EHEC

腸管出血性大腸菌

Wikipedia preview

出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2015/06/01 20:40:09」(JST)

wiki ja

[Wiki ja表示]

腸管出血性大腸菌（ちょうかんしゅっけつせいだいちょうきん、enterohemorrhagic Escherichia coli：EHEC）とは、ベロ毒素 (Verotoxin=VT) 、または志賀毒素 (Shigatoxin=Stx) と呼ばれている毒素を産生する大腸菌である。「病原性大腸菌」の一種である。

このため、VTEC (Verotoxin producing E.coli) やSTEC (Shiga toxin-producing E.coli) とも呼ばれる。この菌の代表的な血清型別には、O157が存在する。

この菌による感染症は、感染症の予防及び感染症の患者に対する医療に関する法律により3類感染症として指定され、確認した医師は直ちに所轄する保健所などに届け出る必要がある。

歴史

• 1982年　アメリカのオレゴン州やミシガン州などでハンバーガーが原因食と推定される食中毒からEscherichia coli O157:H7（O157）が初めて検出される。
• 1993年には、アメリカのシアトル周辺で大規模なハンバーガー食中毒事件も発生。
• その後北米、欧州、オーストラリアなどでも集団発生が相次いで発生している。
• 日本では、1990年に埼玉県浦和市（現さいたま市）の幼稚園にて井戸水が原因とされる食中毒が発生した（園児2名が死亡）。
• 1996年 日本において、爆発的な発生が見られる。特に大阪府堺市においては小学校の学校給食で提供された食品がEscherichia coli O157:H7に汚染されていた事により、10,000人を超える集団発生（堺市で小学生3名、岡山県で小学生2名が死亡）。
• 1997年以降、毎年千数百人の患者が発生している。

感染経路

腸管出血性大腸菌による感染は、べロ毒素産生性の腸管出血性大腸菌で汚染された食物などを経口摂取することによっておこる腸管感染が主体である。また、ヒトを発症させる菌数はわずか50個程度と少なく強毒性を有するため、二次感染が起きやすく注意が必要である。また、この菌は強い酸抵抗性を示し、胃酸の中でも生残し腸に達する。

血清型別

大腸菌は、耐熱性菌体抗原であるO抗原160種類以上と、易熱性の鞭毛抗原であるH抗原60種類以上によって分類される。

• O抗原

ベロ毒素を産生することのあるO抗原としては、O1、O2、O5、O18、O25、O26、O55、O74、O91、O103、O104、O105、O111、O113、O114、O115、O117、O118、O119、O121、O128、O143、O145、O153、O157、O161、O165、O172などがある。そのうち、O157によるものが全体の約80%をしめる。

• H抗原

上記で示したO抗原であっても、H抗原が異なる場合等はベロ毒素を産生しないものがある。

したがって、腸管出血性大腸菌などの血清型別を表記する場合には、Escherichia coli O157:H7などと表記する。

ベロ毒素を産生する血清型別（抜粋）

O1:H20	O103:H2	O128:H2
O2:H6	O111:H-	O128:H8
O4:H10	O114:H4	O128:H25
O5:H-	O118:H2	O157:H7
O26:H11	O118:H12	O157:H-
O26:H-	O128:H-	O163:H19

病原性

• 腸管出血性大腸菌は、無症状や軽度の下痢から、激しい腹痛･頻回の水様便･著しい血便（下血）などとともに重篤な合併症を起こし死に至るものまで、様々である。
• 感染患者に、性別･年齢等有意な差はない。
• 感染の機会のあった者の約半数は感染から3-5 日の潜伏期の後に激しい腹痛をともなう頻回の水様便となる。多くは発症の翌日ぐらいには血便となる（出血性大腸炎）。ほかの経口感染症（サルモネラ、腸炎ビブリオなど）と比べると吐き気や嘔吐はみられないことが多く、あっても程度は軽い。発熱は一過性で軽度（37 ℃台）である事が多い。血便になった当初には血液の混入は少量であるが次第に増加し、典型例では便成分の少ない血液がそのまま出ているような状態になる。有症者の6-7%は下痢などの初発症状発現の数日-2週間（多くは5-7日後）以内に、溶血性尿毒症症候群（Hemolytic Uremic Syndrome, HUS）、や脳症などの重篤な合併症が発症する。溶血性尿毒症症候群を発症した患者の致死率は1-5%とされている。
• 重症合併症の危険因子としては、乳幼児と高齢者及び血便や腹痛の激しい症例が挙げられているが、それ以外でも重症合併症が起こる可能性がある。

