16_extracellulaire infecties.pdf

# Introductie tot infecties met extracellulaire pathogenen en E. coli Dit onderwerp introduceert infecties door extracellulaire bacteriën, met de nadruk op E. coli, en bespreekt de overdracht, incubatie, immuniteit, virulentie, symptomen, diagnose, beloop, complicaties en behandeling. ### 1.1 Extracellulaire pathogenen en de rol van E. coli Extracellulaire pathogenen, zoals pyogene bacteriën, kunnen een primo-infectie veroorzaken. E. coli wordt gebruikt als modelorganisme om de pathologie van deze infecties te begrijpen. Het bespreekt de overdracht, de ingangspoort, de incubatieperiode, de aangeboren immuniteit, de virulentie, de symptomatologie, het laboratoriumonderzoek van acute bacteriële infecties, het natuurlijke verloop, de complicaties en de behandeling. Naast S. aureus, S. pyogenes en andere species die pyogene infecties kunnen veroorzaken, staat E. coli centraal [1](#page=1). ### 1.2 E. coli en zijn ecologische niche Escherichia coli (E. coli) is een bacterie waarmee studenten al eerder kennis hebben gemaakt in verband met normale flora, urineweginfecties en diarree. E. coli komt voor in de darm van mensen en vele soorten warmbloedige dieren en dient als indicator van fecale contaminatie van leidingwater [3](#page=3). #### 1.2.1 Kolonisatie en weerstand van het menselijk lichaam E. coli slaagt erin de dunne en dikke darm van de mens te koloniseren, wat duidt op geschikte omstandigheden aldaar. In andere ecosystemen, zoals de keel, lukt dit niet zonder meer. Echter, bij kwalitatieve veranderingen van de barrières, zoals na antibioticagebruik of bij chronisch zieken, kan E. coli andere plaatsen gaan koloniseren. Dit geldt ook voor huidplooien die vochtig en gemacereerd zijn, en voor chronische wonden zoals decubitusletsels, wat leidt tot abnormale kolonisatie [3](#page=3). #### 1.2.2 Genetische variabiliteit en pathogeniteit Een aanzienlijk deel van het E. coli genoom is variabel en bevat extra genen en 'pathogenicity islands'. Hoewel E. coli op basis van zijn basisgenoom commensaal is, kunnen sommige stammen pathogeen zijn en urineweginfecties en gastro-intestinale infecties veroorzaken (uropathogene en enteropathogene stammen). Daarnaast kunnen commensale stammen, bij defecten van barrières en/of het immuunsysteem, conditionele infecties veroorzaken [3](#page=3). ### 1.3 Conditionele infecties met 'commensale' E. coli Conditionele infecties met commensale E. coli ontstaan grotendeels door een verminderde barrièrefunctie [4](#page=4). #### 1.3.1 Impact van afwijkingen van afvoerwegen en weerstandsdalingen Afwijkingen van afvoerwegen en weerstandsdalingen kunnen leiden tot infectie van de galblaas en galwegen (cholecystitis), of van de urinewegen, wanneer de barrièrefunctie is beschadigd [4](#page=4). #### 1.3.2 Abnormale kolonisatie van de huid Bij abnormale kolonisatie van de huid, zoals bij maceratie, kan een oppervlakkige ontsteking optreden in bijvoorbeeld de liezen (intertrigo) of de gehoorgang (otitis externa). Dit gebeurt wanneer de omstandigheden voor de barrières gewijzigd zijn [4](#page=4). #### 1.3.3 Verspreiding naar diepere weefsels E. coli kan diepere weefsels bereiken en een inflammatie (diffuse ontsteking en/of abces) veroorzaken, zoals bij peritonitis en buikabcessen, of postoperatieve wondinfecties. Vaak zijn dit menginfecties waarbij de virulentiefactoren van andere species complementair werken, wat duidt op massief beschadigde barrières [4](#page=4). #### 1.3.4 Metastatische infecties Bij de genoemde infecties kunnen cellen in de bloedbaan terechtkomen en naar andere plaatsen worden meegevoerd, wat leidt tot meningitis en andere metastatische infecties zoals artritis. De aanwezigheid van specifieke O en K antigenen is hierbij bevorderlijk [4](#page=4). #### 1.3.5 Belang van immuniteit Door contact met diverse stammen bouwt het lichaam geleidelijk immuniteit op. Echter, de grote variatie aan stammen zorgt ervoor dat er altijd nieuwe stammen opduiken waarvoor nog geen beschermende immuniteit bestaat [4](#page=4). --- # Afweer tegen pyogene bacteriën en inflammatoire respons Deze sectie beschrijft de immuunafweer tegen pyogene bacteriën, met een focus op de inflammatoire respons en de verschillende effector mechanismen die hierbij betrokken zijn. ### 2.1 De inflammatoire respons op een bacteriële infectie De initiële detectie van bacteriën in weefsels wordt uitgevoerd door weefselmacrofagen. Deze macrofagen zijn uitgerust met pathogen recognition receptoren (PRRs), zoals Toll-like receptoren (TLRs), die pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) kunnen detecteren. Een typisch voorbeeld is de herkenning van lipopolysaccharide (LPS) uit de celwand van gramnegatieve bacteriën door het TLR4/CD14-complex [7](#page=7). Nadat bacteriën zijn gedetecteerd, kunnen macrofagen deze fagocyteren en mediatoren vrijgeven, waaronder cytokines (zoals IL-1, IL-6, IL-8, TNF) en prostaglandines. Deze mediatoren induceren een lokale inflammatoire respons [7](#page=7). De belangrijkste manifestaties van deze lokale inflammatie zijn: * **Verhoogde vasculaire permeabiliteit:** Dit leidt tot accumulatie van plasmacomponenten en vocht, resulterend in zwelling (tumor) [7](#page=7). * **Verhoogde bloeddoorstroming door vasodilatatie:** Dit veroorzaakt roodheid (rubor) en warmte (calor). Dit vergemakkelijkt de instroom van immuuncellen, zoals neutrofielen, die worden aangetrokken door chemokines zoals IL-8, om de bacteriën op te ruimen [7](#page=7). * **Pijn (dolor) en functieverlies (functio laesa):** De zwelling en inflammatoire mediatoren stimuleren pijnzenuwen en kunnen de functie van het aangedane orgaan of de regio belemmeren [7](#page=7). Deze klassieke symptomen vormen samen het syndroom van tumor, calor, rubor, dolor en functio laesa, dat al lange tijd bekend is [7](#page=7). De inflammatoire reactie is essentieel voor het snel opruimen van bacteriën door middel van fagocytose, mede geholpen door opsonisatie en directe lyse door geactiveerd complement. De activatie van complement kan verder worden bevorderd door reeds gevormde antilichamen [7](#page=7). Naast de lokale reactie kunnen er systemische reacties optreden bij voldoende inflammatie. Cytokines zoals IL-1 en TNF kunnen het centrale zenuwstelsel beïnvloeden, wat kan leiden tot rillingen en koorts (wat nuttig kan zijn voor het versnellen van het metabolisme, het verbeteren van de immuuncelfunctie en het remmen van bacteriële replicatie). Ook wordt de synthese van acute fase eiwitten in de lever, gemedieerd door IL-6, gestimuleerd (bijvoorbeeld C-reactief proteïne, CRP) [7](#page=7). #### 2.1.1 Cytokines en hun rol Cytokines zijn kleine eiwitten (ongeveer 25 kDa) die door specifieke cellen worden gesecreteerd en door binding aan specifieke receptoren responsen induceren. Ze hebben uiteenlopende effecten. Chemokines zijn een type cytokine dat verantwoordelijk is voor chemoattractie. Interleukines (IL) zijn cytokines die worden afgescheiden door en inwerken op leukocyten. De detectie van verschillende pathogenen door verschillende receptoren kan leiden tot de vrijlating van diverse cytokines [5](#page=5). #### 2.1.2 Systemische effecten van inflammatie: bloedbeeld De mediatoren die vrijkomen tijdens inflammatie hebben systemische effecten die diagnostisch relevant zijn. Vaak wordt een verhoogd aantal neutrofielen waargenomen, inclusief meer immature vormen (een 'linksverschuiving') en trombocytose [10](#page=10). Naast veranderingen in cel aantallen en distributie, is er een verandering in de concentratie van acute fase eiwitten. Positieve acute fase eiwitten, zoals CRP, serum amyloid A, haptoglobine en fibrinogeen, nemen toe in concentratie. Negatieve acute fase eiwitten, zoals transferrine, nemen af in concentratie, evenals serumijzer en de spiegels van andere metalen. Deze daling is bedoeld om bacteriële replicatie af te remmen, aangezien deze ionen essentieel zijn voor hun metabolisme [10](#page=10). Deze veranderingen in de chemische samenstelling van het bloed beïnvloeden de sedimentatiesnelheid van rode bloedcellen (bloedbezinking, ESR), wat een aspecifieke maar waardevolle parameter van inflammatie is. ESR staat voor erythrocyte sedimentation rate [10](#page=10). ### 2.2 Effector armen van de immuunrespons De bescherming tegen extracellulaire, pyogene bacteriën berust op verschillende elementen. Deze omvatten [9](#page=9): * **Neutrofielen:** Cruciaal voor fagocytose en de eliminatie van bacteriën [9](#page=9). * **Antilichamen:** Essentieel voor opsonisatie en complementactivatie [9](#page=9). * **Complement:** Een systeem van plasma-eiwitten dat kan leiden tot bacteriële lyse, opsonisatie en inflammatoire respons [9](#page=9). * **Oxidatieve burst:** Neutrofielen produceren reactieve zuurstofspecies die bacteriën kunnen doden [9](#page=9). * **NETose:** Neutrofielen kunnen hun kernmateriaal en granulen vrijgeven om een netwerk van DNA en eiwitten te vormen dat bacteriën vangt en neutraliseert. Dit proces wordt 'neutrophil extracellular trap' (NET) vorming genoemd [9](#page=9).
