E. Coli Virotypes Food Poisoning, Infeksi dan Penyakit

Read Also

Apa itu E.coli?

• E. coli adalah strain patogen dan merupakan penyebab utama penyakit bawaan makanan sebagian besar di negara berkembang.

• Di antara spesies dari keluarga Enterobacteriaceae dan bakteri Gram-negatif, E. coli menyebabkan lebih banyak infeksi dan merupakan agen yang bertanggung jawab atas keracunan makanan.

• E. coli adalah mikroflora umum yang ada di saluran usus manusia dan hewan dan merupakan bakteri komensal yang hidup tidak berbahaya.

• Bakteri komensal ini sebagian besar merupakan strain non-patogen dan tidak menyebabkan infeksi pada sel inang.

• Strain E. coli patogen memiliki mekanisme virulensi dan menyebabkan penyakit berat seperti gastroenteritis, disentri, hemolytic uremic syndrome (HUS), urinary tract infection (UTI), septicemia, pneumonia, dan meningitis.

• Enterotoxigenic E. coli (ETEC)

• Enteropathogenic E. coli (EPEC)

• Enterohemorrhagic E. coli (EHEC)

• Enteroinvasive E. coli (EIEC)

• Enteroaggregative E. coli (EAEC)

• Diffusely adhering E. coli (DAEC)

• Virotipe ini dikategorikan berdasarkan fitur patogen dengan faktor virulensi dan mekanismenya dengan sel inang.

• Setiap virotipe terkait dengan penyakit yang berbeda dan produksi toksin.

• Shiga-toxin possessing E. coli strains (STEC) adalah strain independen E. coli yang tidak menyertai faktor virulensi tetapi bertanggung jawab untuk menyebabkan kolitis hemoragik.

• E. coli banyak digunakan sebagai organisme model untuk mempelajari fisiologi, metabolisme dan struktur genetik bakteri, namun dalam beberapa tahun terakhir peningkatan jumlah wabah E. coli telah menjadi perhatian utama.

Ciri-ciri E.coli

• bakteri gram negatif

• Tidak membentuk spora

• berbentuk batang

• berflagel

• Aerob atau anaerob fakultatif

• Kisaran suhu pertumbuhan 4 – 45°C

• Dapat bertahan pada pH 3.6

• Dapat bertahan dalam proses fermentasi dan pengeringan

Sumber Kontaminasi Keracunan Makanan E. coli

• E. coli adalah mikroflora usus normal dari hewan berdarah panas dan ditularkan melalui rute fekal-oral.

• Sapi, domba, kambing, jerapah, unta, anjing, kucing dan babi merupakan reservoir utama Shiga-toxin E. coli (STEC).

• Manusia terinfeksi melalui air yang terkontaminasi, buah-buahan, sayuran, daging (terutama daging giling) dan ikan (ikan bersirip dan kerang).

• Buah-buahan dan sayuran sering terkontaminasi dari air dan tanah yang terkontaminasi dan juga dari kotoran yang tidak diolah yang digunakan sebagai pupuk hayati untuk tanaman.

• Kontaminasi patogen sering terjadi selama penyembelihan daging melalui kontak tinja, kontaminasi silang, pengolahan produk makanan yang tidak higienis.

• Kontak langsung manusia ke hewan atau kontak manusia ke manusia juga dapat menularkan penyakit.

Epidemiologi Keracunan Makanan E. coli

• Dari data epidemiologi, angka kematian infeksi E. coli secara keseluruhan kurang dari 1% tetapi jika pasien menderita hemolytic uremic syndrome (HUS) maka mereka mungkin berisiko.

• Dalam beberapa tahun terakhir, wabah telah dilaporkan di negara lain seperti Australia, Argentina, Denmark, Jerman, Italia, Swedia dan Afrika Selatan.

• Pada tahun 1996, wabah besar terjadi di kota Sakai Jepang di mana lebih dari 7000 orang terkena dampaknya.

• Demikian pula di Inggris dan Wales, 381 orang terinfeksi VTEC 0157 di mana 59 orang mengembangkan HUS, 14 orang meninggal dan sisanya dirawat di rumah sakit.

