E. coli Diarreica

A Escherichia coli diarreica é um grupo diversificado de E. coli que é classificada em 5 principais patotipos que podem causar infeção intestinal e diarreia. A transmissão é muitas vezes através da via fecal-oral através do consumo de alimentos ou água contaminados. A patogénese varia de acordo com a estirpe, mas pode incluir a produção de toxinas, a invasão da superfície da mucosa e a adesão com alteração da estrutura do enterócito. A doença não invasiva tende a apresentar diarreia aquosa, enquanto que as infeções invasivas causam diarreia sanguinolenta. O diagnóstico pode ser estabelecido com PCR. O tratamento geralmente consiste em terapêutica de suporte (fluidos e eletrólitos). Os antibióticos estão reservados para infeções graves ou persistentes e são contraindicados perante a E. coli enterohemorrágica devido ao risco de síndrome hemolítica urémica.

Última atualização: 11 Jun, 2022

Responsibilidade editorial: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Descrição Geral

Microbiologia

  • Escherichia coli é uma bactéria bacilo gram-negativa.
  • Família: Enterobacteriaceae
  • Características:
    • Fermenta lactose
    • Anaeróbia facultativa
    • Oxidase-negativa
    • Catalase-positiva
  • A maioria das estirpes são inofensivas e:
    • Auxiliam na síntese de vitamina K e B12
    • Protegem contra a colonização por organismos patogénicos
Imagem de microscópio eletrônico de varredura de escherichia coli enterotoxigênica

Imagem de microscopia eletrónica de varredura de Escherichia coli enterotoxigénica

Imagem: “Under an extremely high magnification of 44, 818X, twice that of PHIL 10574 and 10575, this scanning electron microscopic (SEM) image revealed some of the morphologic details displayed by a single Gram-negative, rod-shaped, Escherichia coli bacterium.” por Janice Haney Carr. Licença:  Public Domain

Estirpes patogénicas de E. coli

As estirpes seguintes de E. coli são diarreicas:

  • E. coli enterotoxigénica (ETEC, pela sigla em inglês)
  • E. coli enteropatogénica (EPEC, pela sigla em inglês)
  • E. coli enteroagregativa (EAEC, pela sigla em inglês)
  • E. coli enteroinvasiva (EIEC, pela sigla em inglês)
  • E. coli enterohemorrágica (EHEC, pela sigla em inglês)/ E. coli produtora de toxina Shiga (STEC, pela sigla em inglês)

Transmissão

  • Via fecal-oral
  • Carnes ou produtos contaminados (A E. coli do serotipo O157:H7 e outras STEC têm um reservatório bovino)
  • Água contaminada
Tabela: Comparação de estirpes de E. coli
Agente patogénico Invasivo? Toxina? Tipo de diarreia
ETEC Não
  • TL
  • TE
  • Não inflamatória
  • Aquosa
EPEC Não Não
  • Inflamatória leve
  • Aquosa
EAEC Não
  • Alguns têm TE.
  • Alfa-hemolisina
  • Inflamatória leve
  • Aquosa
EIEC Sim
  • Enterotoxinas
  • Citotoxinas
  • Inflamatória
  • Sanguinolenta
EHEC Sim Toxina Shiga
  • Inflamatória
  • Sanguinolenta
TL: enterotoxina termolábil
TE: enterotoxina termoestável
ETEC: E. coli enterotoxigénica (pela sigla em inglês)
EPEC: E. coli enteropatogénica (pela sigla em inglês)
EAEC: E. coli enteroagregativa (pela sigla em inglês)
EIEC: E. coli enteroinvasiva (pela sigla em inglês)
EHEC: E. coli enterohemorrágica (pela sigla em inglês)

E. coli Enterotoxigénica

Epidemiologia

  • Causa mais comum de diarreia do viajante
  • > 200 milhões de casos/ano

Fisiopatologia

A E. coli enterotoxigénica é um agente patogénico não invasivo. Usa adesinas fimbriais para aderir aos enterócitos no intestino delgado e produz as seguintes enterotoxinas:

