4. Εντεροβακτηριοειδή 1. Γενικά και Escherichia coli

Οικογένεια Enterobacteriaceae

• Η μεγαλύτερη, πιο ετερογενής οικογένεια Gram-αρνητικών βακτηρίων
  • $\sim 50$ γένη, εκατοντάδες είδη/υποείδη
• Ευθύνονται για μεγάλη αναλογία λοιμώξεων στην κλινική πράξη
  • $25\text{–}34\%$ των βακτηριαιμιών
  • $>70\%$ των ουρολοιμώξεων
  • Πολυάριθμες εντερικές λοιμώξεις
• Πανταχού παρόντα (έδαφος, νερό, βλάστηση)· μέρος της φυσιολογικής μικροβιακής χλωρίδας ανθρώπου & ζώων
• Κατηγορίες παθογόνας ικανότητας
  • Υποχρεωτικά παθογόνα (π.χ. $Salmonella, Shigella, Yersinia$, ορισμένα στελέχη $E.\ coli$)
  • Ευκαιριακά παθογόνα (π.χ. $E.\ coli, Klebsiella, Enterobacter, Proteus$)
• Μετάδοση: άνθρωπος↔άνθρωπος, ζώο→άνθρωπο, ενδογενής διασπορά

Κλινικά σύνδρομα που προκαλούνται

• Μηνιγγίτιδα, πνευμονία, σηψαιμία, διάρροια, ουρολοιμώξεις
• Επιλεγμένα γένη/είδη και κυριότερα σύνδρομα
  • $Escherichia$: ουρολοιμώξεις, σηψαιμία, μηνιγγίτιδα, πνευμονία, διάρροια
  • $Klebsiella$: πνευμονία, ουρολοιμώξεις
  • $Enterobacter$: πνευμονία, σηψαιμία
  • $Proteus$: ουρολοιμώξεις
  • $Salmonella, Shigella, Yersinia$: εντεροπαθογόνα

Ταξινόμηση βάσει ζύμωσης λακτόζης

• Λακτόζη (+)
  • Γένη: $Escherichia, Klebsiella, Enterobacter, Citrobacter$
  • Σε άγαρ MacConkey σχηματίζουν ερυθρές αποικίες (διάσπαση λακτόζης)
• Λακτόζη (−)
  • Γένη: $Salmonella, Shigella, Yersinia, Proteus$
  • Στο ίδιο υπόστρωμα δίνουν άχρωμες αποικίες
• Το MacConkey περιέχει λακτόζη + δείκτη pH & χολικά άλατα (αναστολή Gram-+)

Αντιγονική δομή Enterobacteriaceae

• $O$ αντιγόνα: Πολυσακχαριδικό τμήμα LPS (σωματικά)
• $H$ αντιγόνα: μαστιγιακά (κινητικότητα)
• $K$ ή $Vi$ αντιγόνα: καψιδικά
• Ενδοτοξίνη: λιποπολυσακχαρίτης· κύριο δραστικό τμήμα $Λιπίδιο\ A$
• Παράδειγμα: $E.\ coli\ O157:H7$ (σωματικό $O157$, βλεφαριδικό $H7$)

Παράγοντες λοιμογόνου ισχύος (γενικοί)

• Ενδοτοξίνη $LPS$ (λιπίδιο $A$): συστηματικές εκδηλώσεις/σήψη
• Κάψα: αντιφαγοκυτταρική προστασία
• Αντιγονική μεταβλητότητα $(O,H,K)$
• Εκκριτικό σύστημα τύπου $III$ (≈ $20$ πρωτεΐνες): έγχυση τοξινών στο κύτταρο-ξενιστή
• Μηχανισμοί δέσμευσης σιδήρου (σιδηροφόρα: αεροβακτίνη, εντεροβακτίνη)
• Πλασμίδια: κωδικοποίηση αντοχής & παθογενετικών νησίδων

