ivmМеждународный вестник ветеринарииInternational Journal of Veterinary Medicine2072-2419SpbGUVM Publishing House10.52419/issn2072-2419.2023.4.87ivm-1160Research ArticleИНФЕКЦИОННЫЕ БОЛЕЗНИINFECTIOUS DISEASESПатогенные Escherichia coli: факторы вирулентности, распространение, проблемы диагностикиPathogenic Escherichia coli: virulence factors, spread, diagnostic problemshttps://orcid.org/0000-0003-2655-7555ЗабровскаяА. В.ZabrovskaiaA. V.

д-р ветеринар. наук, доц. кафедры паразитологии имени В. Л. Якимова

Doctor of Veterinary Science, associate professor of the Department

beringa20@mail.ruФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет ветеринарной медицины»РоссияSt. Petersburg State University of Veterinary MedicineRussian Federation202310122023048795Copyright © Забровская А.В., 20232023Забровская А.В.Zabrovskaia A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vetjournal.spbguvm.ru/jour/article/view/1160

Escherichia  coli  являются  составляющими  норомофлоры  желудочно-кишечного тракта животных и человека, однако, геном E. coli может содержать гены, кодирующие факторы вирулентности, обуславливая болезни животных и человека с широким спектром патологических изменений и клинических проявлений. Наличие или отсутствие факторов вирулентности не всегда коррелирует с серологической группой, что не всегда учитывается специалистами лабораторий и приводит к ошибкам в диагностике. По месту локализации вызываемого патологического процесса возбудителей эшерихиозов делят на диареегенные (DEC) и вызывающие болезни внекишечной локализации (ExPEC). По наличию специфических факторов вирулентности и патогенезу вызываемых болезней диареегенные E. coli подразделяют  на  энтеропатогенные  (ЕРЕС),  энтероинвазивные  (EIEC),  диффузно-адгерентные (DAEC), энтероаггрегативные (EAggEC), энтеротоксигенные (ЕТЕС) и шигатоксин-продуцирующие или энтерогеморрагические (ЕНЕС или STEC). К последним трем группам относятся E.coli, способны вызывать болезни у продуктивных животных. К E. coli группы ЕхРЕС относятся уропатогенные (UPEC), вызывающие менингит новорожденных и сепсис (NMEC, SEPEC) и авиапатогенные (АРЕС), вызывающие колибактериоз  у  птиц.  Основным  фактором  вирулентности  ЕНЕС  является  продукция  шигатоксина, вызывающего  в организме тяжелые изменения.  У человека ЕНЕС вызывают гемоколит, зачастую с развитием гемолитико-уремического синдрома (ГУС), приводящего к инвалидизации и иногда и смерти больного. Резервуаром ЕНЕС является крупный  рогатый  скот,  клинические  признаки  развиваются  только  у  молодняка,  взрослые животные могут быть носителями ЕНЕС и контаминировать штаммами молоко и мясо. ЕТЕС являются потенциальными возбудителями эшерихиозов телят и поросят. Группа АРЕС  представлена  штаммами E. coli,  вызывающими  инфекцию  у  домашней  птицы, особенно у бройлеров, с разнообразным патологическим проявлением: септицемия, перитонит, перигепатит, инфекции воздушного мешка, остеомиелит.

