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Caractéristiques des infections à Escherichia coli productrices de O et de non-O Shiga au Minnesota, –

Contexte Escherichia coli O: HO est le sérotype STEC E coli producteur de Shiga toxine le plus souvent isolé et le plus souvent associé au syndrome hémolytique et urémique HUS aux Etats-Unis. Les sérotypes non-O STEC peuvent également provoquer des maladies graves mais leur impact pathogène reste indéterminé. Les sites Sentinel comprenaient un laboratoire métropolitain d’organisation de la maintenance de la santé et un laboratoire hospitalier desservant une petite ville et une zone rurale. Nous avons reçu des plaques de gélose sorbitol-MacConkey de chaque culture de selles réalisée sur les deux sites. pendant – Balayage de colonie pour stx et stx par amplification en chaîne par polymérase L’identité de coli E, le sérotype et la présence de stx et / ou stx ont été confirmés sur des isolats individuels. Résultats: Deux cent six isolats STEC ont été identifiés:% étaient des sérotypes non O et% étaient des cas de O non-O,% de diarrhée sanglante impliquée, et% d’hospitalisations impliquées Non-O isolats wi Au moins, les stx n’étaient pas plus susceptibles de causer une diarrhée sanglante, une hospitalisation ou un SHU grave que les isolats non O avec seulement des stx O étaient plus susceptibles que les non-O d’avoir une diarrhée sanglante% vs%; P & lt ;, hospitalisation% vs%; P & lt; et HUS% vs%; P = En incluant seulement les isolats avec au moins stx, les cas O étaient encore plus susceptibles d’impliquer une diarrhée sanglante% vs%; P = et hospitalisation% vs%; P = que les cas non-OConclusions Les différences dans la sévérité parmi les infections STEC n’ont pas pu être expliquées par stx, suggérant que des facteurs supplémentaires sont importants dans la virulence STEC

Escherichia coli productrice de Shiga STEC est un groupe d’E coli pathogènes qui causent la diarrhée, la diarrhée sanglante et la colite hémorragique. Le syndrome hémolytique et urémique HUS se développe chez% -% des individus avec diarrhée associée aux STEC et a un taux de létalité de Le bétail est un réservoir de STEC, et les aliments provenant ou contaminés par le bétail sont des véhicules importants pour la maladie humaine. D’autres voies d’infection comprennent la consommation d’eau contaminée, le contact direct avec des ruminants infectés et la transmission de personne à personne. ] Plus de sérotypes E coli produisent la toxine Shiga, et & gt; E coli OO est le sérotype le plus fréquemment isolé et le plus souvent associé au SHU aux États-Unis kamagra. Les sérotypes non-O STEC non-O peuvent également causer des maladies graves et ont été impliqués dans des éclosions de maladies infectieuses. États-Unis et ailleurs La variabilité existe entre les sérotypes non-O STEC dans leurs associations avec les épidémies et la sévérité de la maladie Les différences dans les facteurs de virulence produits par différentes souches expliquent probablement cette variabilité La toxine Shiga est considérée comme le principal facteur de virulence. causant des maladies graves, y compris la diarrhée sanglante et le SHU, mais pas toutes les infections STEC conduisent à ces conditions Ceci suggère que d’autres déterminants, en plus des facteurs de l’hôte, sont impliqués Les toxines Shiga sont classées dans les catégories principales: Shiga toxine Stx et Shiga toxin Stx -et chaque groupe contient des variantes Des études antérieures ont montré que les souches STEC produisant des Stx sont plus susceptibles de provoquer des SHU que les s les trains qui produisent du Stx seul La détection de O dans les échantillons de selles repose principalement sur son incapacité à fermenter rapidement le sorbitol; par conséquent, la plupart des non-O STEC fermentent le sorbitol et ne peuvent pas être différenciés des souches E coli non pathogènes sur SMAC agar. Par conséquent, la détection de non-O STEC implique soit un test direct pour Shiga. Parce que les STEC non-O ne sont pas systématiquement détectés par des méthodes standard de culture de selles dans les laboratoires cliniques, leur impact en tant que pathogènes reste largement indéterminé. Nous avons utilisé la surveillance sentinelle au Minnesota pour déterminer le fardeau des infections non-O par rapport à O, et de comparer les caractéristiques cliniques et épidémiologiques des infections O et non-O STEC identifiées à travers les sites sentinelles

