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EHEC/STEC
Enterohaemorrhagische Eschericha coli (EHEC) gelten als humanpathogen und werden auch als VTEC oder STEC bezeichnet. Gemeint ist letztendlich derselbe Problemkeim.
Führen mit STEC (Shigatoxin-bildende E. coli) kontaminierte Lebensmittel zur Erkrankung von Menschen, sind diese an EHEC erkrankt. Die Erkrankung ist meldepflichtig. Im Krankheitsfall bilden die Bakterien Shigatoxine im Darm.
Fälle in Europa 2022
| 2022 | |
| Erkrankungsfälle in Europa | 7.117 |
| Inzidenz Fälle / 100.000 Einwohner | 2,1 |
| Krankenhausbehandlungen | 1.130 |
| Todesfälle | 28 |
Symptome
Patient*innen können neben Gastroenteritis (Magen-Darm-Entzündungen) auch das lebensbedrohliche hämolytisch-urämische Syndrom (HUS) entwickeln.
Blutzellen werden durch die Shigatoxine zerstört und verstopfen Kapillarblutgefäße, besonders der Niere. Die Gefahr eines akuten Nierenschadens ist Grund für die vergleichsweise hohe Sterblichkeit.
Risikolebensmittel
Betroffene Lebensmittel können Rind- und Hackfleisch, Rohmilch, Rohmilchweichkäse, Gemüse oder Frischsalate sein. Allerdings können sich auch in Mehl STEC befinden (Stellungnahme Nr. 004/2020 des BfR vom 20. Januar 2020).
In Deutschland sind allerdings bislang keine EHEC-Erkrankungsfälle bekannt geworden, die sich auf den Verzehr von Mehl oder Teigen zurückführen lassen. Fertige Teige sollten vorsichtshalber nur nach vollständiger Durcherhitzung verzehrt werden. Roher Keksteig stellt eine potenzielle Infektionsquelle dar und sollte nicht verzehrt werden.
Wildwiederkäuer spielen bei der Verbreitung von STEC eine Rolle
Das natürliche Reservoir von STEC ist der Dickdarm von Wiederkäuern. Die Tiere selbst erkranken nicht. Rinder sind die bedeutendste Quelle für STEC. Schafe, Ziegen, Rot- und Rehwild können aber ebenso STEC Ausscheider sein.
Fäkale Kontaminationen von Oberflächenwasser sind demzufolge möglich. Die Bakterien können somit über unterschiedlichste Wege auf Lebensmittel gelangen. STEC können gegebenenfalls viele Wochen in der Umwelt überleben und sich in einem weiten Temperaturbereich von 8°C bis 48°C vermehren.
Die Bakterien sind verhältnismäßig säuretolerant und können unbeschädigt die Magenpassage überstehen. Bereits die orale Aufnahme von wenigen 100 Bakterien kann die Erkrankung beim Menschen verursachen. Die Inkubationszeit beträgt meist 1 – 6 Tage.
Alle STEC sind potenzielle EHEC
Gegenwärtig ist noch nicht in allen Einzelheiten bekannt, welche Eigenschaften einen STEC zum EHEC machen, also zur Erkrankung führen. Alle STEC werden deswegen als potenzielle EHEC betrachtet. STEC/EHEC sind verhältnismäßig säureresistent und können unbeschädigt die Magenpassage überstehen. STEC können gegebenenfalls viele Wochen in der Umwelt überleben.
Die Küchenhygiene ist hier besonders wichtig. Fleisch und Rohmilch sollten nicht mit anderen Lebensmitteln, die roh verzehrt werden (z.B. Salat) in Kontakt kommen. Das Durchgaren der Lebensmittel tötet die Erreger ab (Kerntemperatur > 70°C, mind. 10 min.).
In den LADR Biofocus Laboren werden molekularbiologische Untersuchung von STEC, deren Serogruppen und der Lebendnachweis mittels akkreditierter Verfahren durchgeführt.
Der Nachweis von STEC in Lebensmitteln erfolgt immer über das Leitmerkmal der stx1/stx2-Gene der Bakterien. Mittels Multiplex-real time-PCR können die stx1/stx2-Gene der Shigatoxine sowie das eae-Gen als zusätzlicher Virulenzfaktor, der eine Anheftung („attaching and effacing“) an die Darmwand verursachen kann, nachgewiesen werden.
Im Erkrankungsfall sind EHEC bei denen die stx1/stx2-Gene und das eae-Gen nachgewiesen wurden häufig mit schwereren Krankheitsverläufen assoziiert.
