כניסה 
עקבו אחרינו בפייסבוק הבדלים בין גרסאות בדף "Escherichia coli O157:H7"
(←ראו גם) |
|||
| (13 גרסאות ביניים של אותו משתמש אינן מוצגות) | |||
| שורה 1: | שורה 1: | ||
{{בדיקת מעבדה | {{בדיקת מעבדה | ||
|שם עברי={{רווח קשיח}} | |שם עברי={{רווח קשיח}} | ||
| − | |שם לועזי=Escherichia coli O157:H7 | + | |שם לועזי=Escherichia coli O157:H7 |
|קיצור=Shiga producing E. coli | |קיצור=Shiga producing E. coli | ||
|תמונה= | |תמונה= | ||
| שורה 16: | שורה 16: | ||
==החיידק Escherichia coli== | ==החיידק Escherichia coli== | ||
| − | E. coli הוא מתג גראם-שלילי, אנארובי אך גם אארובי, שתואר לראשונה בשנת 1885 על ידי Theodor Escherich. רוב הזנים של E. Coli מיישבים את מערכת העיכול באדם ובבעלי חיים ללא גרימת נזק, כפלורה טבעית. אלא שמספר זנים התפתחו לפנוטיפ פתוגני על ידי שרכשו גורמים אלימים על ידי פלסמידים, transposons, בקטריופאג'ים, או על ידי איים פתוגניים. חיידקי E. Coli פתוגניים אלה יכולים להיות מקוטלגים על בסיס הבדלים סרולוגיים, מנגנונים פתוגניים, תסמינים קליניים או גורמים אלימים (Kaper וחב' ב-Nature Rev Microbiol משנת 2004). בין הזנים האלימים הזן המוגדר כ-enterohemorrhagic E. Coli (להלן EHEC) מוגדר כ-E. Coli פתוגני המייצר רעלני Shiga וגורם לקוליטיס מדמם ולתרחיש מסכן החיים של HUS או hemolytic uremic syndrome, כתוצאה מרעלן המפורש מהחיידק. קבוצת הסיכון היא בין גיל | + | E. coli הוא מתג גראם-שלילי, אנארובי אך גם אארובי, שתואר לראשונה בשנת 1885 על ידי Theodor Escherich. רוב הזנים של E. Coli מיישבים את מערכת העיכול באדם ובבעלי חיים ללא גרימת נזק, כפלורה טבעית. אלא שמספר זנים התפתחו לפנוטיפ פתוגני על ידי שרכשו גורמים אלימים על ידי פלסמידים, transposons, בקטריופאג'ים, או על ידי איים פתוגניים. חיידקי E. Coli פתוגניים אלה יכולים להיות מקוטלגים על בסיס הבדלים סרולוגיים, מנגנונים פתוגניים, תסמינים קליניים או גורמים אלימים (Kaper וחב' ב-Nature Rev Microbiol משנת 2004). בין הזנים האלימים הזן המוגדר כ-enterohemorrhagic E. Coli (להלן EHEC) מוגדר כ-E. Coli פתוגני המייצר רעלני Shiga וגורם לקוליטיס מדמם ולתרחיש מסכן החיים של HUS או hemolytic uremic syndrome, כתוצאה מרעלן המפורש מהחיידק. קבוצת הסיכון היא בין גיל 2–10 שנים ומעל גיל 60. משך דגירת החיידק משתנה מאוד ועשוי לנוע בטווח של 1–14 יום אבל בדרך כלל 3–4 ימים. אחוז הנדבקים בחיידק המפתחים HUS נע בין 3-20%. |
| − | ישנם מספר זנים של EHEC כדוגמת O26:H11, O91:H21, O111:H8, O157:NM ו-O157:H7 הגורמים לתחלואה באדם (Melton-Celsa וחב' ב-Infect Immun משנת 1996, ו-Paton ו-Paton ב-J Clin Microbiol משנת 1999). | + | ישנם מספר זנים של EHEC כדוגמת O26:H11, O91:H21, O111:H8, O157:NM ו-O157:H7 הגורמים לתחלואה באדם (Melton-Celsa וחב' ב-Infect Immun משנת 1996, ו-Paton ו-Paton ב-J Clin Microbiol משנת 1999). הזן O157:H7 הוא הסרוטיפ השכיח ביותר המבודד מאנשים חולים בארצות הברית, יפן ובריטניה. זן זה התגלה לראשונה בשנת 1982, כפתוגן שגרם להתרחשויות של שלשול דמי במישיגן ובאורגון (Riley וחב' ב-Vet Microbiol משנת 1999, ו-Wells וחב' ב-J Clin Microbiol משנת 1983). והיה גם מעורב במספר מקרים של HUS בשנת 1983 (על פי Carmali וחב' ב-Lancet משנת 1983). מאז, התפרצויות רבות שנגרמו על ידי EHEC אירעו בארצות הברית ו-E. Coli O157:H7 הוכר כאחד הפתוגנים החשובים המגיעים מהמזון. |
| − | החיידק E. Coli O157:H7 הגורם לשטפי-דם אנטרליים הוא פתוגן המגיע במזון שגורם לתחלואה אנושית קשה ברחבי העולם. עדרים בריאים משמשים כמאגר של חיידק זה, ותוצרי מזון מזוהמים עם צואת בקר הם המקור השכיח ביותר להתפרצויות מחלה | + | החיידק E. Coli O157:H7 הגורם לשטפי-דם אנטרליים הוא פתוגן המגיע במזון שגורם לתחלואה אנושית קשה ברחבי העולם. עדרים בריאים משמשים כמאגר של חיידק זה, ותוצרי מזון מזוהמים עם צואת בקר הם המקור השכיח ביותר להתפרצויות מחלה בארצות הברית. E. Coli O157:H7 שורד היטב בתנאים הסביבתיים, ויכולתו לגרום מחלה באדם נובעת מיצירת מושבות במערכת העיכול ויכולתו לשרוד בתנאים לא-משופרים השוררים שם. שלושה גורמים אלימים של E. Coli O157:H7 זוהו והם כוללים רעלני Shiga, תוצרים של F-like plasmid pO157, ותוצרים של מה שקרוי locus of enterocyte effacement. בין הגורמים האלימים הללו תפקידיו של pO157 הם הפחות מובנים. |
| − | החיידק יכול לשרוד גם בתנאי קור ואפילו בהקפאה בטמפרטורה של-18ºC. החיידק רגיש לחום וטיפול בטמפרטורה של 63ºC | + | החיידק יכול לשרוד גם בתנאי קור ואפילו בהקפאה בטמפרטורה של-18ºC. החיידק רגיש לחום וטיפול בטמפרטורה של 63ºC משמיד אותו תוך 5 דקות, עם זאת, כאשר הוא מצוי במזון שומני עמידותו גבוהה יותר. בקרת הטמפרטורה בזמן בישול הבשר- הבישול חייב להיות בטמפרטורה של 72ºC כדי להשמיד את החיידק. יש לוודא שטמפרטורה זו תהיה גם במרכז הבשר. החיידק עמיד יחסית ב- pH נמוך. כמו כן החיידק עמיד גם בתמיסות מלח של מעל ל־2.5%. |
| − | + | ||
| − | למרות שזה יחסית לא שכיח, החיידק E. coli O157:H7 | + | למרות שזה יחסית לא שכיח, החיידק E. coli O157:H7 יכול להימצא בתכולת המעי של מספר סוגי בקר, עזים ואפילו כבשים. צינור העיכול של בקר חסר את הקולטן לטוקסין Shiga, שהוא globotriaosylceramide, ולכן בעלי חיים אלה יכולים להיות נשאים א-תסמיניים של החיידק (Pruimboom-Brees וחב' ב-Proc Natl Acad Sci USA משנת 2000). השכיחות של E. coli O157:H7 במתחמי פיטום של עדרי בקר בצפון אמריקה נעה בין 0-60% (Jeon וחב' ב-PLos One משנת 2013). מספר סוגי בקר יכולים להיות מוגדרים כ"מפרישי-על" של החיידק (>103 to 4 CFU בגרם צואה). |
