سویه‌های موثر در ایجاد مسمومیت غذایی ناشی از E.coli

اشریشیا کلی (E.coli)‌ نوعی باکتری بیماری‌زا است که سویه‌های مختلف آن یکی از علل اصلی مسمومیت غذایی ناشی از E.coli هستند.

سویه های بیماری زا E. coli مکانیسم حدت دارند و باعث بیماری های شدیدی مانند گاستروانتریت، اسهال خونی، سندرم همولیتیک اورمیک (HUS)، عفونت مجاری ادراری (UTI)، سپتی سمی، ذات الریه و مننژیت می‌شوند. در ادامه به بررسی مسمومیت غذایی ناشی از E.coli  خواهیم پرداخت.

مروری بر سویه‌های پاتوژنیک اشریشیا کلی

همانطور که در بخش مقدمه گفته شد، سویه های بیماری زا E. coli مکانیسم حدت دارند و باعث بیماری های شدیدی می‌شوند. مسمومیت غذایی ناشی از E.coli نیز به دلیل وجود همین سویه‌ها در بدن ایجاد می‌شود.

E.coli اسهالی به شش دسته تقسیم می‌شود:

• coli انتروتوکسیژنیک (ETEC)
• coli انتروپاتوژن (EPEC)
• انتروهموراژیک coli (EHEC)
• coli تهاجمی (EIEC)
• coli انتروآگرگاتیو (EAEC)
• coli چسبنده منتشر (DAEC)

این ویروتیپ‌ها (virotypes) بر اساس ویژگی‌های بیماری‌زا با فاکتورهای حدت و مکانیزم آن‌ها با سلول‌های میزبان دسته بندی می‌شوند. هر ویروتیپ‌ با بیماری‌های مختلف و تولید سم مرتبط است.

به عنوان مثال، سویه‌های شیگا توکسین  E. coli سویه‌های مستقلی هستند که فاکتورهای حدت را همراهی نمی‌کنند اما مسئول ایجاد کولیت هموراژیک هستند.

E. coli به طور گسترده‌ای به عنوان یک ارگانیسم مدل برای مطالعه فیزیولوژی، متابولیسم و ساختار ژنتیکی باکتری‌ها استفاده می شود. اما در سال های اخیر افزایش تعداد شیوع E. coli یک نگرانی عمده بوده است.

ویژگی های E.coli

• باکتری گرم منفی
• غیر تشکیل دهنده هاگ
• میله‌ای شکل
• تاژک دار
• هوازی یا بی هوازی اختیاری
• محدوده دمای رشد 4 تا 45 درجه سانتی گراد
• می‌تواند در pH 3.6 زنده بماند
• می‌تواند در فرآیند تخمیر و خشک کردن زنده بماند

منابع مسمومیت غذایی ناشی از E.coli

E. coli میکرو فلور طبیعی روده حیوانات خونگرم است و از طریق مدفوع و دهان منتقل می‌شود.

گاو، گوسفند، بز، زرافه، شتر، سگ، گربه و خوک مخزن اصلی شیگا توکسین E. coli (STEC) هستند.

انسان از طریق آب، میوه‌ها، سبزیجات، گوشت (به ویژه گوشت چرخ کرده) و ماهی آلوده می‌شود.

میوه‌ها و سبزیجات نیر اغلب از طریق آب و خاک آلوده و همچنین از کودهای تصفیه نشده که به عنوان کودهای زیستی برای گیاهان استفاده می شود، آلوده می‌شوند.

آلودگی گوشت نیز اغلب در طی کشتار گوشت از طریق تماس با مدفوع، آلودگی متقاطع، فرآوری غیربهداشتی محصولات غذایی اتفاق می‌افتد.

تماس مستقیم انسان با حیوان یا تماس انسان با انسان نیز می‌تواند باعث انتقال بیماری شود.

