Detección y caracterización de Escherichia coli productor de toxina Shiga a partir de casos clínicos y de alimentos en Uruguay / Detection and characterization of Shiga toxin - producing Escherichia coli from clinical cases and food in Uruguay

Establecimos la frecuencia de aislamiento de Escherichia coli productor de toxina Shiga (STEC) a partir de muestras clínicas y de alimentos, así como las características fenotípicas y genotípicas de las cepas recuperadas. Se analizaron 198 muestras fecales de niños con diarrea sanguinolenta (DS), 14 muestras fecales de niños con síndrome urémico hemolítico (SUH) y 220 muestras de carne picada. También se estudiaron 4 cepas STEC aisladas de alimentos embutidos. Se recuperó STEC de 3 (1,5%) de los niños con DS, de 1 (7%) niño con SUH y de 4 (1,8%) de las muestras de carne picada. Todas las cepas fueron eae y ehxA positivas. Los serotipos detectados fueron: O157:H7 (9 cepas), O26:H11 (2 cepas), O111:NM (1 cepa) y O145:HNT (1 cepa). Todas las cepas O157:H7 portaron el subtipo eae-g1; las cepas O26:H11 y O145:HNT portaron el subtipo eae-b1 y la cepa O111:NM portó el subtipo eae-g2/q. Las cepas STEC del mismo serogrupo mostraron alta diversidad genética. En Uruguay STEC no sería agente frecuente de diarrea con sangre en niños. Sin embargo, las cepas recuperadas presentaron los genes asociados con enfermedad severa y 2 de los 3 niños infectados con STEC evolucionaron a SUH. La carne picada y otros alimentos serían vehículos importantes de O157:H7.

We have assessed the frequency of Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) in clinical and food samples as well as studied the genotypic and phenotypic characteristics of the recovered strains. One hundred ninety eight fecal samples from children with bloody diarrhea (BD), 14 from children with hemolytic uremic syndrome (HUS), 220 ground beef samples and 4 STEC isolates from other beef-derived products were analyzed. The STEC strains were isolated from 3 (1.5%) children with bloody diarrhea, 1 (7%) from a child with HUS and 4 (1.8%) from ground beef samples. All strains were eae and ehxA positive. The serotypes found were: O157:H7 (9 strains), O26:H11 (2), O111: NM (1) and O145:HNT (1). All O157:H7 STEC strains harbored the eae subtype g1, O26:H11 and O145:HNT strains, subtype b1 and O111:NM strain, subtype g2/q. The STEC strains of the same serogroup showed high genetic diversity. In Uruguay, STEC is not frequently isolated from cases of bloody diarrhea in children. However, all the recovered STEC strains carried the genes associated with severe disease and 2 out of 3 children infected with STEC developed HUS. Ground beef and other food products might be important vehicles for O157:H7 strains.

Aislamiento, caracterización y subtipificación de cepas de Escherichia coli O157:H7 a partir de productos cárnicos y leche / Isolation, characterization and typing of Escherichia coli O157:H7 strains from beef products and milk

Escherichia coli productor de toxina Shiga (Stx) (STEC) O157:H7 es un patógeno asociado a enfermedades transmitidas por alimentos, fundamentalmente de origen animal. Se investigó la presencia de E. coli O157 en 250 muestras de carne picada y hamburguesas obtenidas de comercios de las ciudades de Santa Fe y Santo Tomé (Pcia. de Santa Fe) y en 150 muestras de leche provenientes de tanques de enfriado de tambos de la región, utilizando enriquecimiento selectivo y separación inmunomagnética. A partir de 3 muestras de carne (1,2%) se aislaron cepas E. coli O157:H7 stx2, eae, y ehxA positivas, que pudieron ser diferenciadas mediante electroforesis de campo pulsado, fagotipificación y genotipificación de stx. No se aislaron cepas STEC O157:H7 a partir de las muestras de leche. Estos hallazgos confirman la participación de los alimentos de origen animal en la epidemiología de las enfermedades producidas por E. coli O157:H7.

Shiga toxin (Stx)-producing Escherichia coli (STEC) is an emergent pathogen associated with foodborne diseases, especially foodstuffs of animal origin. A total of 250 beef samples (ground beef and hamburgers) obtained from retail outlets in Santa Fe and Santo Tomé cities, and 150 milk samples from bulk tank milk from dairy barns of the region were analyzed by selective enrichment and immunomagnetic separation. Escherichia coli O157:H7 stx2, eae and ehxA positive strains were isolated from three (1.2%) beef samples. The strains could be differentiated by pulsed-field gel electrophoresis, phagetyping and genotyping of stx. The milk samples were negative for STEC O157. These findings confirm the role of food of animal origin in the epidemiology of E. coli O157:H7 - associated diseases.

