L’importance clinique émergente des Escherichia coli producteurs de non-O Shiga-toxines

Dans, la colite hémorragique et le syndrome hémolytique-urémique étaient liés à l’infection par Escherichia coli O: H, un sérotype maintenant classé comme E coli productrice de shigatoxines STEC. Par la suite, la colite hémorragique et le syndrome hémolytique-urémique associé aux sérogroupes non-O STEC ont été rapportés. , avec la fréquence de la maladie non-O STEC rivalisant avec celle de O: H dans certaines régions géographiques Aux États-Unis, non-O E.coli peut représenter jusqu’à% -% de toutes les infections STEC Un indice élevé de suspicion, jumelé avec les options pour tester l’infection non-O STEC, sont nécessaires pour une reconnaissance précoce et un traitement approprié de ces infections. Des soins de soutien sans antibiotiques sont actuellement considérés comme un traitement optimal pour toutes les infections STEC. Ce commentaire fournit une perspective sur les infections non STEC. en tant que pathogènes humains, comment et quand le clinicien devrait aborder le diagnostic de ces organismes, et les défis à venir

Au cours de l’infection par Escherichia coli productrice de shigatoxines, les souches STEC O: H étaient liées à la colite hémorragique et au syndrome hémolytique et urémique HUS, définissant une nouvelle zoonose d’origine alimentaire. Depuis lors, il a été démontré que différents sérogroupes O et & gt; de ces STEC ont été associés à des maladies diarrhéiques humaines sporadiques et épidémiques Bien que la virulence de E coli O: H soit bien décrite, la capacité de la famille hétérogène de STEC non-O à induire des maladies humaines a considérablement augmenté au cours des dernières années. même chauffé, débat Les données, bien que présentées de manière variable, indiquent que certains cas de STEC non-O causent sans équivoque une maladie humaine et représentent probablement% -% des infections à STEC par an, aux États-Unis Ce commentaire rassemble des données sélectionnées pour fournir une perspective sur les agents pathogènes humains non O OSC, comment et quand le clinicien devrait aborder le diagnostic de ces organismes et les défis à venir. Nous nous sommes concentrés sur les rapports qui incluaient les patients infectés par qui a fourni des détails cliniques du spectre de la maladie observée

Maladie clinique non-O Stec: subtile à mortelle

Non-O STEC pose un dilemme important pour le clinicien, parce que ces bactéries causent des maladies impossibles à distinguer de la maladie de O-induite et de nombreuses autres infections entériques d’origine alimentaire des données définissant la fréquence globale des non-O STEC par rapport à celle d’autres agents pathogènes entériques sont limités dans ce examen, nous avons analysé les études nonoutbreak pour tenter de définir la base communautaire des maladies non-O associée STEC dans les études portant sur des sites aux États-Unis dans et sites au cours de la période -, le dépistage des échantillons de selles par EIA pour STEC a produit une fréquence de % cas de STEC De ces cas, des isolats étaient disponibles à partir de; % Des isolats étaient non-O STEC et% étaient O STEC Ces taux d’isolement sont similaires à des taux pour les espèces Shigella dans certaines localités Ces données suggèrent qu’il ya une charge de morbidité importante non-O STEC associé aux États-Unis que est sous-estimée en outre, les « points chauds » mondiaux existent dans quel sérogroupe STEC non-O dominent sur O sérogroupes, dont l’Argentine, l’Australie, et le tableau Allemagne, par exemple, en Allemagne, compte non-O STEC jusqu’à% des diarrhéique associée STEC- les maladies