==הידבקות בחיידק== | ==הידבקות בחיידק== | ||
| − | הדבקה ב- E. coli O157:H7 מתרחשת לאחר בליעה של מזון או מים מזוהמים, או לאחר מגע פומי עם משטחים מזוהמים (Rangel וחב' ב-Emerge Infect Dis משנת 2005). דוגמאות לכך הן אכילת בשר בקר טחון לא מבושל היטב, אך גם עלי ירקות לא רחוצים דיים. שדות מזדהמים | + | הדבקה ב- E. coli O157:H7 מתרחשת לאחר בליעה של מזון או מים מזוהמים, או לאחר מגע פומי עם משטחים מזוהמים (Rangel וחב' ב-Emerge Infect Dis משנת 2005). דוגמאות לכך הן אכילת בשר בקר טחון לא מבושל היטב, אך גם עלי ירקות לא רחוצים דיים. שדות מזדהמים לעיתים קרובות עם חיידקים לאחר השקיה במים מוּשבים. חיידק זה אלים ביותר, ומספיקים 10 to 100 CFUשל E. coli O157:H7 לגרום זיהום. זאת בהשוואה למיליון ומעלה CFUs של זנים פתוגניים אחרים של E. coli. |
| − | בקר הוא המאגר הטבעי של E. coli O157:H7. בין 1-50% של בקר בריא נושאים ומפרישים את החיידק בצואה בכל זמן נתון (Cho וחב' ב- J Food Protמשנת 2006, Dunn וחב' ב- FEMS Microbiol Lettמשנת 2007, ו-Hancock וחב' ב- Epidemiol Infect משנת 1997). לא מפתיע אם כן שבשר בקר טחון הוא הגורם השכיח ביותר להתפרצויות החיידק. מוצרי בקר לולים להזדהם בתהליך השחיטה, כאשר בשעת טחינת הבשר עלולים חיידקים לעבור מפני הבשר אל תוכו. לכן אם בשר טחון אינו עובר בישול מספיק, החיידקים הנמצאים בלב גוש הבשר עלולים לשרוד, כמו גם חיידקים בנקניקי סלמי, בחלב לא מפוסטר, במי שתייה ובירקות. ההתפרצות הגדולה ביותר בשנת 1996 בגין זיהום חיידקים בניצני צנון באוסקה-יפן, הביאה להדבקתם של 7,966 אנשים (Michino וחב' ב- Am J Epidemiolמשנת 1999). | + | בקר הוא המאגר הטבעי של E. coli O157:H7. בין 1-50% של בקר בריא נושאים ומפרישים את החיידק בצואה בכל זמן נתון (Cho וחב' ב- J Food Protמשנת 2006, Dunn וחב' ב- FEMS Microbiol Lettמשנת 2007, ו-Hancock וחב' ב- Epidemiol Infect משנת 1997). לא מפתיע אם כן שבשר בקר טחון הוא הגורם השכיח ביותר להתפרצויות החיידק. מוצרי בקר לולים להזדהם בתהליך השחיטה, כאשר בשעת טחינת הבשר עלולים חיידקים לעבור מפני הבשר אל תוכו. לכן אם בשר טחון אינו עובר בישול מספיק, החיידקים הנמצאים בלב גוש הבשר עלולים לשרוד, כמו גם חיידקים בנקניקי סלמי, בחלב לא מפוסטר, במי שתייה ובירקות. ההתפרצות הגדולה ביותר בשנת 1996 בגין זיהום חיידקים בניצני צנון באוסקה-יפן, הביאה להדבקתם של 7,966 אנשים (Michino וחב' ב- Am J Epidemiolמשנת 1999). |
| − | ה-CDC העריך שמדי שנה הדבקות עם E. Coli O157:H7.גרמו ל-73,000 תחלואות באדם, ל-2,200 אשפוזים, ול-60 מקרי מוות | + | ה-CDC העריך שמדי שנה הדבקות עם E. Coli O157:H7.גרמו ל-73,000 תחלואות באדם, ל-2,200 אשפוזים, ול-60 מקרי מוות בארצות הברית (Mead וחב' ב-Emerg Infect Dis משנת 1999). מאז שנת השיא ב-1999 על פי נתוני ה-CDC פחת מספר ההדבקות עם חיידק זה. E. Coli O157:H7 מבטא אנטיגן סומאטי (O157), ואנטיגן שוטני (H:7), ויש לו תכונה ייחודית של תסיסה מתעכבת של sorbitol.משך למעלה מ-24 שעות. כמו כן חיידק זה אינו מסוגל לייצר β-glucoronidase . |
==תת-סווג מולקולרי== | ==תת-סווג מולקולרי== | ||
| − | מגוון של שיטות מולקולריות לתת-סווג מותחו לשיפור ההבנה של האפידמיולוגיה של התפרצויות E. coli O157:H7. שיטות אלו כוללות PFGE (pulse-field gel electrophoresis), AFLP (restriction fragment length (polymorphisms וסווג על ידי פאג'ים (Shima וחב' ב-FEMS Microbiol Lett משנת 2006, ו-Willshaw וחב' ב-Emerge Infect Dis משנת 1997). בין שיטות אלו, שיטת PFGE עברה סטנדרטיזציה על ידי ה-CDC, ומשמשת בהצלחה להבדיל בין התפרצויות שונות משנת 1993 (Barrett וחב' ב-J Clin Microbiol משנת 1994). | + | מגוון של שיטות מולקולריות לתת-סווג מותחו לשיפור ההבנה של האפידמיולוגיה של התפרצויות E. coli O157:H7. שיטות אלו כוללות PFGE (pulse-field gel electrophoresis), AFLP (restriction fragment length (polymorphisms וסווג על ידי פאג'ים (Shima וחב' ב-FEMS Microbiol Lett משנת 2006, ו-Willshaw וחב' ב-Emerge Infect Dis משנת 1997). בין שיטות אלו, שיטת PFGE עברה סטנדרטיזציה על ידי ה-CDC, ומשמשת בהצלחה להבדיל בין התפרצויות שונות משנת 1993 (Barrett וחב' ב-J Clin Microbiol משנת 1994). |
==אבחון החיידק== | ==אבחון החיידק== | ||
| − | תרבית צואה יכולה לגלות את החיידק, למרות שלא מדובר בבדיקת שגרה. דגימת הצואה מונחת על פני תרבית אגר של SMAC או sorbitil-MacConkey, או בתרבית אגר CT-SMAC או potassium tellurite sorbitol MacConkey. על אגר SMAC מושבות O157 מופיעות שקופות בגין אי-יכולתן להתסיס סורביטול, בעוד שהמושבות של הסרוטיפים של E.coli המסוגלים להתסיס סורביטול, מופיעות בצבע אדום. מושבות שאינן מתסיסות סורביטול נבחנות לנוכחות האנטיגן הסומטי O157, לפני האישור שלהן כ-E.coli O157. אך כמו כל התרביות, האבחון גוזל זמן רב, אבחון מהיר יותר מתאפשר בשימוש במיצוי מהיר של DNA של E.coli בתוספת PCR. | + | תרבית צואה יכולה לגלות את החיידק, למרות שלא מדובר בבדיקת שגרה. דגימת הצואה מונחת על פני תרבית אגר של SMAC או sorbitil-MacConkey, או בתרבית אגר CT-SMAC או potassium tellurite sorbitol MacConkey. על אגר SMAC מושבות O157 מופיעות שקופות בגין אי-יכולתן להתסיס סורביטול, בעוד שהמושבות של הסרוטיפים של E.coli המסוגלים להתסיס סורביטול, מופיעות בצבע אדום. מושבות שאינן מתסיסות סורביטול נבחנות לנוכחות האנטיגן הסומטי O157, לפני האישור שלהן כ-E.coli O157. אך כמו כל התרביות, האבחון גוזל זמן רב, אבחון מהיר יותר מתאפשר בשימוש במיצוי מהיר של DNA של E.coli בתוספת PCR. |
==העמידות לתנאים חומציים של E. coli O157:H7== | ==העמידות לתנאים חומציים של E. coli O157:H7== | ||