Evaluación de dos técnicas de subtipificación molecular para el estudio de Pasteurella multocida / Evaluation of two techniques of molecular subtyping to study Pasteurella multocida

Se determinó la tipibilidad, la reproducibilidad y el poder discriminatorio de ERIC-PCR y ApaI-PFGE para establecer la relación genética de cepas de Pasteurella multocida. Se estudiaron 49 cepas de diferente origen, subespecie, biotipo, grupo capsular, serotipo somático y perfil de resistencia antimicrobiana. Por ERIC-PCR se establecieron 31 patrones, los que presentaron entre 10 y 14 bandas en un rango comprendido entre 0,2 y 1,2 kb. Por ApaI-PFGE se detectaron 37 patrones de restricción, los cuales presentaron entre 7 y 15 bandas bien definidas de 34 a 450 kb. La tipibilidad de ERIC-PCR fue del 100% (T=1) y la de ApaI-PFGE del 94% (T=0,94). La reproducibilidad de ambas técnicas fue del 100% (R=1); sin embargo, el poder discriminatorio de ERIC-PCR fue 93% (D=0,93) y el de ApaI-PFGE 98% (D=0,98). Mediante ambas técnicas fue posible agrupar las cepas con relación epidemiológica y diferenciar claramente las cepas no relacionadas. Se demostró el valor de ERIC-PCR y ApaI-PFGE para complementar estudios epidemiológicos, principalmente si las cepas en estudio son analizadas por ambas técnicas.

Typeability, reproducibility, and discriminatory power of ERIC-PCR and ApaI-PFGE to establish the genetic relation of P. multocida strains were determined. Forty-nine strains of different source, biotype, capsular group, somatic serotype, and resistance to antimicrobials were studied. By ERIC-PCR, 31 patterns were defined with 10 to 14 bands in a rank of 0.2 and 1.2 kb. By ApaI-PFGE, 37 restriction patterns were established with 7 to 15 bands of 34 to 450 kb. Typeability was 100% (T=1) for ERIC-PCR, and 94% (T=0.94) for ApaI-PFGE. Reproducibility of both techniques was 100% (R=1). Discriminatory power was 93% (D=0.93) for ERIC-PCR, and 98% (D=0.98) for ApaI-PFGE. By using both techniques, epidemiologically related strains were grouped, and unrelated strains were clearly differentiated. The value of ERIC-PCR and ApaI-PFGE as complements to epidemiologic studies was demonstrated, especially when both techniques were used to analyze the strains.

Aislamiento de Escherichia coli productor de toxina Shiga durante un brote de gastroenteritis en un Jardín Maternal de la Ciudad de Mar del Plata / Isolation of Shiga toxin-producing Escherichia coli strains during a gastrointestinal outbreak at a day care center in Mar del Plata City

Entre el 15 de octubre y el 8 de noviembre de 2003 ocurrió un brote de gastroenteritis en un Jardín Maternal de un Hospital de la ciudad de Mar del Plata. Catorce de un total de 80 niños (17,5%), edad promedio 23,6 ± 13,9 meses, presentaron diarrea, y un caso evolucionó a síndrome urémico hemolítico. La madre de uno de los afectados presentó diarrea simultáneamente. No se pudo establecer el origen del brote, pero probablemente la transmisión haya sido fundamentalmente persona a persona. Las prácticas habituales en el lactario del jardín maternal, y las condiciones inadecuadas de infraestructura y hábitos de higiene de la cocina del Hospital fueron señalados como factores de riesgo. En un caso se detectó Escherichia coli productor de toxina Shiga (STEC) O103:H2, y STEC O26:H11 en otro. En el niño infectado por STEC O26:H11, la excreción se extendió por un período de 37 días. La no detección de STEC en aquellos casos en los cuales el intervalo entre el inicio de los síntomas y la toma de muestra fue mayor a 6 días, enfatiza la necesidad de la recolección temprana de especímenes. Las principales conclusiones de este estudio fueron la necesidad de establecer normas óptimas de higiene, informar rápidamente la ocurrencia de casos de gastroenteritis y confirmar la negativización de la excreción del patógeno.

From October 15 to November 8, 2003, a gastrointestinal outbreak occurred at a day care center in a Hospital in Mar del Plata City. Fourteen out of 80 (17.5%) children, mean age 23.6 ± 13.9 months, and the mother of one of them had diarrhea. One case developed hemolytic uremic syndrome. No conclusive evidence of the origin of the outbreak was found, but the epidemic curve suggested person-to-person spread. The usual practices at the place where infant milk formula was prepared at the day care center, together with the inadequate infrastructure conditions and hygiene practices at the kitchen of the hospital, were considered risk factors. One case had Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) O103:H2 infection and other STEC O26:H11.The duration of shedding for the child with O26:H11 infection was 37 days. In the other symptomatic children, the pathogen was not recovered from fecal samples collected 6 or more days after the onset of the illness. This emphasizes that the collection of early samples is necessary to recover STEC strains. In order to prevent and control enteric diseases in day care facilities the following measures are necessary: optimal hygiene standards, early case reporting, and exclusion of those who remain culture-positive.