Table View largeTélécharger la lameL’identification globale des sérogroupes non-O Shiga-toxines Escherichia coli STEC sérogroupesTable Voir grandDownload slideL’identification globale de sérogroupes STEC non-O Shiga-toxines productrices d’Escherichia coliLes manifestations cliniques de l’infection non-O STEC vont de la diarrhée légère et aqueuse à la colite hémorragique, HUS, et la mort; La variabilité clinique de la maladie observée avec des non-STEC peut être liée à leur hétérogénéité génétique notable. Au moins, les études aident à définir l’ampleur de la maladie. O Maladie liée aux STEC [,,,,,,,, -] Tableau Bien que les sérogroupes non O semblent causer des maladies diarrhéiques liquides plus souvent que les maladies diarrhéiques sanglantes , il est tout aussi évident qu’une diarrhée sanglante associée à une infection STEC À l’inverse, l’infection O ne cause pas inévitablement la colite hémorragique. Une étude prospective annuelle des cas de diarrhée sporadique au Canada a révélé des différences significatives entre les syndromes cliniques associés aux infections non O et O STEC Patients avec l’infection non-O STEC avait une plus longue durée moyenne de la diarrhée, jours vs jours; P & lt; et diarrhée sanglante moins fréquente% vs%; P & lt; En revanche, le taux de douleur abdominale, de vomissements et de fièvre de> ° C ne différait pas entre les patients avec des infections non O et ceux avec O infections Dans une étude récente de patients danois avec des infections STEC , sérogroupes O et O étaient des facteurs de risque indépendants de diarrhée sanglante en analyse multivariée avec des OR et des CI indiscernables, confirmant que certains sérogroupes non O peuvent être aussi virulents que les souches O: H La virulence des souches non O est illustrée par une étude des enfants atteints de SHU. en Allemagne et en Autriche, où% des enfants avec une maladie non-O et% de ceux avec O maladie ont présenté une diarrhée sanglante Bien que statistiquement significative P & lt; , cette différence est cliniquement dénuée de sens

Diapositives cliniques des maladies non épidémiques dues à des Escherichia coli non productrices de toxines O Shiga STECTable View largeTélécharger Diapositives cliniques d’une maladie non épidémique due à des Escherichia coli non productrices de toxine O Shiga STECHUS est une triade d’insuffisance rénale aiguë anémie hémolytique microangiopathique et thrombocytopénie Dans la majorité des cas chez les enfants, le SHU survient après une maladie diarrhéique, mais la diarrhée sanglante n’est pas une condition préalable. Dans le monde entier, le SHU associé à la diarrhée explique en grande partie la morbidité et la mortalité. Étant donné que la plupart des données détaillant le risque de progression vers le SHU, la mortalité liée au SHU et le développement d’une lésion rénale permanente suite au SHU ont été obtenues à partir des données O: H associées. épidémies diarrhéiques, on ne sait pas si ces données seront également vraies dans les maladies diarrhéiques associées à des souches non O. Cependant, il est Une étude portant sur des enfants et des adultes atteints de SHU aux États-Unis a révélé que l’infection par des souches non-O était associée à des souches non O. L’Argentine a les taux globaux les plus élevés de SHU, Les constatations similaires sont rapportées en Australie En Allemagne et en Autriche, une évaluation prospective des cas sporadiques de SHU est rapportée annuellement au cas par chez les enfants de moins de ans, et les souches non-O représentent presque toute la charge de morbidité. chez les enfants ont révélé des STEC non O chez près de la moitié des patients étudiés Des études supplémentaires en Allemagne, Belgique, Finlande, République Tchèque et Italie suggèrent également que le taux d’isolement des souches non O dépasse celui des souches O Chez certains patients atteints de diarrhée et de SHU dans ces régions, certains sérotypes non O, en particulier O, déclenchent plus fréquemment des SHU sporadiques et associés à des éclosions que d’autres STEC non O. Dans un échantillonnage récent d’isolats humains non O envoyés aux Centers for Disease Control et Pré Atlanta, GA par des laboratoires de santé publique dans les États et le District de Columbia à travers, des isolats de cas de HUS ont été identifiés Le sérogroupe O représentait% des cas de SHU, mais les données manquantes limitaient la puissance de l’analyse En Allemagne, Autriche, et Australie, les souches O étaient les plus fréquemment associées au SHU Ces données et d’autres suggèrent que l’infection par les sérotypes O, O et O peut également être plus susceptible de précipiter le tableau HUS. On ne sait pas si la pathogenèse du SHU l’infection par des souches non-O reflète exactement celle qui suit l’infection due aux souches O, les souches non-O hébergeant le gène codant pour stx voir Pathogenesis: Complex and Evolving sont les plus fortement associées à l’apparition du SHU, une constatation analogue à celle des souches O Cette similitude suggère que certaines infections dues à des souches non-O déclenchent les mêmes anomalies de la cascade de coagulation qui précipitent le SHU suite à une infection due à des souches O Plus d ata sont nécessaires pour déterminer si, par exemple, la leucocytose périphérique signale une plus grande probabilité de SHU, comme cela a été noté dans la maladie associée à l’O