治療法

一次、二次医療機関のためのＯ－１５７感染症治療のマニュアル厚生労働省食中毒関連情報

脚注

関連項目

• O104
• O111
• O157
• 感染症
• 食中毒
• ソルビトールマッコンキー寒天培地
• フーズ・フォーラス
• ユッケ
• 溶血性尿毒症症候群（HUS）

外部リンク

• 腸管出血性大腸菌による食中毒 - 厚生労働省
• 一次、二次医療機関のための腸管出血性大腸菌(O157等)感染症治療の手引き（改訂版） - 厚生労働省
• 家庭でできる食中毒予防の6つのポイント - 厚生労働省
• 最新の細菌検出状況・グラフ 1（地研・保健所からの報告）2006～2010年 - 国立感染症研究所

wiki en

[Wiki en表示]

Verotoxin-producing E. coli
Classification and external resources
ICD-10	A04.3
ICD-9	008.04

Verotoxin-producing Escherichia coli consists of strains of the bacterium Escherichia coli that, when infecting humans, have been linked with the severe complication hemolytic-uremic syndrome (HUS). They are known by a number of names, including enterohemorrhagic E. coli (EHEC), shiga-like toxin-producing E. coli (STEC or SLTEC), hemolytic uremic syndrome–associated enterohaemorrhagic E. coli (HUSEC) and verocytotoxin- or verotoxin-producing E. coli (VTEC).

All these E. coli strains produce Shiga-like toxin (also known as verotoxin), a major cause of foodborne illness. These are distinguished from other pathotypes of intestinal pathogenic E. coli including enterotoxigenic E. coli (ETEC), enteropathogenic E. coli (EPEC), enteroinvasive E. coli (EIEC), enteroaggregative E. coli (EAEC), and diffusely adherent E. coli (DAEC).

The best known of these strains is O157:H7, but non-O157 strains cause an estimated 36,000 illnesses, 1,000 hospitalizations and 30 deaths in the United States yearly. Food safety specialists recognize "Big Six" strains; O26, O45, O103, O111, O121, and O145. A 2011 outbreak in Germany was caused by another STEC, O104:H4. This strain has both enteroaggregative and enterohemorrhagic properties. Both the O145 and O104 strains can cause hemolytic-uremic syndrome; the former strain shown to account for 2% to 51% of known HUS cases; an estimated 56% of such cases are caused by O145 and 14% by other EHEC strains.

EHECs that induce bloody diarrhea lead to HUS in 10% of cases. The clinical manifestations of postdiarrheal HUS include acute renal failure, microangiopathic hemolytic anemia, and thrombocytopenia. The verocytotoxin (shiga-like toxin) can directly damage renal and endothelial cells. Thrombocytopenia occurs as platelets are consumed by clotting. Hemolytic anemia results from intravascular fibrin deposition, increased fragility of red blood cells, and fragmentation.

Antibiotics are of questionable value and have not shown to be of clear clinical benefit. Antibiotics that interfere with DNA synthesis, such as fluoroquinolones, have been shown to induce the Stx-bearing bacteriophage and cause increased production of toxins. Attempts to block toxin production with antibacterials which target the ribosomal protein synthesis are conceptually more attractive. Plasma exchange offers a controversial but possibly helpful treatment. The use of antimotility agents (medications that suppress diarrhea by slowing bowel transit) in children under 10 years of age or in elderly patients should be avoided, as they increase the risk of HUS with EHEC infections.

Infectivity and virulence

The infectivity or the virulence of an EHEC strain depends on several factors, including the presence of Fucose in the medium, the sensing of this sugar and the activation of EHEC pathogenicity island.

Scheme of the signalling cascade in EHEC where we can observe the effect of the sensing of some signalling molecules in the virulence of Eneterohaemorragic E.coli

Pathogenicity Island

EHEC colonization depends on the locus of enterocyte effacement (LEE) pathogenicity island. This pathogenicity island encodes a regulator for its own expression called ler and a type III secretion system, a molecular syringe which injects effectors into the host cell, leading to the formation of attaching and effacing lesions on enterocytes. LEE expression is regulated by an inter-kingdom chemical signalling system involving the host hormones adrenaline and/or noradrenaline and a signal, autoinducer-3 (AI3), produced by the microbial flora. These signals are sensed by two histidine sensor kinases, QseC and QseE, which initiate a signalling cascade that promotes the expression of LEE genes thus activating virulence.