اپیدمیولوژی مسمومیت غذایی اشریشیاکلی

مطابق داده‌های اپیدمیولوژیک، میزان مرگ و میر کلی ناشی از مسمومیت غذایی ناشی از E.coli کمتر از 1٪ است. در سال های اخیر، شیوع این بیماری در کشورها استرالیا، آرژانتین، دانمارک، آلمان، ایتالیا، سوئد و آفریقای جنوبی گزارش شده است.

در سال 1996، جمعیت بزرگی در شهر ساکای ژاپن تحت تاثیر مسمومیت غذایی ناشی از E.coli قرار گرفتند که در آن بیش از 7000 نفر بیمار شدند.

به طور مشابه در انگلستان و ولز، 381 نفر به VTEC 0157 آلوده شدند که از این تعداد 14 نفر فوت کردند و بقیه بیماران در بیمارستان بستری شدند.

در سال 1982، STEC دو شیوع ایجاد کرد که به عنوان اولین شیوع ناشی از یک پاتوژن انسانی گزارش شد. این شیوع به دلیل مصرف گوشت چرخ کرده گاو نیم پز بود که باعث کولیت هموراژیک می‌شد. از آن زمان به بعد سروتیپ های دیگر STEC با بسیاری از مسمومیت‌های غذایی شناخته شدند.

غذاهایی که با شیوع بیماری همراه بودند عبارتند از: گوشت چرخ کرده، شیر خام، ماست، پنیر، محصولات گوشتی پخته شده و تخمیری، سیب سیب تخمیر نشده، سبزیجات خام و سالاد.

عفونت ثانویه E. coli در خانواده‌ها، بیمارستان‌ها، خانه‌های سالمندان، مهدکودک‌ها، آب های حمام و استخرها شایع است.

بررسی علل مسمومیت غذایی ناشی از E.coli (پاتوژنیز و علائم)

در بخش‌های قبل اشاره شد که 6 سویه اشریشیا کلی می‌توانند باعث ایجاد مسمومیت غذایی ناشی از E.coli شوند. در ادامه به بررسی هریک و علائم آن‌ها خواهیم پرداخت.

1. E. coli انتروتوکسیژنیک (ETEC)

E. coli  انتروتوکسیژنیک به طور ویژه‌ای کودکان و افراد مسن را در کشورهای در حال توسعه تحت تأثیر قرار می‌دهد زیرا انتروتوکسین‌های پایدار در برابر حرارت یا انتروتوکسین‌های حساس به حرارت تولید می‌کند.

علائم این نوع مسمومیت غذایی ناشی از E.coli شامل تب، کرامپ شکمی، حالت تهوع و اسهال آبکی شبیه به ویبریوکلرا است اما شدید نیستند.

این پاتوژن انتروتوکسیژنیک مسافران را نیز تحت تاثیر قرار می‌دهد. افرادی که به مناطق آلوده سفر می‌کنند ممکن است در معرض آب و غذای آلوده قرار گیرند. بنابراین، ETEC به عنوان اسهال مسافرتی نیز شناخته می‌شود.

ETEC با کمک یا فیبریل‌ها (fibrils) به سلول‎‌های اپیتلیال می‌چسبد و انتروتوکسین‌های پایدار یا ناپایدار در برابر حرارت تولید می‌کند.

انتروتوکسین حساس به حرارت شبیه سم وبا است و به طور دائم آدنیلات سیکلاز را فعال می‌کند که باعث افزایش سطح CAMP و در نتیجه از دست دادن الکترولیت و اسهال آبکی می‌شود.

2. E. coli انتروپاتوژن (EPEC)

این نوع از مسمومیت غذایی ناشی از E.coli بیشتر برای نوزادان و کودکان خردسال بیماری زا است. عمدتاً در کشورهای در حال توسعه و مناطق گرمسیری با بهداشت نامناسب باعث اسهال می شود.

این بیماری میزان مرگ و میر بالقوه بالایی در بین نوزادان دارد.