Pathogénie de la maladie: complexe et évolutif

La capacité à exprimer un ou plusieurs sous-types de la toxine Shiga définit l’appartenance à la famille STEC La production de la toxine Shiga est essentielle à la pathogenèse des maladies humaines O et non O. La toxine Shiga Stx et la toxine Shiga Stx sont les principaux membres de Contrairement aux STEC qui produisent uniquement Stx, les STEC produisant Stx seul ou Stx et Stx sont plus susceptibles d’être associés au SHU . Il est à noter que l’administration intraveineuse de Stx purifié seul dans le modèle babouin du SHU est suffisante pour Comme la toxine cholérique et la toxine pertussique, les toxines Shiga sont des membres de la famille des toxines AB, consistant en une sous-unité A enzymatiquement active associée de manière non covalente à un pentamère liant B identique. sous-unités La sous-unité B se lie à des glycolipides neutres sur les cellules hôtes et intervient dans l’absorption cellulaire de la toxine Shiga par le trafic vers le réticulum endoplasmique. Dans le réticulum endoplasmique, le La sous-unité A reconnaît et se lie à la partie de l’ARN S de la sous-unité ribosomale S et clive une adénine spécifique, empêchant la liaison de l’aminoacyl t-ARN. Par conséquent, les toxines Shiga ont probablement des mécanismes par lesquels elles causent une maladie locale et systémique: l’inhibition directe de la synthèse des protéines et l’expression indirecte des cytokines pro-inflammatoires. Parce que les STEC sont non invasives, Shiga toxines doivent être absorbées à travers l’épithélium intestinal pour accéder à la circulation systémique On pense que les toxines Shiga, une fois absorbées, agissent sur une variété de sous-types de cellules hôtes, y compris les cellules endothéliales dans les organes cibles, tels que le rein et le cerveau. provoquer des caractéristiques pathologiques de la maladie systémique: dépôt de thrombi de fibrine et de plaquettes dans les tissus affectés Des données récentes suggèrent qu’il pourrait y avoir d’autres médiateurs de lésions et de décès cellulaires, y compris la métalloprotéase de zinc sécrétée par l’inhibiteur de la C estérase , la subtilase cytotoxine SubAB et la cytotoxine différentes souches de STEC peuvent coloniser le tractus gastro-intestinal, perturber la barrière gastro-intestinale et produire localement la toxine Shiga, ce qui peut influencer la probabilité de développer un SHU selon les gènes de virulence codés et exprimés dépendant de la souche. Les caractéristiques de virulence varient selon les souches non O influencer leur pathogénicité Les souches STEC peuvent porter le locus de l’effacement des entérocytes LEE, une île de pathogénicité -kb contenant un groupe de gènes dont les produits protéiques coopératifs contribuent à la pathogenèse STEC La présence de LEE dans les souches non-O est corrélée avec virulence, car les souches contenant LEE sont plus fréquemment associés au SHU et aux éclosions que sont des souches LEE-négatives Conjointement à l’association accrue entre les STEC porteurs de LEE et les maladies humaines, les sérogroupes O, O, O, O et O associés à des poussées de maladie grave, y compris HUS sont majoritairement LEE positifs [,,] et souches cdt-négatives Ces données et d’autres suggèrent que l’infection par certains sérogroupes peut être plus susceptible de précipiter HUS table LEE contient des gènes dont l’expression permet la formation des lésions attachant et effaçant caractéristique de STEC colonisation intestinale LEE contient également des gènes qui codent une Système de sécrétion de type III qui délivre les protéines responsables de la fixation et de l’effacement des lésions et d’autres protéines de virulence aux entérocytes. Les lésions se fixant et effaçant forment une intimin eae, un homologue de la protéine membranaire externe, qui se lie à l’entérocyte. membrane – un exemple unique d’agent pathogène fournissant à l’hôte le récepteur nécessaire à sa colonisation. Etude finlandaise de toutes les souches non-O humaines collectées sur une dizaine d’années chez des personnes symptomatiques,% portant le gène eae ,% porté stx, et% porté E-hly code pour l’entérohémolysine, une cytolysine porogène pouvant être associée La contribution précise de l’entérohémolysine à la virulence des STEC reste inconnue. Cependant, aucun de ces isolats humains ne manquait de tous ces gènes de virulence. Dans d’autres travaux, l’adhésion de STEC aux entérocytes dépend Les gènes codant pour des facteurs de virulence potentiels sont plus fréquemment retrouvés dans les sérogroupes non-O STEC. Les gènes codant pour des facteurs de virulence potentiels sont plus fréquents dans les sérogroupes non O OSC. isolées de patients souffrant de diarrhée sanglante et / ou de SHU qu’elles ne le sont chez des patients atteints de diarrhée non sanglante non associée au STEC

