بررسی پاتوتایپ‌های اشرشیا کلی

آیا با پاتوتایپ‌های اشرشیا کلی آشنا هستید؟

اشریشیا کلی (E. coli) یک باکتری گرم منفی، بی‌هوازی اختیاری و میله‌ای شکل است که معمولاً در قسمت پایین روده موجودات خونگرم (آندوترم) یافت می‌شود.

سویه‌های اشرشیاکلی انسانی بر اساس ویژگی‌های ژنتیکی و نتایج بالینی به دو دسته طبقه‌بندی می‌شوند.یکسری به عنوان میکروبیوتای مشترک شناخته می‌شوند که درون‌زا هستند. یعنی E. coli که بخشی از فلور میکروبی طبیعی بیمار است، از طریق سرکوب سیستم ایمنی قادر به ایجاد عفونت خواهد بود. برخی نیز به عنوان پاتو‌ژن‌های بیماری‌زا خارج روده‌ای (ExPEC) طبقه‌بندی می‌شوند.

بیشتر عفونت‌ها (به استثنای مننژیت و گاستروانتریت نوزادان) درون‌زا هستند. در ادامه قصد داریم به بررسی پاتوتایپ‌های اشرشیا کلی بپردازیم.

پاتوتایپ‌های اشرشیا کلی

E. coli  یکی از شایع‌ترین عوامل عفونی است که مسئول ایجاد بیش از ۸۰ درصد از عفونت‌های اکتسابی از جامعه و همچنین بسیاری از عفونت‌های بیمارستانی می‌باشد. همانطور که در بخش مقدمه گفته شد عفونت‌های ناشی از این باکتری می‌توانند درونزا یا برونزا باشند که بیشتر به پاتوتایپ‌های اشرشیا کلی بستگی دارد.

پاتوتایپ در واقع زیرگروه میکروارگانیسم (از همان گونه‌ها)  است که بیماری زایی یکسانی در میزبان مشخص دارند.

برای سویه‌های E.coli روده‌ای بیماری‌زا، شش پاتوتیپ وجود دارد که معمولاً به عنوان E. coli اسهال‌آور شناخته می‌شوند.

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

البته توجه داشته باشید که E. coli اسهالی از نظر آنتی ژنی از E. coli روده متمایز است. فقط تعداد کمی از سروتیپ‌های E. coli که انتروتوکسین یا سایر مکانیسم‌های حدت را بیان می‌کنند می‌توانند باعث اسهال شوند.

در ادامه به بررسی پاتوتایپ‌های اشرشیا کلی اسهال‌آور خواهیم پرداخت.

۱-Enterotoxigenic E. coli (ETEC)، یکی از پاتوتایپ‌های اشرشیا کلی

E. coli انتروتوکسیژنیک (ETEC) یکی از شایع‌ترین علل بیماری اسهال باکتریایی در کشورهای در حال توسعه است. تخمین زده شده سالانه ۸۴۰ میلیون مورد ابتلا به این بیماری در این کشورها دیده می‌شود. در حدود ۳۰ درصد از مسافرانی که به این کشورها سفر می‌کنند نیز به بیماری اسهالی مبتلا می‌شوند‌. این پاتوتیپ‌ اشرشیا کلی باعث اسهال آبکی حاد در نوزادان و بزرگسالان می‌شود. عفونت‌ها عمدتاً از طریق مصرف غذا یا آب آلوده به مدفوع ایجاد می‌شود.

سروتیپ های رایج مرتبط عبارتند از: ۰۶, ۰۸, ۰۱۵, ۰۲۵, ۰۲۷, ۰۱۵۳, ۰۱۵۹ و غیره.

بیماری‌زایی ETEC شامل اتصال به مخاط روده با واسطه پروتئین فیمبریال به نام CFA (آنتی ژن فاکتور رنگی سازی) و ایجاد انتروتوکسین‌‌ است.

