Введение

Серотип бактерии Escherichia coli

Escherichia coli O157:H7 является серотипом бактериального вида Escherichia coli и относится к шига-токсинпродуцирующим типам E. coli. Он является причиной заболеваний, как правило, пищевых отравлений, возникающих при употреблении загрязненной и сырой пищи, включая сырое молоко и недостаточно прожаренное мясо. Инфицирование этим типом патогенных бактерий может привести к геморрагической диарее и почечной недостаточности; зафиксированы случаи летального исхода у детей младше пяти лет, пожилых пациентов и пациентов с ослабленной иммунной системой. Передача происходит фекально-оральным путем, а большинство случаев заболевания связано с распространением загрязненных сырых листовых овощей, недоваренного мяса и сырого молока.

Признаки и симптомы

Инфекция E. coli O157:H7 часто вызывает тяжелую, острую геморрагическую диарею (хотя негеморрагическая диарея также возможна) и спазмы в животе. Обычно температура либо незначительно повышена, либо отсутствует, и болезнь проходит в течение 5–10 дней. Она также может протекать бессимптомно. У некоторых людей, особенно у детей до пяти лет, лиц с ослабленным иммунитетом и пожилых людей, инфекция может привести к гемолитико-уремическому синдрому (ГУС), при котором происходит разрушение красных кровяных клеток и почечная недостаточность. Примерно 2–7% инфекций осложняются развитием ГУС. В Соединенных Штатах ГУС является основной причиной острой почечной недостаточности у детей, и большинство случаев ГУС вызвано E. coli O157:H7.

Бактериология

Как и другие штаммы E. coli, O157:H7 является грамотрицательным и оксидазоотрицательным. В отличие от многих других штаммов, он не ферментирует сорбитол, что служит основой для клинической лабораторной дифференциации этого штамма. Штаммы E. coli, экспрессирующие шига- и шига-подобные токсины, приобрели эту способность в результате инфекции профагом, содержащим структурный ген, кодирующий токсин, а штаммы, не продуцирующие токсины, могут инфицироваться и начать производить шига-подобные токсины после инкубации с штаммами, продуцирующими шига-токсин. Кажется, что ответственный профаг инфицировал предков этого штамма относительно недавно, поскольку при стрессе хозяина (например, под воздействием антибиотиков) наблюдалось реплицирование вирусных частиц. Все клинические изоляты E. coli O157:H7 содержат плазмиду pO157. Периплазменная каталаза кодируется плазмидой pO157 и может усиливать вирулентность бактерии, обеспечивая дополнительную окислительную защиту при инфицировании хозяина. Негеморрагические штаммы E. coli O157:H7 преобразуются в геморрагические штаммы посредством лизогенной конверсии после заражения негеморрагических клеток бактериофагом.

Природная среда обитания

Хотя это относительно нечасто, серотип E. coli O157:H7 может естественным образом обнаруживаться в содержимом кишечника некоторых коров, коз и даже овец. Пищеварительный тракт крупного рогатого скота не содержит рецептора шига-токсина – глоботриаозилцерамида, и поэтому они могут быть бессимптомными носителями бактерии. Распространенность E. coli O157:H7 в североамериканских стадах крупного рогатого скота на откорме варьируется от 0 до 60%. Некоторые животные могут также являться так называемыми "супер-выделителями" бактерии. Супер-выделители могут быть определены как животные, демонстрирующие колонизацию ректоанального соединения и выделяющие >10³–4 КОЕ/г фекалий. Было установлено, что супер-выделители составляют небольшую долю поголовья на откорме (<10%), но могут давать >90% всех выделяемых E. coli O157:H7.

Трансмиссия

Инфекция E. coli O157:H7 может возникнуть при употреблении загрязненной пищи или воды, либо при попадании загрязненных поверхностей в рот. К примерам относятся недостаточно прожаренное мясо из говядины, а также листовые овощи и сырое молоко. Заражение полей бактерией часто происходит в результате орошения или естественного попадания загрязненной воды в почву. Эта бактерия обладает высокой вирулентностью и низкой инфекционной дозой: для развития инфекции достаточно попадания менее 10–100 колониеобразующих единиц (CFU) E. coli O157:H7, в то время как для других патогенных штаммов E. coli требуется более миллиона CFU.

Диагноз

Культура стула позволяет обнаружить бактерию. Образец культивируют на агаре сорбитола МакКонки (SMAC) или его модификации – агаре цефиксима калий-теллурита сорбитола МакКонки (CT SMAC). На агаре SMAC колонии O157:H7 выглядят бесцветными из-за неспособности ферментировать сорбитол, тогда как колонии типичных серотипов E. coli, ферментирующих сорбитол, выглядят красными. Колонии, не ферментирующие сорбитол, тестируют на наличие соматического антигена O157 перед подтверждением, что это E. coli O157:H7. Как и при любом посеве, диагностика с помощью этого метода требует времени; более быстрая диагностика возможна при использовании метода быстрой экстракции ДНК E. coli в сочетании с методами полимеразной цепной реакции. Также разрабатываются новые технологии, основанные на флуоресцентной и антитело-ориентированной детекции.

Профилактика

Избегайте употребления или контакта с непастеризованными молочными продуктами, недостаточно прожаренной говядиной, немытыми овощами и не дезинфицированной водой, чтобы снизить риск заражения кишечной палочкой (E. coli). Тщательное мытье рук водой, обработанной достаточным количеством хлора или других эффективных дезинфицирующих средств, после посещения туалета или смены подгузника, особенно у детей или людей с диареей, снижает риск распространения инфекции.

Наблюдение

Инфекция E. coli O157:H7 подлежит обязательному сообщению на национальном уровне в США, Великобритании и Германии. О ней также сообщается в большинстве штатов Австралии, включая Квинсленд.

Лечение

Хотя для предотвращения смерти от обезвоживания может потребоваться восполнение жидкости и поддержка артериального давления, большинство пациентов выздоравливают без лечения в течение 5–10 дней. Нет данных, подтверждающих, что антибиотики улучшают течение заболевания, а лечение антибиотиками может спровоцировать гемолитико-уремический синдром (ГУС). Предполагается, что антибиотики вызывают индукцию профагов, а высвобождаемые погибающими бактериями профаги инфицируют другие восприимчивые бактерии, превращая их в токсинопродуцирующие формы. Антидиарейные средства, такие как лоперамид (имодий), также следует избегать, поскольку они могут удлинить продолжительность инфекции. Также были предложены некоторые новые стратегии лечения, такие как использование антииндукционных стратегий для предотвращения продукции токсинов и применение антител к токсину Шиги.

История

Первое задокументированное наблюдение за E. coli O157:H7 было сделано в 1975 году в связи с единичным случаем геморрагического колита, однако тогда он не был идентифицирован как патогенный. Впервые его признали патогеном для человека после вспышки геморрагического колита в 1982 году в штатах Орегон и Мичиган, в результате которой как минимум 47 человек заболели после употребления в пищу говяжьих котлет для гамбургеров из сети быстрого питания, в которых было обнаружено его наличие.

Расходы

В Соединенных Штатах ежегодно регистрируется около 2100 госпитализаций, связанных с данным возбудителем. Заболевание часто диагностируется ошибочно, что может приводить к проведению дорогостоящих и инвазивных диагностических процедур. Пациентам, у которых развивается гемолитико-уремический синдром (ГУС), часто требуется длительная госпитализация, диализ и долгосрочное наблюдение.