Méthodes

Sites de surveillance sentinelle Les données ont été recueillies par le biais de sites de surveillance sentinelle au Minnesota pendant – Un était le laboratoire d’une grande organisation de maintien de la santé de la région métropolitaine de Minneapolis-St Paul; l’autre était un laboratoire hospitalier qui dessert une petite ville et une région rurale environnante riche en élevage animal, en particulier en production laitière. Les tailles maximales de population servies par ces systèmes étaient: site urbain et site rural. Tous les échantillons de selles soumis aux laboratoires pour la culture bactérienne entérique ont été étalées sur des plaques de culture de selles entériques SMAC; Après avoir reçu une plaque de SMAC d’un laboratoire sentinelle, on a préparé une matrice d’ADN à partir de balayages de colonies. Six balayages ont été effectués à travers des zones représentatives de croissance en utilisant un Les balayages individuels incluaient toutes les morphologies de colonies visibles et évitaient la zone d’inoculation primaire. Des balayages individuels de chaque échantillon primaire étaient mélangés. Une anse du matériau de balayage mélangé et des ul d’eau de qualité moléculaire Sigma étaient chauffés min dans de l’eau bouillante et centrifugés. De janvier à juillet, les gènes de la toxine Shiga stx et stx ont été détectés à l’aide d’amorces et de méthodes d’amplification précédemment décrites En juillet, une autre méthode a été mise en place pour augmenter le gène de la toxine Shiga. sensibilité de détectionJusqu’à des colonies individuelles à partir d’échantillons Les souches positives de Stiga ont été identifiées par des méthodes biochimiques standard Les antigènes somatiques et flagellaires ont été déterminés à l’aide de Denka Seiken antisera L’identité de l’isolat a été confirmée par les Centers for Disease Control et Prévention Atlanta, GA Si aucune colonie individuelle ne contenait des séquences géniques de la toxine Shiga, l’échantillon a été classé comme une réaction en chaîne de la polymérase – STEC positif de sérotype inconnu Si une colonie E coli individuelle était positive à la toxine Shiga et testée négative pour O, Il a été classé comme un STEC non-O même si le sérogroupe n’a pas pu être déterminé. Collecte de données Si STEC a été détecté, le dispensateur a fourni des informations démographiques et cliniques de cas Des entretiens ont été menés pour tous les cas de STEC afin de recueillir des données démographiques, symptomatiques, information Des données démographiques et de traitement similaires ont été recueillies pour les cas de SHU. MDH Seuls les patients atteints de SHU pour lesquels le STEC a été confirmé par surveillance sentinelle pendant – ont été inclus dans cette enquête. Analyses statistiques Des comparaisons ont été faites entre les cas de STEC non O et O chez les résidents du Minnesota dans les sites sentinelles. le STEC identifié était indéterminé, sauf si un isolat d’E. coli était positif au gène de la toxine Shiga et testé négatif pour O; dans ce cas, le cas correspondant a été classé comme un STEC non O et inclus Les cas pour lesquels les échantillons ont produit un autre pathogène gastro-intestinal ont été exclus en raison de l’impact potentiel sur la gravité de la maladie. Les cas secondaires et associés à une éclosion ont été inclus Les variables ont été analysées en utilisant le logiciel statistique SAS, version SAS Institute Le test de Kruskal-Wallis a été utilisé pour comparer les variables continues Analyse multivariée en utilisant la logistique la régression a été effectuée à la suite d’un processus de sélection par étapes Les valeurs de P bilatérales ⩽ ont été considérées comme statistiquement significatives

Résultats

Il y avait des plaques de SMAC positives pour le gène Shiga-toxine identifiées à partir des plaques testées à partir des sites sentinelles pendant le nombre médian de plaques testées par an; – Parmi ceux-ci, des colonies de E. coli productrices de shigatoxines ont été isolées pour%; par conséquent, pour les autres%, le sérogroupe était inconnu Parmi les STEC isolés, les sérogroupes non O représentaient%, O représentaient%, et le sérogroupe était défini comme «rugueux» pour% Le nombre et la proportion de cas STEC identifiés chaque année a affiché une tendance à la baisse pendant -, mais a ensuite augmenté de -, cas [% des plaques soumises]; , cas [%]; , cas [%]; , cas [%]; , cas [%]; , cas [%]; et, cas [%] La plupart des échantillons de STEC ont été recueillis au cours des échantillons de juillet à octobre [%] Les sérogroupes O et non O ont tous deux présenté un indice de saisonnalité semblable à celui de l’été et au début de l’automne.