ETEC دو دسته از انتروتوکسین‌ها را تولید می‌کند: سموم پایدار در برابر حرارت (STa و STb) و سموم حساس به حرارت (LT-I، LT-II).

اسهال ترشحی ناشی از ETEC پس از یک دوره کمون ۱ تا ۲ روزه ایجاد می‌شود و به طور متوسط بین ۳ تا ۵ روز ادامه می یابد.

علائم این بیماری شامل اسهال آبکی، غیر خونی و کرامپ شکمی، تهوع و استفراغ است. این علائم شبیه علائم وبا هستند اما معمولاً خفیف‌تر می‌باشند. تشخیص این بیماری ناشی از e.coli با تشخیص سموم به روش‌های in vitro و invivo انجام می‌شود.

۲- Enteropathogenic E. coli (EPEC)

دو گروه از پاتوتایپ‌های اشرشیا کلی مسئول بیماری روده هستند. یعنی E. coli انتروپاتوژن [EPEC] و برخی از انواع اشرشیا کلی که تولید کننده سم شیگا [STEC] هستند. این نوع از پاتوتایپ‌های اشرشیا کلی دارای دسته‌ای از ژن‌های حدت واقع در یک جزیره بیماریزایی کروموزومی به نام مکان حذف انتروسیت هستند.

EPEC اغلب باعث اسهال نوزادی و گاهی اوقات باعث اسهال پراکنده در بزرگسالان می‌شود.

این بیماری از طریق قرار گرفتن در معرض سطوح آلوده به مدفوع یا محصولات غذایی آلوده منتقل می‌شود. با این حال، غیر سمی و غیر تهاجمی است.

شروع بیماری ممکن است چند ساعت پس از قرارگیری در معرض عفونت رخ دهد. اکثر موادر ناشی از این عفونت پس از چند روز برطرف می‌شوند. اما اسهال مداوم که نیاز به بستری شدن دارد نیز می‌تواند رخ دهد.

۳-  Enteroaggregative E. coli (EAEC)

E. coli انتروآگرگاتیو (EAEC) یکی دیگر از پاتوتایپ‌های اشرشیا کلی است. این پاتوتایپ در واقع مجموعه‌ای ناهمگن از سویه‌ها است که روی اپیتلیوم روده کوچک و در برخی موارد کولون مشخص می‌شود. به این دلیل نامگذاری شده است که به سلول‌های HEP-2 در یک الگوی متمایز می‌چسبد و باکتری‌ها را به صورت آجری انباشته می‌کند.

علت شیوع بیماری ناشی از EAEC نامشخص است. زیرا یک نشانگر مولکولی واحد برای این باکتری کشف نشده است. ژن‌های کدکننده، سموم از جمله شیگا توکسین و سایر پروتئین‌های حدت در بین EAEC بسیار متغیر هستند.

علائم این بیماری شامل اسهال مداوم و حاد می‌باشد. E. coli انتروآگرگاتیو، به ویژه در کشورهای در حال توسعه، یکی از باکتری هایی است که با اسهال مزمن و تاخیر رشد در کودکان مرتبط است.

۴- Shiga Toxin–Producing E. coli  (STEC/VTEC/EHEC)

نامگذاری این گروه از پاتوتایپ‌های اشرشیا کلی ممکن است کمی گیج کننده به نظر برسد.  به این دسته، E. coli تولید کننده سم شیگا (STEC)، E. coli تولید کننده وروسیتوتوکسین (VTEC) و E. coli انتروهموراژیک (EHEC) نیز گفته می‌شود.

سروتیپ های مرتبط با EHEC عبارتند از: ۰۱۵۷:H7 (شایع ترین سروتیپ). سروتیپ‌های دیگر به ندرت مرتبط هستند مانند ۰۲۶:H11، ۰۶، ۰۵۵، ۰۹۱، ۰۱۰۳، ۰ ۱۱۱ و ۰۱۱۳٫

تشخیص بیماری STEC در حال حاضر بر اساس تشخیص سموم شیگا انجام می‌شود.