Aperçu de la table des sérogroupes d’Escherichia coli STEC non-O Shiga toxinogène et des syndromes cliniques associésTable View largeDownload slideOverview des sérogroupes d’Escherichia coli STEC non-O Shiga toxin-produisant et des syndromes cliniques associésLes observations que O et non-O LEE- Le STEC négatif peut mener à une maladie significative chez les humains. Les chercheurs ont recherché d’autres caractères de virulence, résultant en la découverte de nouveaux îlots de pathogénicité. Notamment, l’îlot de forte pathogénicité est unique à certains sérogroupes non O, comme O, l’un des plus sérogroupes fréquemment signalés en Europe et aux États-Unis L’îlot hautement pathogène code les gènes nécessaires à la synthèse d’un système de recrutement du fer, appelé yersiniabactine, que l’on trouve également dans les espèces Yersinia pathogènes et autres entérobactéries. îles associées qui peuvent contribuer à la souillure de la virulence Les souches d’O-O connues pour causer une maladie grave chez les humains portent ⩾ de ces îlots de pathogénicité récemment reconnus, mais des travaux supplémentaires sont nécessaires pour comprendre la relation entre ces îles et les maladies humaines O et non-O . Les déterminants de la virulence des STEC non-O produiront probablement des résultats intéressants, comme l’illustre la découverte récente d’une nouvelle toxine AB, SubAB, dans une souche australienne STEC O: H associée à une petite éclosion de SHU Notamment, cette souche L’injection intrapéritonéale de SubAB purifié est fatale dans un modèle murin, provoquant une thrombose microvasculaire et la nécrose subséquente au sein de plusieurs organes Des gènes SubAB ont été trouvés dans des extraits fécaux de ~% des cas australiens STEC et sont typiquement trouvés dans STEC ne produisent que du Stx La distribution mondiale de SubAB dans les STEC et les autres E coli est inconnue, et sa contribution à la souillure de la virulence et de la maladie nécessite une étude plus approfondie.

