Diagnosis of Shiga Toxin-Producing Escherichia ((ital.)) coli ((ital.)) Infections. Die Diagnostik von Shiga Toxin-produzierenden Escherichia coli-Infektionen

Autor: M. Bielaszewska, Alexander W. Friedrich, Helge Karch
Rok vydání: 2002
Předmět:
Zdroj: Laboratoriums Medizin. 26:183-190
ISSN: 1439-0477
0342-3026
DOI: 10.1046/j.1439-0477.2002.t01-1.02030.x
Popis: Summary: Shiga toxin-producing E. coli (STEC) cause a spectrum of diseases ranging from watery diarrhea through hemorrhagic colitis to hemolytic uremic syndrome (HUS). Most STEC strains cannot be identified using conventional culture procedures. The exception is STEC O157:H7, which grows in colonies of typical morphology on certain selective culture media due to its inability to ferment sorbitol and to produce β-D-glucuronidase. Sorbitol-fermenting E. coli O157:H– and STEC of the major non-O157 serotypes, of which most ferment sorbitol, cannot be distinguished on such media. Among various virulence factors, the ability to produce Shiga toxins is a common characteristic of all STEC. The E. coli Shiga toxin family includes two major types, Stx1 and Stx2, and several toxin variants termed Stx1c, Stx2c, Stx2d, Stx2e and Stx2 f. The aim of the STEC laboratory diagnosis is the detection of Shiga toxins, which is achieved at three levels. At the first level, STEC screening is performed using culture on comercially available selective media and commercial enzyme immunoassays with enriched stool cultures. The detection of the toxin by an enzyme immunoassay must be followed by the isolation and characterization of the STEC isolate at the second level with the aim to confirm Shiga toxin production. The Shiga toxin colony immunoblot assay represents an effective, serotype independent, commercially available method for the isolation of STEC. In this method, Shiga toxin-positive colonies are identified using monoclonal antibodies. At the third step, subtyping of the STEC isolates is performed for epidemiological purposes, especially for STEC surveillance. This subtyping is usually done by National Reference Centers. In patients with HUS, the bacteriological detection of STEC may fail because the number of STEC in stool may be extremely low. In such cases, selective enrichment using immunomagnetic separation is recommended. In case of negative stool culture, the detection of specific serum antibodies against lipopolysaccharides of the major HUS-associated STEC serogroups, e. g. O157, is recommended. Zusammenfassung: Infektionen mit Shiga Toxin-produzierenden Escherichia coli (STEC) verursachen ein Spektrum von Erkrankungen, das von wasrigem Durchfall uber eine hamorrhagische Colitis bis hin zum hamolytisch-uramischen Syndrom (HUS) reicht. Die meisten STEC-Stamme konnen mit den ublichen kulturellen Verfahren der Stuhldiagnostik nicht erfasst werden. Als einzige Ausnahme gelten bisher nur die kulturellen Verfahren zur Erkennung des E. coli Serotyps O157:H7, der keine Saure aus Sorbitol und keine s-D-Glucuronsaure bildet und somit auf bestimmten Selektivnahrmedien charakteristisch gefarbte Kolonien bildet. Sorbitol-positive E. coli O157:H– und zahlreiche andere STEC-Serovare konnen durch kulturelle Verfahren nicht erfasst werden. Aus einer Vielzahl von verschiedenen Pathogenitatsfaktoren ist die Fahigkeit zur Bildung von Shiga Toxinen allen STEC-Stammen gemeinsam. Zur Shiga Toxin-Familie gehoren beide Hauptgruppen Stx1 und Stx2 sowie die als Stx1c, Stx2c, Stx2d, Stx2e und Stx2f bezeichneten Toxinvarianten. Das Ziel der STEC-Labordiagnostik besteht im Nachweis der Shiga Toxine und erfolgt in drei Stufen. In der ersten Stufe erfolgt das Screening mittels kommerziell erhaltlichen Selektivnahrmedien und eines Enzymimmunoassay (EIA), der aus einer Anreicherungskultur durchgefuhrt werden sollte. Der Toxinnachweis im EIA bedarf aber zur Bestatigung stets der anschliesenden Isolierung und Charakterisierung des Isolats mit erneutem Nachweis seiner Toxinbildung (zweite Stufe). Mit dem Shiga-Toxin-Kolonie-Immunoblot steht ein leistungsfahiger Serovar-unabhangiger Test zur STEC-Isolierung kommerziell zur Verfugung. Hierbei werden Stx-positive Kolonien mittels monoklonaler Antikorper identifiziert. In der dritten Stufe erfolgt die Typisierung der Erregerisolate fur epidemiologische Zwecke, insbesondere fur die Surveillance von STEC-Infektionen. Diese Feintypisierung der STEC-Isolate wird durch die zustandigen Nationalen Referenzzentren wahrgenommen. Bei Patienten mit HUS kann der Erregernachweis im Stuhl versagen, da die Bakterien zu diesem Zeitpunkt nicht mehr oder nur in extrem geringer Zahl ausgeschieden werden. In diesen Fallen empfiehlt sich eine selektive Voranreicherung und anschliesende immunomagnetische Separation (IMS). Bei negativem bakteriologischen Befund sollte der Nachweis spezifischer Antikorper gegen Lipopolysaccharide im Serum von Patienten mit HUS angestrebt werden.
Databáze: OpenAIRE
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