli con grave infiammazione intestinale se la perforazione è preoccupante. Da notare, gli isolati di STEC O104:H4 da pazienti in Germania hanno dimostrato resistenza a più antibiotici.
Le linee guida CDC per garantire il rilevamento e la caratterizzazione più completi possibile delle infezioni STEC includono quanto segue:
I vantaggi dell'adesione alla strategia di test raccomandata includono la diagnosi precoce, un migliore esito per il paziente e il rilevamento di tutti i sierotipi STEC.
Tutti i pazienti con malattia diarroica o HUS positiva alla tossina Shiga devono essere segnalati ai dipartimenti sanitari, indipendentemente da una storia di viaggio in Germania.
In generale, tutti i gruppi EEC causano malattie per interruzione dei normali meccanismi secretori dell'intestino che porta alla diarrea. Come sottolineato in precedenza, diversi gruppi utilizzano metodi diversi che alla fine si traducono in diarrea; il tipo di diarrea e l'intensità della malattia sono legati ai meccanismi utilizzati dai batteri.
Molte persone (la grande maggioranza) non hanno bisogno di cure mediche poiché la maggior parte delle infezioni sono autolimitanti, a meno che l'individuo colpito non sia immunocompromesso o sia un bambino denutrito in un paese in via di sviluppo. Perché un certo numero di pazienti sono bambini; i loro progressi nell'autolimitare la malattia devono essere attentamente osservati poiché possono, in alcuni casi, deteriorarsi rapidamente. Questa è la situazione di tutti i gruppi CEE. La maggior parte delle persone infette, a meno che non venga diagnosticata, non saprà nemmeno di essere infettata da EEC poiché molte malattie batteriche e virali hanno sintomi simili di nausea, febbre di basso grado e diarrea.
Molti operatori sanitari suggeriscono che le persone colpite dovrebbero cercare assistenza medica se:
La diagnosi viene solitamente effettuata mediante un'anamnesi accurata, un esame fisico e l'analisi di un campione fecale del paziente. Una diagnosi presuntiva viene spesso fatta se l'anamnesi del paziente indica un'associazione con persone, cibi o liquidi noti per contenere E. coli 0157:H7 o altri batteri del gruppo CEE; una tale diagnosi presuntiva viene spesso effettuata durante i focolai della malattia. Tuttavia, nei pazienti che richiedono il ricovero, di solito si cerca una diagnosi definitiva.
Una diagnosi definitiva è spesso fatta dalla coltura di E. coli ceppi di campioni fecali su terreni selettivi (agar sorbitolo-MacConkey) quando le colonie reagiscono con l'antisiero diretto contro specifici ceppi di antigene "O". Il mezzo selettivo e l'antisiero aiutano a distinguere E. coli sierotipi di altri patogeni simili come Listeria , Salmonella e Sigella. Altri test includono PCR (reazione a catena della polimerasi) e test di immunofluorescenza per aiutare a identificare il E. coli sierotipo.
Il CDC ha raccomandato (2009) che tutti i pazienti sottoposti a valutazione per la diarrea acquisita in comunità facciano analizzare i campioni di feci mediante sistemi di test immunologici che rilevano tutti i tipi di tossine Shiga poiché questo test probabilmente rileverà quasi tutti i batteri che producono tossine Shiga, in particolare E. coli 0157:ceppi H7. Il CDC suggerisce che questo test è persino migliore delle tecniche di coltura batterica, ma raccomanda di eseguire contemporaneamente sia i test colturali che quelli immunologici. Ciò è suggerito poiché E. coli che produce Shiga o tossine simili a Shiga di solito hanno il potenziale per essere molto dannoso per le persone infette.
Nel 2013, la FDA ha approvato un nuovo test in grado di rilevare e differenziare tra undici agenti patogeni (batterici e virali) che includono Escherichia coli O157, enterotossigeno E coli LT/ST, Salmonella ,Shigella e tossina simile a Shiga che produce E coli stx 1/stx 2) rilevando i loro acidi nucleici. Questi tipi di test aiuteranno gli operatori sanitari a identificare e differenziare le numerose cause della gastroenterite.
I metodi di trattamento iniziale sono simili per tutti i gruppi CEE; l'idratazione è il trattamento principale, sia per via orale che per via endovenosa. Tuttavia, potrebbero essere necessarie ulteriori misure di trattamento. Se il paziente è infetto da EHEC, gli antibiotici non vengono utilizzati a meno che il paziente non sia settico. Gli studi hanno dimostrato che gli antibiotici nel gruppo EHEC (soprattutto con E. coli 0157:H7) inducono i batteri che producono la tossina Shiga ad aumentare il rilascio di tossine e peggiorare la malattia e le complicanze. Inoltre, i ricercatori suggeriscono che altre tossine che producono E. coli i sierotipi di altri gruppi (EPEC, ETEC ed EIEC) potrebbero non essere aiutati dagli antibiotici poiché in alcune rare occasioni; possono sviluppare complicazioni simili a quelle di EHEC.
Sebbene alcuni casi di diarrea del viaggiatore siano stati trattati con antibiotici (ad esempio sulfametossazolo e trimetoprim [Septra]), in generale gli antibiotici possono ridurre i sintomi solo di circa 24/48 ore. EAEC ed EAggEC spesso sono autolimitanti e molti dei sierotipi sono resistenti a uno o più antibiotici. 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; dehydration. 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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