Escherichia coli (E. coli)
Abbildung 1: Mukoide E. coli auf Gassner-Agar
Escherichia coli (E. coli) sind gramnegative, meist bewegliche Stäbchenbakterien aus der Familie Enterobacteriaceae. Sie sind anspruchslos und wachsen sowohl aerob (mit Sauerstoff) als auch anaerob (unter Sauerstoffabschluss). E. coli sind als apathogene Kommensalen obligater Bestandteil der Dickdarmflora der meisten warmblütigen Säugetiere, vieler Vögel und des Menschen.
Daneben gibt es sogenannte Pathovare, die Pathogenitätsfaktoren besitzen und Krankheiten auslösen können. Bei solchen Pathogenitätsfaktoren handelt es sich vor allem um Adhäsionsmechanismen, die die Anheftung an Wirtszellen vermitteln, und die Bildung von Toxinen, die als Giftstoffe in Stoffwechselprozesse der Wirtszelle eingreifen oder Wirtszellen zerstören.
Übertragung
Abbildung 2: Hämolysierende Escherichia coli auf Blutagar
Die Übertragung von pathogenen E. coli erfolgt durch direkten Kontakt sowie durch Schmier- und Schmutzinfektionen. Gerade erwachsene Tiere können Durchfall erregende E. coli in ihrer Darmflora beherbergen und mit dem Kot ausscheiden ohne selbst zu erkranken. Bei Darminfektionen erfolgt die Erregeraufnahme peroral. Bei anderen Erkrankungen wie z. B. Blasenentzündung oder Euterentzündung (Mastitis) kommt es zur aufsteigenden Infektion über Harnröhre oder Zitzenkanal.
Krankheiten
E. coli können darmassoziierte (intestinale) Erkrankungen und Erkrankungen außerhalb des Darmes (extraintestinal) auslösen. Die Durchfallerkrankungen betreffen vor allem Jungtiere. Eine Übersicht gibt nachfolgende Tabelle.
| Bezeichnung | Pathogenitätsmechanismus | Erkrankung |
|---|---|---|
| Intestinale (darmassozierte) Erkrankungen | ||
| ETEC Enterotoxische E. coli |
Hitzelabiles (LT) Enterotoxin Hitzestabiles (ST) Enterotoxin α-Hämolysin Adhäsionsmechanismen |
Wässrige Durchfälle v. a. bei Jungtieren (Kälber, Ferkel, Lämmer, Ziegen, Hund, Katze) |
| EPEC Enteropathogene E. coli |
Adhäsionsmechanismen | Durchfälle (Kaninchen, Kalb, Schwein, Hund, Katze) |
| STEC Shigatoxin bildende E. coli |
Shigatoxine Stx 1 und Stx 2 Enterohämolysin Adhäsionsmechanísmen |
Durchfälle (Kälber, Lämmer, Ziegen, Dammwild, Hund, Katze) |
| EDEC Edema Disease E. coli |
Shigatoxin Stx 2e α-Hämolysin Adhäsionsmechanismen |
Ödemkrankheit der Absetzferkel mit generalisierten Gefäßschäden und Flüssigkeitsansammlung im Gewebe (Ödem) |
| Extraintestinale (nicht darmassoziierte) Erkrankungen | ||
| UPEC Uropathogene E. coli |
Toxine Adhäsionsmechanismen |
Blasen- und Nierenbeckenentzündung Euterentzündungen (Mastitis) |
| SEPEC Septikämische Erkrankungen |
Adhäsionsmechanismen | Septikämien bei Kälbern und Lämmern |
(nach: Selbitz/Truyen/Valentin-Weigand: Tiermedizinische Mikrobiologie, Infektions- und Seuchenlehre, 2011)
Diagnose
Die Diagnose erfolgt primär durch kulturelle Anzucht des Erregers. Dies reicht bei Durchfallerkrankungen allerdings für eine gesicherte Diagnose nicht aus, da pathogene und apathogene Stämme kulturell nicht voneinander zu unterscheiden sind. Die Diagnoseabsicherung kann daher nur durch den molekularbiologischen Nachweis der Pathogenitätsfaktoren mittels PCR erfolgen. Diese aufwändige und teure Nachweismethode wird nicht von jedem Labor angeboten.
Prophylaxe
Neben guter Stall-, Geburts- und Fütterungshygiene kann eine Vorbeugung gegen E. coli-bedingte Durchfälle durch Impfung erfolgen. Neben kommerziell erhältlichen Impfstoffen haben sich auch stallspezifische Impfstoffe bewährt, die unter anderem am Bayerischen Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit (LGL) hergestellt werden.
E. coli als Erreger von Zoonosen
Insbesondere Rinder und kleine Wiederkäuer beherbergen häufig als erwachsene Tiere Shigatoxin bildende E. coli (STEC) in ihrer Darmflora ohne selbst zu erkranken. Einige dieser Stämme können auch beim Menschen schwerwiegende Erkrankungen wie die hämorrhagische Colitis (HC) oder vor allem bei Kindern das hämolytisch-urämische Syndrom (HUS) auslösen. Solche Stämme werden als EHEC (Enterohämorrhagische E. coli) bezeichnet. Häufige Infektionsquellen sind auch kontaminierte Lebensmittel wie Rohmilch, unzureichend gegartes Fleisch, Salat, Gemüse oder Sprossen.
Selten können auch Hund und Katze Keimträger sein. Bei einem zweijährigen Mädchen mit Durchfall und EHEC-Nachweis untersuchte das LGL zur Ermittlung der Infektionsquelle auch die symptomlose Hauskatze der Familie auf EHEC-Ausscheidung. Der EHEC-Stamm, der aus der Katze isoliert wurde, war molekularbiologisch identisch mit dem des Mädchens. Beide schieden die EHEC-Bakterien monatelang aus. Die Keimausscheidung der Katze konnte erst durch eine vom LGL hergestellte Autovakzine (aus Bakterien des erkrankten Organismus gewonnener Impfstoff) beendet werden, sodass die Katze weiterhin in der Familie bleiben konnte. Dieser weltweit erste Fall einer EHEC-Übertragung zwischen Mensch und Hauskatze wurde in der CDC-Fachzeitschrift Emerging Infectious Diseases 2007 publiziert.