  • Enterotoxina termoestável (ST, pela sigla em inglês):
    • Ativa a guanilato ciclase → ↑ monofosfato de guanosina cíclico intracelular (cGMP)
    • ↑ Secreção de cloreto e ↓ absorção de NaCl → efluxo de água para o lúmen intestinal → diarreia aquosa
  • Enterotoxina termolábil (LT, pela sigla em inglês):
    • Ativa a adenilato ciclase → ↑ AMPc intracelular
    • ↑ Secreção de cloreto e ↓ absorção de NaCl → efluxo de água para o lúmen intestinal → diarreia aquosa
    • Semelhante à toxina da cólera (menos grave)
Etec pathogenesis

Escherichia coli enterotoxigénica (ETEC, pela sigla em inglês):
A ETEC liga-se aos enterócitos através do antigénio do fator de colonização (CFA, pela sigla em inglês; adesina fimbrial). A enterotoxina termoestável (ST, pela sigla em inglês) causa acumulação de monofosfato de guanosina cíclico (cGMP) nas células e secreção de fluido e eletrólitos no lúmen intestinal. A enterotoxina termolábil (LT, pela sigla em inglês) atua como a toxina da cólera, que aumenta o monofosfato de adenosina cíclico (cAMP) pela ativação da adenil ciclase (AC). O efeito geral é a hipersecreção de água e cloreto e inibição da reabsorção de sódio. As enterotoxinas não invasivas permanecem no lúmen intestinal e não invadem as células epiteliais.
GC: guanilil ciclase
LTA, pela sigla em inglês: Subunidade da enterotoxina termolábil

Imagem por Lecturio.

Apresentação clínica

  • Período:
    • Período de incubação: 1-3 dias
    • Duração dos sintomas: 1 a 5 dias
  • Características clínicas:
    • Diarreia secretora aguda:
      • Aquosa
      • Ocasionalmente grave
    • Cólica abdominal
    • Náusea (vómitos são menos comuns)

Diagnóstico

Esta doença é autolimitada; portanto, geralmente não é necessária investigação diagnóstica. No entanto, a ETEC pode ser diagnosticada pela identificação dos genes LT ou ST na PCR em indivíduos com doença grave.

Tratamento

  • Tratamento de suporte:
    • Reidratação e reposição de eletrólitos
    • Agentes antimotilidade (e.g., loperamida)
  • Os antibióticos geralmente não são necessários devido à natureza autolimitada da doença.

E. coli Enteropatogénica

Epidemiologia

  • Uma causa comum de diarreia em bebés ou crianças pequenas (< 2 anos de idade)
  • Mais comum em áreas com recursos limitados

Fisiopatologia

  • Pilus formador de feixes: necessários para se ligarem às células intestinais
  • Adesina intimina:
    • Proteína da membrana externa
    • Também usada na adesão aos enterócitos
  • Adesão → deformação da célula
  • Resulta em:
    • Perda de microvilosidades
    • ↑ Permeabilidade da junção de oclusão
    • Alteração da secreção e absorção de água e eletrólitos
Patogênese da epec

Escherichia coli enteropatogénica (EPEC, pela sigla em inglês):
EPEC usa moléculas de adesão de intimina para aderir às células intestinais. A ligação causa deformação celular (degeneração da bordadura em escova e perda de microvilosidades). Acredita-se que o efeito característico de fixação e perda seja a causa primária da diarreia.

Imagem por Lecturio.

Apresentação clínica

  • Diarreia aquosa
  • Náuseas e vómitos
  • Febre baixa
  • A desnutrição é uma complicação potencial da diarreia persistente.

Diagnóstico

A E. coli enteropatogénica pode ser diagnosticada pela identificação de genes específicos usando PCR.

Tratamento

  • Terapêutica de suporte
  • A maioria dos indivíduos não necessita de antibioterapia.

