INF16 Extracellulaire infecties

# Infecties met extracellulaire pathogenen, met focus op E. coli Dit onderwerp behandelt de mechanismen achter infecties veroorzaakt door extracellulaire pathogenen, voornamelijk *E. coli*, inclusief hun ecologie, pathogene stammen, immuunrespons en diagnostiek. ## 16.1. E. coli en zijn niche *Escherichia coli* (*E. coli*) is een bacterie waarmee in eerdere lessen reeds uitgebreid kennis is gemaakt, onder andere met betrekking tot de normale flora, urineweginfecties en diarree. *E. coli* is aanwezig in het darmkanaal van mensen en vele warmbloedige diersoorten. Het wordt ook beschouwd als een indicator van fecale contaminatie van leidingwater [3](#page=3). ### 16.1.1. De weerstand van het menselijk lichaam tegen infectie Ondanks de alomtegenwoordigheid van *E. coli* in onze omgeving, slaagt de bacterie erin de dundarm en dikdarm van de mens te koloniseren, waar het deel uitmaakt van de commensale flora. De omstandigheden in deze gebieden zijn blijkbaar geschikt voor de bacterie, terwijl andere ecosystemen (zoals de keel) dat niet zijn. Wanneer de barrières van het lichaam echter kwalitatief veranderen, kan *E. coli* andere plaatsen koloniseren. Voorbeelden hiervan zijn de keel na antibiotica-inname of bij chronisch zieken, vochtige en gemacereerde huidplooien, en chronische wonden zoals decubitusletsels [3](#page=3). ### 16.1.2. Variabiliteit en pathogeniteit van E. coli Een aanzienlijk deel van het *E. coli*-genoom is variabel, met de aanwezigheid van extra genen en 'pathogenicity islands' (PAI's). Op basis van zijn basisgenoom is *E. coli* commensaal, maar sommige stammen ontwikkelen zich tot pathogenen die urineweginfecties en gastro-intestinale infecties kunnen veroorzaken (uropathogene en enteropathogene stammen). Naast deze pathogene stammen kunnen commensale stammen, bij een defect van de barrières en/of het immuunsysteem, conditionele infecties veroorzaken [3](#page=3). ## 16.2. Conditionele infecties met ‘commensale’ E. coli Conditionele infecties met commensale *E. coli* treden grotendeels op als gevolg van een verminderde barrièrefunctie van het lichaam [4](#page=4). * **Afwijkingen van afvoerwegen:** Bij afwijkingen van de afvoerwegen, en bij weerstandsdalingen, kunnen de galblaas en galwegen geïnfecteerd raken (cholecystitis), evenals de urinewegen. Hierbij is de barrière functioneel beschadigd [4](#page=4). * **Abnormale huidkolonisatie:** Bij abnormale kolonisatie van de huid, zoals bij maceratie, kan een oppervlakkige ontsteking optreden in bijvoorbeeld liezen (intertrigo) of de gehoorgang (otitis externa). Dit gebeurt onder gewijzigde omstandigheden van de barrières [4](#page=4). * **Diepere weefselinfecties:** *E. coli* kan diepere weefsels binnendringen en inflammatie (diffuse ontsteking en/of abces) veroorzaken, bijvoorbeeld peritonitis en buikabcessen, of postoperatieve wondinfecties. Deze infecties zijn vaak menginfecties waarbij de virulentiefactoren van andere species complementair werken, wat wijst op massief beschadigde barrières [4](#page=4). * **Metastatische infecties:** De genoemde infecties kunnen ertoe leiden dat cellen in de bloedbaan terechtkomen en naar andere plaatsen worden getransporteerd, wat resulteert in meningitis en andere metastatische infecties zoals artritis. De aanwezigheid van specifieke O- en K-antigenen is hierbij bevorderlijk [4](#page=4). * **Belang van immuniteit:** Door voortdurend contact met diverse *E. coli*-stammen bouwt het lichaam geleidelijk immuniteit op. Echter, door de grote variatie aan stammen duiken er altijd nieuwe op waarvoor nog geen beschermende immuniteit bestaat [4](#page=4). ## 16.3. Afweer tegen pyogene bacteriën De afweer tegen pyogene bacteriën omvat verschillende componenten van het immuunsysteem en de inflammatoire respons. ### 16.3.1. Inflammatoire response op een bacteriële infectie: de inflammatoire respons De inflammatoire respons is een cruciale reactie van het lichaam op bacteriële infecties. Dit proces omvat de activering van immuuncellen en de vrijlating van mediatoren die helpen bij de eliminatie van de pathogeen en het herstel van weefsels [2](#page=2). ### 16.3.2. Effector Arm De 'effector arm' verwijst naar de immuuncelcomponenten en moleculen die daadwerkelijk de pathogeen bestrijden en de schade aanrichten die nodig is voor eliminatie. Dit omvat fagocyten zoals neutrofielen en macrofagen, en de productie van antilichamen en complementcomponenten [2](#page=2). ### 16.3.3. Inflammatoire response op een bacteriële infectie: bloedbeeld Een bacteriële infectie beïnvloedt het bloedbeeld. Typisch is er een verhoogd aantal witte bloedcellen, met name neutrofielen (leukocytose met neutrofilie), wat duidt op een actieve immuunrespons [2](#page=2). ### 16.3.4. Complicaties: abces Een abces is een gelokaliseerde ophoping van pus, die ontstaat wanneer het immuunsysteem probeert een infectie in te dammen. Het vormt een chronische ontstekingshaard en kan een reservoir voor bacteriën worden [2](#page=2). ### 16.3.5. Complicaties: septische shock Septische shock is een levensbedreigende complicatie van bacteriële infecties waarbij een wijdverspreide