A húgyúti fertőzéseket okozó Escherichia coli tápláléktartálya - 16. kötet, 1. szám - január

A szorosan kapcsolódó Escherichia coli törzsekről kimutatták, hogy nem rokon személyekben extraintesztinális fertőzéseket okoznak. Ez a tanulmány azt vizsgálja, hogy létezhet-e élelmiszer-tartály ezekre az E. coli-ra. 3 forrás izolátumát hasonlítottuk össze ugyanabban az időszakban (2005–2007) és földrajzi területen. A források húgyúti fertőzésben (UTI) szenvedő nők prospektív módon gyűjtött E. coli izolátumait tartalmazták (n = 353); kiskereskedelmi hús (n = 417); és éttermi/fogyasztásra kész ételek (n = 74). Megvizsgáltuk az E. coli antimikrobiális gyógyszer-érzékenységét és az O: H szerotípusát, és összehasonlítottuk 4 különböző genotipizáló módszerrel. 17 klonális csoportot azonosítottunk, amelyek> 1 forrásból származó E. coli izolátumokat (n = 72) tartalmaztak. A kiskereskedelmi csirkéből származó E. coli (O25: H4-ST131 és O114: H4-ST117) és a mézes sárgadinnye (O2: H7-ST95) nem volt megkülönböztethető vagy szorosan rokon az emberi UTI-kkel. Ez a tanulmány erőteljesen támogatja az élelmiszer-tárolók vagy az élelmiszer útján történő átvitel szerepét az E. coli elterjedésében, ami közös közösség által megszerzett UTI-ket okoz.

Az extraintesztinális E. coli táplálék útján történő átvitele gyakori.

Az Escherichia coli által okozott extraintesztinális fertőzések súlyos betegségeket és halált okoznak. Évente 6–8 millió komplikáció nélküli húgyúti fertőzés (UTI) fordul elő az Egyesült Államokban, és 130–175 millió esetben fordul elő világszerte; > 80% társul E. coli-hoz (1,2). A húgyúti traktus a véráramfertőzéseket okozó E. coli leggyakoribb forrása, amelyek évente 40 000 szepszis halálát okozják az Egyesült Államokban (1). Csak a nem komplikált UTI-k felelősek az Egyesült Államokban évente becsült 1–2 milliárd dollár közvetlen egészségügyi költségért (1,2). Az extraintesztinális E. coli antimikrobiális gyógyszerrezisztenciája tovább növeli ezen fertőzések kezelésének költségeit (3). A gyógyszer-rezisztens fertőzések gyakran bonyolultabb kezelési rendet igényelnek, és több kezelési kudarcot eredményeznek.

Az E. coli közvetlen tározója, amely extraintesztinális fertőzéseket okoz, a személy bélrendszere. Bár az E. coli által okozott extraintesztinális fertőzések általában nem társulnak járványkitörésekhez, a növekvő bizonyítékok azt mutatják, hogy az extraintesztinális E. coli felelős lehet az egész közösségre kiterjedő járványokért. Például 2001-ben beszámoltunk az E. coli O11/O77/O17/O73: K52: H18-ST69 felfedezéséről. Ez a klonális csoport az összes E. coli UTI 11% -át és az összes trimetoprim/szulfametoxazol-rezisztens E. coli UTI 49% -át okozta 1 kaliforniai közösségben 4 hónapos időtartam alatt (4). Antimikrobiális gyógyszerekkel szemben rezisztens UTI-kat okozott Michiganben, Minnesotában és Coloradóban (5), valamint pyelonephritist több államban (6). Leírták az E. coli által okozott egyéb UTI-járványokat, köztük egy nagy E. coli O15: K52: H1 járványt Dél-Londonban (7), valamint a dániai koppenhágai esetek csoportjait, amelyeket E. coli O78: H10 (8) okozott. ), valamint Calgary-ban (Alberta, Kanada) egy kiterjesztett spektrumú β-laktamázt termelő E. coli által okozott esetek (9).