> **Tip:** Begrijp de link tussen de lokale inflammatoire symptomen (tumor, calor, rubor, dolor, functio laesa) en de onderliggende fysiologische processen zoals vasodilatatie, verhoogde vasculaire permeabiliteit en de activatie van zenuwen.
> **Tip:** De diagnostische relevantie van veranderingen in het bloedbeeld (zoals linksverschuiving en stijging van acute fase eiwitten) bij infecties is belangrijk om te onthouden voor klinische toepassingen.
> **Example:** De herkenning van LPS door TLR4/CD14 is een fundamenteel mechanisme van de aangeboren immuniteit bij infecties met gramnegatieve bacteriën [7](#page=7).
> **Example:** Koorts, als systemische reactie, wordt gemedieerd door cytokines zoals IL-1 en TNF en heeft adaptieve voordelen voor de gastheer [7](#page=7).
> **Example:** Neutrofielen spelen een centrale rol in de afweer tegen pyogene bacteriën, zowel door fagocytose als door de productie van antimicrobiële stoffen en NETs [9](#page=9). --- # Complicaties van bacteriële infecties Bacteriële infecties kunnen leiden tot ernstige complicaties, waaronder de vorming van abcessen en het optreden van septische shock, die beide een aanzienlijk risico vormen voor de patiënt. ### 3.1 Abcesvorming Een abces is een gecompliceerde vorm van een bacteriële infectie die ontstaat wanneer de gastheer onvoldoende in staat is de bacteriën effectief te klaren. Dit kan gebeuren bij een verminderde immuunrespons of bij een grote hoeveelheid bacteriën die moeilijk te elimineren zijn. Het gevolg is een langdurig ontstekingsproces waarbij dode afweercellen en bacteriën zich ophopen en etter vormen [11](#page=11). #### 3.1.1 Pathogenese en kenmerken van een abces * **Ontstaan:** Een abces ontstaat als een afgekapselde collectie van etter in het weefsel. Deze afkapseling maakt het voor immuuncellen en antibiotica moeilijk om de infectiehaard te penetreren [11](#page=11). * **Betekenis:** Het ontstaan van een abces wordt door sommigen beschouwd als een teken van een actieve gastheerreactie op de infectie ("pus bonum et laudabile"). Echter, het abces vormt een aanhoudend risico voor de patiënt en dient zo snel mogelijk geëvacueerd te worden [11](#page=11). * **Behandeling:** De traditionele medische wijsheid luidt "ubi pus, ibi evacua" (waar pus is, daar evacueren). Dit betekent dat chirurgische interventie, zoals incisie en drainage, vaak noodzakelijk is om het abces te verwijderen [11](#page=11). #### 3.1.2 Voorbeelden van abcessen * **Empyeem:** Een empyeem is een abces dat lichaamsholtes vult, bijvoorbeeld een bacteriële infectie in de buikholte door *E. coli* na een darmperforatie [11](#page=11). ### 3.2 Septische shock Septische shock is een levensbedreigende complicatie van bacteriële infecties die wordt gekenmerkt door een massale systemische inflammatoire reactie. Dit kan ontstaan door de grootschalige vrijlating van mediatoren door macrofagen als reactie op een massale invasie van bacteriën [12](#page=12). #### 3.2.1 Kenmerken van septische shock * **Systemische vasodilatatie:** Een van de meest kritieke kenmerken is systemische vasodilatatie, wat leidt tot een gevaarlijke bloeddrukdaling (shock) [12](#page=12). * **Diffuse intravasculaire stolling (DIS):** De infectie kan leiden tot diffuse intravasculaire stolling, een stoornis waarbij bloedplaatjes en stollingsfactoren in het hele lichaam worden verbruikt, wat kan leiden tot zowel trombose als bloedingen [12](#page=12). * **Capillaire lek:** Verhoogde doorlaatbaarheid van de capillairen (kleine bloedvaten) kan leiden tot vochtverlies uit de bloedbaan in het omringende weefsel [12](#page=12). * **Multiorgaanfalen:** De combinatie van deze factoren kan resulteren in het falen van meerdere organen [12](#page=12). #### 3.2.2 Risicogroepen voor sepsis Patiënten met een verminderde klaring van pathogenen lopen een verhoogd risico op het ontwikkelen van sepsis en septische shock. Dit omvat patiënten met [12](#page=12): * **Asplenie:** Afwezigheid van de milt, wat