| − | היכולת של חיידק זה לשרוד בתנאים מאוד חומציים (<pH 3.0) השוררים בקיבה (pH 1.5 to 3.0) המשמשים בדרך כלל להגן על הגוף מפני פתוגנים אנטריים (Peterson וחב' ב- J Infect Disמשנת 1989). היכולת של חיידק זה לשרוד את חומציות הקיבה, מגבירה את יכולתו להתיישב במעי ולגרום זיהום. העמידות לחומציות כרוכה בהפחתת המנה הנדרשת של חיידקים פתוגנים אנטריים להשיג הדבקה (Schlech וחב' ב- Int J Food Microbiol משנת 1993). מספר מחקרים למדו את מנגנוני העמידות לחומציות של E. coli O157:H7{{כ}} (Benjamin ו-Datta ב- Appl Environ Microbiol משנת 1995, ו- Castanie-Cornet ב-J Bacteriol משנת 1999). מחקרים אלה גילו 3 שיטות ליצירת עמידות זו: השיטה הראשונה דורשת נוכחות גורם סיגמה RpoS ודיכוי של גלוקוזה. המוטנט rpoS של E. coli O157:H7 היה מופרש בכמות קטנה יותר במכרסמים ועגלים שהודבקו עם החיידק באופן ניסיוני. השיטה השנייה החיונית לעמידות לחומציות הייתה בהוספה של ארגינין בעת החשיפה לתנאים חומציים. | + | היכולת של חיידק זה לשרוד בתנאים מאוד חומציים (<pH 3.0) השוררים בקיבה (pH 1.5 to 3.0) המשמשים בדרך כלל להגן על הגוף מפני פתוגנים אנטריים (Peterson וחב' ב- J Infect Disמשנת 1989). היכולת של חיידק זה לשרוד את חומציות הקיבה, מגבירה את יכולתו להתיישב במעי ולגרום זיהום. העמידות לחומציות כרוכה בהפחתת המנה הנדרשת של חיידקים פתוגנים אנטריים להשיג הדבקה (Schlech וחב' ב- Int J Food Microbiol משנת 1993). מספר מחקרים למדו את מנגנוני העמידות לחומציות של E. coli O157:H7{{כ}} (Benjamin ו-Datta ב- Appl Environ Microbiol משנת 1995, ו- Castanie-Cornet ב-J Bacteriol משנת 1999). מחקרים אלה גילו 3 שיטות ליצירת עמידות זו: השיטה הראשונה דורשת נוכחות גורם סיגמה RpoS ודיכוי של גלוקוזה. המוטנט rpoS של E. coli O157:H7 היה מופרש בכמות קטנה יותר במכרסמים ועגלים שהודבקו עם החיידק באופן ניסיוני. השיטה השנייה החיונית לעמידות לחומציות הייתה בהוספה של ארגינין בעת החשיפה לתנאים חומציים. |
| − | האנזים arginine decarboxylase{{כ}} (adiA) והמווסת שלו (cysB) משתתפים בשיטה השנייה לגרימת עמידות. השיטה השלישית דורשת גלוטמאט להגנה על החיידק בתנאי pH נמוכים. מרכיבים חיוניים בשיטה השלישית כוללים 2 איזואנזימים של glutamate decarboxylase{{כ}} (gadA ו-gadB), ו-antiporter של γ-amino butyric acid{{כ}} (gadC). בעוד שרק אחד משני האיזואנזימים של glutamate decarboxylase חיוני להגנה ב-pH 2.5, שני האיזואנזימים נחוצים ב-pH 2.0. | + | האנזים arginine decarboxylase{{כ}} (adiA) והמווסת שלו (cysB) משתתפים בשיטה השנייה לגרימת עמידות. השיטה השלישית דורשת גלוטמאט להגנה על החיידק בתנאי pH נמוכים. מרכיבים חיוניים בשיטה השלישית כוללים 2 איזואנזימים של glutamate decarboxylase{{כ}} (gadA ו-gadB), ו-antiporter של γ-amino butyric acid{{כ}} (gadC). בעוד שרק אחד משני האיזואנזימים של glutamate decarboxylase חיוני להגנה ב-pH 2.5, שני האיזואנזימים נחוצים ב-pH 2.0. נראה שהתלות בגלוטמאט היא ההגנה היעילה ביותר ב-pH 2.0. |
==הישרדות סביבתית== | ==הישרדות סביבתית== | ||
| שורה 48: | שורה 48: | ||
==pO157== | ==pO157== | ||
| − | החיידק E. coli O157:H7 מכיל את הפלסמיד השמור pO157, שגודלו | + | החיידק E. coli O157:H7 מכיל את הפלסמיד השמור pO157, שגודלו kb92-104. הרצף השלם של pO157 שבודד בשתי התפרצויות שונות של תחלואה פורסם (Burand וחב' ב-Nucleid Acid Res משנת 1998). הפלסמיד pO157 הוא בעל מבנה דינמי ומכיל אלמנטים מיידים גנטיים שונים כגון transposons, פרופאג'ים, רצפים מוחדרים וחלקי פלסמידים אחרים. מבין אלה, הרצפים המוחדרים (insertion elements) כרוכים לעיתים קרובות עם מקטעים אלימים של הפסמיד, הדומים להרכבים של פלסמידים אלימים ב-shigella. |
הרצף המלא של pO157 מגלה כ-100 ORFs, בהם 43 מראים דמיון ניכר לחלבונים מוכרים, בעוד ש-22 ORFs ללא כל דמיון לחלבונים מוכרים. שלושים וחמישה חלבונים כרוכים באופן משוער בפתוגניות של הדבקות ב-E.coliO157:H7, אך בתוך אלה רק 19 גנים אופיינו כולל (hemolysin (ehxA (על פי Schmidt וחב' ב-FEMS Microbiol Lett משנת 1994), שהוא האנזים catalase-peroxidase ((katP (Brunder וחב' ב-Microbiology משנת 1996), וכן serine protease (espP), וגם מולקולת adhesin (toxB), מטלופרוטאזה המכילה-אבץ (stcE) ומקטע משומר (scf) (Yoon וחב' ב-Infect Immun משנת 2005). | הרצף המלא של pO157 מגלה כ-100 ORFs, בהם 43 מראים דמיון ניכר לחלבונים מוכרים, בעוד ש-22 ORFs ללא כל דמיון לחלבונים מוכרים. שלושים וחמישה חלבונים כרוכים באופן משוער בפתוגניות של הדבקות ב-E.coliO157:H7, אך בתוך אלה רק 19 גנים אופיינו כולל (hemolysin (ehxA (על פי Schmidt וחב' ב-FEMS Microbiol Lett משנת 1994), שהוא האנזים catalase-peroxidase ((katP (Brunder וחב' ב-Microbiology משנת 1996), וכן serine protease (espP), וגם מולקולת adhesin (toxB), מטלופרוטאזה המכילה-אבץ (stcE) ומקטע משומר (scf) (Yoon וחב' ב-Infect Immun משנת 2005). | ||
| שורה 56: | שורה 56: | ||
==Locus of Enterocyte Effacement== | ==Locus of Enterocyte Effacement== | ||
| − | E. coli O157:H7 יוצר מושבות ברירית המעי ומשרה נגעים היסטו-פתולוגיים המאופיינים על ידי מחיקה (effacement) של סיסי המעי | + | E. coli O157:H7 יוצר מושבות ברירית המעי ומשרה נגעים היסטו-פתולוגיים המאופיינים על ידי מחיקה (effacement) של סיסי המעי (microvilli) וקישור של החיידק לאפיתל המעי. קישור זה מעודד פולימריזציה של אקטין המצטבר ויוצר הגבהה של נקודות הקישור של החיידק. מחקרים גנטיים מיפו את הגנים האחראיים לנגעים האמורים בכרומוזום 13, באזור המכונה LEE או locus of enterocyte effacement. ה-LEE של E. coli O157:H7 שמור גם ב-EPEC, ומקובל שנוכחות LEE כרוכה באופן חזק עם המחלה Griffin ו-Tauxe ב- Epidemiol Rev משנת 1991). ה-LEE של E. coli O157:H7הוא בגודל של 43 kb, והוא מכיל רצף נוסף של prophage בגודל של 7.5 kb. תפקידו של הרצף הנוסף אינו מוגדר בבהירות. |
