Escherichia coli O157:H7, Enterohemorrágica

Des de finals dels 60 també es coneixen altres serotips que produeixen enteritis per alliberament d’enterotoxinas de dos tipus, termoestable (ST) i termolábil (LT), que reben el nom d’E. “coli” enterotoxigénica (ECET). Aquests microorganismes són poc freqüents en el nostre mitjà però causen diarrea entre els viatgers a països exòtics. A aquests grups s’afegeix un altre que causa enteritis per producció d’una toxina denominada verotoxina (VT), que també s’ha denominat Shiga-like toxin (Stx) i és diferent de les toxines ST i LT conegudes fins llavors. La importància d’aquest bacteri enteropatógena pot deduir-se a partir del fet que diversos organismes internacionals de salut han recomanat la seva vigilància, que consideren objectiu prioritari.

El descobriment d’aquest colibacilo com a causa d’enteritis hemorràgica es va efectuar als Estats Units i el Canadà a principis dels 80, en estudiar dos brots d’enteritis que donava greus complicacions, demostrant que la seva causa era un cep d’E. “coli” del serotip O157:H7, que produïa una verotoxina amb intensa activitat citotòxica (5). L’epidemiologia, patogènia, clínica i profilaxi d’aquest microorganisme ha estat objecte diverses revisions.

Les dues característiques fonamentals

En primer lloc es tracta d’un grup de ceps que provoquen un quadre clínic d’enteritis hemorràgica, afebril, associada amb freqüència a dues greus complicacions, com la síndrome hemolítica-urèmica (SHU) i la porpra trombótica trombocitopénica (PTT). La segona característica és que causen brots epidèmics importants. Aquests ceps poden produir dues classe de verotoxina: la VT1 i la VT2, i que aquesta última presentava diverses variants. Aquestes toxines estan codificades per gens lisogénicos, és a dir, gens que estan localitzats en bacteriòfags que s’integren al genoma bacterià de manera estable.

Els ceps d’E. “coli” O157:H7 s’adhereixen als enteròcits i esborren els microvellositats d’aquestes cèl·lules. Poc després es va comprovar que també posseïen el gen “eae” i donaven una prova de FAS positiva com a índex de la condensació de l’actina cel·lular sota el lloc d’adherència del microorganisme, com ja s’havia observat en els ceps d’E. “coli” EP clàssica. D’altra banda, es va detectar la presència d’un plasmidi que codifica una fimbria que actua com adhesina inicial. La seqüència del procés patogènic segons els coneixements actuals seria, en primer lloc, l’adherència laxa a l’enteròcit per la fimbria, seguida de l’adherència íntima i lesió de la paret de l’enteròcit amb borramiento dels microvellositats per condensació de l’actina, com a conseqüència de la producció de la proteïna “intimina” codificada pel gen eae i, finalment, el posterior alliberament de la verotoxina.

La semblança en alguns aspectes del procés patogènic entre “E. coli” enterohemorrágica i “E. coli” enteropatógena clàssica s’explicaria pel fet que, encara que la clona d’E. coli O157:H7 està lisogenizada per bacteriòfags portadors dels gens de les VTs, que evolutivament deriva d’un ancestre comú amb l’E. “coli” O55:H7 i que és un serotip (clona) enteropatógeno clàssic, amb el gen de patogenicitat “eae” com s’ha determinat per estudis de genètica de poblacions (10).

S’ha descobert que altres serotips d’E. “coli”, com l’O111 i O26 catalogats com a E. “coli” EP clàssica, produeixen també verotoxinas. De tots els serotips d’E. “coli” verotoxigénicos, només alguns anomenats col·lectivament “E. coli” enterohemorrágicos, com l’O157:H7 o H-, O26:H11, O111:H-, O145:H-, O45:H2, O128:H-, O4:H- i l’O103:H2 produeixen enteritis i complicacions, sent el primer (O157:H7) el que causa patologia de forma més freqüent i més greu. Les raons d’aquest fet poden correspondre al fet que els altres serotips toxigénicos produeixen menor quantitat de toxina o emmalalteixen d’algun cofactor de patogenicitat -gen “eae” o uns altres.

Clínica i epidemiologia

Encara que al principi es va assenyalar que la clínica d’aquesta malaltia era característica (colitis hemorràgica afebril), en realitat, l’enteritis causada per aquest bacteri verotoxigénica dóna lloc a manifestacions variables que van de formes molt lleus a formes greus amb sang (colitis hemorràgica). S’ha pogut constatar que la febre és relativament freqüent en els casos d’enteritis causada per O157:H7, així com la complicació amb la síndrome hemolítica-urèmica (11, 12). Els mecanismes pels quals es produeixen el SHU i la PTT no es coneixen amb precisió, encara que han estat objecte de diverses revisions (7,8,13). S’ha suggerit l’acció directa sobre l’endoteli de la microcirculación.