de bescherming tegen gekapselde bacteriën vermindert. Deze patiënten dienen gevaccineerd te worden tegen bacteriën zoals pneumokokken [12](#page=12). * **Neutropenie:** Een tekort aan neutrofielen, een type witte bloedcel dat essentieel is voor de bestrijding van bacteriële infecties [12](#page=12). * **Complement- of antilichaamdeficiënties:** Stoornissen in het complementsysteem of antilichaamproductie die de immuunrespons belemmeren [12](#page=12). #### 3.2.3 Experimentele en therapeutische overwegingen Experimenteel kan septische shock worden uitgelokt door intraveneuze injectie van Lipopolysaccharide (LPS). Behandelingsstrategieën gericht op het neutraliseren van specifieke cytokines, zoals anti-TNF of anti-IL6 antistoffen, blijken onvoldoende effectief te zijn. De effectiviteit van combinaties van anti-cytokine therapieën wordt nog onderzocht [12](#page=12). --- # Pathogene E. coli stammen en hun specifieke infecties Dit deel behandelt de verschillende typen pathogene *E. coli* stammen en de infecties die ze veroorzaken, waaronder uropathogene *E. coli* (UPEC) die urineweginfecties veroorzaakt, en diverse enteropathogene *E. coli* (EPEC) stammen die gastro-intestinale infecties kunnen leiden tot diarree, dysenterie, of zelfs hemolytisch uremisch syndroom (HUS). De rol van virulentiëfactoren en transmissiewegen wordt toegelicht. ### 4.1 Virulentiefactoren van *E. coli* *E. coli* stammen bezitten diverse virulentiefactoren die bijdragen aan hun pathogene potentieel. Deze factoren kunnen onderverdeeld worden in die welke aanwezig zijn bij alle stammen en die welke specifiek zijn voor uropathogene en enteropathogene stammen [13](#page=13). #### 4.1.1 Algemene virulentiefactoren (aanwezig bij alle stammen) * **Adhesines:** Moleculen die bacteriën helpen hechten aan gastheercellen. * **Hemolysine:** Een cytotoxisch toxine dat rode bloedcellen kan lysis. * **Kapsels:** Een buitenste laag die helpt bij het ontwijken van fagocytose door immuuncellen. * **Sideroforen:** Moleculen die ijzer binden, wat essentieel is voor bacteriële groei. * **Sommige O-antigenen:** Kunnen complement-remmend werken, wat de immuunrespons omzeilt. * **Endotoxine:** Zoals bij alle gramnegatieve bacteriën, is endotoxine aanwezig in de celwand en speelt het een rol bij ontsteking [13](#page=13). #### 4.1.2 Specifieke virulentiefactoren (aanwezig bij uro- en enteropathogenen) * Extra adhesines en toxines die specifiek zijn voor de veroorzaakte infectie [13](#page=13). **Tip:** Pathogeniteitseilanden (PAI) zijn genetische elementen die extra virulentiefactoren kunnen bevatten en die de overgang van commensale naar pathogene stammen kunnen faciliteren [13](#page=13). ### 4.2 Infecties met pathogene *E. coli* stammen #### 4.2.1 Uropathogene *E. coli* (UPEC) *E. coli* is de meest voorkomende verwekker van urineweginfecties (UTI's). Dit wordt mede verklaard door de aanwezigheid van *E. coli* in de darm, wat de nabijheid tot de urinewegen bevordert [14](#page=14). * **Risicofactoren voor UTI's:** factoren die een goede blaaslediging belemmeren, veranderde darmflora, gebruik van blaassondes, ziekenhuisomgeving en overdracht tussen patiënten kunnen bijdragen aan infectie [14](#page=14). * **Spontane UTI's:** Vooral bij vrouwen kunnen UTI's "spontaan" ontstaan zonder duidelijke bevorderende factoren. Uropathogene stammen van *E. coli* zijn hierbij verreweg de meest frequente verwekkers [14](#page=14). * **Virulentie van UPEC:** Deze stammen kunnen het blaas- en nierepitheel koloniseren door specifieke adhesines, met name Type 1 pili. De binding aan specifieke receptoren op de urotheelcellen verklaart mede de genetische component van vatbaarheid en het verschil in neiging tot cystitis of pyelonefritis [14](#page=14). **Tip:** Het verschil in blaas- en nierepitheelcellen speelt een rol in het bepalen of een stam cystitis of pyelonefritis veroorzaakt [14](#page=14). #### 4.2.2 Gastro-intestinale infecties door *E. coli* Diarree is wereldwijd