Ezeknek a járványtörzseknek az azonosítása azt sugallta, hogy a környezeti források, esetleg a szennyezett hús és más élelmiszerek szerepet játszhatnak a szorosan rokon E. coli törzsek helyi elterjedésében. Ha létezik élelmiszer-állattartály az extraintesztinális E. coli számára, akkor az élelmiszer-állati termelésben antimikrobiális szerek alkalmazása választhatja ki az extraintesztinális E. coli antimikrobiális gyógyszerrezisztens formáit (10, 11). Összefüggéseket figyeltek meg az antimikrobiális rezisztencia és az extraintesztinális E. coli specifikus törzsei között az állati élelmiszerekben, különösen a csirkehúsban, és az emberi fertőzések között (12–16). Egy korábbi tanulmányban az antimikrobiális gyógyszerekkel szemben rezisztens UTI-k növekedését figyeltük meg azon nők körében, akik gyakori csirke- és sertéshús-fogyasztást jelentenek (17).

Bizonyíték arra, hogy az étel az extraintesztinális E. coli tárolója lehet: 1) az extraintesztinális fertőzések közösségi alapú kitörései, amelyeket az E. coli járványtörzsei okoznak, komplikáció nélküli UTI-ket (4,18) és más súlyos fertőzéseket (6,19,20); 2) annak megállapítása, hogy ezek a járványtörzsek megegyeznek-e az antimikrobiális gyógyszer-érzékenységi mintákkal és genotípusokkal a kiskereskedelmi húsból származó izolátumokkal (12–15); és 3) a kiskereskedelmi húsfogyasztás és az antimikrobiális gyógyszerekkel szemben rezisztens E. coli UTI-kat okozó bélszerzése közötti epidemiológiai összefüggés (17). Ezen megfigyelések alapján feltételezzük, hogy a kiskereskedelmi csirke a fő víztározó az E. coli számára, amely emberi extraintesztinális fertőzéseket okoz.

Mód

Dizájnt tanulni

Emberi klinikai mintákból, éttermi/fogyasztásra kész élelmiszerekből és kiskereskedelmi húsból származó E. coli izolátumokat szisztematikusan vettek minták ugyanezen időszak alatt. Humán klinikai izolátumokat és éttermi/fogyasztásra kész izolátumokat Montréalból, Québec, Kanada. A kiskereskedelmi hús izolátumokat Québecből és Ontarióból vették fel, mivel a fertőzött nők elsősorban ezekből a régiókból származnak. Reméltük, hogy maximalizáljuk annak valószínűségét, hogy az ebből a három forrásból származó E. coli közötti genotípusok azonosíthatók legyenek. Az egyes forrásokból származó E. coli izolátumokat külön-külön tenyésztettük és dolgoztuk fel, hogy megakadályozzuk a keresztszennyeződést. A vizsgálati protokollt a McGill Egyetem Intézményi Felülvizsgálati Testülete (A01-M04-05A) hagyta jóvá.

Humán UTI-t okozó E. coli mintavétele

E. coli mintavétele kiskereskedelmi húsból

E. coli mintavétel éttermi/fogyasztásra kész élelmiszerforrásokból

Bevettük mind a 74 E. coli izolátumot az éttermi és készételforrásokból a Montréal számára, amelyet 2005. január 1-jétől 2007. december 31-ig gyűjtött a Division de l'Inspection des Aliments (24,25). Ezeket az izolátumokat számos elkészített és fogyasztásra kész ételből állították elő, beleértve a húst, gyümölcsöt, zöldségeket és egyéb termékeket. Az izolátumokat rutinfelügyeleti tevékenységek keretében, valamint készételeket kínáló éttermek és létesítmények panaszokkal kapcsolatos ellenőrzéseiből gyűjtötték.

Antimikrobiális gyógyszer-érzékenység

Meghatároztuk a minimális gátló koncentráció értékeket 15 antimikrobiális szerre minden E. coli izolátum esetében a húsleves mikrodilúciós módszerrel (26), a Sensititre Automated Microbiology System (Trek Diagnostic Systems Ltd., Cleveland, OH, USA) felhasználásával. A nemzeti antimikrobiális rezisztencia monitorozó rendszer (NARMS) érzékenységi panelt, a CMV1AGNF-et használták E. coli tesztelésére. Az emberi klinikai és éttermi/fogyasztásra kész izolátumok standard cefdiffúziós módszerrel is értékelték a cefalotin és a nitrofurantoin rezisztenciáját (27 Az izolátumokat rezisztensnek, közbensőnek vagy fogékonynak határozták meg a Clinical and Laboratory Standards Institute és a NARMS irányelvei szerint (23). A köztes rezisztenciát mutató izolátumokat fogékonynak értelmeztük.