ontsteking leidt tot een gevaarlijke daling van de bloeddruk. Dit kan het gevolg zijn van de vrijlating van grote hoeveelheden endotoxinen (bij Gram-negatieve bacteriën zoals *E. coli*) of exotoxinen [2](#page=2). ## 16.4. Infecties met pathogene E. coli stammen Pathogene *E. coli* stammen onderscheiden zich van commensale stammen door de aanwezigheid van specifieke virulentiefactoren [13](#page=13). ### 16.4.1. Virulentiefactoren van E. coli Virulentiefactoren kunnen worden onderverdeeld in die welke aanwezig zijn bij alle stammen en die welke specifiek zijn voor uro- en enteropathogenen [13](#page=13). * **Aanwezig bij alle stammen:** * Adhesines: helpt bij hechting aan gastheercellen [13](#page=13). * Hemolysine: werkt cytotoxisch [13](#page=13). * Kapsels: antifagocytair [13](#page=13). * Sideroforen: nemen ijzer op [13](#page=13). * Sommige O-antigenen: anti-complementair [13](#page=13). * Endotoxine in de celwand: belangrijk bij inflammatie [13](#page=13). * **Aanwezig bij uro- en enteropathogenen:** * Extra adhesines en toxines [13](#page=13). De basisgenoom van *E. coli* is groen weergegeven, terwijl pathogene eigenschappen afkomstig zijn van pathogenecislandjes (PAI's) die rood, blauw en oranje gekleurd zijn in de afbeelding [13](#page=13). ### 16.4.2. Uropathogene E. coli (UPEC) *E. coli* is de meest voorkomende verwekker van urineweginfecties (UTI's). Dit komt deels doordat de bacterie alomtegenwoordig is in de darm en zich dus dicht bij de urinewegen bevindt. UTI's kunnen ontstaan door bevorderende factoren die de blaaslediging compromitteren. Echter, ook 'spontane' UTI's, vooral bij vrouwen, worden frequent door *E. coli* veroorzaakt. Uropathogene stammen van *E. coli* zijn meer virulent en in staat het blaas- en nierepitheel te koloniseren met behulp van specifieke adhesines, met name Type 1 pili. Deze adhesines binden aan specifieke receptoren die niet bij iedereen aanwezig zijn, wat duidt op een genetische component. Verschillen in blaas- en nierepitheelcellen kunnen verklaren waarom sommige stammen meer cystitis veroorzaken en andere eerder pyelonefritis [14](#page=14). > **Tip:** Het begrip 'uro-pathogeen' duidt op *E. coli* stammen die specifiek zijn aangepast om infecties in het urinewegstelsel te veroorzaken [14](#page=14). ### 16.4.3. Gastro-intestinale infecties door E. coli Diarree is wereldwijd een belangrijke oorzaak van morbiditeit en mortaliteit, met name in arme, tropische landen. Naast virale en protozoaire verwekkers, is *E. coli* een belangrijke bacteriële verwekker, maar alleen 'enteropathogene *E. coli*' (EPEC) veroorzaken infectie. Er bestaan verschillende typen enteropathogene *E. coli*, die leiden tot uiteenlopende klinische beelden [15](#page=15). * **Gastroenteritis:** Kan variëren van banaal tot ernstig door vochtverlies [15](#page=15). * **Dysenterie:** Ernstigere klachten met etter en bloed in de ontlasting, koorts en algemeen ziek zijn, vergelijkbaar met een *Shigella*-infectie [15](#page=15). * **Effecten op afstand:** Zoals het Hemolytisch Uremisch Syndroom (HUS) [15](#page=15). Diarrheale ziekten zijn een belangrijke oorzaak van ziekte en overlijden bij kinderen in economisch zwakkere landen [15](#page=15). ### 16.4.4. Algemeen overzicht van potentiële reservoirs en transmissiewegen voor pathogene E. coli Pathogene *E. coli*-stammen kunnen in diverse dierlijke reservoirs worden aangetroffen en zich tussen dieren verspreiden. Fecale materie kan voedsel, irrigatiewater of recreatief/drinkwater contamineren. Mensen kunnen worden blootgesteld na consumptie van gecontamineerd voedsel of water, of via direct contact met gekoloniseerde dieren. Secundaire transmissie kan tussen mensen plaatsvinden, vaak in kinderdagverblijven of verpleeghuizen. Voedsel kan besmet raken door slechte kookpraktijken, waarbij bijvoorbeeld ongekookt vlees in contact komt met ander voedsel. Daarnaast kunnen symptomatische of asymptomatische voedselbereiders voedsel contamineren, vooral bij ontoereikende handhygiëne. Besmetting van recreatief of drinkwater kan optreden door blootstelling aan menselijk rioolwater [16](#page=16). Dit schema beschrijft de feco-orale transmissie van *E. coli* als verwekker van diarree. Voor de meeste andere verwekkers van gastro-intestinale infecties is het patroon zeer vergelijkbaar, met soms enkele specifieke varianten [16](#page=16). ### 16.4.5. Overzicht van de verschillende enteropathogene E. coli stammen *E. coli*-stammen kunnen op verschillende manieren diarree veroorzaken, wat resulteert in eigen biologie (pathogene eigenschappen), verschillende klinische beelden (waterige diarree versus 'etterige' diarree, en tussenvormen) en complicaties [18](#page=18). * **Enteropathogene E. coli (EPEC):** Hechten zich aan het darmepitheel en vervlakken de microvili [18](#page=18). * **Shiga-toxine-producerende E. coli (STEC):** Produceren een shigatoxine. Deze stammen worden verderop besproken [18](#page=18). * **Enterotoxigene E. coli (ETEC):** Hebben 'colonization factors' (CFs) voor aanhechting en produceren enterotoxines die werken zoals het choleratoxine, wat leidt tot zuiver water- en elektrolytenverlies [18](#page=18). * **Enteroaggregatieve E. coli (EAEC):** Vormen biofilms op de mucosa. De bacteriën hechten zich zowel aan elkaar als aan het celoppervlak en vormen 'aggregative adherence' patronen (AA), ook beschreven als "gestapelde bakstenen" [18](#page=18). * **Diffusely adherent E. coli (DAEC):** De cellen zijn los over het oppervlak gespreid, resulterend in een 'diffuse adherence' (DA) patroon [18](#page=18). * **Adherent invasive E. coli (AIEC):** Koloniseert de intestinale mucosa, kan epitheelcellen binnendringen en zich repliceren in macrofagen. AIEC gebruikt type I pili om te adhereren aan de intestinale cellen [18](#page=18). * **Enteroinvasieve E. coli (EIEC):** (Vergelijkbaar met *Shigella* sp.) Zijn intracellulaire pathogenen die de mucosale cellen penetreren via M-cellen en tot in de submucosa geraken. EIEC en *Shigella* doden submucosale macrofagen en verspreiden zich verder door laterale invasie van de colonocyten [18](#page=18). ### 16.4.6. STEC shigatoxin producerende E. coli Naast specifieke adhesines, bezitten deze stammen een shigatoxine en diverse andere genen of een pathogenicity island dat via een bacteriofaag of plasmide wordt overgebracht. EHEC (enterohemorragische) *E. coli* en VTEC (verotoxine producerende) *E. coli* zijn (bijna) synoniemen. Het klinische beeld varieert van gewone diarree tot bloederige diarree, al dan niet gecompliceerd door Hemolytisch Uremisch Syndroom (HUS) [19](#page=19). * **Eerste fase:** Diarree, vaak bloederig, veroorzaakt door lokale celschade door het toxine [19](#page=19). * **Tweede fase (7-10 dagen later):** Complicatie door toxinewerking op diverse cellen, waaronder niercellen. Dit leidt tot trombocytopenie, hemolytische anemie en acute nierinsufficiëntie. Er zijn geen bacteriën op de plaats van deze letsels, aangezien het toxine op afstand van de infectiehaard werkt [19](#page=19). Een bekende STEC is *E. coli* O157:H7; niet alle van deze stammen zijn pathogeen en omgekeerd veroorzaken een reeks andere stammen dezelfde ziekte. Deze (O157) *E. coli* was sterk geassocieerd met rundvee en rundvlees, wat een grote impact had op het management van voedselveiligheid (bv. hamburgerketens, waarbij kleine aantallen bacteriën overleven als voedsel niet volledig gaar is) [19](#page=19). Laboratoriumdiagnostiek richt zich niet zozeer op het opzoeken van typische serotypes, maar op het aantonen van de toxines in stoelgang of in gekweekte *E. coli*-stammen met moleculaire technieken, wat grotendeels in referentielaboratoria gebeurt [19](#page=19). ### 16.4.7. HUS: binding van Shiga-toxine Het Hemolytisch Uremisch Syndroom (HUS) treedt op door de binding van shiga-toxine aan de globotriaosylceramide (Gb3) receptor op het oppervlak van het glomerulaire endotheel. Beschadiging van de nierfunctie leidt tot nierinsufficiëntie, wat tijdelijk of in sommige gevallen definitief noodzaakt tot nierdialyse of niertransplantatie. Sommige personen met reeds een chronische ziekte overlijden [20](#page=20). #### 16.4.7.1. Intermezzo: De 'HUS' epidemie in Duitsland in 2011 Een nieuwe stam van *Escherichia coli* O104:H4 veroorzaakte in mei-juni 2011 een ernstige uitbraak van voedselgerelateerde ziekten, voornamelijk in Noord-Duitsland. De ziekte kenmerkte zich door bloederige diarree met een hoge frequentie van ernstige complicaties, waaronder HUS, een aandoening die dringende behandeling vereist. De uitbraak werd aanvankelijk toegeschreven aan een enterohemorragische (EHEC) stam van *E. coli*, maar bleek later veroorzaakt te zijn door een enteroaggregatieve E. coli (EAEC) stam die genen voor shiga-toxineproductie had verworven [20](#page=20). De epidemie in Duitsland telde 4075 gevallen in 16 landen, met 908 gevallen van HUS (waarvoor hemodialyse nodig was) en 50 doden. De bacterie was nog niet gekend en betrof een nieuwe 'soort', waardoor het enige tijd duurde voordat een onderzoekslaboratorium de stam had gekarakteriseerd en gemakkelijker kon opsporen [21](#page=21). #### 16.4.7.2. Op zoek naar de bron van de epidemie Na de melding dat komkommers en tomaten de bron van de infectie waren, stortte de Europese groentemarkt in, met enorme economische schade. Later bleek dat de bron fenegriek-zaadjes was, die na kieming in rauwkostsalades werden geserveerd. De zaadjes bleken afkomstig uit Egypte, waar ze mogelijk waren besproeid met water dat door veestapels of een andere (fecale) bron was bezoedeld [22](#page=22). ## 16.5. Diagnose van E. coli infecties De diagnose van *E. coli*-infecties varieert afhankelijk van het type infectie [23](#page=23). * **E. coli en urineweginfecties:** Urine is een type II monster, wat betekent dat contaminatie met bacteriën die normaal of tijdelijk in de omgeving aanwezig zijn (urethra, vulva, glans) kan optreden. Daarom is zorgvuldige afname essentieel. Urine wordt kwantitatief gekweekt, en alleen uropathogene bacteriën worden gezocht en gerapporteerd. De drempel voor een positieve kweek is afhankelijk van de afname, het geslacht van de patiënt, en de aanwezigheid van symptomen [23](#page=23). * **E. coli en diarree:** Feces is een type III monster, met altijd aanwezige bacteriën. Het laboratorium moet weten