een belangrijke oorzaak van morbiditeit en mortaliteit, vooral in armere, tropische landen waar feco-orale overdracht frequent is. Naast virale en andere bacteriële verwekkers, kunnen specifieke "enteropathogene *E. coli* (EPEC)" stammen gastro-intestinale infecties veroorzaken [15](#page=15). * **Klinische beelden:** * Gastro-enteritis, variërend van banaal tot ernstig met vochtverlies [15](#page=15). * Ernstigere klachten met een dysenteriebeeld (etter en bloed in ontlasting, koorts, algehele malaise) [15](#page=15). * Effecten op afstand, zoals het Hemolytisch Uremisch Syndroom (HUS) [15](#page=15). **Afbeelding:** Een illustratie toont het aandeel van verschillende pathogenen in diarree, met *E. coli* als een belangrijke bacteriele verwekker [15](#page=15). #### 4.2.3 Reservoirs en transmissiewegen van pathogene *E. coli* Pathogene *E. coli* stammen kunnen voorkomen in diverse dierlijke reservoirs en zich tussen dieren verspreiden [16](#page=16). * **Transmissie:** Faeco-orale transmissie is het dominante patroon voor *E. coli* als veroorzaker van diarree [16](#page=16). * **Besmettingsbronnen:** * Fecale materie kan voedsel, irrigatiewater, recreatief en drinkwater contamineren [16](#page=16). * Mensen kunnen blootgesteld worden door ingestie van gecontamineerd voedsel of water, of direct contact met gekoloniseerde dieren [16](#page=16). * Secundaire transmissie kan tussen mensen plaatsvinden, bijvoorbeeld in kinderdagverblijven of verpleeghuizen [16](#page=16). * Voedsel kan besmet raken door slechte kookpraktijken (bv. rauw vlees in contact met ander voedsel) of door asymptomatische of symptomatische voedselbereiders met onvoldoende handhygiëne [16](#page=16). * Recreatief of drinkwater kan gecontamineerd raken door rioolwater [16](#page=16). **Tip:** Het schema van Croxen et al. toont een algemeen overzicht van reservoirs en transmissiewegen van pathogene *E. coli* [16](#page=16). #### 4.2.4 Overzicht van verschillende enteropathogene *E. coli* (EPEC) stammen *E. coli* stammen kunnen diarree veroorzaken via verschillende mechanismen, met elk hun eigen biologie, klinische beelden en complicaties [18](#page=18). * **Enteropathogene *E. coli* (EPEC):** Hechten zich aan het darmepitheel en veroorzaken vervlakking van de microvili [18](#page=18). * **Shiga toxin-producing *E. coli* (STEC):** Produceren Shiga toxine en worden verder besproken in sectie 4.2.5 [18](#page=18). * **Enterotoxigene *E. coli* (ETEC):** Bezitten 'colonization factors' (CFs) voor aanhechting en produceren enterotoxines die vergelijkbaar zijn met choleratoxine, wat leidt tot zuiver water- en elektrolytenverlies [18](#page=18). * **Enteroaggregative *E. coli* (EAEC):** Vormen biofilms op de mucosa door aanhechting aan elkaar en het celoppervlak, resulterend in 'aggregative adherence' (AA) patronen, ook wel beschreven als 'gestapelde bakstenen' [18](#page=18). * **Diffusely adherent *E. coli* (DAEC):** Cellulaire verspreiding over het oppervlak resulterend in een 'diffuse adherence' (DA) patroon [18](#page=18). * **Adherent invasive *E. coli* (AIEC):** Koloniseren de intestinale mucosa, kunnen epitheelcellen binnendringen en repliceren in macrofagen. AIEC gebruikt type I pili voor adhesie aan intestinale cellen [18](#page=18). * **Enteroinvasieve *E. coli* (EIEC):** Zijn intracellulaire pathogenen, vergelijkbaar met *Shigella* sp., die de mucosale cellen penetreren via M-cellen en de submucosa bereiken. EIEC en *Shigella* doden submucosale macrofagen en verspreiden zich via laterale invasie van colonocyten [18](#page=18). **Tip:** De classificatie van enteropathogene *E. coli* is gebaseerd op hun adhesiepatronen en mechanismen van pathogene actie [18](#page=18). #### 4.2.5 Shiga toxin-producerende *E. coli* (STEC) STEC-stammen produceren Shiga toxine en zijn een belangrijke oorzaak van gastro-intestinale infecties, met potentieel ernstige complicaties [19](#page=19). * **Terminologie:** Enterohemorrhagic *E. coli* (EHEC) en