Escherichia  coli  are  components  of  the noromoflora  of  the  gastrointestinal  tract  of animals  and  humans,  however,  the  E.  coli genome  may  contain  genes  encoding  virulence  factors,  causing  diseases  of  animals and humans with a wide range of pathological changes and clinical manifestations. The presence or absence of virulence factors does not  always  correlate  with  the  serological group,  which  is  not  always  taken  into  account by laboratory specialists and leads to errors in diagnosis. According to the location of  the  pathological  process  caused,  escherichiosis pathogens are divided into diarrheal (DEC)  and  disease-causing  extra-intestinal localization (ExPEC). According to the presence  of  specific  virulence  factors  and  the pathogenesis of the diseases caused, diarrhe-ogenic E. coli are divided into enteropathogenic (HERES), enteroinvasive (EIEC), diffuse-adhesive  (DAEC),  enteroaggregative (EAggEC), enterotoxigenic (ETES) and shigatoxin-producing  or  enterohemorrhagic (ENES or STEC). The last three groups include  E.coli,  which  can  cause  diseases  in productive  animals.  To  E.  The  coli  of  the EXP group  include uropathogenic  (UPEC), which cause neonatal meningitis and sepsis (NMEC,  SEPEC)  and  airborne  pathogenic (ARES),  which  cause  colibacteriosis  in birds.  The  main  factor  in  the  virulence  of ENES is the production of shiga, a toxin that causes  severe  changes  in  the  body.  In  humans,  ENES  cause  hemocolitis,  often  with the  development  of  hemolytic-uremic  syndrome  (HUS),  leading  to  disability  and sometimes death of the patient. Cattle are the reservoir  of  ENES,  clinical  signs  develop only in young animals, adult animals can be carriers of ENES and contaminate milk and meat with strains. These are potential pathogens of Escherichia coli in calves and piglets. The ARES group is represented by E. coli  strains  that  cause  infection  in  poultry, especially broilers, with a variety of pathological  manifestations:  septicemia,  peritonitis, perigepatitis, air bag infections, osteomyelitis.

