E. coli a fost descoperită în anul 1885, când Theobald Escherich a observat că în materiile fecale ale copiilor nou-născuți apar, după primele alăptări, bacterii, una dintre acestea fiind bacilul colonului sau colibacilul, inițial numită Bacterium coli commune, adică bacteria obișnuită a colonului. Ulterior, aceeași bacterie a fost pusă în evidență în flora intestinală a tuturor speciilor de animale superioare, fiind numită Escherichia coli. Fiind ușor de cultivat, această bacterie a fost studiată amănunțit sub aspectul fiziologiei și al structurii genetice, servind, în biotehnologie, pentru obținerea de organisme modificate genetic (producerea de insulină, enzime etc.). Spre deosebire de alte bacterii intestinale, colibacilii se fixează pe mucoasa intestinală prin intermediul fimbriilor, ceea ce face dificilă îndepărtarea lor prin spălarea cu apă. Persistența în biocenoza intestinală este favorizată și de proprietatea de a produce unele substanțe cu însușiri antibiotice, numite colicine, care prezintă efect letal față de unele bacterii neintestinale, tranzitorii. Alături de alte bacterii din intestin (coliforme), exercită funcții utile organismului gazdă, prin aceea că participă la sinteza vitaminelor din grupele B și K.
Colibacilii, trăind în mediul intestinal, sunt supuși unui permanent proces de variabilitate genetică, prin conjugare (parasexualitate) și transducție prin bacteriofagi (virusuri ce pătrund în bacterii), care fac posibilă transmiterea de la o specie la alta de epizomi (fragmente de ADN, gene). În acest fel, unele celule de E. coli pot dobândi însușiri antigenice și de patogenitate de la unele specii consacrat patogene, cum ar fi Salmonella, Shigella și altele. Asemenea bacterii se mai numesc bacterii himeră.
Structura antigenică la E. coli este extrem de complexă și variabilă, datorită prezenței multiplelor fracțiuni somatice, de înveliș și flagelare, ceea ce face dificilă tipizarea culturilor izolate. Se cunosc mai mult de 173 antigeni lipopolizaharidici, somatici, notați „O”, peste 99 de antigeni de înveliș notați „K” și 56 de tipuri de antigeni flagelari, de natură proteică – notați „H”, la care se adaugă și alte tipuri de antigeni (F, M, alfa, beta, CA).
Până la intrarea României în UE, în țară au existat câteva laboratoare, umane și veterinare, care erau în măsură să identifice structura antigenică a principalelor tipuri de E. coli. În prezent nu mai există nici un laborator care să fie dotat cu seruri specifice pentru stabilirea formulei antigenice complete O:K:H (de exemplu: serotipul care produce septicemii la viței și păsări O78K80(B)H(-). Unele laboratoare dispun de seruri doar pentru caracterizarea sumară a structurii antigenice a unui număr foarte limitat de categorii de E. coli. Fără analiza structurii antigenice complete și a factorilor de patogenitate (sau măcar analiza structurii ADN), nu poate fi efectuat un studiu aprofundat al filiației unei infecții.
Semnificația evidențierii E. coli în mediul extern, apă și alimente
Fiind o bacterie ușor cultivabilă, dar și constant prezentă în conținutul intestinal, E. coli este considerată bacterie indicatoare a contaminării cu fecale. Atunci când prin mijloace specifice este pusă în evidență prezența E. coli, rezultatul trebuie să menționeze că locurile de proveniență a probelor – mediul, apa sau alimentele sunt ”contaminate (nu infectate) cu E. coli”, iar dacă examinarea este efectuată prin metode care nu fac diferențierea E. coli de speciile înrudite, este preferabil să fie folosită expresia ”contaminat cu bacterii coliforme” (printre care pot exista sau nu colibacili, E. coli). Mediul extern inert, apa și alimentele pot fi doar contaminate, iar suprafața organismului uman sau animal poate fi contaminată (când germenii sunt prezenți pe suprafață) sau ”infectată” (când germenii au pătruns în țesuturile vii și au produs un răspuns inflamator sau imunitar).