Figure Vue largeTableau de téléchargement Nombre de cas d’Escherichia coli productrices de Shiga identifiés par surveillance sentinelle au Minnesota, par sérogroupe et mois de prélèvement, -Figure View largeTéléchargementNombre de cas d’Escherichia coli producteurs de Shiga identifiés par surveillance sentinelle au Minnesota, par sérogroupe et – Vingt-deux pour cent des patients avec STEC ont été infectés par un autre agent pathogène gastro-intestinal et ont été exclus des analyses ultérieures. Ils ont eu une infection à E. coli entérotoxinogène, une infection à Campylobacter, une infection à Cryptosporidium, une infection à Giardia et Infection à Salmonella Les isolats restants pour lesquels le sérogroupe était inconnu ou rugueux n = ont également été exclusSi les autres cas de STEC,% de sérotypes non O impliqués, et% impliqués O Le site urbain a donné des isolats O et non O Isolats O et non-O STEC Cinq sérogroupes représentaient% de l’isolat non O ates: O isolats [%], O [%], O [%], O [%] et O [%] Les sérogroupes restants comprenaient O, O, O, O, O, O, O, O, O, O, O, O, O, O, O, O et O Le sérogroupe n’a pas pu être déterminé pour les isolats non O% caractéristiques démographiques des cas de STEC Des entrevues ont été menées chez ~% des patients atteints d’une infection non O et O les non-O et O STEC étaient similaires en ce qui concerne l’âge, le sexe, la race, l’origine ethnique et le statut du traitement antibiotique défini comme traitement avec n’importe quel antibiotique L’âge médian pour tous les patients avec STEC était de plusieurs années, et information sur la race féminine était disponible pour les patients%; % étaient blancs,% étaient noirs,% étaient asiatiques / insulaires du Pacifique et% déclaraient «autre». Une origine ethnique a été rapportée pour les patients%; % étaient non hispaniques du début de la maladie à la collecte des échantillons et de l’apparition à l’interview était significativement plus longue pour les patients avec des cas non-O que pour ceux avec O cas médian, vs jours [P =] et vs jours [P & lt;] analyse factorielle Dans les jours précédant l’apparition de la maladie, il n’y avait pas de différence significative entre les groupes O et non O en ce qui concerne la proportion de patients qui ont consommé du lait non pasteurisé; bu de l’eau non traitée ou «brute»; signalé avoir nagé dans un lac, une rivière, un océan ou une piscine; consommé de la viande d’un endroit autre qu’une épicerie, p. ex. une boucherie ou un abattoir privé; vécu dans une ferme; visité une ferme ou un zoo pour enfants; ou a mangé à une table de restaurant Les patients avec l’infection non-O étaient plus susceptibles d’avoir voyagé à l’étranger% vs%; P =, et ceux avec O infection étaient plus susceptibles d’avoir consommé du bœuf haché% vs%; P = tableau Dans la population rurale, les patients avec infection O et non O étaient similaires en ce qui concerne toutes les expositions données non montrées Dans la population urbaine, les patients non infectés par O étaient plus susceptibles d’avoir consommé de l’eau brute que ceux avec O infection% vs%; P = avant l’apparition de la maladie

Comparaison des expositions potentielles pour les cas d’Escherichia coli productrices de toxines O et non-O Shiga identifiées au Minnesota au moyen de la surveillance sentinelle, -Table View largeTélécharger Comparaison des expositions potentielles pour les cas d’Escherichia coli productrices de O et de non-O Shiga Minnesota par Sentinel Surveillance, type de toxine de Shiga Parmi les isolats non-O STEC,% avaient stx seul,% avaient stx seul, et% avaient les deux gènes de toxine; par conséquent, les isolats non-O% avaient au moins stx La proportion d’échantillons non-O STEC qui contenaient seulement stx augmentait significativement de à, alors que la proportion qui avait les deux toxines diminuait significativement. Figure parmi les isolats O,% stx seul,% stx seul et% produisant les deux toxines Il n’y avait pas de changement significatif du type de gène de la toxine Shiga puisque pour les isolats O, les isolats non O étaient plus susceptibles d’avoir des stx seuls que les isolats O [%] vs [%]; P & lt; tandis que les isolats O étaient plus susceptibles d’avoir stx seul [%] vs [%]; P = ou les deux toxines [%] vs [%]; P & lt;