Atypische EPEC
Bei dem alleinigen Nachweis des eae-Gens könnten ebenso atypische EPEC vorliegen. Atypische EPEC zeigen die bei STEC gängigen Serotypen sowie Virulenz- und Pathogenitätsfaktoren wie das erwähnte eae-Gen. Diese Bakterien sind wahrscheinlich STEC (EHEC), die die stx-Gene bzw. den jeweiligen Stx-Prophagen verloren haben (BfR, 2018; Tozzoli et al. 2014). Atypische EPEC wurden bei Menschen und Tieren nachgewiesen (Luiz R. Trabulsi et al.2002).
„Werden im Verdachtsfall mit STEC belastete Lebensmittelproben untersucht, werden häufig auch EPEC nachgewiesen, die dann sehr wahrscheinlich als atypisch einzuordnen sind. Alleinige EPEC Nachweise aus rohen Lebensmitteln können auf das Vorhandensein von STEC hindeuten.“Tim Kautz,
Leiter Lebensmittelanalytik
Grundsätzlich gilt aus Sicht des Verbraucherschutzes entsprechend der VO EG 178/2002, Artikel 14 Abs. 1, dass Lebensmittel, die nicht sicher sind, nicht in den Verkehr gebracht werden dürfen. Lebensmittel die fäkal kontaminiert und für den Rohverzehr bestimmt sind, bergen immer ein Gesundheitsrisiko für den Menschen.
Serogruppen
Von STEC gibt es unterschiedliche Serogruppen. Die Serogruppen, die mit den schwersten Formen der Erkrankung in Zusammenhang stehen, sind O157, O26, O45, O103, O104, O111, O121 und O145, sie können molekularbiologisch bestimmt werden.
Übermittelte EHEC-Erkrankungen nach Meldequartal, Deutschland, 2015 bis 2020
Übermittelte EHEC-Erkrankungen pro 100.000 Einwohner nach Alter und Geschlecht, Deutschland, 2020 (n=1.365)
Die Inzidenz liegt bei einjährigen Kindern bei 22 Erkrankungen / 100.000 Einwohnern. Bei Kindern < 5 Jahre ist die Inzidenz höher als in den darauffolgenden Altergruppen.
DGHM Richt- und Warnwerte bei unterschiedlichen Lebensmitteln
| STEC / EHEC | |||
|---|---|---|---|
| Lebensmittel | Richtwert KBE/g | Warnwert KBE/g | |
| 2.4 | Hackfleisch, Rind, zum Rohverzehr | n. n. in 25 g | |
| 2.5 | Lammfilets Lammsteaks, roh zerkleinert | n. n. in 25 g | |
| 3.2 | Rohwürste auf Handelsebene | n. n. in 25 g | |
| 12.2 | Keimlinge, Sprossen | n. n. in 25 g |
Stand: Dezember 2023, Updates, Kommentierungen usw. siehe https://www.dghm-richt-warnwerte.de
Pathogene E. coli
Unter den E. coli gibt es eine Reihe von Varianten, die definierte
Virulenzeigenschaften zeigen und zu Erkrankungen führen können.
Hierzu zählen:
- Enteroinvasive E. coli (EIEC)
- Enterotoxische E. coli (ETEC)
- Enteropathogene E. coli (EPEC)
- Enteroaggregative E. coli (EAggEC)
- Shigatoxin produzierende E. coli (STEC)
- und Enterohamorrhagische E. coli (EHEC)
Molekularbiologische Pathogenitätsfaktoren von E. coli Stämmen
| Pathogenitätsfaktor | E. coli Pathovar |
|---|---|
| stx1-/stx2-Gen | STEC, Shiga-Toxin bildende E. coli |
| stx1-/stx2-Gen und eae-Gen | STEC, Shiga-Toxin bildende E. coli |
| eae-Gen | EPEC (enteropathogene E. coli) |
| Invasin plasmid antigen H ipaH-Gen | EIEC (enteroinvasive E. coli) |
Auswertung der real-time PCR
- stx1 und stx2 → negativ
- stx1 und/oder stx2 → positiv, mutmaßlicher Nachweis von STEC
- stx1 und/oder stx2 und eae → positiv, mutmaßlicher Nachweis von STEC, die Läsionen durch Anheftung und Zerstörung hervorrufen
- stx1 und/oder stx2 und eae und eine der genannten Serogruppe → positiv, mutmaßlicher Nachweis von STEC der Serogruppe O26, O103, O111, O145, O157
Erst eine Isolierung der mutmaßlichen E. coli Stämme belegt das Vorhandsein in der Probe, das ist labortechnisch aufwendig, erfordert Erfahrung und führt manchmal nicht immer zum gewünschten ErfolgTim Kautz,
Leiter Lebensmittelanalytik
- Ein negatives Ergebnis schließt das Vorhandensein nicht aus!
