PMC

admin

SEKTER UTOM O157 : H7 I KINA

E. coli O157 : H7 har hittills inte erkänts som ett stort folkhälsoproblem i Kina. STEC verkar dock vara allvarligt. I kliniska laboratorier eller bakteriologiska laboratorier för folkhälsa brukade endast EPEC, ETEC och EIEC diagnostiseras med hjälp av serotypningstekniker. Det har dock inte sällan noterats att nästan rena kulturer av E. coli har setts och att nya varianter av E. coli har isolerats från vissa avföringsprover från diarrépatienter som inte kunde serotypas med de tillgängliga typerna . Huruvida de bör erkännas som patogena E. coli eller inte är fortfarande en fråga. Vi antog att en del av dessa stammar som isolerats som E. coli kunde vara patogena till sin natur och att de hade förbisetts på grund av avsaknad av lämpliga metoder för identifiering. För att verifiera denna hypotes samlade vi in 174 namngivna icke-patogena E. coli-stammar i Peking mellan 1988 och 1990 och upptäckte dem med DNA-sonder. DNA-sonderna täckte nästan alla virulensgener som rapporterats, t.ex. värmestabilt toxin (ST), värmelabilt toxin (LT), EPEC:s adherensfaktor (EAF), diffus adherensgen (DA), EHEC-specifik sond pCVD419, EAggEC-specifik sond, 2.5 Kb specifik sond för invasiv plasmid (INV) av EIEC- och Shigella-arter, shig a-liknande toxin 1 eller 2 (SLT1 eller SLT2), EPEC-anslutnings- och utplåningsgener (eae). Det observerades att 59,3 % av de testade stammarna hybridiserades med minst en av de använda proberna, med en högre andel (29,7 %) E. coli-stammar som hybridiserades med SLT2- och INV-proberna.

I allmänhet hybridiseras stammar av EHEC och en del EPEC-stammar med SLT1- eller/och SLT2-proben. INV-sonden är ett 2,5 kb-fragment som härrör från den invasiva plasmiden från S.flexneri 2a och används som ett diagnostiskt verktyg som är specifikt för Shigella-arter och EIEC-stammar. Fragmentet sekvenserades senare och fick namnet invasive associated locus (ial). Ingen av de kända EIEC- eller Shigella flexneria-arterna visade sig dock hybridisera SLTs-proberna. För att klargöra sambandet mellan EIEC och några av våra isolerade stammar syntetiserades den invasiva plasmidantigenet BCD (ipaBCD), nyckelgenerna för EIEC:s och Shigellas invasiva förmåga, genom PCR märkt med Digoxin och användes som sond. Avsaknaden av DNA-hybridiseringssignaler visade att det saknades ipaBCD-gener i E. coli F171. Vi fann också att E. coli F171 inte kunde provocera e keratokonjunktivit hos marsvin. Sereny-testet användes som en kritisk markör för virulens hos EIEC- och Shigella-arter. Med HEp-2-celltest kan E. coli F171 dock invadera epitelcellerna. Uppgifterna tyder på att de gener som kodar för E. coli-F171:s invasiva förmåga skiljer sig från EIEC, och E. coli F171 tillhör därför inte EIEC.

Bakteriernas vidhäftning till epitelceller har erkänts som en virulensegenskap hos enteriska patogener. Tre adherensmönster definierades, dvs. lokaliserad adherens, diffus adherens och aggregerande adherens. Många av våra E. coli-stammar som hybridiserats med SLT2- och INV-dna-prober uppvisade ett aggregerande adherensmönster i HEp-2-celler. Ingen av dem hybridiserades dock med EAggEC-specifik sond, som härstammar från generna som kodar för EAggEC adherence factor I (EAF/I) och som används som en identifieringsmarkör för EAggEC. Det aggregerande adherensmönstret på HEp-2-celler är det karakteristiska draget för EAggEC-stammar. I elektronmikroskop observerades en unik typ av fimbria på cellytan hos E. coli F171. Fimbriaeproteinets underenhet var 19 KDa, och generna som kodar för fimbriae fanns på en plasmid på 60 MDa. E. coli HB101-celler som innehöll de klonade generna kunde adherera till HEp-2-cellerna. Analysen av den N-terminala aminosyrasekvensen visade att E. coli F171 har unika egenskaper.