همچنین حیوانات مزرعه، سگ ها، گربه ها، خوک ها و خرگوش ها را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

علائم شامل اسهال، گرفتگی شکم، استفراغ، سردرد، تب و لرز است.

EPEC مانند ETEC سموم تولید نمی‌کند، اما برخی از سویه‌های EPEC به سلول‌های بافتی حمله کرده و سم شیگا تولید می‌کنند.

پاتوژنز EPEC شامل سه مرحله است:

مرحله اول اتصال EPEC به سلول میزبان با کمک فیبریل است. مرحله دوم شامل انتقال سیگنال است که در آن سلول متصل می‌شود و ضایعاتی ایجاد می‌کند که میکروویلی‌ها را تخریب می‌کند و پروتئین اسکلت سلولی فنجانی را تشکیل می‌دهد.

سپس EPEC متصل شده، اسکلت سلولی سلول میزبان را در مرحله سوم تغییر می‌دهد که بر عملکرد میتوکندری تأثیر می‌گذارد و نفوذپذیری غشاء را افزایش می‌دهد. در نتیجه مواد مغذی و یون‌های بدن را از دست می دهد.

3. E.coli انتروهموراژیک (EHEC)

E.coli انتروهموراژیک باعث اسهال خونی می‌شود و عامل اصلی ایجاد بیماری کولیت هموراژیک است. بیماران مبتلا به کولیت هموراژیک به احتمال زیاد به سندرم همولیتیک اورمیک (HUS) که یک بیماری تهدید کننده زندگی است، مبتلا می‌شوند.

EHEC همچنین سم شیگا تولید می‌کند که سلول‌های Vero را از بین می‌برد. بنابراین به عنوان E.coli تولیدکننده وروتوکسین (VTEC) نیز شناخته می‌شود.

اولین مرحله پاتوژنز EHEC، کلونیزاسیون در سلول‌های روده و چسبندگی و برداشتن آن است.

این نوع از مسمومیت غذایی ناشی از E.coli به رگ‌‌های خونی روده بزرگ آسیب می‌رساند و باعث اسهال خونی همراه با گرفتگی شکم و استفراغ می‌شود. عوارض دیگری مانند نارسایی حاد کلیه، کم خونی همولیتیک میکروآنژیوپاتیک، ترومبوسیتوپنی و سندرم اورمیک همولیتیک (HUS) ممکن است ایجاد شود.

4. E. coli تهاجمی (EIEC)

E.coli تهاجمی به سلول‌های اپیتلیال حمله کرده و سلول به سلول پخش می‌شود.

EIEC از نظر ژنتیکی و بیماری زایی با گونه‌های شیگلا مرتبط است که باعث اسهال آبکی و اسهال خونی می شود.

گرفتگی شکم، اسهال آبکی فراوان و تب علائم شایع هستند اما برخی ممکن است به اسهال خونی و اسهال مخاطی خونی مبتلا شوند.

EIEC با کمک pINV که فاکتوری است که توسط ژن‌های روی پلاسمید کدگذاری می‌شود، به سلول‌های اپیتلیال حمله می‌کند.

pINV باعث سمیت انتروتوکسیک EIEC می‌شود و عملکرد سلول‌های اپیتلیال را مختل می‌کند.

5. E. coli انتروآگرگاتیو (EAEC)

علائم EAEC مشابه علائم ETEC است که باعث اسهال مداوم در کودکان برای بیش از 14 روز می‌شود.

اسهال مخاطی آبکی، تب خفیف اما بدون استفراغ از علائم شایع عفونت EAEC هستند.

EAEC به تک لایه سلول‌های کشت داده شده با الگوی مشخصه “آجرهای انباشته” می‌چسبد.

چسبندگی تجمعی Fimbriae I (AAF/I) به چسبندگی سلول‌های Hep-2 و هماگلوتیناسیون گلبول‌های قرمز کمک می کند.