Prezența colibacililor în mediul extern poate semnifica și un risc de transmitere pentru bolile ai căror agenți etiologici ar putea exista în fecale, alături de E. coli (bacterii, virusuri, ciuperci, protozoare). Existența E. coli în apă, lapte, brânză etc. nu conduce în mod necesar la infecția colibacilară, deoarece infecția poate fi declanșată doar de anumite tipuri de E. coli și de o anumită doză de germeni, în condițiile în care imunitatea organismului este prăbușită. Laptele proaspăt muls poate conține un număr redus de colibacili, fără a prezenta un risc deosebit pentru consumator, dacă înainte de consum este supus pasteurizării. Pentru stabilirea filiației unei infecții colibacilare trebuie dovedit că în probele prelevate a fost pus în evidență același biotip de E. coli care a fost izolat și din cadavre sau din materialele patologice.
Importanța infecțiilor colibacilare
Infecțiile colibacilare fac parte din categoria celor mai răspândite boli, pe toate continentele. Factorii favorizanți sunt reprezentați de nerespectarea regulilor de igienă în colectivități, care asigură pasajul bacteriilor de la un individ la altul, ce duce la selecția celor mai virulente celule din populațiile de colibacili existente în mediul de viață. Primele cazuri apar, de regulă, la indivizii cu imunitate scăzută, ca urmare a stresului, a tulburării echilibrului dintre componenții biocenozei intestinale și a carențelor vitaminice. Infecțiile sunt mai frecvente la tineret, dar apar și la adulți. Fără a descrie bolile ce apar la animale, le menționez pe câteva, pentru exemplificare: enteritele și septicemiile la viței, purcei, păsări; boala edemelor la porci, coligranulomatoza la păsări, mamita colibacilară la vaci și altele. Bolile menționate sunt produse de anumite serotipuri, care pot fi identificate prin reacții specifice de sero-aglutinare sau de alt tip. Gradul de patogenitate al serotipurilor de E. coli diferă, în funcție de virulență și de echipamentul toxic (endotoxina, neurotoxina, hemolizina, enterotoxina guvernată de plasmide transferabile), patogenitatea fiind mai degrabă un atribut întâmplător al unor tulpini, decât o însușire specifică unor serotipuri. Este admisă posibilitatea diminuării virulenței colibacililor în anumite condiții, dar și exacerbarea virulenței, prin pasaje succesive pe animale receptive. Infecțiile colibacilare la om sunt iarăși extrem de variate: infecții digestive, toxiinfecții alimentare, infecții urinare, apendicite, septicemii urmate de localizări în plămân, endocard, meninge, căi biliare etc.
Pe lângă aceste categorii de infecții, care sunt cunoscute de mult timp și de regulă nu afectează colectivități mari, în ultimele decenii atenția a fost reținută de circulația unor tipuri de E. coli, care produc infecții digestive grave, chiar și letale. Aceste îmbolnăviri apar în familie sau în colectivitățile umane fiind adeseori în strânsă legătură cu infecțiile la animale și cu poluarea de tip fecal a alimentelor, a apei și a mediului de viață.
Pentru om sunt importante mai ales următoarele tipuri: E. Coli enteropatogen (produce aplatizarea microvililor de la nivelul intestinului subțire, diaree epidemică la copii, cu serotipurile: O26:K60; O55:K59; O111:K58 și altele); E. colienterotoxigen (determină creșterea secreției de apă și electroliți, diaree apoasă, în special la copiii cu vârstă mai mică de trei ani, dar și la alte vârste, în condiții de stres – „diareea turiștilor”); E. colienteroinvaziv (determină o reacție inflamatorie la nivelul colonului, cu ulcerații, febră, scaune cu mucus și sânge); E. colienterohemoragic (extrem de patogen și produce boala diareică hemoragică, ce se complică adeseori cu sindromul hemolitic uremic – SHU; factorii principali de patogenitate sunt: verotoxina 1 – asemănătoare cu toxina bacilului Shigella dysenteriae și verotoxina 2 – codificată de gene transferabile prin bacteriofagi). Cel mai cunoscut serotip care produce SHU – O157:H7 este prezent și în flora intestinală la unele animale (viței, ovine) și a fost incriminat în apariția bolii, mai ales la vârstele extreme, în SUA, Canada (1980) și alte țări. Boala a apărut, de regulă, în urma consumului de hamburgeri, brânzeturi, lapte nepasteurizat, carne tratată termic insuficient, salate, sucuri, fructe etc. Fiind un serotip extrem de patogen, care a produs zeci de mii de îmbolnăviri grave și pentru că este ușor de cultivat, figurează pe lista agenților microbieni care se pretează pentru bioterorism.