Escherichia coli – Γενικά χαρακτηριστικά

• Σημαντικότερο είδος του γένους $Escherichia$
• Μέλος φυσιολογικής χλωρίδας παχέος εντέρου ανθρώπου/ζώων
• «Κολοβακτηριδιακός δείκτης»: παρουσία $E.\ coli$ → κοπρανώδης ρύπανση νερών/τροφίμων
• Μεγάλη ετερογένεια στελεχών· από απλούς αποικιστές έως υψηλά παθογόνα

Αντιγονική & ινιδιακή σύσταση E. coli

• $>180\ O$ ορότυποι, $>50\ H$ τύποι, ομάδες $K$
• Πολλαπλοί τύποι ινιδίων:
  • Τύπου $1$ → προσκόλληση σε ευρύ φάσμα κυττάρων
  • $CFA\ I/II$ στα επαγόμενα από $ETEC$
  • $P$ ινίδια σε ουροπαθογόνα στελέχη
  • $BFP$ (Bundle Forming Pili) στα τυπικά $EPEC$

Κλινική σημασία E. coli

1. Πρώτο σε συχνότητα Gram(−) παθογόνο σε σηψαιμία
2. $>80\%$ εξωνοσοκομειακών ουρολοιμώξεων
3. Εξέχον αίτιο γαστρεντερίτιδας
4. Νεογνική μηνιγγίτιδα (στελέχη με $K1$)

Παθογόνοι εντερικοί τύποι E. coli

EPEC (Enteropathogenic)

• ΠΕ $9\text{–}12\ h$, ΔΝ $\approx 12\ d$
• Τυπικά (φέρουν πλασμίδιο $pEAF$ → $BFP$) & άτυπα στελέχη
• Μηχανισμός A/E: προσκόλληση → εξαφάνιση μικρολαχνών → διαταραχή απορρόφησης/έκκρισης
• Νησίδα $LEE$ (>$40$ γονίδια, εκκριτικό σύστημα τύπου $III$)
• Κυρίως σε βρέφη $<2$ ετών, περιοχές με φτωχή υγιεινή· σποραδικά & επιδημίες

ETEC (Enterotoxigenic)

• ΠΕ $10\text{–}72\ h$, ΔΝ $1\text{–}5\ d$
• $LT\text{-I}$ (↑$cAMP$), $STa$ (↑$cGMP$) → υπερέκκριση $Cl^-$, αναστολή επαναρρόφησης $Na^+$/$Cl^-$
• Κύρια αιτία θανάτου παιδιών $<5$ ετών σε αναπτυσσόμενες χώρες· $840$ εκατ. περιστατικά/έτος
• Μετάδοση μόνο με μολυσμένα τρόφιμα/νερό (όχι άτομο→άτομο)

EAEC (Entero-aggregative)

• Προσκόλληση «στοίβας τούβλων» στο λ. έντερο
• Συχνή ανεύρεση σε υγιή άτομα· σημαντική χρόνια διάρροια, καθυστέρηση ανάπτυξης
• Παράγει κυτταροκίνες → ουδετερόφιλα → φλεγμονή

STEC/EHEC (Shiga-toxin-producing)

• Κύριος ορότυπος $O157:H7$, αλλά πολλοί άλλοι
• $Stx1/Stx2$: δομή $A1B5$, στόχος ο υποδοχέας $Gb3$
• Κλινικό φάσμα: ήπια διάρροια → αιμορραγική κολίτιδα χωρίς πυρετό
• $HUS$ (αιμολυτικό-ουραιμικό σύνδρομο): οξεία ΝΑ, μικροαγγειοπαθητική αναιμία, θρομβοκυτοπενία
  • Επιπλοκή $5\text{–}10\%$ παιδιών $<10$ ετών (θνητότητα $3\text{–}5\%$, μόνιμες βλάβες $\approx 30\%$)
• Τρόφιμα υψηλού κινδύνου: χάμπουργκερ, απαστερίωτο γάλα/χυμοί· κύρια δεξαμενή τα βοοειδή
• Εργαστηριακά: αδυναμία ζύμωσης σορβιτόλης (SMaC) → άχρωμες αποικίες· επιβεβαίωση με οροτυπία