La infecció per E. “coli” verotoxigénica sembla ser de distribució universal, encara que irregular, però la seva prevalença solament es coneix amb cert detall als Estats Units, el Canadà, l’Argentina i Europa Occidental, ja que en la resta de països no ha estat estudiada sistemàticament (8,12). Diversos autors han estudiat a Espanya la freqüència d’E. “coli” O157:H7 com a causant de diarrea i s’ha pogut demostrar que aquesta és molt baixa, probablement entre el 0,1 i 1% de les diarrees estudiades i s’ha detectat en casos esporàdics (11,14); i també en brots epidèmics, encara que el seu número i extensió ha estat molt limitada (6); el més important es va detectar a Barcelona l’any passat.

La utilització del mitjà de cultiu de Mac Conkey-sorbitol, específic per a detectar la clona O157:H7, que a diferència de la resta de ceps d’E. “coli”, incloses les d’altres serotips enterohemorrágicos, no fermenta el sorbitol, aporta un biaix en els estudis fets en molts països, ja que podria ser que aquest serotip fos infreqüent, però que existissin altres serotips enterohemorrágicos (sorbitol positius) freqüents.

La malaltia es transmet per via feco-oral i el vehicle més freqüent d’infecció humana és la carn de boví, fonamentalment les hamburgueses poc fetes. També s’ha documentat la infecció vehiculada per altres aliments com a carn de gall dindi, salami, llet, iogurt, maionesa, amanides, vegetals crus i aigua. Els brots epidèmics són freqüents en diversos països com els Estats Units, Regne Unit, Austràlia, l’Argentina i el Japó, entre altres (6). La transmissió de persona a persona també ha estat demostrada (8). “E. coli” O157:H7 és resistent a les temperatures extremes i als àcids febles. La dosi infectante mínima és baixa estimada entre 103 i 102 bacteris, o fins i tot inferior.

Els bòvids semblen constituir el principal reservorio d’E. “coli” O157:H7, trobat amb diferents prevalences que oscil·len, en animals sans, entre el 7% i el 30% dels casos estudiats (14). Sembla que aquests ceps no són patogèniques per als animals, encara que alguns investigadors les troben amb més freqüència en aquells que tenen diarrea. La prevalença d’altres serotips d’E. “coli” verotoxigénicos en els animals es desconeix, encara que hi ha informes del seu aïllament en bòvids, óvidos, cabres, gossos i gats (12).

Des de 1986, diversos grups han efectuat estudis prospectius al nostre país, que mostren una incidència molt baixa d’E. “coli” verotoxigénica, inferior al 0,3% dels pacients estudiats. Al nostre país s’han detectat alguns brots, tots ells amb un limitat nombre de persones afectades, el més recent a Barcelona (6).

Diagnòstic

La detecció d’E. “coli” O157:H7 es pot fer per coprocultiu utilitzant, com s’ha assenyalat el mitjà de Mac Conkey-sorbitol. L’enriquiment previ pot fer-se per tècniques inmunogenéticas (15,16). La clona d’E. “coli” O157:H7 patògena predominant és sorbitol negativa i alhora beta-glucuronidasa negativa. Encara que pràcticament tots els ceps amb les característiques descrites (O157:H7, sorbitol negatiu, beta-glucuronidasa negativa) són verotoxigénicas, la producció de toxina es pot confirmar per una prova immunològica demostrant la presència de les VTs en el sobrenadante del cultiu dels microorganismes, o bé per tècniques genètiques (PCR) que permeten l’amplificació i caracterització dels gens de les VTs en els ceps aïllats (6,17,18).

Per a detectar altres serotips enterohemorrágicos és necessari estudiar la producció de VTs de tots els ceps d’E. “coli” aïllades. Existeixen dues tècniques que permeten detectar la presència de VTs directament en femta, independentment del serotip d’E. “coli” i que tenen dificultats tècniques variables. La primera és una prova immunològica que utilitza els mateixos reactius que per a la detecció de VTs en els cultius i, la segona, és la detecció dels gens de les VTs per PCR (17,18). Totes dues proves tenen limitacions que es tradueixen en una difícil reproductibilitat.

Finalment, destacar la possibilitat que la freqüència de colitis hemorràgica per ECVT estigui infravalorada, bé per les limitacions tècniques o perquè els serotips causants de diarrea sanguinolenta són diferents al que amb més freqüència s’associa a aquest quadre clínic, l’O157:H7. Aquest últim, a diferència de la resta de serotips, és fàcil detectar-lo en la mostra clínica; no obstant això, els autors creuen que les incidències publicades fins ara són un reflex fidel de la realitat epidemiològica i que s’estaria assistint, per raons poc precisades -entre les quals no cal destacar la seva cerca més exhaustiva- a un petit increment real. És necessari més temps per a avaluar la tendència de la prevalença d’aquest perillós microorganisme enteropatógeno.