• Pada tahun 1982, STEC menyebabkan dua wabah yang dilaporkan sebagai wabah pertama yang disebabkan oleh patogen manusia.

• Wabah ini disebabkan oleh konsumsi daging giling yang kurang matang yang menyebabkan kolitis hemoragik.

• Sejak itu serotipe STEC lainnya dikaitkan dengan banyak wabah bawaan makanan.

• Ada distribusi musiman patogen yang khas di Amerika Utara dan Inggris, sebagian besar terjadi di musim panas dan awal musim gugur di mana anak-anak prasekolah adalah kelompok usia yang kemungkinan terinfeksi.

• Makanan yang dikaitkan dengan sebagian besar wabah adalah daging giling, susu mentah, yogurt, keju, produk daging yang diawetkan dan difermentasi, sari apel non-fermentasi, sayuran mentah, dan salad.

• Infeksi E. coli sekunder sering terjadi di rumah tangga, rumah sakit, panti jompo, sekolah, air mandi dan kolam renang.

E. coli patogen usus (Patogenesis dan gejala)

1. Enterotoxigenic E. coli (ETEC)

• Enterotoksigenik E. coli mempengaruhi terutama anak-anak dan orang dewasa di negara berkembang karena menghasilkan enterotoksin yang stabil terhadap panas atau enterotoksin yang labil terhadap panas.

• Gejala termasuk demam, kram perut, mual dan diare berair mirip dengan Vibrio cholerae tetapi tidak parah.

• Patogen enterotoksigenik ini juga mempengaruhi pelancong karena mereka mungkin terkena air dan makanan yang terkontaminasi saat bepergian oleh karena itu, ETEC juga dikenal sebagai diare pelancong.

• ETEC menempel pada sel epitel dengan bantuan fimbriae atau fibril dan menghasilkan enterotoksin yang stabil terhadap panas atau labil terhadap panas.

• Enterotoksin labil panas menyerupai toksin kolera dan secara permanen mengaktifkan adenilat siklase yang meningkatkan tingkat CAMP yang mengakibatkan hilangnya elektrolit dan diare berair.

2. Enteropathogenic E. coli (EPEC)

• EPEC sebagian besar bersifat patogen pada bayi dan anak kecil yang menyebabkan diare terutama di negara berkembang dan tropis dengan sanitasi yang buruk.

• Penyakit ini memiliki potensi tingkat kematian yang tinggi pada bayi dan neonatus.

• Ini juga mempengaruhi hewan ternak, anjing, kucing, babi dan kelinci.

• Gejalanya meliputi diare, kram perut, muntah, sakit kepala, demam, dan kedinginan.

• EPEC tidak menghasilkan toksin seperti ETEC tetapi beberapa strain EPEC menyerang sel jaringan dan menghasilkan toksin Shiga.

Patogenesis EPEC melibatkan tiga tahap:

• Tahap pertama adalah perlekatan EPEC ke sel inang dengan bantuan fimbriae, tahap kedua meliputi transduksi sinyal di mana sel menempel dan membentuk lesi yang merusak mikrovili dan membentuk protein sitoskeletal seperti cangkir.

• Kemudian EPEC yang melekat mengubah sitoskeleton sel inang pada tahap ketiga yang mempengaruhi fungsi mitokondria dan meningkatkan permeabilitas membran yang mengakibatkan hilangnya nutrisi dan ion dari tubuh.

3. Enterohemorrhagic E. coli (EHEC)

• Enterohemorrhagic E. coli menyebabkan diare berdarah dan merupakan patogen utama yang menyebabkan wabah kolitis hemoragik.

• Pasien yang menderita kolitis hemoragik kemungkinan besar akan terinfeksi oleh hemolytic uremic syndrome (HUS) yang merupakan penyakit yang mengancam jiwa.

• EHEC juga menghasilkan toksin Shiga yang menghancurkan sel Vero sehingga disebut juga sebagai verotoxin-producing E. coli (VTEC).