| − | ה-LEE מורכב מלפחות 41 גנים שונים המאורגנים בשלושה אזורים עיקריים: | + | |
| − | Catalase peroxidase (KatP) | + | ה-LEE מורכב מלפחות 41 גנים שונים המאורגנים בשלושה אזורים עיקריים: |
| − | הגן המקודד ל-katP זוהה ב- pO157(Brunder וחב' ב-Microbiology משנת 1996). הגן באורך 2.2 kb והוא הומולוגי ביותר ל- catalase- | + | *מערכת הפרשה type III {{כ}}(TTSS) המייצאת מולקולות אפקטוריות |
| − | Type II Secretion System (T2SS) (etp | + | *תוספת המכונה intimin, והקולטן שלה הידוע כ-Tir, העובר טרנסלוקציה לתוך תא הפונדקאי על ידי TTSS |
| − | pO157 מקודד ל-13 ORFs (open reading frames) שסימונם מ-etpC ל-etpO, שיש להם דמיון רב ל-T2SS של חיידקים גראם-שליליים ( | + | *מספר חלבונים מופרשים (Esp) כחלק מה-TTSS, החיוניים בשינויים שהם כופים על מערכת האיתות התאית במהלך יצירת הנגעים של LEE (Delahay וחב' ב- Curr Opin Infect Dis משנת 2001, ו-Perna וחב' ב- Infect Immunמשנת 1998). |
| − | Serine Protease (espP) | + | |
| − | EspP הוא סרין פרוטאזה type V, המופרש וידוע ביכולתו לבקע pepsin A ופקטור קרישה V (Brunder ו-Karch ב-Mol Microbiol משנת 1997). אנזים חוץ-תאי זה דומה לחלבונים מופרשים או קשורים לממברנה אחרים, כגון EspC ב-EPEC ו-IgA1 protease בזני Neisseria (van Diemen וחב' ב-Infect Immun משנת 2005). | + | תוארו גם אפקטורים שאינם מקודדים על ידי LEE, אך תפקידם עדיין אינו ברור (Deng וחב' ב- Proc Natl Acad Sci USA משנת 2004). |
| − | Metalloprotease (stcE) | + | |
| − | אנזים זה מקודד על pO157 ומבקע באופן ספציפי את C1 esterase inhibitor (Lathem וחב' ב-Mol Microbiol משנת 2002). C1 esterase inhibitor הוא מווסת של מספר cascades פרוטאוליטיים הקשורים למסלולי דלקת.StcE | + | ==Catalase peroxidase{{כ}} (KatP)== |
| − | + | הגן המקודד ל-katP זוהה ב- pO157{{כ}} (Brunder וחב' ב-Microbiology משנת 1996). הגן באורך 2.2 kb והוא הומולוגי ביותר ל- catalase-peroxidase בקטריאלי דו-תפקודי. פעילות האנזים katP של E. coli O157:H7 מופיעה בציטופלזמה כמו גם בפריפלזמה. מקטע האיתות ה-N טרמינלי, מרמז שאנזים זה מועבר דרך הממברנה הציטופלזטית. הגן katP מופיע בכל זני E. coli O157:H7, אך אינו נמצא בזני EPEC, ב-ETEC, ב-EIEC ו-EaggEC. אנזים זה עשוי לסייע ל- E. coli O157:H7 ליצור מושבות במעיים על ידי הפחתת העקה החמצונית כתוצאה מהפחתת ריכוז החמצן במעי הפונדקאי. | |
| − | הגן toxB מקודד על רצף של 9.5 kb והתוצר שלו מראה זהות של 20% עם toxin B של Clostridium difficile (Makino וחב' ב-DNA Res משנת 1998). השוואת רצף חומצות האמינו מצאה ש-toxB מראה זהות של 28% עם הגן האלים efa-1/lifA, שמוצאים | + | |
| − | אפידמיולוגיה של הדבקות | + | ==(Type II Secretion System (T2SS) (etp== |
| − | ההדבקה ב- E. coli O157: | + | pO157 מקודד ל-13 ORFs{{כ}} (open reading frames) שסימונם מ-etpC ל-etpO, שיש להם דמיון רב ל-T2SS של חיידקים גראם-שליליים ( Schmidt וחב' ב- FEMS Microbiol Lett משנת 1997). גנים אלה ממוקמים בסמוך ללוקוס של המוליזין. בדומה גן של KatP. הגנים של etp נמצאו גם בכל זני E. coli O157:H7, כמה מהם נמצאו בזנים של non-O157 EHEC, אך לא נמצאו בזני EPEC, ETEC, EIEC ו-EAggEC. |
| − | כמו כן, הזיהום עלול לעבור ישירות מאדם לאדם, בעיקר בגני-ילדים, מעונות ילדים, בתי ספר, או מחיות לאדם. זיהומים נרשמו שאנשים שביקרו בבתי חיות בהם התאפשר ליטוף החיות, במגדלי בקר, ובשטחים בהם עדרי בקר ליחכו את העשב קודם לכן (Heuvelink וחב' ב-Epidemiol Infect משנת 2002). ב-350 התפרצויות שדווחו על ידי CDC בשנים | + | |
| − | בין השנים | + | ==Serine Protease{{כ}} (espP)== |
| + | EspP הוא סרין פרוטאזה type V, המופרש וידוע ביכולתו לבקע pepsin A ופקטור קרישה V {{כ}}(Brunder ו-Karch ב-Mol Microbiol משנת 1997). אנזים חוץ-תאי זה דומה לחלבונים מופרשים או קשורים לממברנה אחרים, כגון EspC ב-EPEC ו-IgA1 protease בזני Neisseria {{כ}}(van Diemen וחב' ב-Infect Immun משנת 2005). Dziva וחב' דיווחו ב-FEMS Microbiol Lett משנת 2007, ש-EspP משפיעה על יכולת יצירת המושבות במעיים של עגלים. | ||
| + | |||
| + | ==Metalloprotease{{כ}} (stcE)== | ||
| + | אנזים זה מקודד על pO157 ומבקע באופן ספציפי את C1 esterase inhibitor{{כ}} (Lathem וחב' ב-Mol Microbiol משנת 2002). C1 esterase inhibitor הוא מווסת של מספר cascades פרוטאוליטיים הקשורים למסלולי דלקת. StcE מופרש דרך T2SS המקודד על pO157, ומווסת על ידי (LEE-encoded (ler {{כ}}(Elliott וחב' ב-Infect Immun משנת 2000). | ||
| + | |||
| + | ==Putative Adhesion{{כ}} (toxB) == | ||
| + | הגן toxB מקודד על רצף של 9.5 kb והתוצר שלו מראה זהות של 20% עם toxin B של Clostridium difficile {{כ}}(Makino וחב' ב-DNA Res משנת 1998). השוואת רצף חומצות האמינו מצאה ש-toxB מראה זהות של 28% עם הגן האלים efa-1/lifA, שמוצאים לעיתים תכופות של הכרומוזום המקודד ל- EPEC{{כ}} (Morabito וחב' ב-Infect Immun משנת 2003). הנוכחות של הגן efa-1/ lifA ידועה כמעכבת את השפעול של לימפוציטים המעיים של אדם ומכרסמים, ולכן ToxB יכול להיות כרוך בעיכוב מנגנוני ההגנה של הפונדקאי (Klapproth וחב' ב- Infect Immunמשנת 2000). עם זאת, מוטציה בגנים של ToxB ושל efa-1 לא השפיעה על יצירת המושבות של חיידק זה בעגלים או בכבשים (Stevens וחב' ב-Infect Immun משנת 2004). | ||