Többfokozatú változószámú tandem ismétlés elemzés

Minden izolátumon multilokuszos változószámú tandem ismétlés elemzést (MLVA) hajtottunk végre kapilláris elektroforézis módszerekkel, amint azt korábban Manges és mtsai (28) ismertették. Lényegében 8 lokuszt amplifikáltunk külön PCR-ekben fluoreszcens primerek alkalmazásával. Az egyes lokuszok nyers töredékhosszait manuálisan rögzítettük, minimum ± 3 bp küszöbértéket alkalmazva az allélok megkülönböztetésére. Az E. coli CFT073, K12 és O157: H7-et használtuk pozitív kontrollként. Az egyes izolátumok 8 alléljának halmazát az MLVA profilként definiáltuk.

Enterobakteriális ismétlődő intergenikus konszenzus szekvencia 2 PCR ujjlenyomat

Az E. coli izolátumokat, amelyek megkülönböztethetetlen MLVA profilokat mutatnak, összehasonlítottuk enterobakteriális ismétlődő, intergenikus konszenzus szekvencia 2 PCR (ERIC2 PCR) ujjlenyomat-felvétellel (29). Azokat az ujjlenyomatokat, amelyeket vizuális ellenőrzés során nem lehetett megkülönböztetni, csoportosítottuk és kiválasztottuk a további gépeléshez.

Clonal Group Definition

A klonális csoport meghatározása> 2 E. coli izolátum volt, amelyek megkülönböztethetetlen MLVA és ERIC2 PCR mintákat mutatnak. Csak az MLVA és az ERIC2 PCR által azonosított csoportokra összpontosítottunk, amelyek> 1 forrásból származó tagokat tartalmaztak. Kiskereskedelmi húsból és éttermi/fogyasztásra kész élelmiszer-forrásokból származó izolátumokat tartalmazó csoportokat vontak be annak megállapítására, hogy a kiskereskedelmi hús-izolátumokból származó rokon kívüli E. coli azonosítható-e az elkészített ételekben. Ezek a csoportok megnevezést kaptak, amely magában foglalta a szerocsoportot és a többfókuszú szekvencia típust (MLST), mint az O25: H4 és az ST131 szerocsoportban (O25: H4-ST131). Az egyes klonális csoportokat képviselő kiválasztott izolátumokat impulzusmezős gélelektroforézissel (PFGE), szerotipizálással, MLST-vel és filogenetikai tipizálással értékeltük, hogy megerősítsük e klonális csoportok azonosságát és meghatározzuk a csoporton belüli variabilitást.

Pulzálómezős gélelektroforézis

Az E. coli O157: H7 molekuláris altípusának PFGE-vel végzett standard Centers for Disease Control and Prevention protokollját alkalmaztuk (30). Az Xbal és NotI által emésztett DNS PFGE-jét az egyes klonális csoportokba tartozó szelektált izolátumokon végeztük. Az azonos PFGE mintázatú izolátumokat genetikailag megkülönböztethetetlennek, az 1-3 sávos különbségeket szorosan összefüggõnek, a 4-6 sávos különbségeket pedig lehetséges rokonságnak tekintették (31).

Szerotipizálás

A Kanadai Népegészségügyi Ügynökség Élelmiszer-eredetű zoonózisok laboratóriuma O- és H-szerotipizálást végzett bevett protokollok felhasználásával. Azokat az izolátumokat, amelyek nem reagáltak az O antiszérummal, nem tipizálhatóként (ONT) osztályozták, a nem mozdulatlanokat pedig NM jelöléssel látták el.

MLST és filotipizálás

Az MLST-t kiválasztott E. coli izolátumokon a korábban leírtak szerint hajtottuk végre (32). A gén amplifikációt és szekvenálást az E. coli MLST weboldalán (http://mlst.ucc.ie/mlst/dbs/Ecoli) megadott primerek alkalmazásával hajtottuk végre. Az allélprofil és a szekvencia típus meghatározása ennek a webhelynek a sémája szerint történt. A fő E. coli filogenetikai csoportok (A, B1, B2 és D) meghatározása multiplex PCR-rel történt (33).

