Fulton P. Rivera ^{(1, 2, a)}, Theresa J. Ochoa.^(1,3,b)

Introducción

La diarrea sanguinolenta continúa siendo una causa importante de morbilidad en niños pequeños ⁽¹⁾. Los agentes causantes de diarrea sanguinolenta son varios, pero destacan Shigella, por su potencial severidad; Campylobacter, por su frecuencia; y la E. coli productor de toxina Shiga (STEC), por el riesgo de desarrollar síndrome urémico hemolítico (SUH) ^(2,3). La Escherichia coli es una enterobacteria que forma parte de la flora bacteriana normal del intestino del hombre y animales; sin embargo, existen grupos patógenos como las STEC o también conocida como E. coli productor de verocitotoxina (VTEC) que pueden causar enfermedad ⁽⁴⁾. Desde hace más de dos décadas, STEC es considerado un patógeno emergente transmitido por alimentos asociado a casos esporádicos y brotes de diarrea, colitis hemorrágica y SUH. Knowalchuk y col. en 1977 fueron los primeros que describieron a las STEC; ellos, informaron que las cepas de E. coli de los serogrupos O18, O26, O111 y O128 aisladas de niños con diarrea y de cerdos con edema de pulmón producían una toxina que tenía efecto citotóxico en células Vero a la que se le denominó Verotoxina ⁽⁵⁾. Pocos años después se aislaron cepas de E. coli que producían un efecto citotóxico en células HeLa, el cual podía ser neutralizado por un antisuero antitoxina Shiga de Shigella dysenteriae tipo 1, por lo cual se les llamó "Shiga-like toxin" ⁽⁶⁾. En 1982, en Michigan y Oregon se produjo un brote de colitis hemorrágica causado por el consumo de hamburguesas, identificándose por primera vez el serotipo de E. coli O157:H7 como patógeno humano ⁽⁷⁾. La asociación entre SUH e infección por STEC se demostró primero en Canadá en 1983-1985 y posteriormente se confirmó en distintos países.

Escherichia coli O157:H7 es el prototipo de más de 150 serotipos que comparten el mismo potencial patogénico. Las cepas STEC asociadas a enfermedades severas en el hombre pertenecen a la categoría de E. coli enterohemorrágico (EHEC) ⁽⁸⁾. Dentro del grupo STEC, E. coli O157:H7 es el serotipo aislado más frecuentemente y es al que se le atribuye la ocurrencia de la mayoría de los grandes brotes como el de la Costa Oeste de Estados Unidos en 1993 ⁽⁹⁾ y el de Japón en 1996 ⁽¹⁰⁾. El reciente brote de STEC serotipo O104:H4 en Alemania y otros países de Europa en Mayo del 2011 y que afectó a más 3,000 personas, de las cuales aproximadamente 800 desarrollaron SUH, con más de 30 fallecimientos, ha puesto en evidencia, una vez más, la relevancia de estas infecciones y la presencia de brotes extensos y severos por serotipos no-O157 ⁽¹¹⁾.

Reservorios y vías de transmisión

Desde un punto de vista zoonótico, STEC es el grupo de E. coli patogénico de mayor interés ⁽¹²⁾. Los rumiantes en general, y el ganado vacuno en particular, han sido señalados como los principales reservorios de STEC en el mundo. En el Perú, en un estudio llevado a cabo en zonas ganaderas del Cono Norte de Lima y en la provincia de Cañete reportaron una frecuencia de STEC de 14% (16/114) en ganado bovino y ausencia en ganado porcino (0/112), diagnosticado mediante métodos moleculares; demostrando que el ganado bovino podría ser un reservorio importante a nivel local ⁽¹³⁾. Entre las cepas de STEC positivas, stx1 fue identificada en todos los aislados, solo una cepa tenía ambas toxinas (stx1/stx2), y solo 2 (13%) cepas de STEC fueron positivas a O157 mediante serología ⁽¹³⁾.