| + | |||
| + | ==אפידמיולוגיה של הדבקות== | ||
| + | ההדבקה ב- E. coli O157:H7 היא בעלת משמעות גלובאלית. למרות שמספר מקרי ההדבקה עם חיידק זה נמוך מזה של פתוגנים אחרים של מערכת העיכול כגון Salmonella או Campylobacter, המחלות הנגרמות על ידי E. coli O157:H7 גורמות ליותר אשפוזים ומקרי מוות. רוב ההדבקות מתחילות שלשולים לא-דמיים שמתפוגגים מעצמם ללא סיבוכים נוספים. עם זאת במספר נדבקים מופיעים שלשולים דמיים תוך 1–3 ימים. ב-5-10% מהנדבקים, עלול להתפתח HUS או TTP{{כ}} (Banatvala וחב' ב-J Infect Dis משנת 2001). אכן, ההדבקה ב- E. coli O157:H7 היא הסיבה השכיחה ביותר ל-HUS בארצות הברית (Neill וחב' ב-Pediatrics משנת 1987, ו-Siegler וחב' ב-Pediatrics משנת 1994). | ||
| + | |||
| + | כמו כן, הזיהום עלול לעבור ישירות מאדם לאדם, בעיקר בגני-ילדים, מעונות ילדים, בתי ספר, או מחיות לאדם. זיהומים נרשמו שאנשים שביקרו בבתי חיות בהם התאפשר ליטוף החיות, במגדלי בקר, ובשטחים בהם עדרי בקר ליחכו את העשב קודם לכן (Heuvelink וחב' ב-Epidemiol Infect משנת 2002). ב-350 התפרצויות שדווחו על ידי CDC בשנים 1982–2002, דרכי ההדבקה העיקריים היו דרך מזון מזוהם (52%), דרך בלתי-ידועה (21%), מאדם לאדם (14%), מים מזוהמים (9%), ומגע עם בעלי חיים (3%). | ||
| + | |||
| + | בין השנים 1982–2002 דווחו 350 התפרצויות של תחלואה מחיידק זה ב-49 מדינות בארצות הברית, שכללו 8,598 מקרים: 17.4% מהמקרים חייבו אשפוז ב-4.1% מהמקרים אובחן HUS, ו-0.5% מהמקרים הסתיימו במוות. רוב התפרצויות התחלואה מ- E. Coli O157 התרחשו בין מאי לנובמבר, עם 43 התפרצויות במינסוטה, 27 בוושינגטון, 22 בניו-יורק, ו-18 התפרצויות בקליפורניה ובאורגון. מתוך 350 התפרצויות, 183 נגרמו מהרעלת מזון, 50 בהדבקה בין אנשים, 21 משחייה בבריכה ציבורית, 11 במגע עם חיות בית, 10 משתיית מים מזוהמים, ומקרה בודד של עובד מעבדה שנחשף לחיידק. | ||
| + | |||
| + | מזון מזוהם מהווה מקור עיקרי להתפרצויות בין השנים 1982–2002, שנגרם בחדרי אוכל קהילתיים (29%), במסעדות (28%), ובבתי-ספר (9%). בין 183 התפרצויות ממזון מזוהם, 41% נבעו מבשר בקר טחון, 5% מפריטי מזון שאינם בשר, ו-4% ממוצרי חלב. הדבקות מבשר טחון היו בעיקר בחודשי הקיץ (מאי-אוגוסט). הסיבה העיקרית לסוג הזיהום האחרון היא באומצות המבורגר (68%), אך היו מקרים בודדים שיוחסו לבשר צלוי, לאומצות (steak), ולסוגי נקניק שונים. | ||
| + | שתייה של מי בריכות היא בעלת פוטנציאל להדבקת אנשים רבים. בשנת 1999 הייתה בארצות הברית התפרצות גדולה של E. coli O157 ביריד המוני בו שתו מי ברזים מזוהמים בו חלו 781 איש, מתוכם 9% אושפזו, 2% לקו ב-HUS ו-2 אנשים מתו. התברר שהמדובר בבאר מקומית מזוהמת. ברבים מבתי המגורים בארצות הברית האספקה של מים מוניציפליים שלא עברו הכלרה. | ||
| + | |||
| + | ==הוראות לביצוע הבדיקה== | ||
| + | את דגימת הצואה (100 גרם) יש לשלוח למעבדה במיכל פלסטי ייעודי המכיל 15 מיליליטר של phenol red כאינדיקטור ל-pH. צואה טרייה בת פחות משעתיים אמורה להגיע למעבדה בקירור אך ניתן לשלחה בטמפרטורת החדר או בהקפאה, ובכת צורת משלוח, יש לבצע את הבדיקה עד 7 ימים מהגעתה למעבדה. הצואה יכולה להגיע ללא חומר משמר או עם חומר משמר, אך אין להשתמש בפורמלין, ב-EcoFix או PVA. שיטת ה- real time PCR עושה שימוש ב-LightCycler ו-FRET או Fluorescent Resonance Energy Transfer. קיימות גם ערכות מסחריות של ELISA עם רגישות של 90% (Grys וחב' ב-J Clin Microbiol משנת 2012). | ||
| + | |||
| + | ==ראו גם== | ||
| + | * [[מדריך בדיקות מעבדה|חזרה לדף מדריך בדיקות מעבדה]] | ||
| + | * [[בדיקות אנמיה והימוליזה|בדיקות מעבדה - אנמיה והימוליזה]] | ||
| + | * [[חשיפה לרעלים והרעלות|בדיקות מעבדה - חשיפה לרעלים והרעלות]] | ||
| + | * [[תפקודי כליות|בדיקות מעבדה - תפקודי כליות]] | ||
| + | |||
| + | |||
| + | {{ייחוס בן עמי}} | ||
| − | + | [[קטגוריה:בדיקות מעבדה - אנמיה והימוליזה]] | |
| − | + | [[קטגוריה:בדיקות מעבדה - חשיפה לרעלים והרעלות]] | |
| − | + | [[קטגוריה:בדיקות מעבדה: בדיקות צואה]] | |
| − | + | [[קטגוריה: בדיקות מעבדה - תפקודי כליות]] | |
גרסה אחרונה מ־12:36, 29 באוקטובר 2018
| מדריך בדיקות מעבדה | |
| Escherichia coli O157:H7 | |
|---|---|
| שמות אחרים | Shiga producing E. coli |
| מעבדה | כימיה בצואה |
| תחום | זיהוי מחלות זיהומיות של דרכי העיכול |
 | |
| יוצר הערך | פרופ' בן-עמי סלע |
מטרת הבדיקה
זיהוי רגיש, ספציפי ומהיר בצואה של פתוגנים יוצרי רעלן Shiga, כגון Escherichia coli O157:H7 ו- Shigella dysenteriae type 1.
החיידק Escherichia coli
E. coli הוא מתג גראם-שלילי, אנארובי אך גם אארובי, שתואר לראשונה בשנת 1885 על ידי Theodor Escherich. רוב הזנים של E. Coli מיישבים את מערכת העיכול באדם ובבעלי חיים ללא גרימת נזק, כפלורה טבעית. אלא שמספר זנים התפתחו לפנוטיפ פתוגני על ידי שרכשו גורמים אלימים על ידי פלסמידים, transposons, בקטריופאג'ים, או על ידי איים פתוגניים. חיידקי E. Coli פתוגניים אלה יכולים להיות מקוטלגים על בסיס הבדלים סרולוגיים, מנגנונים פתוגניים, תסמינים קליניים או גורמים אלימים (Kaper וחב' ב-Nature Rev Microbiol משנת 2004). בין הזנים האלימים הזן המוגדר כ-enterohemorrhagic E. Coli (להלן EHEC) מוגדר כ-E. Coli פתוגני המייצר רעלני Shiga וגורם לקוליטיס מדמם ולתרחיש מסכן החיים של HUS או hemolytic uremic syndrome, כתוצאה מרעלן המפורש מהחיידק. קבוצת הסיכון היא בין גיל 2–10 שנים ומעל גיל 60. משך דגירת החיידק משתנה מאוד ועשוי לנוע בטווח של 1–14 יום אבל בדרך כלל 3–4 ימים. אחוז הנדבקים בחיידק המפתחים HUS נע בין 3-20%.