verotoxine-producerende *E. coli* (VTEC) zijn vrijwel synoniemen voor STEC [19](#page=19). * **Klinisch beeld:** Variërend van gewone diarree tot bloederige diarree, met mogelijke complicaties van Hemolytisch Uremisch Syndroom (HUS) [19](#page=19). * **Eerste fase:** Diarree, vaak bloederig, door lokale celschade veroorzaakt door het toxine [19](#page=19). * **Tweede fase (7-10 dagen later):** Complicaties door de systemische werking van het toxine op cellen, waaronder niercellen. Dit kan leiden tot trombocytopenie, hemolytische anemie en acute nierinsufficiëntie. Op de plaats van de oorspronkelijke infectie zijn dan geen bacteriën meer aanwezig [19](#page=19). * **Bekende stammen:** *E. coli* O157:H7 is een bekende STEC-stam. Het is belangrijk op te merken dat niet alle STEC-stammen pathogeen zijn en dat andere stammen vergelijkbare ziekte kunnen veroorzaken [19](#page=19). * **Reservoir en Voedselveiligheid:** STEC, met name O157:H7, is sterk geassocieerd met runderen en rundvlees. Dit heeft een grote impact gehad op voedselveiligheidsmanagement, met name in de context van hamburgerketens waar onvoldoende doorbakken voedsel besmetting kan veroorzaken [19](#page=19). * **Laboratoriumdiagnostiek:** De diagnose wordt voornamelijk gesteld door het aantonen van de toxines in stoelgang of in gekweekte *E. coli*-stammen met moleculaire technieken, vaak in referentielaboratoria [19](#page=19). #### 4.2.6 Hemolytisch Uremisch Syndroom (HUS) HUS is een ernstige complicatie van infecties met met name STEC-stammen [19](#page=19). * **Mechanisme:** Shiga-toxine bindt aan globotriaosylceramide (Gb3) receptoren op het oppervlak van glomerulaire endotheelcellen [20](#page=20). * **Gevolgen:** Beschadiging van de nierfunctie leidt tot nierinsufficiëntie. Dit kan tijdelijk of definitief zijn en dialyse of zelfs niertransplantatie vereisen. Personen met een reeds bestaande chronische ziekte lopen een verhoogd risico op overlijden [20](#page=20). **Voorbeeld:** De HUS-epidemie in Duitsland in 2011 was een ernstig uitbraak veroorzaakt door een nieuwe stam (*E. coli* O104:H4) die Shiga toxine produceerde en initieel werd gedacht te zijn veroorzaakt door een EHEC-stam [20](#page=20). #### 4.2.7 De HUS-epidemie in Duitsland . De HUS-epidemie in Duitsland in 2011 kende een aanzienlijke impact [21](#page=21). * **Omvang:** 4075 gevallen gemeld in 16 landen, waarvan 908 gevallen van HUS (wat hemodialyse vereiste) en 50 doden [21](#page=21). * **Identificatie:** De bacterie was een nieuwe, onbekende stam, wat de identificatie en opsporing aanvankelijk bemoeilijkte [21](#page=21). * **Bron:** Aanvankelijk werd gedacht dat komkommers en tomaten de bron waren, wat leidde tot grote economische schade aan de Europese groentemarkt. Later bleek de bron fenegriek-zaadjes te zijn, afkomstig uit Egypte. Deze zaadjes waren waarschijnlijk besmet via water dat vervuild was door vee of andere fecale bronnen [22](#page=22). **Tip:** De HUS-epidemie benadrukt het belang van traceerbaarheid van voedselbronnen en de potentiële impact van onbekende of nieuwe pathogenen [22](#page=22). --- # Diagnostiek en behandeling van E. coli infecties Dit onderwerp behandelt de diagnostische methoden en behandelingsopties voor infecties veroorzaakt door *Escherichia coli*, met specifieke aandacht voor uitdagingen in monstername, laboratoriumanalyse, en het groeiende probleem van antibioticaresistentie. ### 5.1 Diagnostiek van E. coli infecties De diagnostiek van *E. coli* infecties is sterk afhankelijk van het type infectie en de aard van het af te nemen staal. #### 5.1.1 Urineonderzoek Urine wordt beschouwd als een type II staal, wat betekent dat contaminatie door bacteriën uit de urethra, vulva of glans penis mogelijk is. Zorgvuldige afname is daarom cruciaal. Urine wordt kwantitatief gekweekt, waarbij alleen uropathogene bacteriën worden opgezocht en gerapporteerd. De drempel om een kweek als positief te beschouwen, varieert en hangt af van de afnamemethode, het