• Langkah pertama patogenesis EHEC adalah kolonisasi di sel usus dan perlekatan serta penipisannya mirip dengan EPEC.

• Ini merusak pembuluh darah usus besar dan menyebabkan diare berdarah dengan kram perut dan muntah.

• Komplikasi lain seperti gagal ginjal akut, anemia hemolitik mikroangiopati, trombositopenia dan hemolytic uremic syndrome (HUS) dapat terjadi.

4. E. coli enteroinvasif (EIEC)

• E. coli enteroinvasif menginvasi ke dalam sel epitel dan menyebar dari sel ke sel.

• EIEC terkait dengan spesies Shigella secara genetik dan patogenetik menyebabkan diare berair dan disentri.

• Kram perut, diare berair yang banyak dan demam adalah gejala yang umum tetapi beberapa orang mungkin mengalami disentri dan diare mukoid berdarah.

• EIEC menyerang sel epitel dengan bantuan pINV yang merupakan faktor yang dikodekan oleh gen pada plasmid.

• pINV menyebabkan enterotoksisitas EIEC dan mengganggu fungsi penghalang sel epitel.

5. Enteroaggregative E. coli (EAEC)

• Gejala EAEC mirip dengan ETEC yang menyebabkan diare persisten pada anak-anak selama lebih dari 14 hari.

• Diare mukoid berair, demam ringan tapi tidak muntah adalah gejala umum infeksi EAEC.

• EAEC menganut monolayer sel yang dikultur dengan pola "bata bertumpuk" yang khas.

• Aggregative Adherence Fimbriae I (AAF/I) membantu perlekatan pada sel Hep-2 dan hemaglutinasi eritrosit.

• EAEC juga memproduksi sitotoksin yang merusak membran mukosa usus sehingga mengganggu kestabilan struktur sitoskeletal sel inang.

6. Diffusely Adhering E. coli (DAEC)

• DAEC memiliki pola perlekatan difus yang unik yang dimediasi oleh adhesin fimbria dan invasin yang dikodekan oleh kromosom bakteri atau plasmid.

• DAEC menyebabkan diare berair tetapi tidak ditemukan dalam sampel tinja orang dewasa yang sehat.

• Beberapa penelitian menunjukkan bahwa diare yang terkait dengan DAEC dapat bergantung pada usia.

Diagnosis Laboratorium E.coli

• E. coli ditanam pada media nutrisi yang meliputi vitamin, mineral dan nitrogen untuk membantu pertumbuhan.

• Lysogeny atau Luria broth, Terrific broth dan Super optimal broth sebagian besar menggunakan media pertumbuhan yang mendorong pertumbuhan cepat.

• Media lain yang umum digunakan adalah agar MacConkey agar, Eosin methylene blue agar, Sorbitol MacConkey agar dan cystine-lactose electrolyte-deficient agar.

• Tes berbasis PCR digunakan untuk mendeteksi gen target patogen dan sangat sensitif.

• Multiplex PCR, real-time PCR digunakan di laboratorium untuk mendeteksi dan mengidentifikasi patogen.

Pengobatan dan Pengendalian Keracunan Makanan E. coli

• Infeksi E. coli dapat sembuh sendiri tetapi dalam kasus yang parah, terapi antibiotik dianjurkan jika tidak, terapi cairan dan tirah baring menyelesaikan penyakit.

• Ciprofloxacin, norfloxacin dan ofloxacin adalah pilihan antibiotik untuk infeksi ETEC.

• Langkah-langkah pengendalian termasuk pemilihan yang tepat, persiapan dan penyimpanan produk makanan.

• Suhu pendinginan yang tepat, memasak dan memanaskan pada suhu yang sesuai dan kebersihan pribadi harus dijaga oleh penjamah makanan untuk menghindari kontaminasi silang.

• Wisatawan disarankan untuk menjaga kebersihan dan menghindari makanan dan air potensial, minum air matang dan makanan yang dimasak dengan benar untuk mencegah infeksi.

• Pemotongan hewan harus dilakukan hanya setelah hewan diperiksa dan diuji keberadaan EHEC.