De gewone bacterie Escherichia coli (E. coli) , maakt deel uit van het normale darmmicrobioom bij zowel dieren als mensen, zelden problemen veroorzaken, behalve af en toe een aanval van kortstondige diarree. Echter, het kan onder bepaalde omstandigheden schadelijk worden. In een dergelijke situatie kan het voedselvergiftiging veroorzaken, urineweginfecties, of postoperatieve infecties na chirurgische procedures aan de darm. Rond 41, 000 gevallen in het VK, in 2017-18, dit veranderde in ernstige sepsis met bloedvergiftiging (bacteriën in de bloedbaan, of bacteriëmie), maken E coli de meest voorkomende oorzaak van bloedvergiftiging in Engeland. In de meeste gevallen is dit een vervolg op een urineweginfectie. Ongeveer 17% tot 18% van deze patiënten overlijdt.
Driedimensionale tekening van de bacterie Escherichia coli - Image Credit:Kateryna Kon / ShutterstockVeel E coli stammen die bacteriëmie veroorzaken, zijn de afgelopen twee decennia antibioticaresistent geworden, zowel bij dieren als bij mensen. De meest verontrustende hiervan zijn degenen die "Extended Spectrum Beta-Lactamase" (ESBL) -activiteit vertonen. Dit verwijst naar de aanwezigheid van bepaalde enzymen die verbindingen zoals penicilline en cefalosporine-antibiotica vernietigen, die een ‘bèta-lactam’ structuur hebben. De aanwezigheid van ESBL wordt vaak ook in verband gebracht met resistentie tegen andere belangrijke geneesmiddelen, waardoor deze infecties moeilijk te behandelen zijn. Volgens Livermore, "Ongeveer 10 procent van [bloedvergiftiging of sepsis] gevallen wordt veroorzaakt door zeer resistente stammen met ESBL's."
Dergelijke resistente infecties komen niet alleen vaker voor doordat ESBL-lijnen vaker voorkomen, maar ze veroorzaken bijna het dubbele van de sterfte.
Tot deze studie, de route van verspreiding van resistente E coli infectie was onbekend - wordt het overgedragen door voedsel dat de organismen bevat, of van de ene besmette persoon naar de andere?
De studie
Om het antwoord te vinden, de onderzoekers voerden sequencing uit op de genomen van meerdere E coli stammen verkregen uit een breed scala aan bronnen - uit bloedmonsters die zijn afgenomen van menselijke patiënten met bacteriëmie, Menselijke ontlasting, afvalwater van menselijke bewoning, dierlijke drijfmest of afvalwater van dierenverblijven, verschillende soorten vlees, evenals rauwe groenten en fruit. Zij hebben steekproeven genomen in de periode augustus 2013 tot december 2014, vanuit verschillende locaties in het VK.
De onderzoekers vonden ESBL- E coli in 90% van de culturen ontvangen van bloedmonsters. Ongeveer 11% van de menselijke fecale monsters bevatte ESBL- E coli , en 65% van de kipmonsters in de detailhandel. Geen ESBL- E coli werd gevonden in fruit of groenten en slechts enkele andere vleesmonsters.
Tot hun verbazing, ze ontdekten dat één stam de overhand had onder alle ESBL-positieve stammen uit de menselijke monsters - uitwerpselen, riolering en bloed. Dit was de ST131-stam. Het was goed voor 64% van E coli isolaten uit bloed, 36% van uitwerpselen, en 22% uit rioolmonsters. Ongeveer 9% van de ontlasting E coli isolaten produceerden ESBL.
Andere vaak geïsoleerde lijnen in de bloedsomloop isolaten waren ST38 en ST 648, waarbij CTX-M-15 de meest voorkomende variant van het ESBL-enzym is. ST38 was ook prominent aanwezig in fecale en rioolmonsters.
Er waren ook andere vergelijkbare stammen in deze menselijke monsters. Echter, de resistente stammen van E coli van vlees, vooral van kip, evenals uit de drijfmest die dierlijke uitwerpselen en afvalwater bevat, volgde een andere typesamenstelling. In plaats van de dominante ST131 in menselijke monsters, deze werden gekenmerkt door ST602, ST117 en ST23, waarbij het ESBL-enzym voornamelijk CTX-M-1 is. ESBL- E coli was aanwezig in slechts 2% tot 3% van de runder- en varkensvleesmonsters.
De conclusie was dat menselijke infectie zoals weergegeven door fecale, isolaten van afvalwater en bloedmonsters hadden weinig te maken met kruisbesmetting door dierlijk vlees of afval. De meeste hiervan waren te wijten aan andere geslachten, vooral ST131. evenzo, monsters van dierlijke oorsprong waren zeldzame bronnen van met de mens geassocieerde ESBL- E coli .
De meeste gevallen van bloedvergiftiging volgden op infecties van het urogenitale kanaal en troffen patiënten met een gemiddelde leeftijd van 70 jaar. dezelfde ESBL- E coli stammen die overheersen in menselijk bloed, ontlasting en afvalwater. Er is geen bewijs dat de menselijke infectie afkomstig is van kip of ander vlees, aangezien deze voornamelijk andere tonen E coli geslachten.
De onderzoekers concluderen dat voedsel niet de primaire bron is van ernstige en verspreiding E coli infectie bij mensen, maar eerder verspreidt het organisme zich tussen mensen onderling. De meest waarschijnlijke route is feco-oraal, of met andere woorden, het onvermogen van mensen om hun handen goed te wassen na toiletfuncties leidt ertoe dat het organisme op de handen blijft hangen om te worden overgedragen naar het volgende object dat ermee in contact wordt gebracht.
De oplossing is simpel en voor de hand liggend:zorg voor een goede toilethygiëne, zorg ervoor dat oudere patiënten goed gehydrateerd zijn en zorg voor urinekatheters waar deze worden gebruikt om urineweginfecties te voorkomen, en behandel urineweginfecties snel en adequaat om bloedvergiftiging te voorkomen. Dit stopt de overdracht van mens op mens, die verantwoordelijk is voor de meeste ESBL- E coli infecties bij mensen. Het steriliseren van de voedselketen is geen groot voordeel om deze overdracht onder controle te krijgen, maar houdt de infectie binnen de dierpopulatie binnen de perken.