Escherichia coliфакторы вирулентностиэшерихиозыЕНЕСАРЕКEscherichia colivirulence factorsescherichiosisEHECAPECReferencesZoonoses and communicable diseases common to man and animal. Third edition. Scientific and Technical Publication No 580. PAN AMERICAN HEALTH ORGANISATION, 2001. – 378 P.Zoonoses and communicable diseases common to man and animal. Third edition. Scientific and Technical Publication No 580. PAN AMERICAN HEALTH ORGANISATION, 2001. – 378 P.Kaper, J.B. Pathogenic Escherichia coli/ J.B. Kaper, J.P. Nataro, H.L.T. Mobley// Nature Reviews. Microbiology. – 2004. – Vol.2. - P.123-140.Kaper, J.B. Pathogenic Escherichia coli/ J.B. Kaper, J.P. Nataro, H.L.T. Mobley// Nature Reviews. Microbiology. – 2004. – Vol.2. - P.123-140.Fesseha, H. Review of Escherichia coli Infections of Veterinary Importance / H. Fessena, Asefas I. // in Escherichia coli Infection – An Update. ed. Luis Rodrigo. DOI: 10.5772/intechopen.106703Fesseha, H. Review of Escherichia coli Infections of Veterinary Importance / H. Fessena, Asefas I. // in Escherichia coli Infection – An Update. ed. Luis Rodrigo. DOI: 10.5772/intechopen.106703Pakbin, B. Virulence Factors of Enteric Pathogenic Escherichia coli: A Review // International Journal of Molecular Sciences. 2021. – Vol.22. – P.9922 DOI: https://doi.org/10.3390/ijms221189922Pakbin, B. Virulence Factors of Enteric Pathogenic Escherichia coli: A Review // International Journal of Molecular Sciences. 2021. – Vol.22. – P.9922 DOI: https://doi.org/10.3390/ijms221189922Chandran, A. Prevalence of Diarrhea-Associated Virulence Genes and Genetic Diversity in Escherichia coli Isolates from Fecal Material of Various Animal Hosts/ A. Chandran, A. Mazumder // Applied and Environmental Microbiology. - 2013. - Vol.79. – №.23. – P.7131-7380 DOI: 10.1128/AEM.02653-13Chandran, A. Prevalence of Diarrhea-Associated Virulence Genes and Genetic Diversity in Escherichia coli Isolates from Fecal Material of Various Animal Hosts/ A. Chandran, A. Mazumder // Applied and Environmental Microbiology. - 2013. - Vol.79. – №.23. – P.7131-7380 DOI: 10.1128/AEM.02653-13Nataro, J.P. Diarrheagenic Escherichia coli/ J.P.Nataro, J.B.Kaper//Clinical Microbiological Reviews//1998. – Vol.11. – P.142 -201.Nataro, J.P. Diarrheagenic Escherichia coli/ J.P.Nataro, J.B.Kaper//Clinical Microbiological Reviews//1998. – Vol.11. – P.142 -201.DebRoy, C. Identification of virulence attributes of gastrointestinal Escherichia coli isolates of veterinary significance/ C.DebRoy, CW.Maddox // Animal Health Research Reviews. – 2001. - Vol.2. – P.129 – 140.DebRoy, C. Identification of virulence attributes of gastrointestinal Escherichia coli isolates of veterinary significance/ C.DebRoy, CW.Maddox // Animal Health Research Reviews. – 2001. - Vol.2. – P.129 – 140.Maninil, J.G. Assotiation between the effacing (eae) gene and Shiga-like toxin-encoding genes in Escherichia coli isolates from cattle / J.G.Maninil, E.R.Jacquemin, A.E.Kaeckenbeeck, P.H.Pohl // American Journal of Veterinary Research. - 1993. – Vol.54. – P.1064-1068.Maninil, J.G. Assotiation between the effacing (eae) gene and Shiga-like toxin-encoding genes in Escherichia coli isolates from cattle / J.G.Maninil, E.R.Jacquemin, A.E.Kaeckenbeeck, P.H.Pohl // American Journal of Veterinary Research. - 1993. – Vol.54. – P.1064-1068.Bettelheim, K.A. The non-O157 Shiga-toxigenic (verotoxigenic) Escherichia coli; under-ratedpathogens/K.A.Bettelheim// Critical Reviews in Microbiology. – 2007. – Vol.33. – P.67-87.Bettelheim, K.A. The non-O157 Shiga-toxigenic (verotoxigenic) Escherichia coli; under-ratedpathogens/K.A.Bettelheim// Critical Reviews in Microbiology. – 2007. – Vol.33. – P.67-87.Ряпис, Л.А. Характеристика штаммов Escherichia coli O157:Н7, изолированных на территориях Центрального Федерального округ Л.А.