welke de verwekkers van diarree zijn en hoe deze te herkennen (meestal met selectieve bodems). Enteropathogene *E. coli* (in brede zin) kunnen alleen met moleculaire technieken worden onderscheiden van commensale stammen, wat praktisch zelden gebeurt, waardoor de diagnose van diarree door *E. coli* moeilijker is dan bij andere verwekkers [23](#page=23). * **E. coli en diepe infecties (abcessen, cholecystitis…):** Bij infecties van de buikholte of galwegen is er vaak geen monster beschikbaar, tenzij er geopereerd wordt. Bij meningitis of artritis kan materiaal voor kweek verkregen worden door punctie. Hemoculturen kunnen de verwekker soms opsporen, hoewel dit type I monsters zijn en kwetsbaar voor contaminatie [23](#page=23). * **E. coli in chronische wonden:** Chronische wonden zijn gecontamineerd door diverse bacteriën, waaronder *E. coli*. De aanwezigheid van *E. coli* betekent op zichzelf niet dat er sprake is van een infectie die behandeld moet worden [23](#page=23). ## 16.6. Typering van E. coli ### 16.6.1. O-, H- en K-antigenen * **K of kapsel-antigeen:** Een beschermende laag rond de bacterie [24](#page=24). * **H of flagellair-antigeen:** Antigeen op de flagellen (zweepdraden) [24](#page=24). * **O of somatisch antigeen:** Antigeen op de celwand [24](#page=24). Een oudere methode om stammen van elkaar te onderscheiden is serotypering, gebaseerd op O-, H- en K-serotypes. Tegenwoordig zijn er diverse nieuwe moleculaire technieken beschikbaar. Bij *E. coli* is serotypering lange tijd (en nog steeds enigszins) in gebruik geweest omdat serotypes ook geassocieerd zijn met pathotypes. Het verband tussen bepaalde serotypes en enteropathogene eigenschappen blijkt echter minder duidelijk dan men vroeger dacht [24](#page=24). > **Voorbeeld:** *Escherichia coli* O104:H4 is een voorbeeld van een serotype dat in verband is gebracht met een ernstige HUS-epidemie [24](#page=24). --- # Afweer tegen pyogene bacteriën Deze sectie behandelt de immuunafweer tegen pyogene bacteriën, inclusief de inflammatoire respons, de rol van cytokines en chemokines, de effector arm van de immuniteit en veranderingen in het bloedbeeld tijdens een infectie. ### 16.3.1. Inflammatoire respons op een bacteriële infectie De lokale aanwezigheid van bacteriën wordt gedetecteerd door weefselmacrofagen, die uitgerust zijn met pathogen recognition receptoren (PRRs) zoals Toll-like receptoren (TLRs). Deze receptoren detecteren pathogen-associated molecular patterns (PAMPs), zoals lipopolysaccharide (LPS) uit de celwand van gramnegatieve bacteriën via het TLR4/CD14 complex [7](#page=7). Macrofagen fagocyteren bacteriën en scheiden vervolgens cytokines (zoals IL-1, IL-6, IL-8, TNF) en prostaglandines vrij, die een inflammatoire respons uitlokken. Deze mediatoren, samen met geactiveerd complement en histamine uit mestcellen, leiden tot [7](#page=7): 1. **Verhoogde vasculaire permeabiliteit**: Dit resulteert in lokale accumulatie van plasmafactoren en vocht, wat leidt tot zwelling (tumor) [7](#page=7). 2. **Verhoogde bloeddoorstroming**: Vasodilatatie zorgt voor lokale roodheid en warmte (rubor, calor), wat de instroom van rekruterende cellen, zoals neutrofielen (chemotactisch aangetrokken door IL-8), faciliteert voor het opruimen van bacteriën [7](#page=7). 3. **Stimulatie van pijnzenuwen**: Zwelling en inflammatoire mediatoren stimuleren pijnsensibele zenuwen (dolor) en kunnen het functioneren van het aangedane orgaan of de regio belemmeren (functio laesa) [7](#page=7). Dit klassieke syndroom van tumor, calor, rubor, dolor en functio laesa helpt bij het snel opruimen van bacteriën door fagocytose (geholpen door opsonisatie) en directe lyse door complement. Naast lokale reacties kunnen er systemische reacties optreden, zoals koorts (via IL-1/TNF effect op het centrale zenuwstelsel, wat nuttig kan zijn voor metabolisme, immuuncelfunctie en remming van bacteriële replicatie) en acute fase eiwitsynthese in de lever (IL-6 gemedieerd) [7](#page=7). > **Tip:** Cytokines zijn kleine eiwitten (~ 25 kDa) die door specifieke cellen worden afgescheiden en reageren op binding aan specifieke receptoren, wat leidt tot diverse effecten. Chemokines zijn specifieke cytokines die verantwoordelijk zijn voor chemoattractie. Interleukines (IL) zijn cytokines die door en op leukocyten inwerken [5](#page=5). > **Tip:** Verschillende pathogenen maken gebruik van verschillende receptoren, wat leidt tot verschillende cytokinenproductie [5](#page=5). ### 16.3.2. Effector arm van de immuniteit tegen extracellulaire, pyogene bacteriën De bescherming tegen extracellulaire, pyogene bacteriën omvat de volgende elementen: * **Neutrofielen**: Cruciaal voor de fagocytose en vernietiging van bacteriën [9](#page=9). * **Antilichamen**: Spelen een rol in opsonisatie en het activeren van complement [9](#page=9). * **Complement**: Een cascade van eiwitten die kan leiden tot directe lyse van bacteriën en het aantrekken van immuuncellen [9](#page=9). * **Oxidatieve burst**: Neutrofielen genereren reactieve zuurstofspecies om pathogenen te doden [9](#page=9). * **NETose (Neutrophil Extracellular Traps)**: Neutrofielen ejecteren hun