3. Các hội chứng lâm sàng
3.2. Bệnh tiêu chảy
Mặc dù E. coli thường tồn tại trong đường ruột dưới dạng một kẻ sống chung vô hại đối với cơ thể, tuy nhiên nó có thể gây ra các bệnh dạ dày ruột với các mức độ nguy hiểm khác nhau từ dạng nhẹ, tiêu chảy tự giới hạn tới bệnh viêm đại tràng xuất huyết và có thể gây ra hội chứng đe dọa tính mạng là hội chứng tan máu urê máu. Những chủng này có thể được xếp thành 5 nhóm, mỗi nhóm có typ huyết thanh đặc hiệu riêng và có cơ chế gây bệnh khác nhau.
Nhóm E. coli gây bệnh đường ruột (EPEC) gây bệnh trên đường ruột trẻ nhỏ, điển hình ở các nước nhiệt đới.
Nhóm E. coli sinh độc tố đường ruột (ETEC) gây ra các bệnh tiêu chảy ở các vùng ô nhiễm và là nguyên nhân chủ yếu của bệnh tiêu chảy ở khách du lịch.
Nhóm E. coli xâm lấn ruột (EIEC) là nguyên nhân của bệnh giống kiết lỵ xuất hiện ở mọi lứa tuổi.
Nhóm E. coli sinh verocytotoxin (VTEC) gây ra các hội chứng như tiêu chảy, viêm đại tràng xuất huyết và hội chứng tan máu urê máu.
Nhóm E. coli bám dính ruột (EAggEC) gây các bệnh tiêu chảy mãn tính ở một số nước đang phát triển.
Nhóm E. coli gây bệnh đường ruột (EPEC)
Các chủng EPEC thuộc vào typ huyết thanh đặc trưng được xác định là nguyên nhân gây bệnh tiêu chảy ở trẻ nhỏ. Các chủng EPEC thường thiết lập quần thể ở phần trên của ruột non ở trẻ nhỏ. Ảnh chụp hiển vi điện tử các mẫu sinh thiết ruột cho thấy vi khuẩn có liên kết mật thiết với bề mặt niêm mạc. Ở các vùng ruột bị vi khuẩn gắn vào thì hệ thống vi nhung mao ruột bị mất. Việc gắn vào lớp thành ruột và sau đó là gây tổn thương niêm mạc được gọi là cơ chế “bám và phá hủy”. EPEC sử dụng một cơ chế bám dính trong đó thụ thể bám dính được vi khuẩn tổng hợp và chèn vào thành ruột cơ thể chủ để tạo ra điểm bám dính. Sau khi đã có điểm bám dính, vi khuẩn tiếp tục biểu hiện một protein khác là intimin trên bề mặt tế bào dưới dạng một chất bám dính; ngoài ra một protein khác là Tir được vi khuẩn tổng hợp và chèn vào lớp màng tế bào chủ giúp cho intimin gắn vào thụ thể bám dính.
Nhóm E. coli sinh độc tố ruột (ETEC)
ETEC sản sinh một loại độc tố ruột bền nhiệt hoặc một độc tố kém chịu nhiệt hoặc cả hai. Ngoài ra, chúng thường có hệ thống lông nhung giúp chúng gắn đặc hiệu vào các tế bào biểu mô ruột của các loài động vật. Quá trình lây nhiễm
158
thường diễn ra nhanh chóng, thường bắt đầu bằng triệu chứng phân lỏng, kết hợp với một số triệu chứng khác như buồn nôn, nôn và đau bụng.
Bản thân các độc tố ruột không đủ để E. coli gây bệnh tiêu chảy. Vi khuẩn trước tiên phải gắn đặc hiệu vào các thụ thể trên bề mặt niêm mạc của các tế bào biểu mô ruột non. Việc gắn này thường có sự tham gia của các kháng nguyên lông nhung trên bề mặt tế bào vi khuẩn.