Vue de la figure grandDownload slideType de toxine Shiga produite par des isolats d’Escherichia coli productrices de O et de non-O Shiga, par année de prélèvement, – Stx, Shiga toxin; Stx, Shiga toxin Figure View largeTélécharger slideType de toxine Shiga produite par des isolats d’Escherichia coli productrices de O et de non-O Shiga, par année de prélèvement, – Stx, Shiga toxin; Stx, toxine de Shiga Comparaison clinique Les patients infectés par un STEC quelconque, c’est-à-dire O et non O confondus ayant au moins stx étaient plus susceptibles de développer une diarrhée sanglante% vs%; P = et être hospitalisé% vs%; Cependant, pour les STEC non-O, il n’y avait pas de différences significatives dans la sévérité de la maladie entre les cas impliquant des isolats qui avaient au moins stx et ceux qui avaient seulement stx. Les patients infectés par un STEC ayant un stx seul n’étaient pas significativement différents des patients infectés par STEC ayant eu une stx, seul ou en association avec stx, en ce qui concerne la sévérité de la maladie.

Tableau View largeTélécharger la lameRésultats cliniques des cas d’Escherichia coli productrices de shigatine Shiga détectés au Minnesota par la surveillance sentinelle par le type de gène Shiga Toxin, -Table Voir grandTéléchargementTarifs cliniques dans les cas d’Escherichia coli producteurs de toxine Shiga identifiés au Minnesota par Sentinel Surveillance par type de gène Shiga Toxin , Les cas d’infection à O étaient plus susceptibles d’entraîner une diarrhée sanglante% vs%; P & lt ;, hospitalisation% vs%; P & lt; et HUS% vs%; P =, comparé aux cas de tableau d’infection non-O Cinq des patients atteints de SHU avaient – ans, étaient âgés de plusieurs années et étaient âgés de plusieurs années. Les patients avec O infection déclaraient avoir un plus grand nombre de selles par période que ceux avec médiane d’infection non-O, vs; P & lt; Les patients avec une infection non-O ont rapporté une durée de diarrhée plus longue que ceux avec une médiane d’infection O, vs jours; P = tableau Cependant, seuls les patients avec O% d’infection avaient récupéré lors d’une interview, comparé à% de ceux avec une infection non-O

Table View largeTélécharger les résultats cliniques dans les cas d’Escherichia coli productrices de toxine Shiga identifiés au Minnesota grâce à la surveillance sentinelle par sérogroupe, -Table View largeTélécharger les résultats cliniques dans les cas d’Escherichia coli produisant des toxines Shiga identifiés au Minnesota par la surveillance sentinelle par Serogroup, -Quand nous avons restreint la l’analyse pour inclure seulement les isolats de STEC qui avaient stx, seuls ou avec stx n =, les patients avec infection O étaient encore significativement plus susceptibles de développer une diarrhée sanglante% vs%; P = et être hospitalisé% vs%; P = que ceux qui ont une table d’infection non-O Les patients infectés par O ont également déclaré avoir un nombre maximal de selles plus élevé par médiane de la période -h, vs; P = tableau Lorsque nous avons inclus seulement les isolats qui avaient stx seul, les patients avec infection O n = étaient significativement plus susceptibles que ceux avec une infection non-O n = de développer une diarrhée sanglante% vs%; P = Démographie, sérogroupe, et type de toxine Shiga ont été analysés en utilisant la régression logistique pour les résultats de la diarrhée sanglante et HUS Aucun facteur n’était statistiquement associé au SHU dans l’analyse multivariée Le sérogroupe O était la seule variable associée à l’odds ratio corrigé de la diarrhée sanglante; % Intervalle de confiance, -; P =