Ряпис и др. //Журнал микробиологии. – 2005. - №1. – С.7 – 11.Ryapis, L.A. Characteristics of Escherichia coli O157:H7 strains isolated in the territories of the Central Federal District L.A.Ryapis et al. //Journal of Microbiology. - 2005. - No. 1. – pp.7-11.Dean-Nystrom, E.A. Pathogenesis of Escherichia coli O157:H7 in weaned calves/ E.A.Dean-Nystrom, B.T.Bosworth, H.W.Moon // Advances in Experimental Medicine and Biology. – 1999. – Vol.473. - P.173-177.Dean-Nystrom, E.A. Pathogenesis of Escherichia coli O157:H7 in weaned calves/ E.A.Dean-Nystrom, B.T.Bosworth, H.W.Moon // Advances in Experimental Medicine and Biology. – 1999. – Vol.473. - P.173-177.The European Union summary report on trends and sources of zoonoses, zoonotic agents and food-borne outbreaks in 2015. Режим доступа: http://ecdc.europa.eu/en/publications/Publications/EU-summary-report-trends-sources-zoonoses-2015.pdf.The European Union summary report on trends and sources of zoonoses, zoonotic agents and food-borne outbreaks in 2015. Режим доступа: http://ecdc.europa.eu/en/publications/Publications/EU-summary-report-trends-sources-zoonoses-2015.pdf.The European Union One Health 2021 Zoonoses Report.// EFSA Journal. 2022. – Vol.20(12):7666 doi:10.2903/j.efsa.2022.7666The European Union One Health 2021 Zoonoses Report.// EFSA Journal. 2022. – Vol.20(12):7666 doi:10.2903/j.efsa.2022.7666Grant, M.A. The Significance of Non-O157 Shiga Toxin-producing Escherichia coli in Food/M.A.Grant, C.Hedberg, R.Johnson, J.Harris, C.M.Logue et al.//Food Protection Trends. – 2011. – Vol.31. - №1. – P.33-45.Grant, M.A. The Significance of Non-O157 Shiga Toxin-producing Escherichia coli in Food/M.A.Grant, C.Hedberg, R.Johnson, J.Harris, C.M.Logue et al.//Food Protection Trends. – 2011. – Vol.31. - №1. – P.33-45.Momas, H. Incidence of Shiga toxin-producing Escherichia coli serogroups in ruminant’s meat/ H.Momas, F.Safarpoor Dehkordi, E. Rahimi, H. Ezadi, R.Arab // Meat Science. – 2013. – Vol.95. – P.381-388 DOI:10.1016/j.meatsci.2013.04.051.Momas, H. Incidence of Shiga toxin-producing Escherichia coli serogroups in ruminant’s meat/ H.Momas, F.Safarpoor Dehkordi, E. Rahimi, H. Ezadi, R.Arab // Meat Science. – 2013. – Vol.95. – P.381-388 DOI:10.1016/j.meatsci.2013.04.051.Hussein, H.S. Prevalence and pathogenicitiy of Shiga toxin-producing Escherichia coli in beef cattle and their products/ H.S.Hussein// Journal of Animal Sciience. – 2007 Mar; 85(13 Suppl):E63-72 pub 2006 Oct 23.Hussein, H.S. Prevalence and pathogenicitiy of Shiga toxin-producing Escherichia coli in beef cattle and their products/ H.S.Hussein// Journal of Animal Sciience. – 2007 Mar; 85(13 Suppl):E63-72 pub 2006 Oct 23.Osek, J. Characterization of Shiga toxin-producing Escherichia coli strains isolated from calves in Poland/J.Osek, P.Gallien, D.Protz// Comparative Immunology, Microbiology & Infectious Diseases. – 2000. - Vol.23. – P.267-276.Osek, J. Characterization of Shiga toxin-producing Escherichia coli strains isolated from calves in Poland/J.Osek, P.Gallien, D.Protz// Comparative Immunology, Microbiology & Infectious Diseases. – 2000. - Vol.23. – P.267-276.Fallavena, L.C.V. Diagnosis of skin lesions in condemned or downgraded broiler carcasses – a microscopic and macroscopic study/ L.C.B. Fallavena, H.L.S. Moraes, C.T.P. Salle, A.B. da Silva, R.S. Vargas et al.//Avian Pathology. – 2000. – Vol.29. – P.557-562.Fallavena, L.C.V. Diagnosis of skin lesions in condemned or downgraded broiler carcasses – a microscopic and macroscopic study/ L.C.B. Fallavena, H.L.S. Moraes, C.T.P. Salle, A.B. da Silva, R.S. Vargas et al.//Avian Pathology. – 2000. – Vol.29. – P.557-562.Nakazato, G. Virulence factors of avian pathogenic Escherichia coli (APEC)/ G.Nakazato, T.Amabile de Campos, E. Guedes Stehling, M.Brocchi, W.Dias da Silveira// Pesq. Vet.Bras. – 2009. – Vol.29. - №7. – P.489 – 486.Nakazato, G. Virulence factors of avian pathogenic Escherichia coli (APEC)/ G.Nakazato, T.Amabile de Campos, E. Guedes Stehling, M.Brocchi, W.Dias da Silveira// Pesq. Vet.Bras. – 2009. – Vol.29. - №7. – P.489 – 486.Jonare, L. Core genome multilocus sequence typing (cgMLST) confirms systemic spread of avian pathogenic Escherichia coli (APEC) in broilers with cellulitis / L. Jonare, E. Östlund, R. Söderlund, I. Hasson, A. Aspán, D.S. Jansson // Veterinary Microbiology. – 2023. – Vol.282. – P. 109755 DOI: https://doi.org/10.1016/j.vetmic.2023.109755Jonare, L. Core genome multilocus sequence typing (cgMLST) confirms systemic spread of avian pathogenic Escherichia coli (APEC) in broilers with cellulitis / L. Jonare, E. Östlund, R. Söderlund, I. Hasson, A. Aspán, D.S. Jansson // Veterinary Microbiology. – 2023. – Vol.282. – P. 109755 DOI: https://doi.org/10.1016/j.vetmic.2023.109755

The authors declare that there are no conflicts of interest present.