Escherichia coli

Czym jest Escherichia coli i jak trafia do jelit?

Escherichia coli (w skrócie E. coli) to Gram-ujemna pałeczka jelitowa, która zasiedla przewód pokarmowy człowieka już w ciągu kilku pierwszych dni po urodzeniu – najczęściej ze środowiska matki podczas porodu¹. Wśród wszystkich bakterii z rodziny Enterobacteriaceae to właśnie E. coli dominuje w jelicie grubym zdrowych ludzi, stanowiąc co prawda mniej niż 1% całej mikrobioty, ale będąc w tej grupie zdecydowanie najpowszechniejszym gatunkiem¹. Niektóre szczepy potrafią utrzymywać się w jelitach przez miesiące lub nawet lata – dzięki specjalnym strukturom, tzw. fimbriom P, które umożliwiają im przyczepianie się do śluzówki jelita¹.

E. coli żyje głównie w warstwie śluzu pokrywającej nabłonek jelita grubego. Nie trawi sam złożonych cukrów – czerpie proste monosacharydy i disacharydy uwolnione przez inne bakterie beztlenowe rozkładające polisacharydy⁷. Zużywając przy tym tlen, obniża jego stężenie w jelicie, co tworzy odpowiednie warunki dla pożytecznych bakterii ściśle beztlenowych⁸. Produkuje też witaminy K i B12, a fermentując cukry, wytwarza kwasy organiczne (octowy, mlekowy), które hamują wzrost niektórych patogenów⁸⁹.

Jaką rolę pełni E. coli w zdrowej mikrobiocie jelitowej?

Commensal, czyli niechorobotwórcza E. coli, pełni w jelicie kilka ważnych funkcji. Zajmując miejsca przyczepu na komórkach nabłonka, utrudnia patogennym bakteriom kolonizację – to zjawisko nazywa się wykluczeniem konkurencyjnym¹⁰. Produkuje też specjalne białka antybiotykopodobne, zwane mikrosynami (np. mikrocyny M i H47), które hamują wzrost m.in. Salmonella, pałeczek Shiga-toksynotwórczych i innych chorobotwórczych szczepów E. coli¹¹. Pobudza też układ odpornościowy do wytwarzania defensyn – naturalnych peptydów przeciwdrobnoustrojowych¹².

Stabilność tej równowagi zależy od różnorodności mikrobioty. Antybiotyki, ubogie diety czy stany zapalne mogą zaburzyć tę równowagę i doprowadzić do nadmiernego namnożenia szkodliwych szczepów E. coli¹³. Wtedy bakteria, która normalnie jest sprzymierzeńcem, może stać się tzw. patobiontem – wywoływać stan zapalny i zwiększać przepuszczalność bariery jelitowej¹⁴.

Jak patogenne szczepy E. coli wywołują chorobę?

Chorobotwórcze szczepy E. coli posiadają specyficzne czynniki wirulencji, których brakuje szczepom komensalnym. ETEC (szczep enterotksynogenny) produkuje termolabilną toksynę LT, która pobudza cyklazę adenylową i zwiększa stężenie cAMP w komórkach jelitowych – to napędza wydzielanie chlorków i wody do światła jelita, powodując wodnistą biegunkę¹⁵. Podobnie działa termostabilna toksyna ST poprzez cGMP. ETEC jest główną przyczyną biegunki podróżnych.

EHEC (szczep enterokrwotoczny, m.in. O157:H7) produkuje toksyny Shiga (Stx1 i Stx2), które blokują syntezę białek w komórkach nabłonka, wywołując krwawą biegunkę. Toksyna Stx2 jest szczególnie niebezpieczna – zwiększa ryzyko zespołu hemolityczno-mocznicowego (HUS), który może prowadzić do ostrej niewydolności nerek¹⁶. EPEC wstrzykuje do komórek jelitowych około 20 efektorów przez system sekrecji typu III, niszcząc mikrokosmki i zwiększając przepuszczalność połączeń ścisłych¹⁷.