ישנם מספר זנים של EHEC כדוגמת O26:H11, O91:H21, O111:H8, O157:NM ו-O157:H7 הגורמים לתחלואה באדם (Melton-Celsa וחב' ב-Infect Immun משנת 1996, ו-Paton ו-Paton ב-J Clin Microbiol משנת 1999). הזן O157:H7 הוא הסרוטיפ השכיח ביותר המבודד מאנשים חולים בארצות הברית, יפן ובריטניה. זן זה התגלה לראשונה בשנת 1982, כפתוגן שגרם להתרחשויות של שלשול דמי במישיגן ובאורגון (Riley וחב' ב-Vet Microbiol משנת 1999, ו-Wells וחב' ב-J Clin Microbiol משנת 1983). והיה גם מעורב במספר מקרים של HUS בשנת 1983 (על פי Carmali וחב' ב-Lancet משנת 1983). מאז, התפרצויות רבות שנגרמו על ידי EHEC אירעו בארצות הברית ו-E. Coli O157:H7 הוכר כאחד הפתוגנים החשובים המגיעים מהמזון.
החיידק E. Coli O157:H7 הגורם לשטפי-דם אנטרליים הוא פתוגן המגיע במזון שגורם לתחלואה אנושית קשה ברחבי העולם. עדרים בריאים משמשים כמאגר של חיידק זה, ותוצרי מזון מזוהמים עם צואת בקר הם המקור השכיח ביותר להתפרצויות מחלה בארצות הברית. E. Coli O157:H7 שורד היטב בתנאים הסביבתיים, ויכולתו לגרום מחלה באדם נובעת מיצירת מושבות במערכת העיכול ויכולתו לשרוד בתנאים לא-משופרים השוררים שם. שלושה גורמים אלימים של E. Coli O157:H7 זוהו והם כוללים רעלני Shiga, תוצרים של F-like plasmid pO157, ותוצרים של מה שקרוי locus of enterocyte effacement. בין הגורמים האלימים הללו תפקידיו של pO157 הם הפחות מובנים.
החיידק יכול לשרוד גם בתנאי קור ואפילו בהקפאה בטמפרטורה של-18ºC. החיידק רגיש לחום וטיפול בטמפרטורה של 63ºC משמיד אותו תוך 5 דקות, עם זאת, כאשר הוא מצוי במזון שומני עמידותו גבוהה יותר. בקרת הטמפרטורה בזמן בישול הבשר- הבישול חייב להיות בטמפרטורה של 72ºC כדי להשמיד את החיידק. יש לוודא שטמפרטורה זו תהיה גם במרכז הבשר. החיידק עמיד יחסית ב- pH נמוך. כמו כן החיידק עמיד גם בתמיסות מלח של מעל ל־2.5%.
למרות שזה יחסית לא שכיח, החיידק E. coli O157:H7 יכול להימצא בתכולת המעי של מספר סוגי בקר, עזים ואפילו כבשים. צינור העיכול של בקר חסר את הקולטן לטוקסין Shiga, שהוא globotriaosylceramide, ולכן בעלי חיים אלה יכולים להיות נשאים א-תסמיניים של החיידק (Pruimboom-Brees וחב' ב-Proc Natl Acad Sci USA משנת 2000). השכיחות של E. coli O157:H7 במתחמי פיטום של עדרי בקר בצפון אמריקה נעה בין 0-60% (Jeon וחב' ב-PLos One משנת 2013). מספר סוגי בקר יכולים להיות מוגדרים כ"מפרישי-על" של החיידק (>103 to 4 CFU בגרם צואה).
הידבקות בחיידק
הדבקה ב- E. coli O157:H7 מתרחשת לאחר בליעה של מזון או מים מזוהמים, או לאחר מגע פומי עם משטחים מזוהמים (Rangel וחב' ב-Emerge Infect Dis משנת 2005). דוגמאות לכך הן אכילת בשר בקר טחון לא מבושל היטב, אך גם עלי ירקות לא רחוצים דיים. שדות מזדהמים לעיתים קרובות עם חיידקים לאחר השקיה במים מוּשבים. חיידק זה אלים ביותר, ומספיקים 10 to 100 CFUשל E. coli O157:H7 לגרום זיהום. זאת בהשוואה למיליון ומעלה CFUs של זנים פתוגניים אחרים של E. coli.
בקר הוא המאגר הטבעי של E. coli O157:H7. בין 1-50% של בקר בריא נושאים ומפרישים את החיידק בצואה בכל זמן נתון (Cho וחב' ב- J Food Protמשנת 2006, Dunn וחב' ב- FEMS Microbiol Lettמשנת 2007, ו-Hancock וחב' ב- Epidemiol Infect משנת 1997). לא מפתיע אם כן שבשר בקר טחון הוא הגורם השכיח ביותר להתפרצויות החיידק. מוצרי בקר לולים להזדהם בתהליך השחיטה, כאשר בשעת טחינת הבשר עלולים חיידקים לעבור מפני הבשר אל תוכו. לכן אם בשר טחון אינו עובר בישול מספיק, החיידקים הנמצאים בלב גוש הבשר עלולים לשרוד, כמו גם חיידקים בנקניקי סלמי, בחלב לא מפוסטר, במי שתייה ובירקות. ההתפרצות הגדולה ביותר בשנת 1996 בגין זיהום חיידקים בניצני צנון באוסקה-יפן, הביאה להדבקתם של 7,966 אנשים (Michino וחב' ב- Am J Epidemiolמשנת 1999).
ה-CDC העריך שמדי שנה הדבקות עם E. Coli O157:H7.גרמו ל-73,000 תחלואות באדם, ל-2,200 אשפוזים, ול-60 מקרי מוות בארצות הברית (Mead וחב' ב-Emerg Infect Dis משנת 1999). מאז שנת השיא ב-1999 על פי נתוני ה-CDC פחת מספר ההדבקות עם חיידק זה. E. Coli O157:H7 מבטא אנטיגן סומאטי (O157), ואנטיגן שוטני (H:7), ויש לו תכונה ייחודית של תסיסה מתעכבת של sorbitol.משך למעלה מ-24 שעות. כמו כן חיידק זה אינו מסוגל לייצר β-glucoronidase .
תת-סווג מולקולרי
מגוון של שיטות מולקולריות לתת-סווג מותחו לשיפור ההבנה של האפידמיולוגיה של התפרצויות E. coli O157:H7. שיטות אלו כוללות PFGE (pulse-field gel electrophoresis), AFLP (restriction fragment length (polymorphisms וסווג על ידי פאג'ים (Shima וחב' ב-FEMS Microbiol Lett משנת 2006, ו-Willshaw וחב' ב-Emerge Infect Dis משנת 1997). בין שיטות אלו, שיטת PFGE עברה סטנדרטיזציה על ידי ה-CDC, ומשמשת בהצלחה להבדיל בין התפרצויות שונות משנת 1993 (Barrett וחב' ב-J Clin Microbiol משנת 1994).
אבחון החיידק
תרבית צואה יכולה לגלות את החיידק, למרות שלא מדובר בבדיקת שגרה. דגימת הצואה מונחת על פני תרבית אגר של SMAC או sorbitil-MacConkey, או בתרבית אגר CT-SMAC או potassium tellurite sorbitol MacConkey. על אגר SMAC מושבות O157 מופיעות שקופות בגין אי-יכולתן להתסיס סורביטול, בעוד שהמושבות של הסרוטיפים של E.coli המסוגלים להתסיס סורביטול, מופיעות בצבע אדום. מושבות שאינן מתסיסות סורביטול נבחנות לנוכחות האנטיגן הסומטי O157, לפני האישור שלהן כ-E.coli O157. אך כמו כל התרביות, האבחון גוזל זמן רב, אבחון מהיר יותר מתאפשר בשימוש במיצוי מהיר של DNA של E.coli בתוספת PCR.
