Патогенные Escherichia coli: факторы вирулентности, распространение, проблемы диагностики

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.

1. Zoonoses and communicable diseases common to man and animal. Third edition. Scientific and Technical Publication No 580. PAN AMERICAN HEALTH ORGANISATION, 2001. – 378 P.

2. 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.

3. 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.106703

4. Pakbin, 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/ijms221189922

5. Chandran, 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.02653-13

6. Nataro, J.P. Diarrheagenic Escherichia coli/ J.P.Nataro, J.B.Kaper//Clinical Microbiological Reviews//1998. – Vol.11. – P.142 -201.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

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.

12. 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.

13. The European Union One Health 2021 Zoonoses Report.// EFSA Journal. 2022. – Vol.20(12):7666 doi:10.2903/j.efsa.2022.7666

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. 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.2023.109755