Dépistage et isolement des non-O: une recherche difficile

Des échantillons de selles pour les cultures doivent être obtenus tôt dans l’évolution de la maladie pour isoler O de manière fiable, et probablement pour les souches non O. Les souches O sont plus faciles à détecter sur la culture des selles, car la plupart des souches ne métabolisent pas le sorbitol. colonies opaques sur gélose sorbitol-MacConkey, plutôt que sur les colonies roses provoquées par la fermentation du sorbitol typique de la plupart des STEC non-O, ainsi que sur les classes diarrhéiques commensales et pathogènes d’E. coli, par exemple E. coli entéropathogène et E. coli entérotoxinogène Ainsi, compte tenu de la diversité des sérogroupes des STEC non-O, la seule approche rapide pratique, actuellement, pour identifier les maladies non-O STEC est la détection directe ou indirecte de la production de Shiga-toxine par ces souches. la Food and Drug Administration des États-Unis pour détecter la toxine Shiga peut être effectuée soit directement sur des échantillons de selles, soit sur les surnageants d’une culture de selles enrichie pendant la nuit La sensibilité de l’EIE est améliorée en ajoutant de la mitomycine C ou de la polymyxine B aux cultures de selles pour stimuler la production ou la libération de la toxine de Shiga associée aux cellules bactériennes. Un test de cytotoxicité et de neutralisation de culture tissulaire peut détecter la toxine de Shiga, mais cette approche standard est trop laborieuse et coûteuse. Les méthodes basées sur la PCR pour détecter les gènes de la toxine Shiga dans les selles diarrhéiques peuvent apparaître comme une méthode d’identification rapide dans les laboratoires diagnostiques capables de réaliser ces tests de manière fiable. Les souches non O ne sont pas récupérées et caractérisées. reste important pour le suivi de l’épidémiologie des maladies non O et le développement de stratégies de santé publique pour le confinement. Diagnostic rapide de l’infection due à des infections non-O STEC cliniquement nécessaires Etant donné la gravité de la maladie associée à certains sérogroupes non-O STEC optimal Bien que testant tous les patients atteints de syndrome diarrhéique Idéal pour les infections non-O STEC, les coûts peuvent être prohibitifs dans les régions où l’incidence est faible Pour cette raison, le développement et l’investigation de méthodes diagnostiques rapides et rentables sont impératifs. La principale séquelle de l’infection STEC est le développement Étant donné que les changements physiopathologiques critiques du SHU se produisent au moment où le patient présente le prodrome diarrhéique, seules des interventions précoces nécessitant un diagnostic rapide pour interrompre la dérégulation en cascade de coagulation réduiront la morbidité et la mortalité causées par le SHU. Cependant, les recommandations actuelles et les données disponibles, bien que limitées et seulement formellement étudiées pour les infections liées à l’O chez les enfants, suggèrent que les antibiotiques devraient être retenus si une infection à STEC est suspectée. , étant donné que les antibiotiques peuvent déclencher la libération de S Ces arguments soutiennent un argument en faveur d’un diagnostic précoce de l’infection à STEC Le cas du diagnostic spécifique rapide d’une infection à STEC est étayé par une étude prospective récente sur des enfants atteints de diarrhée hémorragique associée au chromosome O, La valeur et les complications potentielles, par exemple, la surcharge volumique de l’hydratation agressive chez les adultes et le bénéfice des infections non-O STEC sont inconnues et sont inconnues. Ainsi, un diagnostic rapide de toutes les infections à STEC devrait aider à la prise de décision clinique concernant l’administration de liquides et d’antibiotiques. Les manifestations cliniques de l’infection STEC peuvent imiter l’appendicite. intussusception, la maladie inflammatoire de l’intestin et Clostridium difficile Le diagnostic rapide peut éviter les procédures d’endoscopie invasive, qui sont coûteuses et peuvent entraîner une morbidité potentielle, et les interventions chirurgicales émergentes. Enfin, un diagnostic rapide peut limiter les éclosions. permettre la détection d’autres cas de STEC, limiter la propagation de sources communes contaminées de façon persistante et / ou empêcher la propagation secondaire dans les familles

Conclusions et Recommendations

Les infections non-O STEC peuvent provoquer toute une gamme de maladies, allant des gastro-entérites bénignes aux maladies graves, y compris la colite hémorragique, le SHU et le décès, que ce soit sporadique ou épidémique, signalé aux États-Unis et ailleurs dans le monde. L’incidence et le fardeau de la maladie causés par ces sérotypes d’E. coli restent inconnus. Seulement% des laboratoires cliniques aux États-Unis sont régulièrement testés pour des infections dues à O STEC, avec moins de tests en laboratoire. Pour les infections non-O STEC La recherche d’une infection à STEC devrait commencer, au minimum, chez les patients présentant une diarrhée sanglante et / ou SHU. Idéalement, le dépistage de STEC sur tous les échantillons de selles soumis à une maladie diarrhéique doit être envisagé. le rapport coût-efficacité de cette approche, étant donné la variabilité géographique des infections à O et à STEC non-O, nécessite une évaluation. Si des thérapies spécifiques et efficaces qui empêchent le SHU Les techniques rapides, sensibles, précises et peu coûteuses permettant d’effectuer des tests de routine pour la toxine Shiga et les souches non O doivent être développées et incorporées dans les protocoles de laboratoire clinique. comprendre la distribution et le coût humain de la maladie non associée à l’O

Remerciements

Nous apprécions la contribution utile reçue des Drs Karen Carroll École de médecine de l’Université Johns Hopkins, Baltimore, MD, James Kaper Université du Maryland School of Medicine, Baltimore, MD, et David Acheson Food and Drug Administration, Rockville, MDFinancial Support National Institutes of Santé T AI à KEJ; AI à CMT; et DK / AI et DK à CLS, et la Fondation de la Crohn et de la Colite d’Amérique à des conflits d’intérêts CLSPpotentiel CMT a reçu un soutien financier sous la forme de redevances de brevets de Meridian Diagnostics KEJ et CLS: no conflicts |

La grippe ne manquera pas d’opportunités