La transmisión de STEC ha sido habitualmente asociada al consumo de carne de vacuno cocida inadecuadamente y leche no pasteurizada. Asimismo, se ha relacionado con el consumo de frutas y hortalizas fertilizadas con estiércol de rumiantes o contaminadas durante su cosecha o procesamiento, y al contacto directo con animales o personas infectadas ⁽¹⁴⁾. En el Perú, contados estudios se han realizado con el objetivo de identificar STEC mediante pruebas serológicas y/o moleculares. León-Alfaro y col. realizaron un estudio evaluando 407 muestras de carne de vacuno cruda entera y molida, queso fresco y verduras de tallo corto que se expenden en los mercados de Lima Metropolitana. Identificaron E. coli O157:H7 (mediante serología) en el 22.5% de las muestras de carne molida, 14.7% en las muestras de carne entera, 7.8% en las muestras de queso fresco y 4% en las muestras de verduras. De las muestras positivas, el 87.7% presentaron solo la toxina Stx2, mientras que el 14.3% presentaron ambas toxinas (Stx1-Stx2) ⁽¹⁵⁾. Mora y col. entre octubre del 2000 y febrero del 2001 realizaron un estudio en mercados de 42 distritos de Lima Metropolitana buscando identificar STEC O157:H7 en 407 muestras de alimentos, identificando 50 aislamientos positivos a E. coli O157 (12.3%) entre todas las muestras (23/102 en muestras de carne molida de res, 15/102 en muestras de carne de vacuno, 8/102 en muestras de quesos de pasta blanda y 4/101 en vegetales frescos). En las 35 cepas de E. coli O157 identificadas por serología, identificaron por PCR los genes de O157 rfbE, fliCh7, eae-g1 y ehxA. Además, los genes que codifican las toxinas Shiga se detectaron en 33 de los 35 aislamientos analizados, cinco aislamientos (14%) codificaron stx1/stx2, mientras que la mayoría (28 cepas) solo stx2. Mediante estudios de campo pulsado, este grupo también demostró la presencia natural de muchas variantes genéticas en cepas O157: H7 aisladas de alimentos en Lima ⁽¹⁶⁾.

En otro estudio en Lima metropolitana, en 98 locales de expendio de "carnes rojas" de diferentes mercados de Lima se identificó que el 22 (22%) de 98 muestras de carne cruda presentó E. coli O157:H7 mediante serología ⁽¹⁷⁾. En el Perú, la carne de equino es considerada como "carne industrial" y es consumida principalmente bajo la forma de embutidos; es así que en otro estudio, donde analizaron 93 muestras carne de equino cruda congelada de 3 frigoríficos de Lima (muestras originales de zonas de producción de los departamentos de La Libertad, Ancash, Lima, Arequipa, Puno y Cuzco) identificaron que el 14% del total de muestras presentó E. coli O157:H7 y el 13% E. coli O157-no H7 ⁽¹⁸⁾. Flores en el 2009 reportó la presencia de STEC en 2.5% de 121 muestras de productos cárnicos (carne molida, carne picada, chorizo crudo y salchicha de Huacho) en 6 mercados de Lima, mediante el uso de un PCR a tiempo real ⁽¹⁹⁾.

Aspectos clínicos

El período de incubación puede variar de tres a ocho días, con una mediana de tres a cuatro días. El cuadro clínico presenta un espectro desde infección asintomática, pasando por diarrea acuosa, hasta colitis hemorrágica franca. Típicamente el paciente presenta dolor abdominal y diarrea sanguinolenta, rara vez acompañado de fiebre y vómitos. La ausencia de fiebre en un paciente con diarrea con sangre puede ser un hallazgo clínico importante para sospechar en esta infección y diferenciarla de los cuadros típicos de disentería por Shigella, Salmonella o Campylobacter. La mayoría de los pacientes se recuperan en 10 días, pero una pequeña proporción (generalmente niños pequeños y ancianos) pueden presentar SUH como complicación después de la resolución de la diarrea. El SUH se caracteriza por insuficiencia renal aguda, anemia hemolítica y trombocitopenia. El SUH es más frecuente en niños pequeños y ancianos; se calcula que entre un 5% a 10% de los pacientes infectados por STEC pueden presentar SUH y la mortalidad puede alcanzar el 5%. A su vez, el SUH puede causar complicaciones neurológicas (convulsiones, accidentes cerebrovasculares y coma) en el 25% de los casos, e insuficiencia renal crónica hasta en un 50% de los sobrevivientes ⁽²⁰⁾.