EAEC همچنین سیتوتوکسین تولید می کند که به غشای مخاطی روده آسیب می رساند و ساختار اسکلت سلولی سلول میزبان را بی ثبات می‌کند.

6. E. coli چسبنده منتشر (DAEC)

DAEC نوعی دیگر از مسمومیت غذایی ناشی از E.coli است که الگوی چسبندگی منتشر منحصر به فرد خود را دارد. این عفونت به واسطه چسبان‌های فیمبریال و اینوازین‌های کدگذاری شده توسط کروموزوم‌ها یا پلاسمیدهای باکتریایی انجام می‌شود. (توضیح: اینواسین یا اینوازین‌ها نوعی پروتئین هستند که با نفوذ عوامل بیماری‌زا به سلول‌های میزبان مرتبط هستند).

DAEC باعث اسهال آبکی می‌شود اما در نمونه مدفوع بزرگسالان سالم یافت نمی‌شود.

برخی از مطالعات نشان داده‌اند که اسهال مرتبط با DAEC می‌تواند وابسته به سن باشد.

تشخیص آزمایشگاهی مسمومیت غذایی ناشی از اشریشیا کلی

E.coli در محیط‌های غذایی حاوی ویتامین‌ها، مواد معدنی و نیتروژن رشد می‌کند. به همین دلیل برای کشت نمونه مشکوک در آزمایشگاه از محیط کشت آبگوشتی لیزوژنی یا لوریا، تریفیک براث و آبگوشت سوپراپتیمال استفاده می‌شود که رشد سریع سویه ها را در پی دارند.

سایر محیط‌های کشت متداول شامل MacConkey آگار، ائوزین متیلن بلو آگار، Sorbitol MacConkey آگار و cystine-lactose electrolyte-deficient agar می باشند.

سنجش‌های مبتنی بر PCR برای شناسایی ژن‌های هدف پاتوژن‌ها استفاده می‌شوند و بسیار حساس هستند.

Multiplex PCR  و Real-time PCR در آزمایشگاه برای آشکارسازی و شناسایی پاتوژن ها استفاده می شود.

درمان و کنترل مسمومیت غذایی ناشی از E.coli

عفونت E. coli خود محدود شونده است اما در موارد شدید آنتی بیوتیک درمانی توصیه می‌شود.

سیپروفلوکساسین، نورفلوکساسین و افلوکساسین انتخاب‌هایی از آنتی بیوتیک‌ها برای عفونت ETEC هستند.

اقدامات کنترلی شامل انتخاب مناسب، تهیه و نگهداری محصولات غذایی است.

دمای مناسب یخچال، پخت و پز و حرارت دادن در دمای مناسب و بهداشت شخصی باید توسط دست اندرکاران مواد غذایی رعایت شود تا از آلودگی متقابل جلوگیری شود.

به مسافران توصیه می شود برای جلوگیری از عفونت، بهداشت را رعایت کنند و از غذا و آب احتمالی خودداری کنند، آب جوشیده و غذاهای درست پخته شده بنوشند.

کشتار دام باید تنها پس از بازرسی حیوان و آزمایش وجود EHEC انجام شود.

سخن پایانی

E. coli به گروهی از باکتری ها اطلاق می‌شود که می‌تواند باعث عفونت روده (دستگاه گوارش)، دستگاه ادراری و سایر قسمت‌های بدن شود. اغلب اوقات، می‌تواند در روده زندگی کند بدون اینکه آسیبی برساند. اما برخی از سویه‌ها می‌توانند اسهال آبکی، استفراغ و تب ایجاد کنند. E. coli تولید کننده سم شیگا (STEC) به احتمال زیاد باعث بیماری شدید می‌شود.

در این مطلب سعی کردیم 6 مورد از سویه‌های بیماری زای E. coli  را معرفی کنیم. امیدواریم این مطلب مورد توجه شما قرار گرفته باشد.