Cíl práce: Enterohemoragické Escherichia coli (EHEC) jsou celosvětovými původci průjmu, krvavého průjmu a hemolyticko-uremického syndromu (HUS). Zatímco role EHEC v etiologii HUS v České republice byla popsána v nedávné publikaci, výskyt, vlastnosti a epidemiologie EHEC vyvolávajících průjmová onemocnění nejsou dostatečně známé. V této studii jsme proto analyzovali sérotypy, stx genotypy a faktory virulence kmenů EHEC izolovaných v letech 1965–2013 od pacientů s průjmem, krvavým průjmem a jejich rodinných kontaktů. Dále jsme charakterizovali diagnosticky důležité fenotypy kmenů EHEC, jejich citlivost k antimikrobiálním agens, sezonnost a distribuci podle krajů. Materiál a metody: Kmeny od pacientů byly zaslány jako izoláty E. coli určené séroskupiny do NRL pro E. coli a shigely k průkazu Stx. V souvislosti s epidemiologickým šetřením byly zaslány do NRL vzorky humánního a nonhumánního původu. Sérotypy byly určeny konvenční a molekulární sérotypizací, stx genotypy a non-stx faktory virulence pomocí PCR, a fenotypy a antimikrobiální citlivost pomocí standardních metod. Epidemiologická souvislost izolátů od zvířete a pacienta byla potvrzena metodou pulzní gelové elektroforézy (PFGE). Výsledky: Z 50 kmenů EHEC pocházelo 24 od pacientů s průjmem bez krve, 19 od pacientů s krvavým průjmem, 6 od rodinných kontaktů a 1 od epidemiologicky souvisejícího zvířete. Případy EHEC infekcí se vyskytovaly během celého roku, s vrcholem v květnu až říjnu a nejvíce ve Středočeském a Královéhradeckém kraji. Hromadný výskyt infekce EHEC byl zaznamenán ve 3 rodinách a v 1 případě byl prokázán přenos EHEC infekce z ovce na pacienta. Kmeny EHEC patřily k 5 sérotypům, z nichž více než polovinu tvořily sorbitol-neokyselující (NSF) O157:H7/NM[fliCH7] a třetinu kmeny O26:H11/NM[fliCH11]; sérotypy O111:NM[fliCH8], O118:NM[fliCH25] a O104:H4, stejně jako sorbitol-okyselující (SF) kmeny O157:NM[fliCH7], byly vzácné. Z celkem 7 identifikovaných stx genotypů se všech 7 vyskytlo u NSF EHEC O157, 2 u EHEC O26 a O111, a 1 u EHEC O118, O104 a SF O157. Všechny až na 1 kmen produkovaly Stx. Geny kódující další faktory virulence včetně toxinů (EHEC-hlyA, cdt-V, espP) a adhezinů (eae, efa1, iha, lpf, sfpA) byly přítomny u všech kmenů a jejich spektrum bylo sérotyp-specifické. Nejčastější z nich byl eae kódující adhezin intimin a EHEC-hlyA kódující EHEC hemolyzin. Všechny kmeny EHEC kromě SF O157 obsahovaly terE, kódující rezistenci k teluritu. Všechny kmeny kromě NSF EHEC O157 a EHEC O118 okyselovaly sorbitol a produkovaly ß-D-glukuronidázu. Většina EHEC (89,8 %) byla citlivá ke všem 12 sledovaným antimikrobiálním agens. Závěr: EHEC se vyskytují jako původci průjmu a krvavého průjmu v ČR. Pouze systematický screening těchto patogenů ve stolicích pacientů však umožní odhalit jejich skutečný podíl na etiologii průjmových onemocnění (a rovněž HUS) v ČR, a zařadit tak tato data do evropského kontextu. Onemocnění vyvolaná EHEC jsou hlášena do Evropského centra pro prevenci a kontrolu nemocí (ECDC) v rámci surveillance Food and Waterborne Diseases.

Aim: Enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) is the cause of diarrhea, bloody diarrhea, and haemolytic uremic syndrome (HUS) worldwide. The role of EHEC in the etiology of HUS in the Czech Republic has recently been described, but the prevalence, characteristics, and epidemiology of EHEC causing diarrhea have not been fully known. Therefore, this study analyzed the serotypes, stx genotypes, and virulence factors in EHEC strains isolated in 1965–2013 from patients with diarrhea or bloody diarrhea and their family contacts. In addition, we characterized diagnostically relevant phenotypes of EHEC strains, their antimicrobial susceptibility, seasonal trends, and distribution by administrative region. Material and methods: Serogrouped E. coli isolates from patients were referred to the National Reference Laboratory (NRL) for E. coli and Shigella for the detection of Stx. Specimens of both human and non-human origin were referred to the NRL for epidemiological investigation. Serotyping was performed by conventional and molecular methods, PCR was applied to stx genotyping and identification of non-stx virulence factors, and standard methods were used for phenotypic analysis and antimicrobial susceptibility testing. The epidemiological link between the human and animal isolates was confirmed using pulsed-field gel electrophoresis (PFGE). Results: Of 50 EHEC strains, 24 were recovered from patients with diarrhea without blood, 19 from patients with bloody diarrhea, six from family contacts, and one from an epidemiologically linked animal. EHEC cases were reported during the whole year, with peaks in May through October, most often in the Central Bohemian and Hradec Králové Regions. EHEC outbreaks occurred in three families: in one of them sheep-to-human transmission of EHEC was detected. The EHEC strains were assigned to five serotypes, with more than half of them being non-sorbitol fermenting (NSF) O157:H7/NM[fliCH7] and a third being strains O26:H11/NM[fliCH11]; serotypes O111:NM[fliCH8], O118:NM[fliCH25], and O104:H4, similarly to sorbitol-fermenting (SF) strains O157:NM[fliCH7], were rare. Of seven stx genotypes identified, all were present in NSF EHEC O157, two in each of EHEC O26 and O111, and one in each of EHEC O118, O104, and SF O157. All but one strain were Stx producers. Genes encoding other virulence factors including toxins (EHEC-hlyA, cdt-V, and espP) and adhesins (eae, efa1, iha, lpf, and sfpA) were detected in all strains and their occurrence was serotype specific. The most common of these genes were eae encoding adhesin intimin and EHEC-hlyA encoding EHEC hemolysin. All EHEC strains but SF O157 harboured terE encoding tellurite resistance. All strains except NSF EHEC O157 and EHEC O118 fermented sorbitol and produced ß-D-glucuronidase. Most (89.8%) EHEC strains were susceptible to all 12 antimicrobials tested. Conclusion: EHEC strains cause diarrhea and bloody diarrhea in the Czech Republic. Nevertheless, only a systematic screening of the stool from patients with diarrhea can make it possible to elucidate their actual role in the etiology of diarrheal diseases (as well as HUS) in the Czech Republic and to consider the data in the European context. EHEC cases are reported to the European Centre for Disease Prevention and Control (ECDC) within the Food and Waterborne Diseases Surveillance Network.

Státní zdravotní ústav Praha Národní referenční laboratoř pro E coli a shigely

Univerzita Karlova Praha 3 lékařská fakulta

Enterohemorrhagic Escherichia coli as the cause of diarrhea in the Czech Republic, 1965–2013