En nuestro país, se han realizado algunas investigaciones a fin de detectar la presencia de STEC en población humana. En 1987 Villa-García y col. realizaron un estudio con pacientes del Hospital Nacional Cayetano Heredia y de Canto Grande, reportando la presencia de E. coli O:157 y O:126 como EHEC, sin encontrar la presencia de las toxinas ⁽²¹⁾. Posteriormente, el INS recibió para confirmación 7 cepas de E. coli O:157 procedentes de un estudio realizado por Salazar y Bravo, quienes evaluaron a niños con diarrea con sangre en el Hospital Nacional Cayetano Heredia (HNCH), entre 1998-1999, resultando positivos a la serología, pero sin presencia de la toxina ⁽²¹⁾. En febrero del 2001 Huapaya y col. reportaron el primer aislamiento de E. coli 0157:H7 positivo por PCR al gen stx2 en un lactante menor de 11 meses de edad que presentó un cuadro de diarrea disentérica en Tacna, Perú. Este sería el primer caso confirmado por pruebas moleculares y publicado en el país ⁽²²⁾. Es así que el INS, con la finalidad de detectar el gen de la toxina Shiga en cepas de E. coli decidió realizar una selección retrospectiva de cepas de E. coli remitidas al Instituto Nacional de Salud durante los años 1999-2001. El criterio de inclusión fue el serotipo relacionado a la categoría STEC, dado a que en muchos casos no se contó con la información exacta del cuadro clínico provocado por la cepa aislada. Sin embargo, no encontraron ninguna cepa positiva a stx más que la cepa Tacna410 previamente identificada y analizada por Huapaya y col. ⁽²³⁾. En estudios más recientes, Llanos y col. evaluaron 131 muestras de diarrea con sangre de niños menores de 5 años atendidos en el HNCH, donde se identificó STEC en el 9.2% de todas las muestras (combinando métodos serológicos y moleculares), y se asoció la presencia de STEC con la ausencia de fiebre, resaltando que la ausencia de este signo debe aumentar la sospecha de este patógeno en los pacientes con diarrea con sangre ⁽²⁴⁾. Por otro lado, Ochoa y col. reportaron en el 2009 en un estudio vigilancia pasiva de diarrea en niños menores de dos años de zonas periurbanas de Lima una frecuencia de aislamiento de STEC de 0.5% vs 1.2% entre niños con diarrea y sin diarrea (controles sanos) respectivamente, donde todas las cepas de STEC fueron stx1+ y eae+ ⁽²⁵⁾. En otro estudio retrospectivo, Contreras y col. en un total de 2,212 niños peruanos menores de 36 meses de edad (485 niños de Huaraz, Ancash; 313 de Villa el Salvador, Lima; 1034 de Chorrillos, Lima; 380 de Independencia, Lima), determinaron una prevalencia de STEC de 0.4% (14/3,219) en los casos de diarrea en la comunidad y 0.6% (15/2,695) en los controles sanos. Ninguno de los niños presentó síndrome urémico hemolítico u otras complicaciones; y en solo un caso de los niños infectados con STEC se observó una muestra con sangre. De los genes de virulencia evaluados stx1 tuvo una prevalencia de 83%, stx2 en 17%, el gen eae (intimina) en 72%, exhA (EHEC hemolisina) en 59% y astA [heat-stable enterotoxin (EAST1)] en 14%. El serotipo más común fue el O26:H11 (14%). Además, demostraron que los grupos clonales encontrados incluían cepas de diferentes localidades y fechas de aislamiento, lo que indicaría que los grupos clonales de STEC de humanos que circulan en nuestra localidad son diversos ⁽²⁶⁾.

Si bien hay bastantes estudios sobre SUH a nivel regional, sobretodo en Argentina y Chile ^(27,28); no se conoce con precisión las características clínicas y factores de riesgo de los pacientes con SUH en el Perú. Un estudio de la Dra. Sakihara del Instituto Nacional de Salud del Niño, reportó 149 pacientes con SUH entre los años 1976 a 1996 atendidos en esta institución. El 99% de los pacientes fueron menores de 5 años y de ellos el 85% menores de 2 años; en el 96% hubo pródromo de diarrea. Los meses de mayor presentación fueron primavera y verano (63%). La tasa de incidencia hospitalaria se incrementó progresivamente, siendo significativamente mayor en el último quinquenio. SUH representó el 33% de las causas de insuficiencia renal aguda en este hospital ⁽²⁹⁾.