De shigaliknande toxinerna har visat sig vara virulensfaktorer för E. coli-stammar som kan orsaka HC och HUS. Många av EPEC- och EHEC-stammarna innehåller gener för SLT1 eller SLT2. Den toxinproducerande förmågan hos E. coli F171 undersöktes med Vero-cellsanalys, som ursprungligen användes för att studera SLTs eftersom E. coli F171 hybridiserades med SLT2-sonden. Både cellkulturfiltrat och en rå toxinberedning av E. coli F171 visade sig vara giftiga för Vero-celler. Vero-cellernas toxicitet hos E. coli F171 kunde inte neutraliseras av SLT2-antikroppen. Det faktum att hybridisering av E. coli F171 med SLT2-sond tyder på att den har ett DNA-fragment som är homologt med SLT2-genen eller att den har en hel SLT2-gen.

Invasivitet, toxinproduktionsaktivitet och epitelcellsadhärensförmåga har beskrivits som nyckelegenskaper för EIEC, ETEC respektive EAggEC. E. coli F171 kunde adherera till och invadera HEp-2-celler och producera toxiner. Den kombinerar många viktiga egenskaper hos EIEC, EHEC, EPEC och EAggEC. På grundval av de erhållna uppgifterna verkar det som om E. coli F171 representerar en ny variant av STEC. Därför föreslogs namnet enterisk SLTs-producerande och invasiv E. coli (ESIEC). Eftersom 31,4 % av de insamlade E. coli-stammarna som testades i våra studier hade liknande egenskaper som E. coli F171, verkar infektioner som förmodligen orsakas av denna typ av patogen E. coli vara ett viktigt folkhälsoproblem i Kina.

För att bekräfta virulens och patogenes hos människor genomfördes en studie på vuxna frivilliga. Vid oral intag av 109-1010 kolonibildande enheter (CFU) av E. coli F171 utvecklade alla åtta frivilliga diarré, tre av åtta utvecklade hög feber (39,8 °C). Inkubationstiden varierade från 7 till 49 timmar. Oformad avföring förekom 3-6 gånger om dagen. Avföringsvolymerna hos 4 frivilliga var över 1000 ml per dag. Antibiotikabehandling gavs till 5 av de 8 frivilliga. Ingen diarré observerades i kontrollgruppen som bestod av 4 frivilliga som fick i sig 109 CFU av den icke-patogena stammen E. coli-HB101. Typiska kliniska symtom för ESIEC hos frivilliga var skålrörelser, diarré, allmän buksmärta, måttlig feber och oformad avföring. Det visade sig att intagen E. coli F171 kunde kolonisera och replikera i upp till 7 dagar. Genom att undersöka avföringsproverna från de frivilliga observerades att bakterierna kunde nå en mängd på 2,74 × 1012 CFU. De stammar som isolerades från frivilliga patienters avföringsprov bekräftades som E. coli F171 genom ett specifikt antiserum hos djur mot den.

Och även om E. coli F171:s humanpatogena karaktär erkändes har de viktigaste virulensfaktorerna hos ESIEC inte studerats i detalj. Den patogena mekanismen hos ESIEC har t.ex. inte förstås. ”Patogenitetsön”, som avser ett stort kromosomsegment med gener som är involverade i patogenitet, har nyligen revolutionerat vår förståelse av bakteriell patogenes. GC-innehållet i patogenitetsöarna skiljer sig från GC-innehållet i den övriga värdkromosomen, vilket tyder på att de kan härröra från horisontell överföring mellan olika bakteriegeneraler. Antalet gramnegativa bakteriearter som är kända för att hysa patogenitetsöar har ökat stadigt, däribland uropatogena E. coli (UPEC), EHEC, EPEC, Helicobacter pylori, salmonella typhimurium och Vibrio cholerae. Man tror inte att det finns någon patogenitetsö i icke-patogena E. coli. Vi måste undersöka den patogena ön för att bekräfta den medicinska betydelsen av ESIEC. Nyligen har vi observerat en irp2-gen i många stammar av ESIEC. Irp2-genen är involverad i järnupptag och har betraktats som en av de virulensgener som finns på den högpatogena ön (HPI) hos Yersinia-arter. Denna gen observerades i många stammar av adherenta E. coli och i E. coli som isolerats från blod, men sällan i EPEC, EIEC eller ETEC. Ingen irp2-gen hittades i EHEC-, Shigella- och Salmonella enterica-stammar. Det verkar som om det fanns en patogenitetsö i ESIEC. HPI hos Y. pestis sprids bland arter av Enterobacteriaceae-familjen som är patogena för människor.