Nhóm E. coli xâm lấn ruột (EIEC)
EIEC, giống như các vi khuẩn lỵ, gây bệnh bằng cách xuyên qua lớp tế bào biểu mô ruột. Quá trình nhiễm xảy ra khi ăn phải nguồn thực phẩm chỉ cần nhiễm một lượng nhỏ vi khuẩn vì chúng có thể chịu được độ acid của dạ dày cũng như chịu được dịch mật, sau đó chúng đi vào ruột già và nhân lên ở đây. Vi khuẩn sau đó sẽ đi qua các lớp nhầy để tới các tế bào biểu mô ruột và được đưa vào trong tế bào biểu mô thông qua cơ chế nhập bào (vi khuẩn sẽ tồn tại trong các không bào và sau đó phá vỡ không bào này). Khả năng phá vỡ không bào là một đặc tính độc quan trọng vì nhóm vi khuẩn không có đặc tính này sẽ không thể phát tán sang các tế bào bên cạnh. Sau khi phá vỡ không bào, vi khuẩn sẽ nhân lên trong tế bào biểu mô và giết chết tế bào này. Quá trình phát tán sang các tế bào bên cạnh dẫn tới việc phá hủy mô và kéo theo hiện tượng viêm và là nguyên nhân gây ra hội chứng kiết lỵ.
Khả năng gây bệnh phụ thuộc vào các gene nằm trên nhiễm sắc thể và cả trên plasmid. Một nhiễm sắc thể lớn chứa các gene mã hóa cho các phân tử protein màng ngoài có vai trò trong quá trình xâm lấn và cả những gene cần cho việc chèn những phân tử protein này vào trong màng tế bào chủ. Các gene trên plasmid cũng cần cho quá trình giải phóng ra khỏi các không bào và phát tán sang các tế bào bên cạnh.
Nhóm E. coli sinh verocytotoxin (VTEC)
Các chủng E. coli biểu hiện một protein độc đối với tế bào Vero (nguyên bào sợi) được phát hiện năm 1977. Đây là nguyên nhân gây ra bệnh viêm đại tràng xuất huyết và hội chứng tan máu urê máu. Bệnh bùng phát tại Mỹ năm 1982 và các chủng VTEC thuộc typ huyết thanh O157 là nguyên nhân chính gây bệnh. Sau đó, bệnh cũng xuất hiện ở một số quốc gia khác do nhiều typ huyết thanh khác gây ra.
Viêm đại tràng xuất huyết là dạng tiêu chảy ra máu và thường không kèm theo sốt. Bệnh này thường bắt đầu bằng triệu chứng đau bụng kèm đi ngoài ra nước. Hội chứng tan máu urê máu với triệu chứng đặc trưng là viêm thận cấp, thiếu máu tan máu vi mạch và giảm tiểu cầu. Nó xảy ra ở tất cả các nhóm tuổi
159
nhưng thường xuất hiện ở trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ và là nguyên nhân chính gây suy thận ở trẻ em. Hội chứng thường gắn liền với hiện tượng đi ngoài ra máu. Nó có thể liên quan tới bệnh ban xuất huyết giảm tiểu cầu huyết khối, trong đó các đặc điểm lâm sàng có thể còn phức tạp hơn nữa khi có ảnh hưởng đến hệ thần kinh và sốt.
Các đặc điểm sinh học, tính chất vật lý và kháng nguyên của Verocytotoxin (VT) rất giống với các độc tố Shiga do Sh. dysenteriae sinh ra. Tuy nhiên, gene mã hóa VT ở E. coli có nguồn gốc từ thực khuẩn thể còn gene mã hóa độc tố Shiga nằm trên nhiễm sắc thể.
Nhóm E. coli bám dính ruột (EAggEC)
EAggEC có đặc điểm đặc trưng là khả năng bám dính vào các tế bào nuôi cấy mô. Những chủng này được phát hiện năm 1987 và là nguyên nhân gây ra bệnh tiêu chảy mãn tính ở trẻ bị suy dinh dưỡng ở Chile và sau đó được công bố ở một số quốc gia khác. Thi thoảng bệnh bùng phát ở châu Âu như ở Anh và khách du lịch tới các vùng dịch có thể nhiễm bệnh. EaggEC có thể tồn tại ở trong phân của người khỏe mạnh, tuy nhiên bệnh tiêu chảy do EaggEC hiếm khi xuất hiện ở các nước công nghiệp phát triển.
Cơ chế EAggEC gây tiêu chảy vẫn chưa được hiểu rõ. Các nghiên cứu tiên phong cũng chưa xác định được liều nhiễm và vị trí bám dính của vi khuẩn trong cơ thể chủ vẫn chưa được xác định. Các chủng EAggEC có thể biểu hiện các lông nhung. Một số chủng sinh độc tố. Tương tự, một số chủng có khả năng tổng hợp chất làm tan máu.