Regulation of pathogenicity island

When EHEC is not in a host the expression of the pathogenicity island is a waste of energy and resources, so it is only activated if some molecules are sensed on the environment. When QseC or QseE bind with one of their interacting signalling molecule, they autophosphorylate and transfer its phosphate to the response regulator. QseC senses an Endonuclease I-SceIII, encoded by a mobile group I intron within the mitochondrial COX1 gene (AI3) and adrenaline and noradrenaline. QseE senses adrenaline, noradrenaline,SO4 and PO4 . These signals are a clear indication to the bacteria that they are no longer free in the environment, but in the gut. QseC phosphorylates QseB (which activates flagella), KpdE (activates the LEE) and QseF. QseE phosphorylates QseF. QseBC and QseEF repress the expression of FusK and FusR. FusK and FusR are the two components of a system to repress the transcription of the LEE genes. FusK is a sensor kinase which is able to sense many sugars among which fucose. When fucose is present in the medium FusK phosphorylates FusR which represses LEE expression. Thus when EHEC enters the gut there is a competition between the signals coming from QseC and QseF, and the signal coming from FusK. The first two would like to activate virulence, but Fusk stops it because the mucous layer, which is a source of fucose, isolates enterocytes from bacteria making the synthesis of the virulence factors useless. However, when fucose concentration decreases because bacterial cells find an unprotected area of the epitelium, then the expression of LEE genes will not be repressed by FusR, and KpdE will strongly activate them. In summary, the combined effect of the QseC/QseF and FusKR provide a fine-tuning system of LEE expression which saves energy and allow the mechanisms of virulence to be expressed only when the chances of success are higher.

FusKR complex

This complex, formed by two components (FusK and FusR) has the function in EHEC to detect the presence of fucose in the environment and regulate the activation of LEE genes. -FusK: is encoded by the z0462 gene. This gene is an histidine kinase sensor. It detects fucose and then phosphorylates the Z0463 gene activating it. -FusR: is encoded by the z0463 gene. This gene is a repressor of LEE genes. When z0462 gene detects fucose, phosphorylates and activates the Z0463 gene, which will repress the expression of ‘’le r’, the regulator of the LEE genes. If z0463 gene is not acive, the expression of the gene ler would not be repressed. The expression of ’ler’ activates the remaining genes in the pathogenicity island inducing virulence. -At the same time, the system FusKR inhibits the Z0461 gene, a fucose transporter.

Inactivation of LEE genes ( ↑ [fucose] )

Fucose increases the activation of the FusKR system, which inhibits the z0461 gene, which controls the metabolism of fucose. This is a mechanisms that is useful to avoid the competition for fucose with other strains of E.coli which are usually more efficient at using fucose as a carbon source. High concentrations of fucose in the medium also increases the repression of the LEE genes.

Activation of LEE genes ( ↓ [fucose] )

With low levels of fucose in the environment, the FusKR system is inactive, and this means that z0461 gene is transcribed, thus increasing the metabolism of fucose. Furthermore, a low concentration of fucose is an indication of unprotected epithelium, thus the repression of ler genes will disappear and the expression of the LEE genes will allow to attack the adjacent cells.

See also

• Fucose
• Mucin
• Gut flora
• Escherichia coli O157:H7
• Virulence

References

UpToDate Contents

全文を閲覧するには購読必要です。 To read the full text you will need to subscribe.

• 1. 腸管出血性大腸菌（EHEC）感染症の臨床症状、診断および治療 clinical manifestations diagnosis and treatment of enterohemorrhagic escherichia coli ehec infection
• 2. 腸管出血性大腸菌（EHEC）の微生物学、病因、疫学、および予防 microbiology pathogenesis epidemiology and prevention of enterohemorrhagic escherichia coli ehec
• 3. Clinical manifestations and diagnosis of Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) hemolytic uremic syndrome (HUS) in children
• 4. Overview of hemolytic uremic syndrome in children
• 5. Treatment and prognosis of Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) hemolytic uremic syndrome (HUS) in children

English Journal

• Effects of Antibiotics on Shiga Toxin 2 Production and Bacteriophage Induction by Epidemic Escherichia coli O104:H4 Strain.