Prevenció

En tots els casos han d’ingerir-se aliments en els quals s’ha desenvolupat un intens creixement bacterià, bé per una forta contaminació o per una conservació inadequada. La prevenció passa pel control de la producció dels aliments frescos, especialment els d’origen animal: llet i carn; la vigilància d’una possible contaminació posterior i la recontaminación dels aliments ja higienitzats. La refrigeració impedirà la multiplicació dels possibles microorganismes patògens presents en els aliments.

Quant a la incidència, a la UE la infecció produïda per E.coli vero/shiga toxigénico afecta sobretot a nens petits menors de cinc anys, i existeix una clara estacionalitat de la seva incidència, especialment elevada durant els mesos d’estiu (segons informe epidemiològic de l’European Centri for Disease Prevention and Control de 2009).

(*)Servei de MicrobiologiaHospital de Sant PauUniversitat Autònoma de Barcelona.

• 1. Tannock, GW. Normal microflora. London: Chapman and Hall, 1995.

• 2. Bray, J. Isolation of antigenically homogeneous strains of Bac. coli neapolitanum from summer diarrhoea of infants. J, Pathol, 1945; 57:239-47.

• 3. Bray, J; Beavan TED. Slide agglutination of Bacterium coli in summer diarrhoea. J Pathol, 1948; 60:395-401.

• 4. Levine, M.M. Escherichia coli that causi diarrhea: enterotoxigenic, enteropathogenic, enteroinvasive, enterohemorrhagic, and enteroadherent. J Infect Dis, 1987; 155:377-89.

• 5. Riley, LW; Remis, RS; Helgerson, et al. Hemorragic colitis associated with a rare Escherichia coli serotype. N Engl J Med, 1983; 308:681-85.

• 6. Prats, G. (Editor). Guia per a la prevenció i el control de la infecció per Escherichia coli O157:H7 i altres Echerichia coli verotoxigenes. Barcelona: Direcció General de Salut Pública, 2001.

• 7. Boyce, TG; Swerdlow, DL; Griffin, PM. Escherichia coli O157:H7 and the hemolytic uremic syndrome. N Engl J Med, 1995; 333:364-8.

• 8. Griffin, PM; Tauxe, RV. The epidemiology of infections caused by Escherichia coli O157:H7, other enterohemorrhagic E. coli, and the associated hemolytic uremic syndrome. Epidemiol Rev, 1991; 13:60-98.

• 9. Strockbine, NA; Marquis, LRM; Newland, JW; Smith, HW; Holmes, RK; O’Brien, AD. Two toxin-converting phages from Escherichia coli O157:H7 strain 933 encode antigenically distinct toxins with similar biological activities. Infect Immun, 1986; 53:135-40.

• 10. Orskov, F; Whittman, TS; Craviato, A; Orskov, I.Clonal relations ships, among classic enteropathogen Escherichia coli belonging to different O grups. J Infect Dis, 1990; 162:76-81.

• 11. Prats, G; Fredes, C; Margall, N; Llovet, T; Gaztelurrutia, L; Elcuaz, R; et al. Colitis hemorràgica per Escherichia coli verotoxigénica. Presentació de 9 casos. Enferm Infec Microbiol Clin, 1996; 14:7-15.

• 12. Fredes, C. Estudi dels factors de patogenicitat d’Escherichia coli enterohemorrágica. Tesi Doctoral. Universitat Autònoma. Barcelona, 1996.

• 13. Kaplan, BS. Hemolytic-uremic syndrome and thrombotic purpura. Nova York: Marcel Dekker, 1992.

• 14. Blanco, M; Blanco, JE; Blanco, J; González, EA; Alonso, MP; Maas, H; et al. Prevalence and characteristics of human and bovine verotoxigenic Escherichia coli strains isolated in Galícia (north-western Spain). Eur J Epidemiol 1996; 12.13-9.

• 15. Blanco, J; Blanco, M; Blanco, JE; Alonso, MP; Escribano, A. Patogénesis, epidemiologia i diagnòstic microbiològic de les infeccions produïdes per Escherichia coli enterohemorrágicos productors de verotoxinas. Enferm Infecc Microbiol Clin 1993; 11:324-34.

• 16. Blanco, JE; Blanco, M; Mora, A; Prado, C; Riu, M; Fernández, L; et al. Detection of enterohaemorrhagic Escherichia coli 0157:H7 in minced beef using immunomagnetic separation. Microbiologia SEM. 1996; 12:385-94.

• 17. Fredes, C; Majò, M; Margall, N; Llovet, T; Mirelis, B; Prats, G. Evaluation of an enzyme immunoassay for verotoxin detection in Escherichia coli. Microbiologia SEM. 1996; 12:395-404.

• 18. Margall, N; Fredes, C; Gaztelurrutia, L; Prats, G. Síndrome hemolítica-urèmica causat per Escherichia coli O157:H7. Detecció en mostra directa de gens codificadors de verotoxina. Med Clin (Barc). 1995; 104:344-348.