kernmateriaal, inclusief DNA, om bacteriën in een netwerk te vangen en te neutraliseren [9](#page=9). ### 16.3.3. Inflammatoire respons op een bacteriële infectie: bloedbeeld De mediatoren die vrijkomen bij een inflammatoire respons hebben systemische effecten die diagnostisch relevant zijn. Bij een bacteriële infectie zien we vaak [10](#page=10): * **Verhoogd aantal neutrofielen**: Inclusief een toename van immature vormen zoals staven en metamyelocyten (bekend als 'linksverschuiving' ) [10](#page=10). * **Trombocytose**: Een verhoogd aantal bloedplaatjes [10](#page=10). * **Veranderingen in acute fase eiwitten**: * **Positieve acute fase eiwitten**: Toename in concentratie, zoals C-reactief proteïne (CRP), serum amyloid A, haptoglobine en fibrinogeen [10](#page=10). * **Negatieve acute fase eiwitten**: Afname in concentratie, zoals transferrine, wat leidt tot een daling in serumijzer en spiegels van andere metalen. Deze daling dient om bacteriële replicatie te remmen, aangezien deze ionen nodig zijn voor hun metabolisme [10](#page=10). Deze chemische veranderingen in het bloed beïnvloeden de sedimentatiesnelheid van rode bloedcellen (bloedbezinking, ESR - erythrocyte sedimentation rate), een aspecifieke maar waardevolle indicator van inflammatie [10](#page=10). --- # Complicaties van bacteriële infecties Dit onderwerp belicht de ernstige complicaties die kunnen voortkomen uit bacteriële infecties, met specifieke aandacht voor abcesvorming en septische shock. ### 3.1 Abcesvorming Bij een minimale invasie door elimineerbare bacteriën, zal de inflammatoire respons doorgaans leiden tot snelle opruiming van de pathogenen. Wanneer de afweer echter verminderd is, de bacteriële belasting massaal is, of de bacteriën moeilijk te elimineren zijn, kan dit proces langer duren en leiden tot duidelijkere symptomen. Dit kan resulteren in ophopingen van bacteriën en granulocyten in een hevige strijd, die leiden tot de vorming van ettercollecties. Deze etter kan lichaamsholten vullen, zoals in het geval van een empyeem (bijvoorbeeld door *E. coli* in de buikholte na een darmperforatie), of zich inkapselen in weefsel, wat resulteert in een abces [11](#page=11). > **Tip:** Het ontstaan van een abces is paradoxaal genoeg een teken van een reactie van de gastheer, wat initieel als een positief teken kan worden beschouwd ("pus bonum et laudabile") [11](#page=11). Een abces wordt gekenmerkt door een vochtcollectie die moeilijk penetreerbaar is voor immuuncellen en antibiotica, omdat het is afgekapseld. Daarom wordt het verwijderen van een abces als een prioriteit beschouwd om langdurige risico's voor de patiënt te vermijden; indien nodig door incisie en chirurgische drainage ("ubi pus, ibi evacua") [11](#page=11). ### 3.2 Septische shock Systemische inflammatoire reacties bij infecties kunnen extreem hevig zijn, vooral bij een massale invasie van bacteriën die leiden tot de gelijktijdige vrijlating van mediatoren door een groot aantal macrofagen. Dit kan gepaard gaan met wijdverspreide vasodilatatie, resulterend in een bloeddrukdaling (shock), diffuse intravasculaire stolling, lekkende capillairen en multi-orgaanfalen. Een dergelijke septische shock, die experimenteel kan worden opgewekt door intraveneuze toediening van lipopolysaccharide (LPS), is een levensbedreigende toestand [12](#page=12). Patiënten met een verminderde klaring van pathogenen lopen een verhoogd risico op sepsis. Dit omvat individuen met asplenie (die baat hebben bij regelmatige vaccinatie tegen gekapselde bacteriën zoals pneumokokken), patiënten met neutropenie, of personen met deficiënties in het complementsysteem of antistoffen [12](#page=12). Pogingen om septische shock te behandelen met enkelvoudige anti-cytokine therapieën zoals anti-TNF, anti-IL6 of anti-HMGB antistoffen blijken onvoldoende effectief. Er wordt gesuggereerd dat combinaties van anti-cytokines mogelijk meer therapeutisch potentieel hebben [12](#page=12). --- # Diagnostiek en behandeling van E. coli infecties This section details the diagnostic approaches and treatment strategies for infections caused by *Escherichia coli*, considering different infection types and specimen sources. ### 4.1 Diagnostiek van E. coli infecties The diagnostic methods for *E. coli* infections are highly dependent on the type and location of the infection, influencing the type of sample taken and the interpretation of results. #### 4.1.1 Specimentypes en contaminatie * **Urineweginfecties:** Urine wordt beschouwd als een type II staal, wat betekent dat er een verhoogd risico op contaminatie is door bacteriën die van nature in de urethra, vulva of glans aanwezig zijn. Adequate afnameprocedures zijn cruciaal om contaminatie te minimaliseren. Kwantitatieve kweek van urine wordt toegepast, waarbij alleen uropathogene bacteriën worden gezocht en gerapporteerd. De drempelwaarde voor een positieve kweek is afhankelijk van de afnameprocedure, het geslacht van de patiënt (minder contaminatie bij mannen), en de aanwezigheid van symptomen (hogere drempel bij asymptomatische patiënten) [23](#page=23). * **Diarree:** Feces is een type III staal, wat inhoudt dat het altijd bacteriën