• Bielaszewska M, Idelevich EA, Zhang W, Bauwens A, Schaumburg F, Mellmann A, Peters G, Karch H.SourceInstitute of Hygiene and the National Consulting Laboratory for Hemolytic Uremic Syndrome, University of Münster, Münster, Germany.
• Antimicrobial agents and chemotherapy.Antimicrob Agents Chemother.2012 Jun;56(6):3277-82. Epub 2012 Mar 5.
• The role of antibiotics in treatment of enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) infections is controversial because of concerns about triggering hemolytic-uremic syndrome (HUS) by increasing Shiga toxin (Stx) production. During the recent large EHEC O104:H4 outbreak, antibiotic therapy was indicat
• PMID 22391549

• Shiga Toxin-Producing Escherichia coli O104:H4: a New Challenge for Microbiology.

• Muniesa M, Hammerl JA, Hertwig S, Appel B, Brüssow H.SourceAddress correspondence to Harald Brüssow, harald.bruessow@rdls.nestle.com.
• Applied and environmental microbiology.Appl Environ Microbiol.2012 Jun;78(12):4065-73. Epub 2012 Apr 13.
• In 2011, Germany experienced the largest outbreak with a Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) strain ever recorded. A series of environmental and trace-back and trace-forward investigations linked sprout consumption with the disease, but fecal-oral transmission was also documented. The geno
• PMID 22504816

Japanese Journal

• 腸管出血性大腸菌感染症の最近の動向

• 寺嶋 淳,伊豫田 淳,泉谷 秀昌 [他]
• 食品衛生研究 61(10), 7-15, 2011-10
• NAID 40019020401

• 免疫磁気ビーズ法による肉検体からの腸管出血性大腸菌血清型O111分離の検討

• 松井 英則,吉田 春乃,高橋 孝
• 感染症学雑誌 85(5), 540-542, 2011-09
• NAID 40019011263

• 全国食品衛生監視員研修会優秀演題 焼肉チェーン店における腸管出血性大腸菌O157による広域散発食中毒事例について

• 大島 直子,市川 英毅,田中 伸子 [他]
• 食品衛生研究 61(6), 59-65, 2011-06
• NAID 40018871751

Related Links

• 腸管出血性大腸菌（EHEC） 検査・診断マニュアル

5 表1 主なEHEC検出用選択分離培地の種類と特徴 培地名 種類 メーカー 鑑別性状など 糖分解を利用した培地 CT-SMACa) 粉末, 生培地 日水製薬, Merck, ソルビトール分解 栄研化学, Oxoid, 極東製薬, BD SIB寒天培地 粉末, 生培地 ...

• 腸管出血性大腸菌 - 脂質と血栓の医学

腸管出血性大腸菌 ベロ毒素産生性大腸菌（VTEC）は、出血性大腸炎を起こすので、腸管出血性大腸菌（EHEC）とも呼ばれる。 頻回の水様便、激しい腹痛、血便がある時には、O157のような、腸管出血性大腸菌による出血性大腸炎 ...

Related Pictures

---

★リンクテーブル★

リンク元	「腸管出血性大腸菌」「大腸菌」「病原性大腸菌」「溶血性尿毒症症候群」
関連記事	「EH」

「腸管出血性大腸菌」

　　[★]

英

enterohemorrhagic Escherichia coli, EHEC

関

三類感染症、感染症法、大腸菌、食中毒

特徴

• 食中毒(感染型-生体内毒素型)の原因となる。
• 生体内で志賀毒素に類似したベロ毒素(VT1, VT2)を産生し、これにより腸炎、血性下痢を来す。
• 溶血性尿毒症症候群(Hemolytic Uremic Syndrome, HUS)などの重症な合併症を発症しうる。

病原体

• O157H7が多い。O1,026,O111,0128,O145等の血清型の中の一部がベロ毒素を産生する

疫学

• 小児に多い。5歳未満が約40%。

潜伏期間

• 4-8日(3-7日(SMB.167))

感染経路

• 飲食物などを介した経口感染

• 1. 加熱不十分な肉類やミルクの摂取(約50%)
• 3. 糞口感染、水・野菜などの非加熱食品(約50%)