Statisztikai elemzések

Becsültük az arányokat és az arányok 95% -os konfidencia intervallumait. Az arányok közötti különbségeket χ 2 teszttel értékeltük; a statisztikai szignifikanciát p értékként határoztuk meg

A 2. csoport O2-ként jellemzett E. colit tartalmazott: H7-ST95; az egyik izolátum éttermi/fogyasztásra kész ételforrásból származott (mézharmat dinnye), 8 izolátum pedig emberi fertőzés eseteiből származott. Az XbaI PFGE minták nem voltak megkülönböztethetők humán fertőzési izolátumok közül 3 esetében (MSHS 100, 186 és 811) és az éttermi/fogyasztásra kész élelmiszer izolátumban (68616,01); a másik 5 O2: H7-ST95 izolátum 1 sávval (MSHS 1229), két sávval (MSHS 95 és MSHS 1062) és 4 sávval (MSHS 782 és MSHS 819) különbözött az élelmiszerforrás izolátumtól (1. ábra, panel A). Az MSHS 100 és az MSHS 186 NotI PFGE mintái nem voltak megkülönböztethetők az éttermi/fogyasztásra kész izolátumtól, és a többi emberi fertőzéses izolátum 1 és 7 sávban különbözött egymástól (1. ábra, B panel). Az élelmiszer-forrásból származó E. coli izolátum teljesen érzékeny volt, csakúgy, mint a legtöbb izolátum az emberi fertőzésekből, kivéve 2-et (az egyik rezisztens volt az ampicillinnel, a másik az ampicillinnel, a szulfizoxazollal és a trimetoprimmal/szulfametoxazollal szemben).

2. ábra: XbaI és NotI impulzusmezõs gélelektroforézis minták Escherichia coli O114: H4-ST117 esetében (2. és 3. sáv). Az 1. sáv a pozitív kontroll E. coli O11: H18-ST69 (SEQ102), a 2. sáv egy E. coli.

A 3. csoport O114-ként jellemzett E. colit tartalmazott: H4-ST117; az egyik izolátum a kiskereskedelmi csirkehúsból származott, a másik pedig az emberi UTI-ből származott. Az emberi fertőzéses izolátum (MSHS 1014A) és a kiskereskedelmi hús-izolátum (EC01DT05-0789-01) XbaI PFGE mintázata 5 sávban különbözött egymástól (2. ábra). A NotI PFGE minták> 6 sávban különböztek egymástól (2. ábra). Mindkét izolátum teljesen érzékeny volt. A megosztott PFGE minták mellett az E. coli ezen három csoportján ugyanazok az MLST-k, szerotípusok és filotípusok voltak.

Az E. coli O17/O73/O77 néven jellemzett klonális csoportot: H18-ST69, más néven A klóncsoportot (4) azonosították az emberi és a kiskereskedelmi húsmintákban, bár szorosan kapcsolódó PFGE mintákat nem figyeltek meg (4. csoport, táblázat 2). Három másik csoport (5–7. Csoport, 2. táblázat), amelyeket E. coli O4: H5-ST493, O36: NM-ST401 és O172: H16-ST295 néven jellemeztek, megosztott MLST-ket, szerotípusokat és filotípusokat mutattak, de a PFGE minták nem álltak kapcsolatban.

Vita

Beszámolunk a kiskereskedelmi csirke és más élelmiszer-forrásokból származó E. coli izolátumok azonosításáról, amelyek nem különböztethetők meg vagy szorosan kapcsolódnak az emberi UTI-k izolátumaitól. A korábbi vizsgálatok eredményein alapuló a priori hipotézisünk azt sugallja, hogy a kiskereskedelmi hús, különösen a kiskereskedelmi csirkehús, tartály lehet az emberi extrintesztinális fertőzéseket okozó E. coli számára. Ez a tanulmány erőteljesen alátámasztja ezt a hipotézist az élelmiszer és az emberi klinikai izolátumok közötti genetikai hasonlóságok alapján.