Validación de una técnica de PCR múltiple para la detección de Escherichia coli productor de toxina Shiga / Validation of a multiplex PCR for detection of Shiga toxin-producing Escherichia coli

La infección por Escherichia coli productor de toxina Shiga (STEC) es causa de diarrea con o sin sangre, colitis hemorrágica y síndrome urémico hemolítico (SUH) en humanos. El objetivo de este trabajo fue validar una técnica de PCR múltiple para el diagnóstico de STEC basado en la detección de los genes stx1, stx2 y rfbO157. La validación de la técnica se realizó en dos laboratorios independientes, en forma paralela. Se determinó rango de trabajo, selectividad y robustez. Se evaluó el desempeño de la técnica al combinar distintas concentraciones de dos cepas con diferentes factores de virulencia. El rango de trabajo dependió de la cepa analizada, los valores máximos y mínimos fueron 6,6 x 107 y 1,0 x 104 UFC/50 µl. El límite de detección fue de 1,0 x 104 UFC/50 µl y el límite de corte de 1,0 x 105 UFC/50 µl. La robustez fue óptima al modificar diferentes variables. Se obtuvo 100% de inclusividad, exclusividad, precisión analítica, valor predictivo positivo y valor predictivo negativo. No se observó interferencia al combinar distintas concentraciones de los factores de virulencia blanco de la reacción. La técnica validada es una alternativa apropiada para la detección y confirmación de STEC O157 y no-O157 a partir de cultivos bacterianos.

Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) cause non-bloody or bloody diarrhea, hemorrhagic colitis and hemolytic uremic syndrome (HUS) in humans. The aim of the present study was to validate a multiplex PCR for the STEC diagnosis based on the detection of stx1, stx2 and rfbO157 genes. The multiplex PCR validation was carried out in two independent laboratories in a parallel way. Work range, selectivity and robustness were established. The PCR performance was evaluated using different concentrations of two STEC strains harboring different target genes. The work range depended on the strain analyzed, the maximum and the minimum values were 6.6 x 107 and 1.0 x 104 CFU/50 µl. The detection limit was 1.0 x 104 CFU/50 µl and the cut limit 1.0 x 105 CFU/50 ml. A good robustness was observed when different variables were introduced. Inclusivity, exclusivity, positive predictivity, negative predictivity and analytical accuracy were of 100%. Interference was not shown when different concentrations of STEC strains, carrying different genes, were used. The validated technique is an appropriate alternative for detection and confirmation of STEC O157 and non-O157 strains from bacterial cultures.

Primer aislamiento en Uruguay de Escherichia Coli, productora de toxina Shiga del serotipo O157: H7 en una niña con síndrome urémico hemolítico / First Uruguayan isolation of Shiga toxin-producing Escherichia coli O157: H7 in female infant with hemolytic syndrome

En mayo de 2002 se aisló por primera vez en Uruguay Escherichia coli O157:H7, productora de toxina shiga a partir del coproductivo de una niña de 16 meses procedente de Melo, con diagnóstico de síndrome urémico hemolítico. La cepa, productora de toxinas shiga tipo 2 y tipo 2 variante humana a, era genéticamente distinta de las cepas circulantes en Argentina.

Diagnóstico de Escherichia coli enteroinvasiva asociada a diarrea / [Diagnosis of entero-invasive Escherichia coli associated with diarrhea]

Sixteen Escherichia coli strains isolated from diarrhea patients, characterized as enteroinvasive (EIEC) by the keratoconjunctivitis test (Sereny test), and 15 non-EIEC strains, were studied. The aim of this study was to establish a possible correlation between the Sereny test and several other tests as enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and biochemical markers, which are more easily accessible to general practice laboratories. Strains were assayed for the virulence marker antigen (the outer membrane proteins) by direct ELISA, biochemical tests, antimicrobial susceptibility profile and serotyping. Mean optical density (OD) values in the ELISA were 2.018 +/- 0.336 for EIEC strains, and 0.569 +/- 0.283 for non-EIEC strains. Difference between the OD values of the two groups was found to be significant at p < 0.01 by the one-tailed Student’s test. One (6.2

) of the 16 Sereny test-positive strains was negative by ELISA. Considered as a group, the EIEC strains are rather heterogeneous in their biochemical characteristics. Lysine decarboxylase test appeared as the most relevant assay, since all EIEC strains were negative for this enzyme, whereas 66.7

of non-EIEC strains were positive. Other helpful tests performed for strain characterization were: gas production from glucose and from glycerol, sucrose and salicin fermentation, and esculin hydrolysis (p < 0.01). However, strains behaviour was variable with these tests. Differences between both groups of strains with regard to mucate utilization and dulcitol fermentation was significative only to a 5

level. Antibiotic sensitivity patterns showed differences between EIEC and non-EIEC strains: 37.5

of the former vs 80

of the latter, were resistant to at least four of the antibiotics tested.(ABSTRACT TRUNCATED AT 250 WORDS)