bevat. Het laboratorium moet specifiek weten welke bacteriën diarree veroorzaken en hoe deze te herkennen, vaak door middel van selectieve media. Het onderscheiden van enteropathogene *E. coli* stammen van commensale stammen vereist moleculaire technieken, die in de praktijk zelden worden toegepast, wat de diagnose van diarree door *E. coli* complexer maakt dan bij andere verwekkers [23](#page=23). * **Diepe infecties (abcessen, cholecystitis, etc.):** Voor infecties van de buikholte en galwegen is vaak geen staal beschikbaar, tenzij er een operatie plaatsvindt. Bij meningitis of artritis kan materiaal verkregen worden via punctie voor kweek. Hemoculturen kunnen de verwekker soms identificeren, hoewel dit een type I staal is dat kwetsbaar is voor contaminatie door huidbacteriën tijdens de afname [23](#page=23). * **Chronische wonden:** Chronische wonden zijn vaak gecontamineerd door diverse bacteriën, waaronder *E. coli*. De aanwezigheid van *E. coli* in een chronische wond betekent niet automatisch dat er een infectie is die behandeling vereist [23](#page=23). #### 4.1.2 Typering van E. coli stammen Historisch gezien werd serotypering toegepast om *E. coli* stammen te onderscheiden, gebaseerd op de O (somatisch), H (flagellair) en K (kapsel) antigenen. Deze methode was in gebruik omdat bepaalde serotypes geassocieerd werden met specifieke pathotypes. Echter, het verband tussen specifieke serotypes en enteropathogene eigenschappen is minder duidelijk gebleken dan men aanvankelijk dacht. Tegenwoordig worden moleculaire technieken gebruikt voor een meer verfijnde typering van *E. coli* stammen [24](#page=24). > **Tip:** Hoewel serotypering een historische methode is, blijven de principes van antigenen (O, H, K) een basis voor het begrijpen van bacteriële diversiteit. ### 4.2 Behandeling van E. coli infecties De behandeling van *E. coli* infecties omvat antibiotica, chirurgische ingrepen en supportieve zorg, afhankelijk van de ernst en locatie van de infectie. #### 4.2.1 Antibiotherapie * **Algemeenheden:** De gevoeligheid van *E. coli* voor antibiotica is geëvolueerd. Oorspronkelijk was *E. coli* gevoelig voor veel antibiotica, maar er is een geleidelijke toename van resistentie waargenomen. De antibioticaresistentie kan variëren afhankelijk van individuele factoren, de antibioticadruk en de kans op overdracht, met name in nosocomiale settings [25](#page=25). * **Situaties waar antibiotica niet geïndiceerd zijn:** * Asymptomatische bacteriurie vereist doorgaans geen antibiotische behandeling [25](#page=25). * Bij de meeste gevallen van diarree door *E. coli*, met name bij STEC-infecties, kunnen antibiotica zelfs leiden tot meer complicaties [25](#page=25). * **Specifieke antibiotica overwegingen:** * Bij Salmonella gastro-enteritis, indien antibiotica nodig zijn (bv. bij ernstig verloop), zijn neomacroliden een optie. Deze zijn effectief tegen intracellulaire Salmonella's in macrofagen, in tegenstelling tot bijvoorbeeld β-lactams [25](#page=25). * Bij menginfecties, zoals in abcessen van de buik of bij peritonitis, wordt rekening gehouden met de aanwezigheid van meerdere bacteriële soorten bij de keuze van het antibioticum, volgens richtlijnen zoals BAPCOC [25](#page=25). * **Evolutie van resistentie:** Tabel 26 toont de afname in gevoeligheid van *E. coli* voor diverse antibiotica over een periode van ongeveer 20 jaar, zowel in de huisartspraktijk (urinestalen) als bij ziekenhuispatiënten (recent opgenomen vs. langer opgenomen) [26](#page=26). > **Example:** De tabel op illustreert duidelijk de stijgende resistentie van *E. coli* voor antibiotica zoals amoxycilline, cotrimoxazol en ofloxacine tussen 1995 en 2014 [26](#page=26). #### 4.2.2 Chirurgische behandeling Chirurgische interventies zijn essentieel bij bepaalde *E. coli* infecties, met name bij abcessen. Dit omvat het draineren van pus en verwijderen van necrotisch weefsel. Tevens kan het herstellen van de anatomie noodzakelijk zijn om onderliggende afwijkingen te corrigeren en de ontstekingsbron te elimineren [25](#page=25). #### 4.2.3 Supportieve behandeling Bij zeer ernstige infecties kan er sprake zijn van een weerslag op de bloeddruk en orgaanfuncties. In dergelijke gevallen is intensieve supportieve therapie noodzakelijk, zoals het handhaven van de bloeddruk, mechanische ventilatie en nierdialyse [25](#page=25). --- ## Veelgemaakte fouten om te vermijden - Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens - Let op formules en belangrijke definities - Oefen met de voorbeelden in elke sectie - Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | Extracellulaire pathogenen | Micro-organismen die buiten de lichaamscellen infecties veroorzaken, zoals veel bacteriën die zich in de extracellulaire vloeistoffen en weefsels vermenigvuldigen. | | Pyogene bacteriën | Een groep bacteriën die ontstekingen veroorzaken die gekenmerkt worden door de vorming van pus, een mengsel van dode witte bloedcellen, bacteriën en weefselresten. | | Primo-infectie | De eerste infectie die een gastheer oploopt met een specifiek pathogeen, waarvoor nog geen immuniteit aanwezig is. | | Virulentie | De mate waarin een pathogeen