بیماری STEC در ماه‌های گرم شایع‌تر است و بیشترین شیوع آن در کودکان کمتر از ۵ سال است. بیشتر عفونت‌ها به دلیل مصرف گوشت چرخ کرده یا سایر فرآورده های گوشتی آلوده، آب، شیر غیرپاستوریزه یا آب میوه‌ها و سبزیجات نپخته رخ می‌دهد. بلع کمتر از ۱۰۰ باکتری می‌تواند بیماری ایجاد کند. این بیماری از فرد به فرد سرایت می‌کند.

بیماری ناشی از STEC از اسهال خفیف بدون عارضه تا کولیت هموراژیک همراه با درد شدید شکم و اسهال خونی متغیر است.

 سندرم همولیتیک اورمیک (HUS) نیز در ۵ تا ۱۰ درصد از کودکان مبتلا به این پاتوتایپ‌های اشرشیا کلی رخ می‌دهد. این بیماری با نارسایی حاد کلیوی، ترومبوسیتوپنی و کم خونی همولیتیک میکروآنژیوپاتیک مشخص می‌شود.

علائم پس از ۴ تا ۱۰ روز در اکثر بیماران برطرف می‌شود. با این وجود ۳ تا ۵ درصد از بیماران مبتلا ممکن است جان خود را در اثر این بیماری از دست بدهند.

۵- Enteroinvasive E. coli (EIEC)، یکی از انواع پاتوتایپ‌های اشرشیا کلی

سویه‌های تهاجمی E. coli (EIEC) به اپیتلیوم روده بزرگ حمله می‌کنند و آن‌را از بین می‌برند. این بیماری در ابتدا با اسهال آبکی مشخص می‌شود.

تعداد کمی از بیماران به شکل دیسانتریک این بیماری، شامل تب، کرامپ‌های شکمی و خون و لکوسیت در نمونه‌های مدفوع مبتلا می‌شوند.

باکتری‌ها، واکوئل فاگوسیتی را لیز می‌کنند و در سیتوپلاسم سلولی تکثیر می‌شوند. این روند تخریب سلول‌های اپیتلیال را به دنبال دارد. التهاب می‌تواند به زخم روده بزرگ تبدیل شود.

۶- Diffusely-adherent E. coli (DAEC)

DAEC یکی دیگر از پاتوتایپ‌های اشرشیا کلی است. این‌ها به عنوان یک گروه ناهمگن ظاهر می‌شوند. مشخصه این پاتوتایپ‌ها توانایی چسبیدن به سلول‌های HEp-2 در یک الگوی منتشر است که در آن باکتری‌ها به طور یکنواخت کل سطح سلول را می‌‌پوشانند. این امر به پاتوژنز کمک می‌کند. این سویه‌ها در بروز اسهال در کودکان نقش دارند. ظاهراً در اسهال در بزرگسالان دخیل نیستند. همچنین می‌توانند سویه‌های میکروبی روده بدون علامت در کودکان و بزرگسالان باشند. از این‌رو، بیماری‌زایی این سویه‌ها هنوز مورد سوال است.

سخن پایانی

پاتوتایپ‌های اشرشیا کلی یکی از مهم‌ترین عوامل بیماری‌زا به‌خصوص در کودکان در کشورهای در حال توسعه هستند. همین دلیل باعث شده است که آن‌ها از دیدگاه پزشکی اهمیت ویژه‌ای داشته باشند. به طور کلی بر اساس یافته‌های بالینی، ویژگی‌های فنوتیپی و خصوصیات بیماری‌زایی، پاتوتیپ‌های اسهال‌زای اشریشیا کلی به ۶ گروه تقسیم می‌شوند . در این مقاله سعی نمودیم که مروری اجمالی بر پاتوتایپ‌های اسهال زای اشریشیا کلی داشته باشیم.