העמידות לתנאים חומציים של E. coli O157:H7
היכולת של חיידק זה לשרוד בתנאים מאוד חומציים (<pH 3.0) השוררים בקיבה (pH 1.5 to 3.0) המשמשים בדרך כלל להגן על הגוף מפני פתוגנים אנטריים (Peterson וחב' ב- J Infect Disמשנת 1989). היכולת של חיידק זה לשרוד את חומציות הקיבה, מגבירה את יכולתו להתיישב במעי ולגרום זיהום. העמידות לחומציות כרוכה בהפחתת המנה הנדרשת של חיידקים פתוגנים אנטריים להשיג הדבקה (Schlech וחב' ב- Int J Food Microbiol משנת 1993). מספר מחקרים למדו את מנגנוני העמידות לחומציות של E. coli O157:H7 (Benjamin ו-Datta ב- Appl Environ Microbiol משנת 1995, ו- Castanie-Cornet ב-J Bacteriol משנת 1999). מחקרים אלה גילו 3 שיטות ליצירת עמידות זו: השיטה הראשונה דורשת נוכחות גורם סיגמה RpoS ודיכוי של גלוקוזה. המוטנט rpoS של E. coli O157:H7 היה מופרש בכמות קטנה יותר במכרסמים ועגלים שהודבקו עם החיידק באופן ניסיוני. השיטה השנייה החיונית לעמידות לחומציות הייתה בהוספה של ארגינין בעת החשיפה לתנאים חומציים.
האנזים arginine decarboxylase (adiA) והמווסת שלו (cysB) משתתפים בשיטה השנייה לגרימת עמידות. השיטה השלישית דורשת גלוטמאט להגנה על החיידק בתנאי pH נמוכים. מרכיבים חיוניים בשיטה השלישית כוללים 2 איזואנזימים של glutamate decarboxylase (gadA ו-gadB), ו-antiporter של γ-amino butyric acid (gadC). בעוד שרק אחד משני האיזואנזימים של glutamate decarboxylase חיוני להגנה ב-pH 2.5, שני האיזואנזימים נחוצים ב-pH 2.0. נראה שהתלות בגלוטמאט היא ההגנה היעילה ביותר ב-pH 2.0.
הישרדות סביבתית
E. coli O157:H7 יכול לשרוד בקרקע, במים, במזון ובמערכת העיכול של בעלי-חיים. החיידק מסוגל לשרוד שנה בקרקע מדושנת (Jiang וחב' ב- Appl Environ Microbiolמשנת 2002). דשן כשלעצמו יעיל בהריסת החיידק, אם הטמפרטורה נשמרת מעל 50°C למשך 6 ימים. החיידק יכול לשרוד זמן ממושך במים, בפרט אם הם קרים. במעי, יכולת ההישרדות של החיידק בתנאי טמפרטורה, pH ואוסמולריות נתמכים על ידי יצירת exopolysaccharide על ידי החיידק, מה שמסייע לו לשרוד בטמפרטורה וחומציות משתנות, כאשר הרכבם המשתנה של הליפידים בממברנת החיידק מושרה על ידי עקת חום (Yuk ו-Marshall ב- Appl Environ Microbiolמשנת 2004).
pO157
החיידק E. coli O157:H7 מכיל את הפלסמיד השמור pO157, שגודלו kb92-104. הרצף השלם של pO157 שבודד בשתי התפרצויות שונות של תחלואה פורסם (Burand וחב' ב-Nucleid Acid Res משנת 1998). הפלסמיד pO157 הוא בעל מבנה דינמי ומכיל אלמנטים מיידים גנטיים שונים כגון transposons, פרופאג'ים, רצפים מוחדרים וחלקי פלסמידים אחרים. מבין אלה, הרצפים המוחדרים (insertion elements) כרוכים לעיתים קרובות עם מקטעים אלימים של הפסמיד, הדומים להרכבים של פלסמידים אלימים ב-shigella.
הרצף המלא של pO157 מגלה כ-100 ORFs, בהם 43 מראים דמיון ניכר לחלבונים מוכרים, בעוד ש-22 ORFs ללא כל דמיון לחלבונים מוכרים. שלושים וחמישה חלבונים כרוכים באופן משוער בפתוגניות של הדבקות ב-E.coliO157:H7, אך בתוך אלה רק 19 גנים אופיינו כולל (hemolysin (ehxA (על פי Schmidt וחב' ב-FEMS Microbiol Lett משנת 1994), שהוא האנזים catalase-peroxidase ((katP (Brunder וחב' ב-Microbiology משנת 1996), וכן serine protease (espP), וגם מולקולת adhesin (toxB), מטלופרוטאזה המכילה-אבץ (stcE) ומקטע משומר (scf) (Yoon וחב' ב-Infect Immun משנת 2005).
המוליזין (ehx)
Hemolysin היה הגורם האלים הראשון של pO157 שתואר (Bauer ו-Welch ב-Infect Immun משנת 1996). מקטע של 3.4-kb של גנים מקודדים נחוץ לסינתזה של hemolysin ולטרנספורט שלו. מספר מחקרים הראו ש-hemolysin משומר ביותר בין הסרוטיפים השונים של EHEC כגון O8:H19, O111:H8 ו-O157:H7, אך לא ברור אם לאחרונים יש פעילויות ביולוגיות זהות (Brashears וחב' ב-J Food Prot משנת 2003).
Locus of Enterocyte Effacement
E. coli O157:H7 יוצר מושבות ברירית המעי ומשרה נגעים היסטו-פתולוגיים המאופיינים על ידי מחיקה (effacement) של סיסי המעי (microvilli) וקישור של החיידק לאפיתל המעי. קישור זה מעודד פולימריזציה של אקטין המצטבר ויוצר הגבהה של נקודות הקישור של החיידק. מחקרים גנטיים מיפו את הגנים האחראיים לנגעים האמורים בכרומוזום 13, באזור המכונה LEE או locus of enterocyte effacement. ה-LEE של E. coli O157:H7 שמור גם ב-EPEC, ומקובל שנוכחות LEE כרוכה באופן חזק עם המחלה Griffin ו-Tauxe ב- Epidemiol Rev משנת 1991). ה-LEE של E. coli O157:H7הוא בגודל של 43 kb, והוא מכיל רצף נוסף של prophage בגודל של 7.5 kb. תפקידו של הרצף הנוסף אינו מוגדר בבהירות.
ה-LEE מורכב מלפחות 41 גנים שונים המאורגנים בשלושה אזורים עיקריים:
- מערכת הפרשה type III (TTSS) המייצאת מולקולות אפקטוריות
- תוספת המכונה intimin, והקולטן שלה הידוע כ-Tir, העובר טרנסלוקציה לתוך תא הפונדקאי על ידי TTSS
- מספר חלבונים מופרשים (Esp) כחלק מה-TTSS, החיוניים בשינויים שהם כופים על מערכת האיתות התאית במהלך יצירת הנגעים של LEE (Delahay וחב' ב- Curr Opin Infect Dis משנת 2001, ו-Perna וחב' ב- Infect Immunמשנת 1998).
תוארו גם אפקטורים שאינם מקודדים על ידי LEE, אך תפקידם עדיין אינו ברור (Deng וחב' ב- Proc Natl Acad Sci USA משנת 2004).
Catalase peroxidase (KatP)
הגן המקודד ל-katP זוהה ב- pO157 (Brunder וחב' ב-Microbiology משנת 1996). הגן באורך 2.2 kb והוא הומולוגי ביותר ל- catalase-peroxidase בקטריאלי דו-תפקודי. פעילות האנזים katP של E. coli O157:H7 מופיעה בציטופלזמה כמו גם בפריפלזמה. מקטע האיתות ה-N טרמינלי, מרמז שאנזים זה מועבר דרך הממברנה הציטופלזטית. הגן katP מופיע בכל זני E. coli O157:H7, אך אינו נמצא בזני EPEC, ב-ETEC, ב-EIEC ו-EaggEC. אנזים זה עשוי לסייע ל- E. coli O157:H7 ליצור מושבות במעיים על ידי הפחתת העקה החמצונית כתוצאה מהפחתת ריכוז החמצן במעי הפונדקאי.