geslacht van de patiënt (minder contaminatie bij mannen), en de aanwezigheid van symptomen (hogere drempel bij asymptomatische patiënten) [23](#page=23). #### 5.1.2 Fecesonderzoek Feces is een type III staal, wat inhoudt dat er altijd bacteriën aanwezig zijn. Het laboratorium moet weten welke bacteriën diarree kunnen veroorzaken en hoe deze te herkennen, vaak met behulp van selectieve bodems. Enteropathogene *E. coli* stammen kunnen in de praktijk moeilijk worden onderscheiden van commensale stammen met standaardmethoden, waardoor moleculaire technieken, die zelden worden toegepast, nodig zijn voor een definitieve diagnose [23](#page=23). #### 5.1.3 Diepe infecties Bij infecties van de buikholte of galwegen is er vaak geen staal beschikbaar, tenzij er een chirurgische ingreep plaatsvindt. Voor infecties zoals meningitis of artritis kan materiaal verkregen worden door punctie voor kweek. Hemoculturen kunnen de verwekker soms opsporen, hoewel dit type I stalen zijn en gevoelig voor contaminatie door huidbacteriën tijdens afname [23](#page=23). #### 5.1.4 Chronische wonden Chronische wonden zijn vaak gecontamineerd met diverse bacteriën, waaronder *E. coli*. De aanwezigheid van deze bacteriën betekent niet automatisch dat er sprake is van een infectie die behandeling vereist [23](#page=23). #### 5.1.5 Typering van E. coli Een traditionele methode om *E. coli* stammen te onderscheiden is serotypering op basis van O (somatisch), H (flagellair) en K (kapsel) antigenen. Hoewel deze methode nog enigszins in gebruik is, zijn er ondertussen diverse nieuwe mogelijkheden op basis van moleculaire technieken. Serotypering was lange tijd populair omdat serotypes vaak geassocieerd werden met pathotypes, maar het verband met enteropathogene eigenschappen blijkt minder duidelijk dan men vroeger dacht [24](#page=24). > **Tip:** Hoewel serotypering een historische methode is, is het belangrijk om te weten dat het verband tussen specifieke serotypes en pathogene eigenschappen minder sterk is dan voorheen werd aangenomen [24](#page=24). ### 5.2 Behandeling van E. coli infecties De behandeling van *E. coli* infecties omvat antibiotica, chirurgische interventies en supportieve therapie, met speciale aandacht voor antibioticaresistentie. #### 5.2.1 Antibiotherapie Over het algemeen was *E. coli* oorspronkelijk gevoelig voor veel antibiotica, maar er is een geleidelijke toename van resistentie waargenomen. De antibiotische gevoeligheid kan variëren afhankelijk van de geografische locatie, de antibioticadruk en de kans op overdracht, met name in nosocomiale settings [25](#page=25) [26](#page=26). **Situaties waarin antibiotica niet behandeld moeten worden:** * Asymptomatische bacteriurie wordt over het algemeen niet met antibiotica behandeld [25](#page=25). * De meeste gevallen van diarree, met name infecties door STEC (Shiga toxin-producing *E. coli*), kunnen zelfs meer complicaties vertonen na antibioticatoediening [25](#page=25). > **Opmerking:** Bij ernstige Salmonella gastro-enteritis die antibiotische behandeling vereist, zijn neonacroliden een optie. Hoewel klinisch minder bruikbaar voor gram-negatieven met hoge MICs, bereiken ze goede concentraties in de darm en intracellulaire Salmonella's, in tegenstelling tot bijvoorbeeld β-lactams [25](#page=25). **Antibiotherapie bij menginfecties:** Bij infecties van de buikholte, zoals abcessen of peritonitis, is er vaak sprake van een menginfectie door meerdere bacteriën. De keuze van een antibioticum houdt hierbij rekening met deze mix, conform richtlijnen zoals de BAPCOC-richtlijnen [25](#page=25). #### 5.2.2 Chirurgische behandeling Chirurgische interventies omvatten het draineren van abcessen, het verwijderen van pus en necrotisch weefsel, en het herstellen van de anatomie om onderliggende afwijkingen aan te pakken en de ontsteking te stoppen [25](#page=25). #### 5.2.3 Supportieve behandeling Bij zeer ernstige infecties, die kunnen leiden tot een daling van de bloeddruk