Johnson és mtsai. azt javasolták, hogy az emberi ürülékből (és az emberi véráram fertőzéséből) származó antimikrobiális gyógyszerekkel szemben rezisztens E. coli általában jobban hasonlít a kiskereskedelmi baromfihús-forrásokból származó antimikrobiális rezisztens és érzékeny E. colihoz (14,15). Ezek a megfigyelések azt mutatják, hogy a rezisztens E. coli szelekciója nagyobb valószínűséggel fordul elő az állati tápláléktartályban, mint az embereknél. Ebben a tanulmányban azt figyeltük meg, hogy az élelmiszerforrásokból származó genetikailag rokon E. coli és az emberi fertőzések hajlamosak voltak arra utalni, hogy mind a nőknél UTI-t okozó rezisztens, mind a fogékony izolátumok átterjedhetnek az élelmiszerellátás révén. Vizsgálatunk az O2: H7-ST95 csoport tagjait is azonosította, akik korábban mind az ember, mind a madárgazdák esetében extraintesztinális betegséggel társultak (34). A vizsgálatból származó O2: H7-ST95 élelmiszer-izolátum mézharmat dinnyéből származik. Ennek az E. coli-szennyezésnek az eredete emberi vagy élelmiszer-eredetű állati eredetű lehet.

Az ebben a vizsgálatban szintén azonosított E. coli O25: H4-ST131 klonális csoport kiterjedt spektrumú β-laktamáz termeléssel és fluorokinolon rezisztenciával társult, és Európában és Kanadában is megtalálható (18,35–37). Az ebben a vizsgálatban azonosított E. coli O25: H4-ST131 izolátumok érzékenyek; mivel azonban ez a klonális csoport megtalálható egy élelmiszer-állattartóban és táplálék útján továbbadható, lehetséges lehet ezeknek a rendkívül ellenálló szervezeteknek a amplifikációja és továbbadása. Bővített spektrumú β-laktamázt termelő E. coli-t a CIPARS még nem azonosított (23,38,39).

A kiskereskedelmi csirkehúsból és emberi fertőzésekből származó izolátumokat tartalmazó 2 klonális csoport azonosítása a priori hipotézisünket támasztja alá. Nem zárhatjuk ki annak lehetőségét, hogy az élelmiszer-előállítás, -feldolgozás vagy -kezelés során az emberi eredetű szennyeződések miatt élelmiszer-eredetű izolátumok voltak jelen, bár ez valószínűtlen. A későbbi kutatások segítenek megállapítani, hogy ezek az E. coli előfordulnak-e egy élelmiszer-állattartóban, vagy ezek átadása az élelmiszer-feldolgozás vagy -készítés során bekövetkezett szennyeződésből származik-e, és tükrözi-e az emberről emberre történő, élelmiszerrel történő átvitelét.

Ez a tanulmány kimutatja, hogy a kiskereskedelmi csirkehúsból és más élelmiszer-forrásokból származó E. coli szorosan kapcsolódik az emberi UTI-t okozó E. coli-hoz. Mivel az E. coli számára nyilvánvalóan létezik élelmiszer-állattározó, amely húgyúti és egyéb extraintesztinális fertőzéseket okoz, ez tovább erősíti a felelős antimikrobiális gyógyszerek gondozásának szükségességét az állatgyógyászatban és az élelmiszer-állattenyésztésben, valamint az emberi gyógyászatban.

Dr. Vincent a québeci Montréalban, a McGill Egyetem Mikrobiológiai és Immunológiai Tanszékén végzős hallgató. Kutatási területei közé tartozik a bakteriológia és a molekuláris epidemiológia, és jelenleg a húgyúti fertőzéseket okozó E. coli lehetséges táplálék útján történő terjedését vizsgálja.

Köszönetnyilvánítás

Köszönetet mondunk a kanadai integrált antimikrobiális rezisztencia-felügyeleti program (Brent Avery) felügyeleti csoportjának; a Division de l’Inspection des Aliments, Ville de Montréal (Myrto Mantzavrakos és Annie Laviolette); és Christiane Lacombe, a hallgatói egészségügyi szolgáltatások klinikai technikusa.