E. coli Enteroagregativa

Epidemiologia

A E. coli enteroagregativa é mais frequentemente associada à diarreia persistente em:

  • Crianças
  • Indivíduos imunocomprometidos (e.g.o, aqueles com VIH/SIDA)

Fisiopatologia

  • As fímbrias de aderência agregativa (AAF, pela sigla em inglês) ajudam as bactérias a aderir à mucosa intestinal.
  • Agregação de bactérias → formam um biofilme
  • Toxinas produzidas:
    • Alfa-hemolisina
    • Alguns possuem ST, semelhante à ETEC

Apresentação clínica

  • Diarreia aquosa aguda e crónica
  • Febre
  • Dor abdominal
  • Vómitos

Diagnóstico

O diagnóstico de EAEC pode ser feito pela identificação de genes específicos usando PCR.

Tratamento

  • Terapêutica de suporte
  • A antibioterapia (e.g., fluoroquinolonas) pode estar indicada na doença persistente.

E. coli Enteroinvasiva

Fisiopatologia

  • A fisiopatologia está intimamente relacionada à Shigella.
  • As bactérias penetram através da parede epitelial do intestino.
  • Multiplicação intracelular → espalham-se para as células epiteliais adjacentes
  • Além disso, produz:
    • Enterotoxinas
    • Citotoxinas
  • Resposta inflamatória → necrose (pode causar ulceração) → disenteria

Apresentação clínica

A E. coli enteroinvasiva apresenta-se de forma muito semelhante à shigelose e pode ser grave.

  • Diarreia aquosa e/ou sanguinolenta (com ou sem muco)
  • Febre
  • Mal-estar
  • Cólicas abdominais
  • Náuseas e vómitos

Diagnóstico

O diagnóstico da EIEC pode ser feito pela identificação de genes específicos usando PCR.

Tratamento

  • Terapêutica de suporte
  • Os agentes antimotilidade estão contraindicados.
  • Antibióticos (e.g., fluoroquinolonas, macrolídeos) podem ser usados em casos graves.

E. coli Enterohemorrágica

Fisiopatologia

A E. coli enterohemorrágica resulta em manifestações clínicas causadas pela produção de toxina shiga:

  • Efeito localizado: inibe a síntese proteica do enterócito → morte do enterócito → inflamação
  • Efeito sistémico: lesão endotelial vascular em glomérulos → microtrombos e disfunção renal (síndrome hemolítica urémica (SHU))

Apresentação clínica

  • Período de incubação: 2-10 dias
  • Colite hemorrágica:
    • Diarreia sangrenta
    • Dor abdominal e cólicas
  • O serotipo O157:H7 está frequentemente associado à SHU:
    • Anemia hemolítica microangiopática
    • Trombocitopenia
    • Lesão renal aguda

Diagnóstico

O diagnóstico de EHEC é feito identificando:

  • A toxina Shiga via imunoensaio enzimático
  • O gene que codifica a toxina shiga usando PCR

Tratamento

  • Terapêutica de suporte
  • Os agentes antimotilidade estão contraindicados.
  • Antibióticos são contraindicados devido ao ↑ risco de SHU.