Czym jest E. coli Nissle 1917 i co go wyróżnia spośród innych szczepów?

E. coli Nissle 1917 (EcN) to niechorobotwórczy szczep E. coli serotypu O6:K5:H1, wyizolowany w 1917 roku przez niemieckiego lekarza Alfreda Nissle od żołnierza, który nie zachorował podczas epidemii czerwonki wśród swoich towarzyszy¹⁸. Przez ponad sto lat badań klinicznych i laboratoryjnych zgromadzono obszerne dane potwierdzające jego bezpieczeństwo i skuteczność. Jest to jedyny szczep E. coli stosowany jako lek probiotyczny zarejestrowany w Europie, Kanadzie i Australii¹⁸.

Co wyróżnia Nissle 1917 spośród innych E. coli? Jego lipopolisacharyd (LPS) ma skróconą łańcuch O-antygenu i słabiej wiąże receptor TLR-4, dzięki czemu nie wywołuje silnej reakcji zapalnej typowej dla patogenów¹⁹. Posiada sześć różnych systemów pozyskiwania żelaza, produkuje mikrocyny M i H47, wzmacnia białka połączeń ścisłych (ZO-1, ZO-2, okludynę, klaudyny), a jego flagelina stymuluje wytwarzanie ludzkiej beta-defensyny-2 w komórkach nabłonkowych¹²¹⁹. Zwiększa też wydzielanie serotoniny przez komórki enterochromafinowe – co może wpływać na perystaltykę jelit¹⁹.

W jakich chorobach stosuje się E. coli Nissle 1917?

Najlepiej udokumentowanym zastosowaniem klinicznym EcN jest podtrzymanie remisji wrzodziejącego zapalenia jelita grubego (WZJ). Europejskie Towarzystwo Crohna i Colitis (ECCO) uznaje go za jedyny probiotyk rekomendowany w tym wskazaniu². Kilka randomizowanych, podwójnie zaślepionych badań wykazało, że EcN jest równie skuteczny jak mesalazyna w podtrzymaniu remisji u dorosłych³²⁰. W jednym z badań remisję osiągnęło 68% pacjentów leczonych EcN i 75% leczonych mesalazyną – różnica nieistotna statystycznie²⁰. Badania obejmują też dzieci i młodzież²¹.

W próbie klinicznej z zastosowaniem wlewek doodbytniczych (enema) z EcN u pacjentów z aktywnym dystalnym WZJ stwierdzono zależną od dawki odpowiedź: remisję osiągnęło 52,9% pacjentów przy dawce 40 ml, 44,4% przy 20 ml i 27,3% przy 10 ml, wobec 18,2% w grupie placebo (p = 0,0446 w analizie per-protocol)²². Badania nie potwierdziły natomiast skuteczności EcN w chorobie Leśniowskiego-Crohna²³.

W wieloośrodkowym badaniu III fazy u 113 niemowląt i małych dzieci (2–47 miesięcy) z ostrą biegunką zakaźną EcN skrócił czas trwania choroby o 2,3 dnia – mediana czasu do ustąpienia objawów wyniosła 2,5 dnia przy EcN wobec 4,8 dnia przy placebo (p = 0,0007). Odpowiedź w ciągu 10 dni osiągnęło 94,5% dzieci leczonych EcN i 67,2% z grupy placebo⁴. Probiotyk stosowany był w dawce 10⁸ żywych bakterii na mililitr, podawany 1–3 razy dziennie zależnie od wieku²⁴.

Podwójnie zaślepione badania wykazały też poprawę w zespole jelita drażliwego (IBS) oraz przewlekłych zaparciach²³²⁵. Stosowany doustnie w dawce od 2,5 × 10⁹ do 25 × 10⁹ CFU na dobę (zwykle w kapsułkach lub saszetkach liofilizowanych)²⁶.