Un alt serotip care produce SHU este E. Coli O104:H4, semnalat în Germania (2011) și alte state europene. A determinat 35 de decese în Germania, 530 de cazuri de îmbolnăvire cu diagnostic confirmat microbiologic și alte 1251 de cazuri suspicionate pentru același tip de boală, supuse tratamentului intensiv (transfuzie, dializă). Majoritatea persoanelor îmbolnăvite erau adulte, îndeosebi femei, spre deosebire de alte serotipuri care au produs îmbolnăviri grave mai ales la copii și bătrâni cu imunitate redusă. Același serotip O104:H4 a mai fost izolat (2005) în Coreea de la o femeie cu sindrom hemolitic uremic. Faptul că serotipul O104:H4 este o himeră, a făcut să apară în presă presupuneri (neconfirmate) că ar fi rezultatul unor manipulări genetice intenționate.
Sursele și căile de infecție la copii cu E. coli, din serogrupul O26, semnalat în țara noastră
După cum a rezultat din episoadele de SHU ce au evoluat în alte țări, stabilirea surselor și a căilor de transmitere a infecției este extrem de dificilă, chiar și în cazul statelor care dispun de laboratoare bine dotate și de microbiologi specializați în domeniul enterobacteriilor. În cazul țării noastre, se pare că autoritățile au fost surprinse nepregătite, fără un plan de management pentru asemenea investigații. Faptul că, după o întârziere apreciabilă, s-a izolat din materiale patologice o tulpină de E. coli din serogrupul O26 (cazul din județul Argeș), fără o caracterizare completă privind antigenii de suprafață (K) și flagelari (H), care a fost urmată de izolarea din unele alimente a altei tulpini de E. coli, din același serogrup O26, a condus la iluzia că a fost stabilită filiația contaminării. Este posibil ca factorii de decizie să nu fi știut că structura antigenică la E. coli este extrem de complexă și că izolarea a două tulpini din probe diferite, aparținând la același serogrup, nu reprezintă dovada identității acelor tulpini, pentru că acestea ar putea aparține unor serotipuri diferite, cum ar fi: O26K60H- sau: O26K60H11, sau O26K60H32etc.
CE SE POATE FACE PENTRU CA ÎN VIITOR SA NU SE REPETE ERORILE?
Acum este tardivă reconstituirea traseului parcurs de agentul patogen, dar apare oportunitatea stabilirii unei strategii de viitor, care să includă:
– o evidență și o raportare mai bună a bolilor diareice infecțioase, la copii și în general; perfecționarea trasabilității produselor alimentare și în mod deosebit a celor destinate copiilor sugari;
– o mai bună pregătire a mamelor și a bonelor care îngrijesc copii mici, îndeosebi privind igiena individuală;
– creșterea nivelului de educație sanitară a populației prin mijloacele mass-media privind importanța tratamentului termic al alimentelor, la temperaturi de peste 70oC și decontaminarea legumelor, fructelor, căpșunilor, imediat ce au fost aduse în bucătărie, prin spălarea abundentă cu apă clorinată (eventual prin folosirea unui antiseptic pe bază de halazonă, cloramină sau un alt produs pe bază de clor);
– întărirea supravegherii epidemiologice a personalului implicat în colectarea și prelucrarea laptelui și altor produse alimentare; recoltarea și examinarea periodică, sub aspect microbiologic, a probelor din alimentele expuse contaminării de natură fecală;
– stabilirea de conduite adecvate pentru trierea culturilor de microorganisme ce se izolează în laboratoare și desemnarea laboratoarelor care să fie în măsură să facă examene antigenice complete, teste de patogenitate și eventual examene genetice pentru compararea tulpinilor de colibacili ce se izolează în cursul evoluției infecțiilor digestive.
Articol publicat in revista Ferma nr.5(166) 15 – 31 martie 2016