in staat is om ziekte te veroorzaken, vaak gemeten aan de hand van de ernst van de symptomen of de mortaliteit die het veroorzaakt. | | Incubatieperiode | De tijd tussen de blootstelling aan een ziekteverwekker en het optreden van de eerste symptomen van de ziekte. | | Aangeboren immuniteit | De eerste verdedigingslinie van het immuunsysteem die niet-specifiek is en onmiddellijk reageert op pathogenen. | | Symptomatologie | De studie van de symptomen van een ziekte; de reeks tekenen en klachten die wijzen op een specifieke aandoening. | | Pathologie | De studie van ziekten, hun oorzaken, mechanismen, symptomen en gevolgen voor het lichaam. | | Commensale flora | Micro-organismen die op of in het lichaam leven zonder schade te berokkenen, en soms zelfs voordelen bieden aan de gastheer. | | Pathogenicity islands (PAI) | Discrete genetische elementen die in het genoom van pathogenen voorkomen en genen coderen die essentieel zijn voor de virulente eigenschappen van de bacterie. | | Barrières | Fysieke, chemische of cellulaire structuren in het lichaam die voorkomen dat pathogenen het lichaam binnendringen of zich verspreiden. | | Uro-pathogene E. coli | Specifieke stammen van E. coli die infecties van de urinewegen veroorzaken, zoals cystitis en pyelonefritis. | | Gastro-intestinale infecties | Infecties van het maag-darmkanaal, veroorzaakt door diverse pathogenen, waaronder specifieke stammen van E. coli. | | STEC (Shiga toxin-producing E. coli) | E. coli stammen die het shiga toxine produceren, wat ernstige gastro-intestinale ziekten kan veroorzaken, waaronder het hemolytisch uremisch syndroom (HUS). | | Cytokines | Kleine eiwitten die een cruciale rol spelen in de communicatie tussen immuuncellen en die de immuunrespons moduleren, waaronder inflammatie. | | Chemokines | Een subtype van cytokines dat specifiek werkt als chemoattractanten, het aantrekken van immuuncellen naar de plaats van infectie of ontsteking. | | Interleukines (IL) | Een groep cytokines die voornamelijk worden geproduceerd door en inwerken op leukocyten (witte bloedcellen) en die een breed scala aan immuunfuncties reguleren. | | Inflammatie | Een lokale reactie van het lichaam op weefselschade of infectie, gekenmerkt door roodheid, zwelling, warmte en pijn. | | Granulocytose | Een toename van het aantal granulocyten (een type witte bloedcel) in het bloed, vaak als reactie op een infectie of ontsteking. | | Acute fase eiwitten | Eiwitten die hun concentratie in het bloed veranderen tijdens een acute fase van inflammatie, zoals C-reactief proteïne (CRP). | | Macrophages | Grote fagocyterende cellen van het immuunsysteem die een belangrijke rol spelen bij het opruimen van pathogenen, celresten en het presenteren van antigenen aan T-cellen. | | Pathogen Recognition Receptors (PRRs) | Receptoren op immuuncellen die specifieke moleculaire patronen herkennen die geassocieerd zijn met pathogenen (PAMPs). | | PAMPs (Pathogen-Associated Molecular Patterns) | Moleculaire structuren die voorkomen op micro-organismen maar niet op gastheercellen, en die worden herkend door PRRs van het immuunsysteem. | | LPS (Lipopolysaccharide) | Een component van de buitenmembraan van Gram-negatieve bacteriën, die sterk immuunstimulerend werkt en een belangrijke trigger is voor inflammatie. | | TLRs (Toll-like Receptors) | Een familie van PRRs die een cruciale rol spelen bij de herkenning van PAMPs en de activatie van immuunresponsen. | | Fagocytose | Het proces waarbij cellen, zoals macrofagen en neutrofielen, pathogenen of andere deeltjes "inslikken" en vernietigen. | | Prostaglandines | Lipideverbindingen die een rol spelen bij inflammatie, pijn en koorts. | | Vasodilatatie | Verwijding van bloedvaten, wat leidt tot verhoogde bloeddoorstroming en roodheid. | | Neutrofielen | Een type witte bloedcel dat een sleutelrol speelt in de immuunrespons tegen bacteriële infecties door fagocytose en de afgifte van antimicrobiële stoffen. | | Complement | Een systeem van eiwitten in het bloed dat helpt bij het bestrijden van infecties door pathogenen te lyseren, opsonisatie te bevorderen en inflammatie te induceren. | | Oxidatieve burst | Een snelle productie van reactieve zuurstofsoorten door bepaalde immuuncellen (zoals neutrofielen) om pathogenen te doden. | | NETose (Neutrophil Extracellular Trap formation) | Een proces waarbij neutrofielen hun DNA en eiwitten vrijgeven om een netwerk te vormen dat pathogenen vangt en doodt. | | Linksverschuiving | Een verhoging van de relatieve hoeveelheid onrijpe neutrofielen (zoals staven en metamyelocyten) in het bloed, wat wijst op een verhoogde productie door het beenmerg als reactie op een infectie. | | Thrombocytose | Een verhoogd aantal bloedplaatjes in het bloed, wat kan voorkomen tijdens ontstekingsreacties. | | Acute fase eiwitten | Eiwitten die hun concentratie in het bloed veranderen tijdens een acute fase van inflammatie, zoals C-reactief proteïne (CRP). | | Transferrine | Een eiwit dat ijzer transporteert in het bloed; de concentratie ervan kan dalen tijdens infecties omdat ijzer essentieel is voor bacteriële groei. | | Bloedbezinking (ESR - Erythrocyte Sedimentation