Diagnóstico

Actualmente en los laboratorios clínicos de nuestro país no se cuenta con un adecuado sistema de detección de STEC. La detección temprana en los pacientes pediátricos con diarrea sanguinolenta es importante ya que estos pacientes podrían beneficiarse de una intervención temprana para evitar el desarrollo de SUH (como por ejemplo evitar el uso de antibióticos). Si bien la mayoría de los estudios están orientados a la detección de E. coli O157, en la actualidad han aumentado los esfuerzos para la detección de los diferentes serotipos de STEC. A diferencia de lo que ocurre con las E. coli O157, que no fermenta el sorbitol y no posee actividad de b-glucoronidasa, los serotipos no-O157 de STEC no presentan marcadores fenotípicos. Por lo tanto, para su aislamiento, se requiere la aplicación de estrategias más complejas.

Las STEC productoras de toxinas no tienen características bioquímicas muy diferentes al resto de E. coli, por lo que la gran mayoría de los métodos convencionales no permiten su detección ⁽³⁰⁾. En las etapas tempranas de la infección, las STEC constituyen aproximadamente el 90% de la flora aeróbica presente en la materia fecal. Sin embargo, a medida que la enfermedad progresa, el número de bacterias se reduce drásticamente. En el caso de los pacientes con SUH, el número de STEC es muy bajo o la bacteria ha sido completamente removida del tracto intestinal. Por esta razón, se requiere de técnicas diagnósticas sensibles que utilicen poca cantidad de muestra y se puedan emplear en diferentes momentos de la infección.

Los procedimientos diagnósticos para la identificación de la STEC se basan en la detección de shiga-toxinas (Stx) o los genes que los producen en las muestras de heces o aislamientos de STEC. Los métodos actualmente disponibles pueden ser:

(1) métodos presuntivos: incluyendo al medio de cultivo selectivo MacConkey Sorbitol (SMAC), el cual permite diferenciar cepas fermentadoras de sorbitol de las no fermentadoras; el agar base triptosa con glóbulos rojos lavados y sin lavar para detectar cepas que expresan la enterohe-molisina; y la identificación de los antígenos O y H a partir de las colonias aisladas mediante técnica de látex; y

(2) métodos confirmatorios: incluyendo la identificación de genes de virulencia mediante: Hibridación con sondas genéticas (gen stx1, stx2 y eae), reacción en cadena de la polimerasa (PCR) o PCR múltiplex; la identificación de citotoxinas (Stxs) mediante: ensayo de citotoxicidad en cultivo de tejidos (en líneas celulares Vero y HeLa); la técnica inmunoenzimática (ELISA/EIA) en heces, y detección de anticuerpos en suero.

Tratamiento

El manejo adecuado de la diarrea con soluciones rehidratantes, es la medida más importante en la mayoría de los casos. En el caso del SUH se brinda tratamiento de soporte (transfusión de paquetes globulares, diálisis, etc.), pero no existe a la fecha una cura. Se ha demostrado que un tratamiento temprano efectivo del SUH puede evitar complicaciones a largo plazo ⁽³¹⁾. No se recomienda dar tratamiento con antidiarreicos, ni antibióticos, pues pueden empeorar el cuadro clínico y aumentar el riesgo de desarrollar SUH.

En resumen, la infección por STEC es un problema emergente a nivel local y regional. Esta bacteria puede encontrarse colonizando el intestino sin producir enfermedad, puede producir diarrea aguda de tipo acuosa, pero lo más típico es que produzca diarrea con sangre y en algunos casos colitis hemorrágica. Solo 5-10% de los pacientes infectados que presentan diarrea desarrollan días más tarde la complicación severa de SUH. La prevención, como en todos los casos de infecciones intestinales, radica en una buena higiene, en el lavado adecuado de frutas, verduras y otros alimentos que pueden haberse contaminado con estiércol de ganado; y con la cocción adecuada de productos cárnicos, sobretodo de la carne molida o picada.

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¹ Instituto de Medicina Tropical Alexander von Humboldt, Universidad Peruana Cayetano Heredia, Lima, Perú. ² Laboratorio de Fisiopatogenia, Departamento de Fisiología, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina. ³ Center for Infectious Diseases, University of Texas School of Public Health, Houston, Texas, United States. ^a Tecnólogo Médico, Microbiólogo. ^b Médico Pediatra Infectólogo. Correspondencia: Fulton.Rivera@upch.pe, Theresa.J.Ochoa@uth.tmc.edu