(Type II Secretion System (T2SS) (etp
pO157 מקודד ל-13 ORFs (open reading frames) שסימונם מ-etpC ל-etpO, שיש להם דמיון רב ל-T2SS של חיידקים גראם-שליליים ( Schmidt וחב' ב- FEMS Microbiol Lett משנת 1997). גנים אלה ממוקמים בסמוך ללוקוס של המוליזין. בדומה גן של KatP. הגנים של etp נמצאו גם בכל זני E. coli O157:H7, כמה מהם נמצאו בזנים של non-O157 EHEC, אך לא נמצאו בזני EPEC, ETEC, EIEC ו-EAggEC.
Serine Protease (espP)
EspP הוא סרין פרוטאזה type V, המופרש וידוע ביכולתו לבקע pepsin A ופקטור קרישה V (Brunder ו-Karch ב-Mol Microbiol משנת 1997). אנזים חוץ-תאי זה דומה לחלבונים מופרשים או קשורים לממברנה אחרים, כגון EspC ב-EPEC ו-IgA1 protease בזני Neisseria (van Diemen וחב' ב-Infect Immun משנת 2005). Dziva וחב' דיווחו ב-FEMS Microbiol Lett משנת 2007, ש-EspP משפיעה על יכולת יצירת המושבות במעיים של עגלים.
Metalloprotease (stcE)
אנזים זה מקודד על pO157 ומבקע באופן ספציפי את C1 esterase inhibitor (Lathem וחב' ב-Mol Microbiol משנת 2002). C1 esterase inhibitor הוא מווסת של מספר cascades פרוטאוליטיים הקשורים למסלולי דלקת. StcE מופרש דרך T2SS המקודד על pO157, ומווסת על ידי (LEE-encoded (ler (Elliott וחב' ב-Infect Immun משנת 2000).
Putative Adhesion (toxB)
הגן toxB מקודד על רצף של 9.5 kb והתוצר שלו מראה זהות של 20% עם toxin B של Clostridium difficile (Makino וחב' ב-DNA Res משנת 1998). השוואת רצף חומצות האמינו מצאה ש-toxB מראה זהות של 28% עם הגן האלים efa-1/lifA, שמוצאים לעיתים תכופות של הכרומוזום המקודד ל- EPEC (Morabito וחב' ב-Infect Immun משנת 2003). הנוכחות של הגן efa-1/ lifA ידועה כמעכבת את השפעול של לימפוציטים המעיים של אדם ומכרסמים, ולכן ToxB יכול להיות כרוך בעיכוב מנגנוני ההגנה של הפונדקאי (Klapproth וחב' ב- Infect Immunמשנת 2000). עם זאת, מוטציה בגנים של ToxB ושל efa-1 לא השפיעה על יצירת המושבות של חיידק זה בעגלים או בכבשים (Stevens וחב' ב-Infect Immun משנת 2004).
אפידמיולוגיה של הדבקות
ההדבקה ב- E. coli O157:H7 היא בעלת משמעות גלובאלית. למרות שמספר מקרי ההדבקה עם חיידק זה נמוך מזה של פתוגנים אחרים של מערכת העיכול כגון Salmonella או Campylobacter, המחלות הנגרמות על ידי E. coli O157:H7 גורמות ליותר אשפוזים ומקרי מוות. רוב ההדבקות מתחילות שלשולים לא-דמיים שמתפוגגים מעצמם ללא סיבוכים נוספים. עם זאת במספר נדבקים מופיעים שלשולים דמיים תוך 1–3 ימים. ב-5-10% מהנדבקים, עלול להתפתח HUS או TTP (Banatvala וחב' ב-J Infect Dis משנת 2001). אכן, ההדבקה ב- E. coli O157:H7 היא הסיבה השכיחה ביותר ל-HUS בארצות הברית (Neill וחב' ב-Pediatrics משנת 1987, ו-Siegler וחב' ב-Pediatrics משנת 1994).
כמו כן, הזיהום עלול לעבור ישירות מאדם לאדם, בעיקר בגני-ילדים, מעונות ילדים, בתי ספר, או מחיות לאדם. זיהומים נרשמו שאנשים שביקרו בבתי חיות בהם התאפשר ליטוף החיות, במגדלי בקר, ובשטחים בהם עדרי בקר ליחכו את העשב קודם לכן (Heuvelink וחב' ב-Epidemiol Infect משנת 2002). ב-350 התפרצויות שדווחו על ידי CDC בשנים 1982–2002, דרכי ההדבקה העיקריים היו דרך מזון מזוהם (52%), דרך בלתי-ידועה (21%), מאדם לאדם (14%), מים מזוהמים (9%), ומגע עם בעלי חיים (3%).
בין השנים 1982–2002 דווחו 350 התפרצויות של תחלואה מחיידק זה ב-49 מדינות בארצות הברית, שכללו 8,598 מקרים: 17.4% מהמקרים חייבו אשפוז ב-4.1% מהמקרים אובחן HUS, ו-0.5% מהמקרים הסתיימו במוות. רוב התפרצויות התחלואה מ- E. Coli O157 התרחשו בין מאי לנובמבר, עם 43 התפרצויות במינסוטה, 27 בוושינגטון, 22 בניו-יורק, ו-18 התפרצויות בקליפורניה ובאורגון. מתוך 350 התפרצויות, 183 נגרמו מהרעלת מזון, 50 בהדבקה בין אנשים, 21 משחייה בבריכה ציבורית, 11 במגע עם חיות בית, 10 משתיית מים מזוהמים, ומקרה בודד של עובד מעבדה שנחשף לחיידק.
מזון מזוהם מהווה מקור עיקרי להתפרצויות בין השנים 1982–2002, שנגרם בחדרי אוכל קהילתיים (29%), במסעדות (28%), ובבתי-ספר (9%). בין 183 התפרצויות ממזון מזוהם, 41% נבעו מבשר בקר טחון, 5% מפריטי מזון שאינם בשר, ו-4% ממוצרי חלב. הדבקות מבשר טחון היו בעיקר בחודשי הקיץ (מאי-אוגוסט). הסיבה העיקרית לסוג הזיהום האחרון היא באומצות המבורגר (68%), אך היו מקרים בודדים שיוחסו לבשר צלוי, לאומצות (steak), ולסוגי נקניק שונים. שתייה של מי בריכות היא בעלת פוטנציאל להדבקת אנשים רבים. בשנת 1999 הייתה בארצות הברית התפרצות גדולה של E. coli O157 ביריד המוני בו שתו מי ברזים מזוהמים בו חלו 781 איש, מתוכם 9% אושפזו, 2% לקו ב-HUS ו-2 אנשים מתו. התברר שהמדובר בבאר מקומית מזוהמת. ברבים מבתי המגורים בארצות הברית האספקה של מים מוניציפליים שלא עברו הכלרה.
הוראות לביצוע הבדיקה
את דגימת הצואה (100 גרם) יש לשלוח למעבדה במיכל פלסטי ייעודי המכיל 15 מיליליטר של phenol red כאינדיקטור ל-pH. צואה טרייה בת פחות משעתיים אמורה להגיע למעבדה בקירור אך ניתן לשלחה בטמפרטורת החדר או בהקפאה, ובכת צורת משלוח, יש לבצע את הבדיקה עד 7 ימים מהגעתה למעבדה. הצואה יכולה להגיע ללא חומר משמר או עם חומר משמר, אך אין להשתמש בפורמלין, ב-EcoFix או PVA. שיטת ה- real time PCR עושה שימוש ב-LightCycler ו-FRET או Fluorescent Resonance Energy Transfer. קיימות גם ערכות מסחריות של ELISA עם רגישות של 90% (Grys וחב' ב-J Clin Microbiol משנת 2012).
ראו גם
- חזרה לדף מדריך בדיקות מעבדה
- בדיקות מעבדה - אנמיה והימוליזה
- בדיקות מעבדה - חשיפה לרעלים והרעלות
- בדיקות מעבדה - תפקודי כליות
המידע שבדף זה נכתב על ידי פרופ' בן-עמי סלע, המכון לכימיה פתולוגית, מרכז רפואי שיבא, תל-שומר;
החוג לגנטיקה מולקולארית וביוכימיה, פקולטה לרפואה, אוניברסיטת תל-אביב (יוצר הערך)