Rate) | Een laboratoriumtest die de snelheid meet waarmee rode bloedcellen in een staal bloed bezinken; een verhoogde ESR is een aspecifieke indicator van inflammatie. | | Abces | Een gelokaliseerde ophoping van pus in een weefsel, veroorzaakt door een bacteriële infectie en een ontstekingsreactie. | | Empyeem | Een ophoping van pus in een reeds bestaande lichaamsholte, zoals de buikholte of pleuraholte. | | Septische shock | Een levensbedreigende complicatie van een ernstige infectie, gekenmerkt door een massale systemische inflammatoire reactie die leidt tot hypotensie, orgaanfalen en stolselvorming. | | Diffuse intravasculaire stolling (DIC) | Een ernstige aandoening waarbij oncontroleerbare stolling en bloedingen tegelijkertijd optreden in het hele lichaam, vaak als complicatie van sepsis. | | Multiple orgaan falen (MOF) | Het falen van meerdere organen tegelijkertijd, vaak als gevolg van ernstige ziekte of shock. | | Adhesines | Moleculen op het oppervlak van bacteriën die hen helpen zich te hechten aan gastheercellen of weefsels. | | Hemolysine | Een toxine dat rode bloedcellen kan afbreken. | | Kapsels | Een slijmlaag die sommige bacteriën omgeeft en die hen kan beschermen tegen fagocytose door immuuncellen. | | Sideroforen | Moleculen die door bacteriën worden geproduceerd om ijzer uit de omgeving te binden en op te nemen, wat essentieel is voor hun groei. | | O-antigenen | Antigene structuren op de lipopolysaccharide (LPS) van de buitenmembraan van Gram-negatieve bacteriën, die een rol spelen bij de immuniteit en classificatie van bacteriën. | | Endotoxine | Een toxische component van de celwand van Gram-negatieve bacteriën (LPS) die een sterke immuunrespons en inflammatie kan opwekken. | | Pili (of fimbriae) | Haarachtige uitsteeksels op het oppervlak van bacteriën die helpen bij adhesie aan gastheercellen. | | Cystitis | Ontsteking van de blaas. | | Pyelonefritis | Ontsteking van het nierbekken en de nieren. | | Enteropathogene E. coli (EPEC) | E. coli stammen die diarree veroorzaken door zich aan de darmepitheelcellen te hechten en de microvili te beschadigen. | | Dysenterie | Een ernstige vorm van diarree gekenmerkt door bloed en slijm in de ontlasting, vaak veroorzaakt door bacteriële infecties zoals Shigella. | | Hemolytisch uremisch syndroom (HUS) | Een ernstige complicatie van bepaalde E. coli infecties (met name STEC) die leidt tot trombocytopenie, hemolytische anemie en acuut nierfalen. | | Enterotoxigene E. coli (ETEC) | E. coli stammen die toxines produceren die diarree veroorzaken door water- en elektrolytenverlies uit de darmcellen. | | Enteroaggregative E. coli (EAEC) | E. coli stammen die zich aggregeren op de darmmucosa en biofilmen vormen, wat leidt tot diarree. | | Diffusely adherent E. coli (DAEC) | E. coli stammen die zich diffus over het darmepitheel verspreiden, zonder duidelijke aggregatiepatronen. | | Adherent invasive E. coli (AIEC) | E. coli stammen die de darmepitheelcellen kunnen binnendringen en zich in macrofagen kunnen vermenigvuldigen, vaak geassocieerd met chronische darmziekten. | | Enteroinvasieve E. coli (EIEC) | E. coli stammen die zich gedragen als Shigella, waarbij ze de darmmucosa binnendringen en intracellulair kunnen overleven. | | Bacteriofaag | Een virus dat bacteriën infecteert. | | Plasmid | Een klein, circulair DNA-molecuul dat onafhankelijk van het chromosoom in bacteriën kan bestaan en vaak genen voor antibioticaresistentie of virulente factoren bevat. | | Enterohemorrhagic E. coli (EHEC) | Een type STEC dat bloederige diarree kan veroorzaken, vaak geassocieerd met HUS. | | Verotoxine producerende E. coli (VTEC) | Synoniem voor STEC, met de nadruk op het verotoxine dat de cytotoxische werking van het shiga toxine beschrijft. | | Trombocytopenie | Een abnormaal laag aantal bloedplaatjes in het bloed. | | Hemolytische anemie | Een vorm van bloedarmoede waarbij rode bloedcellen sneller worden afgebroken dan ze kunnen worden aangemaakt. | | Acute nierinsufficiëntie | Een plotseling verlies van nierfunctie. | | Serotypering | Een methode om bacteriën te classificeren op basis van hun antigeenstructuur, zoals O, H en K antigenen. | | O-antigen | Een antigeen dat deel uitmaakt van de lipopolysaccharide (LPS) in de buitenmembraan van Gram-negatieve bacteriën. | | H-antigen | Het flagellair antigeen, aanwezig op de flagellen van bacteriën. | | K-antigen | Het kapselantigeen, aanwezig op de slijmlaag van sommige bacteriën. | | Pathotype | Een classificatie van een bacterie gebaseerd op de specifieke ziekte die het veroorzaakt en de mechanismen die daarbij betrokken zijn. | | Asymptomatische bacteriurie | De aanwezigheid van bacteriën in de urine zonder dat er symptomen van een urineweginfectie optreden. | | Nosocomiale overdracht | De verspreiding van infecties binnen een zorginstelling, zoals een ziekenhuis. | | BAPCOC richtlijnen | Richtlijnen opgesteld door het Belgian Antibiotic Policy Coordination Committee voor het rationeel gebruik van antibiotica. | | Supportieve behandeling | Behandeling die gericht is op het ondersteunen van de vitale functies van de patiënt tijdens een ernstige ziekte of complicatie. |