- Eine Gefahr besteht auch dann, wenn eine gesundheitliche Beeinträchtigung nicht auszuschließen ist.
STEC sind säurestabil
Neben ihrer besonderen Virulenz besitzen EHEC eine relativ große Umweltstabilität und eine gute Überlebensfähigkeit in saurem Milieu. Versuche zur Dekontamination von mit EHEC O157:H7 kontaminierten Lebensmitteln mit 0,5, 1,0 und 1,5%-igen organischen Säuren haben sich als ineffektiv gezeigt. Kulturen mit 3,0 x 104 KBE/ml EHEC O157:H7 sind noch bei pH 3,4 und pH 11 stabil. Bei pH 2 findet nur eine leichte Reduktion (0,5-1 log) der Keimzahl statt (Miller und Kaspar, 1994).
Versuche mit künstlichem Magensaft weisen darauf hin, dass nicht nur EHEC O157:H7 bei pH 1,5 überlebt, sondern auch andere Pathotypen wie Enteropathogene E. coli extrem säuretolerant sind (Arnold und Kaspar, 1995). STEC besitzen drei Säureresistenzmechanismen (Acid-resistance, AR-1, -2, -3). Das AR-2 Glutamat-Decarboxylase System schützt am effektivsten, sodass die Bakterien im sauren Milieu überleben und sich vermehren können.
STEC Serogruppen
| Serogroup | Number of HUS case | % | Serogroup | Number of hospitalised case | % | Serogroup | Number of BD cases | % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 157 | 634 | 38.4 | 157 | 2,753 | 60.4 | 157 | 4,245 | 71.6 |
| 26 | 403 | 24.4 | 26 | 705 | 15.5 | 26 | 582 | 9.8 |
| 111 | 85 | 5.1 | 145 | 137 | 3.0 | 103 | 162 | 2.7 |
| 80 | 74 | 4.5 | 103 | 107 | 2.4 | 145 | 159 | 2.7 |
| 145 | 68 | 4.1 | 111 | 97 | 2.1 | 91 | 64 | 1.1 |
| 55 | 48 | 2.9 | 146 | 51 | 1.1 | 146 | 51 | 0.9 |
| 121 | 44 | 2.7 | 91 | 33 | 0.7 | 111 | 49 | 0.8 |
| 103 | 42 | 2.5 | 55 | 32 | 0.7 | 128 | 32 | 0.5 |
| 91 | 17 | 1.0 | 5 | 26 | 0.6 | 5 | 28 | 0.5 |
| 104 | 6 | 0.4 | 174 | 21 | 0.5 | 55 | 27 | 0.5 |
| Other | 232 | 14.0 | Other | 598 | 13.1 | Other | 532 | 9.0 |
| Total | 1,653 | 100.0 | Total | 4,560 | 100.0 | Zotal | 5,931 | 100.0 |
Die STEC Serogruppen O157 und O26 sind am häufigsten bei HUS, Hospitalisation und blutigem Durchfall nachzuweisen.
Schnellübersicht EHEC / STEC
| Vorkommen | Dickdarm von Wiederkäuern, vor allem Rinder, aber auch Wildwiederkäuer (Wildvögel), fäkale Kontamination von Wasser und Lebensmitteln |
| Betroffene Lebensmittel | Rindfleisch, Hackfleisch, nicht durchgegarte Hamburger, Rohmilch, Rohmilchkäse, Gemüse, Frischsalate, Sprossen, Kräuter |
| Gefährdete Personen | Neugeborene, Kleinkinder, Kinder, Ältere, Schwangere, Immungeschwächte |
| Krankheitssymptome | wässriger oder blutiger Durchfall, hämolytisch-urämisches Syndrom (HUS), Nierenversagen |
| Minimal infektiöse Dosis | < 100 Keime |
| Inkubationszeit | 1 – 6 Tage |
| Krankheitsdauer | Tage bis Wochen |
| Vermehrungstemperatur | 8°C – 48°C |
| Minimaler pH-Wert | 4,0 (säuretolerante Stämme 1,5) |
| Minimaler aw-Wert | 0,95 |
| Sauerstoffanspruch | fakultativ anaerob |
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