Kiedy skontaktować się z lekarzem?

Zakażenie chorobotwórczą E. coli może przebiegać łagodnie, ale w pewnych sytuacjach wymaga natychmiastowej pomocy medycznej. Pilnie skontaktuj się z lekarzem lub jedź na izbę przyjęć, gdy biegunce towarzyszy krew lub śluz w stolcu, gorączka powyżej 38,5°C, objawy odwodnienia (silne pragnienie, skąpomocz, zawroty głowy) lub gdy objawy utrzymują się dłużej niż 3–4 dni⁵. Szczególnie alarmujące są: zmniejszenie ilości oddawanego moczu, bladość, siniaczenie lub żółtaczka – mogą świadczyć o rozwijającym się zespole hemolityczno-mocznicowym (HUS), który jest powikłaniem zakażenia EHEC wymagającym hospitalizacji¹⁶.

Jeśli stosujesz probiotyk zawierający E. coli Nissle 1917, skonsultuj się z lekarzem lub farmaceutą przed jego użyciem, jeśli:

• jesteś w ciąży lub karmisz piersią (brak wystarczających danych bezpieczeństwa),
• masz niedobory odporności (np. w trakcie chemioterapii, leczenia immunosupresyjnego, zakażenia HIV),
• Twoje dziecko urodziło się przedwcześnie lub ma bardzo niską masę urodzeniową – stosowanie EcN u wcześniaków wiązało się z przypadkami sepsy⁶,
• przyjmujesz antybiotyki – wcześniejsza ekspozycja na antybiotyki może zmienić zachowanie probiotyku w jelicie³¹,
• masz marskość wątroby lub inną poważną chorobę przewlekłą.

Objawy niepożądane przy stosowaniu EcN są rzadkie i łagodne – w badaniach klinicznych ich częstość była porównywalna z placebo (ok. 3,5%)⁴. Jeśli jednak po rozpoczęciu kuracji pojawią się niepokojące dolegliwości ze strony przewodu pokarmowego, gorączka lub ogólne pogorszenie samopoczucia, przerwij stosowanie i skonsultuj się z lekarzem.

Przyszłość: inżynieryjne szczepy E. coli jako leki nowej generacji

E. coli Nissle 1917 budzi rosnące zainteresowanie jako platforma do tworzenia tzw. żywych bioterapetyków. Genetycznie zmodyfikowany szczep SYNB1618, oparty na EcN, wyraża enzym rozkładający fenyloalaninę – w badaniu klinicznym fazy 2 u pacjentów z fenyloketonurią (PKU) obniżył stężenie fenyloalaniny we krwi; wcześniejsze badania na modelach mysich pokazały redukcję nawet o 58%³². Inne inżynieryjne wersje EcN badane są jako narzędzia do zwalczania Pseudomonas aeruginosa w zakażeniach jelitowych (redukcja liczby bakterii o 77% w modelu mysim) oraz jako potencjalne szczepionki podawane donosowo³³³⁴. To wciąż wczesna faza badań – wyniki z modeli zwierzęcych i wstępnych prób klinicznych wymagają potwierdzenia w dużych badaniach u ludzi.

Jeśli lekarz lub gastroenterolog zalecił Ci probiotyk z E. coli Nissle 1917 w przebiegu wrzodziejącego zapalenia jelita grubego, stosuj go regularnie zgodnie z zaleceniami – skuteczność tego szczepu w podtrzymaniu remisji jest najlepiej udokumentowana spośród wszystkich dostępnych probiotyków dla tej choroby. W przypadku ostrej biegunki u dziecka porozmawiaj z pediatrą o możliwości zastosowania EcN jako uzupełnienia nawodnienia. Nie stosuj probiotyków zawierających E. coli jako substytutu leczenia farmakologicznego ani w leczeniu ostrych zakażeń – w takich sytuacjach konieczna jest konsultacja lekarska i, jeśli wskazane, antybiotykoterapia.