Diagnóstico Diferencial

  • Gastroenterite viral: inflamação do estômago e intestinos, causada por uma variedade de vírus. As características clínicas comuns incluem dor abdominal, diarreia, vómitos, febre e desidratação. A maioria dos casos de gastroenterite é autolimitada; portanto, o diagnóstico geralmente é clínico e o único tratamento necessário é a terapêutica de suporte.
  • Shigelose: causada por espécies de Shigella. A S. dysenteriae produz a toxina shiga. Os indivíduos podem apresentar febre, cólicas abdominais e diarreia inflamatória (com muco, pus e sangue). A síndrome hemolítica urémica é uma potencial complicação. O diagnóstico é confirmado com uma cultura de fezes. O tratamento inclui terapêutica de suporte e antibióticos (na doença moderada a grave).
  • Giardíase: causada por Giardia lamblia, um protozoário flagelado que pode infetar o trato intestinal. O sintoma característico da giardíase é a diarreia fétida (esteatorreia). Indivíduos que desenvolvem infeções crónicas podem sofrer perda de peso, défices no crescimento e défices vitamínicos resultado da má absorção. O diagnóstico é feito através da deteção de organismos Giardia, antigénios ou ADN nas fezes. O tratamento inclui tratamento de suporte e terapêutica antimicrobiana.
  • Colite pseudomembranosa: infeção causada por Clostridioides difficile. Esta espécie é frequentemente encontrada no microbioma intestinal normal, mas a patogénese ocorre quando há uma superabundância de C. difficile. Os sintomas comuns incluem diarreia com mau cheiro, não sanguinolenta, dor abdominal e náuseas com vómitos. O diagnóstico é feito com PCR de fezes ou ensaios enzimáticos. O tratamento geralmente consiste em suspender o antibiótico agressor e iniciar vancomicina ou fidaxomicina oral.
  • Isquemia cólica: hipoperfusão em áreas do cólon (muitas vezes em regiões sem fontes redundantes de sangue arterial). Essa hipoperfusão pode ser decorrente de trombose, embolia ou hipotensão. A fase aguda da isquemia cólica é caracterizada por uma tríade clássica de dor abdominal intensa, vómitos e diarreia que pode ser sanguinolenta. Os indivíduos podem ter uma história de doença cardiovascular. O diagnóstico geralmente é feito com estudos laboratoriais e angio-TAC. O tratamento inclui reposição de líquidos, antibióticos, anticoagulação sistémica e, muitas vezes, cirurgia.
  • Diverticulite: inflamação dos divertículos (pequenas regiões salientes do cólon), muitas vezes devido à obstrução por matéria fecal. A diverticulite apresenta-se com dor abdominal (mais frequentemente no QIE), náuseas e diarreia que pode ser sanguinolenta. O diagnóstico definitivo geralmente é feito com uma TAC. O tratamento envolve repouso intestinal, fluidos intravenosos e antibióticos.

Referências

  1. Nataro, J. P. (2020). Pathogenic Escherichia coli associated with diarrhea. UpToDate. Retrieved October 3, 2021, from https://www.uptodate.com/contents/pathogenic-escherichia-coli-associated-with-diarrhea
  2. Holtz, L. R., Tarr, P. I. (2021). Shiga toxin-producing Escherichia coli: microbiology, pathogenesis, epidemiology, and prevention. UpToDate. Retrieved October 3, 2021, from https://www.uptodate.com/contents/shiga-toxin-producing-escherichia-coli-microbiology-pathogenesis-epidemiology-and-prevention
  3. Mueller, M., Tainter, C. R. (2021). Escherichia coli. StatPearls. Retrieved October 3, 2021, from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK564298/
  4. Centers for Disease Control and Prevention (2014). Enterotoxigenic E. coli (ETEC). Retrieved October 3, 2021, from https://www.cdc.gov/ecoli/etec.html
  5. Nguyen, Y., Sperandio, V. (2012). Enterohemorrhagic E. coli (EHEC) pathogenesis. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 2:90. Retrieved October 3, 2021, from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3417627/
  6. Gomes, T. A. T., et al. (2016). Diarrheagenic Escherichia coli. Brazilian Journal of Microbiology 47:3–30. Retrieved October 3, 2021, from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5156508/
  7. Bush, L. M. (2020). Escherichia coli infections. MSD Manual Professional Version. Retrieved October 3, 2021, from https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/gram-negative-bacilli/escherichia-coli-infections
  8. Bush, L. M., Vazquez-Pertejo, M. T. (2020). Infection by Escherichia coli O157:H7 and other enterohemorrhagic E. coli (EHEC). MSD Manual Professional Version. Retrieved October 3, 2021, from https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/gram-negative-bacilli/infection-by-escherichia-coli-o157-h7-and-other-enterohemorrhagic-e-coli-ehec
  9. Wong, C. S., Jelacic, S., Habeeb, R. L., et al. (2000). The risk of the hemolytic-uremic syndrome after antibiotic treatment of Escherichia coli O157:H7 infections. N Engl J Med 342:1930–1936. Retrieved October 3, 2021, from reference.medscape.com/medline/abstract/10874060

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