Discussion

Dans la population rurale, ces cas étaient beaucoup moins fréquents que les cas non O, ce qui suggère que les facteurs liés à l’exploitation peuvent être plus importants pour O que pour les STEC non O. Toutefois, notre analyse des facteurs de risque n’a pas En fait, les patients non infectés par l’O étaient semblables à ceux infectés par O en ce qui concerne l’exposition à plusieurs facteurs de risque O établis, y compris vivre ou visiter une ferme, consommer du lait non pasteurisé et se procurer de la viande En stratifiant la population par site sentinelle, les patients non infectés par le STEC en provenance du site urbain étaient significativement plus susceptibles d’avoir consommé de l’eau non traitée. Inversement, une proportion significativement plus élevée Les résultats suggèrent que, bien que certains facteurs de risque d’infection à O et non-O STEC soient les mêmes, l’épidémiologie de ces Les groupes peuvent différer d’une manière importante Des études ultérieures pour évaluer les facteurs de risque d’une infection non-O STEC de manière indépendante sont nécessaires. Les infections non-O ont provoqué une morbidité importante dans nos cas d’étude; % des patients ont signalé une diarrhée sanglante,% ont été hospitalisés et la durée médiane de la diarrhée était de plusieurs jours. Cependant, les patients avec infection étaient significativement plus susceptibles de développer une maladie grave, mesurée par diarrhée sanglante, SHU, hospitalisation et nombre maximal de selles par jour. -h période Pour évaluer l’impact de stx sur la différence de sévérité de la maladie entre O et non-O STEC, les analyses stratifiées ont été effectuées en utilisant seulement des isolats qui avaient stx, soit en combinaison avec STX ou seuls. sont plus susceptibles de développer une diarrhée sanglante et d’être hospitalisés que ceux qui ont été infectés par un STEC non stéroïdien. Si stx est le principal déterminant de la virulence STEC, comme cela a été proposé, ces catégories STEC auraient dû être similaires en termes de sévérité de la maladie. après contrôle de ce facteur En outre, il n’y avait pas de différences lorsque nous avons comparé des patients infectés avec des sérotypes non-O qui n’avaient que des stx avec ceux pour lesquels Si le type de toxine est un déterminant plus important de la maladie grave que le sérogroupe, des différences auraient dû être observées dans les cas non O par type de toxine. Dans notre étude, stx et stx étaient les seuls facteurs de virulence évalués. On suppose que certains variants géniques sont associés à des résultats cliniques sévères Parmi ceux-ci figure l’hypothèse selon laquelle certains variants de la toxine Shiga sont plus susceptibles de provoquer une maladie grave, autrement dit, la variante spécifique plutôt que le groupe toxique Le sous-typage des variants de la toxine Shiga pour évaluer l’association entre les sous-types de toxines et les résultats cliniques est justifié, en particulier pour les stx. En outre, l’influence d’autres facteurs de virulence putatifs sur la pathogénicité des infections STEC, y compris les effets additifs de ces facteurs, devrait être évaluée Cette étude avait des limites potentiellement importantes En raison des méthodes de détection, le patient Chez les patients non infectés par l’O, les entretiens avec des patients non infectés par l’O ont été introduits dans les interviews avec des patients non infectés par l’O, ce qui a amené les patients à signaler une maladie de manière imprécise. Par conséquent, certaines des différences observées entre les groupes non O et O peuvent avoir été influencées par des différences de rappel. Une autre limitation était le changement des méthodes de détection en laboratoire STEC au Laboratoire de Santé Publique du Ministère de la Santé du Minnesota. La nouvelle méthode de détection STEC a probablement eu une sensibilité accrue pour stx. Par conséquent, l’augmentation de STEC non-O qui contient stx dans les dernières années de l’étude peut avoir été influencée par des méthodes de test améliorées et ne pas représenter de réelles tendances. avoir des implications cliniques Le test d’échantillons pour identifier la présence de stx par rapport à stx peut ne pas être fiable pour prédire si le La sérologie STEC est capable de provoquer une maladie grave Le sérogroupe O vs non-O était un prédicteur important de la gravité, mais il est évident que des tests plus spécifiques, pour les sous-types stx ou d’autres facteurs de virulence, sont nécessaires pour identifier les facteurs de virulence spécifiques. En résumé, les infections non-O STEC étaient légèrement plus fréquentes que les infections O dans notre étude Globalement, les infections O étaient plus sévères, mais les infections non-O causaient également une morbidité importante Les améliorations des capacités de diagnostic conduiront à une détection accrue des O Cas de STEC Ceci devrait conduire à l’identification d’épidémies et de facteurs de risque supplémentaires pour ce groupe d’organismes. Il devrait également permettre de mieux comprendre les déterminants associés à une maladie grave causée par STEC.

Remerciements

Nous remercions le personnel du Laboratoire de santé publique et le personnel de la Section des enquêtes sur les maladies aiguës du Minnesota qui ont participé à cette étude, ainsi que Craig Hedberg et Rhonda Jones-Webb de l’École de santé publique de l’Université du Minnesota pour leur soutien financier. pour le contrôle et la prévention des maladies dans le cadre du Programme des infections émergentes, Réseau de surveillance active des maladies d’origine alimentaire FoodNet; accord de coopération U / CCUP conflits d’intérêts potentiels Tous les auteurs: aucun conflit