EIEC (Enteroinvasive)

• ΠΕ $10\text{–}12\ h$, ΔΝ $5\text{–}7\ d$
• Μικρή μολυσματική δόση, ανθεκτικά σε γαστρικό οξύ/χολή
• Εισβολή & ενδοκυττάρια κίνηση → ιστική καταστροφή, φλεγμονή
• Συμπτώματα: υδαρή→δυσεντερική διάρροια με βλέννη/αίμα, πυρετό
• Κύριοι ορότυποι $O124, O143, O164$ (συχνότερος $O124$)

Διαφορές εντερικών παθότυπων (σύνοψη)

• Λεπτό έντερο: $ETEC, EPEC, EAEC$
• Παχύ έντερο (επιφάνεια): $STEC$
• Παχύ έντερο (διείσδυση): $EIEC$
• Παθογενετικοί μηχανισμοί, τοξίνες & κλινικά πρότυπα ποικίλουν (βλ. πίνακα ανωτέρω)

Θεραπεία & πρόληψη γαστρεντερίτιδας E. coli

• Κύριο μέτρο: έγκαιρη χορήγηση υγρών/ηλεκτρολυτών
• Αντιβιοτικά: αμφιλεγόμενη χρήση· προσοχή σε $STEC$ (κίνδυνος ↑$Stx$)
• Πρόληψη $ETEC$: ασφαλές πόσιμο νερό, σωστή υγιεινή τροφίμων, ορθή επιλογή γευμάτων/νερού ταξιδιωτών
• Νοσοκομεία/βρεφοκομεία: σχολαστική υγιεινή χεριών, αποφυγή διασταυρούμενης μόλυνσης γευμάτων

Ουρολοιμώξεις & εξωεντερικές λοιμώξεις

• $E.\ coli$: συχνότερο αίτιο οξείας μη επιπλεγμένης ουρολοίμωξης
  • Αυτο-ενοφθαλμισμός από εντερική χλωρίδα → ανιούσα λοίμωξη
  • Οροομάδες με $P$ ινίδια, κροσσοί $Dr$, αιμολυσίνη $HlyA$
• Νεογνική μηνιγγίτιδα/σηψαιμία: $75\%$ στελεχών εκφράζουν $K1$
• Παράγοντες κινδύνου ουρολοιμώξεων
  • Φύλο: συχνότερες σε γυναίκες (βραχεία ουρήθρα)
  • Εγκυμοσύνη: στάση ούρων λόγω ορμονών/πίεσης
  • Σεξουαλική δραστηριότητα, υπερτροφία προστάτη, καθετήρες, κυστεοσκοπήσεις
• Βακτηριαιμία από Enterobacteriaceae
  • Κατανομή: $45\%\ E.\ coli$, $22\%\ Klebsiella$, $20\%\ Enterobacter$, $4\%\ Proteus$, $4\%\ Serratia$, $2\%\ Citrobacter$, $3\%$ άλλα

Επιδημιολογικά δεδομένα

• Κρούσματα $EHEC$ στην Ελλάδα (2004-2013): συνολικά $8$
• $STEC$ στην ΕΕ/ΕΟΧ (2016): υψηλότερη επίπτωση ηλικίες $0\text{–}4$ ετών
• Παγκόσμια μελέτη $EPEC$ σε παιδικό πληθυσμό (1996-2007): συχνότητες $2.4\text{–}18.2\%$ αναλόγως χώρας

Εργαστηριακή διάγνωση γενικά

• Gram χρώση κλινικών δειγμάτων
• Καλλιέργεια σε MacConkey άγαρ· διάκριση λακτόζης (+/−)
• Ουρολοιμώξεις: ημιποσοτική καλλιέργεια· σημαντικό εύρημα μονοκαλλιέργημα $\ge 10^5$ CFU/ml
• $STEC$: MacConkey με σορβιτόλη, οροτυπία $O157$
• Συμπληρωματικές δοκιμές: βιοχημικά, σερολογία, μοριακή ανίχνευση γονιδίων τοξινών