病態

• 盲腸、結腸に炎症を起こす。

症状

• 腹痛、下痢、発熱　→　血便
• 感染初期は水様下痢、1-2日で血性下痢
• 小児、基礎疾患を持つ高齢者で重症化。成人では軽い下痢。

合併症

• 溶血性尿毒症症候群(hemolytic uremic syndrome, HUS)：ベロ毒素の細胞障害作用によるらしい。

• 溶血性貧血、血小板減少症、急性腎不全。脳症。

経過

• 初期　　　：水様下痢
• 2-6病日後：鮮血便を排出する出血性大腸炎
• 7病日後　：溶血性貧血、血小板減少、腎機能低下

予防

• 加熱は有効：75℃1分
• 冷凍は不適(低温でも生存可能)

「大腸菌」

　　[★]

英

coli bacillus

ラ

Escherichia coli, E. coli

関

下痢原性大腸菌

• グラム陰性桿菌
• エシェリキア属

分類

• a.下痢原性大腸菌(病原性大腸菌)

• 1)腸管病原性大腸菌(enteropathogenic Escherichia coli,EPEC)

• 症状：サルモネラ性腸炎に類似　乳幼児の胃腸炎の原因

• 2)腸管組織侵入性大腸菌(enteroinvasive Escherichia coli, EIEC)

• 症状：赤痢様の下痢

• 3)毒素原性大腸菌(enterotoxigenic Escherichia coli, ETEC)

• 症状：コレラ様の下痢　易熱性エンテロトキシンと耐熱性エンテロトキシン

• 4)腸管出血性大腸菌(enterohemorrhagic Escherichia coli, EHEC)

• ベロ毒素(VT1, VT2)を産生する。ベロ毒素＝志賀毒素]]
• O157H7が多い。O1,026,O111,0128,O145等の血清型の中の一部がベロ毒素を産生する
• 溶血性尿毒症症候群(Hemolytic Uremic Syndrome, HUS)などの重症な合併症を発症する。

• 5)腸管付着性(enteroaggregative Escherichia coli, EAEC)

• 小児下痢症

• b.腸管外感染症：尿路感染症、胆道感染症、敗血症

参考

• CGSC DB：大腸菌株の遺伝子情報センター

http://cgsc.biology.yale.edu/index.php

「病原性大腸菌」

　　[★]

英

enteropathogenic Escherichia coli EPEC

ラ

pathogenic Escherichia coli

同

下痢原性大腸菌？

関

大腸菌

同

EPEC

分類

• a.下痢原性大腸菌(病原性大腸菌)

• 1)腸管病原性大腸菌(enteropathogenic Escherichia coli,EPEC)

• 症状：サルモネラ性腸炎に類似　乳幼児の胃腸炎の原因

• 2)腸管組織侵入性大腸菌(enteroinvasive E.coli, EIEC)

• 症状：赤痢様の下痢

• 3)腸管毒素性大腸菌(enterotoxigenic E.coli, ETEC)

• 症状：コレラ様の下痢　易熱性エンテロトキシンと耐熱性エンテロトキシン

• 4)腸管出血性大腸菌(enterohemorrhagic E.coli, EHEC)

• ベロ毒素(VT1, VT2)を産生する。ベロ毒素＝志賀毒素
• O157H7が多い。O1,026,O111,0128,O145等の血清型の中の一部がベロ毒素を産生する
• 溶血性尿毒症症候群(Hemolytic Uremic Syndrome, HUS)などの重症な合併症を発症する。

• 5)腸管付着性(enteroaggregative E.coli, EAEC)

• 小児下痢症

「溶血性尿毒症症候群」

　　[★]

英

hemolytic uremic syndrome, HUS

同

ガッセル症候群 Gasser syndrome

関

血栓性血小板減少性紫斑病, thrombotic thrombocytopenic purpura, TTP

• 腸管出血性大腸菌 EHECの感染症患者のうち2-7%がHUSに移行する。特に15歳未満の小児、65歳以上の高齢者で発生率が高い。
• 溶血性貧血、血小板減少、急性腎不全
• 小児に多い。
• ベロ毒素→腎血管内皮細胞障害→内皮細胞の腫脹・剥離・内腔の狭小化、血栓形成

HUSの3徴候

let's memorize: The Fr.(=The franch)　←　TTPの5徴から精神症状と発熱を除いたもの

「EH」

　　[★] エポキシドヒドロラーゼ epoxide hydrolase EH