en orgaanfunctiestoornissen, is supportieve therapie noodzakelijk. Dit kan bestaan uit maatregelen ter verhoging van de bloeddruk, ventilatieondersteuning en nierdialyse [25](#page=25). #### 5.2.4 Gevoeligheid van E. coli voor antibiotica De volgende tabel illustreert de evolutie van de resistentie van *E. coli* tegen verschillende antibiotica in urinestalen over tijd en in verschillende patiëntengroepen [26](#page=26). | Antibiotica | Urine vrouwen Huisartspraktijk Cystitis | Urine vrouwen Huisartspraktijk Cystitis | Stammen UZ-Gent Patiënten < 5 dagen opgenomen | Alle stammen UZGent Patiënten > 5 dagen opgenomen | . | :-------------------- | :------------------------------------------- | :------------------------------------------- | :---------------------------------------------------- | :----------------------------------------------------- | | Amoxycilline | 73 | 56 | 35 | 26 | | Cotrimoxazol | 83 | 77 | 57 | 56 | | Ofloxacin | 99 | 86 | 72 | 64 | | Furadantine* | 100 | 100 | 97 | 97 | | Fosfomycine* | _ | 100 | 98 | 98 | | Gentamycine | _ | 90 | 93 | 89 | | Temocilline [S | 100 | 97 | 91 | | | Amoxycilline-clavulaanzuur [S | 93 | 82 | 71 | | | Ceftriaxone [s | 97 | 83 | 82 | | | Piperacilline-tazobactam [S | 98 | 98 | 98 | | | Meropenem [S | 100 | 99.8 | 99.8 | | * (alleen voor cystitis) * [S: niet getest, als gevoelig beschouwd > **Ter illustratie:** De tabel vergelijkt de stijgende resistentie voor verschillende antibiotica tegen *E. coli* uit urinestalen in 1995 en 20 jaar later en tegenover stammen uit het ziekenhuis van patiënten die recent opgenomen waren of al meer dan 5 dagen opgenomen waren. Dit toont een duidelijke trend van toenemende resistentie [1](#page=1) [26](#page=26) [2](#page=2) [3](#page=3) [4](#page=4). --- ## 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, zoals bacteriën, die zich buiten de gastheercellen vermenigvuldigen en schade aanrichten. Ze worden vaak bestreden door het immuunsysteem via bijvoorbeeld fagocyten en antistoffen. | | Pyogene bacteriën | Bacteriën die ettervorming (pus) veroorzaken, vaak door het induceren van een sterke inflammatoire respons met de rekrutering van neutrofielen. | | Primo-infectie | De eerste keer dat een gastheer wordt blootgesteld aan een specifiek pathogeen, waarbij het immuunsysteem nog geen specifieke afweer heeft opgebouwd. | | Pathologie | De studie van ziekten, hun oorzaken (etiologie), mechanismen (pathogenese), structurele veranderingen (morfologie) en de gevolgen daarvan voor het lichaam. | | Virulentie | De mate waarin een pathogeen in staat is om ziekte te veroorzaken. Dit wordt bepaald door specifieke factoren van het micro-organisme die het vermogen tot invasie, replicatie en het ontwijken van de immuunrespons bevorderen. | | Incubatieperiode | De tijdspanne tussen de blootstelling aan een pathogeen en het optreden van de eerste klinische symptomen van de infectie. | | Aangeboren immuniteit | De niet-specifieke afweerreacties van het lichaam die direct na de blootstelling aan een pathogeen optreden. Het omvat fysieke barrières, cellulaire componenten zoals macrofagen en neutrofielen, en ontstekingsreacties. | | Symptomatologie | Het geheel van symptomen en tekenen die kenmerkend zijn voor een bepaalde ziekte of aandoening. | | Laboratoriumdiagnostiek | Het gebruik van laboratoriumonderzoek, zoals bloedtesten, kweek en beeldvorming, om een diagnose te stellen of de voortgang van een ziekte te volgen. | | Uropathogene E. coli (UPEC) | Stammen van Escherichia coli die specifiek urineweginfecties (UTI's) veroorzaken. Ze bezitten adhesines die binding aan de urinewegen faciliteren en kunnen ontstekingen veroorzaken. | | Gastro-intestinale infecties | Infecties van het spijsverteringskanaal, vaak veroorzaakt door bacteriën, virussen of parasieten, resulterend in symptomen zoals diarree, braken en buikpijn. | | Pathogenicity islands (PAI) | Specifieke genetische sequenties op het genoom van een bacterie die virulentiëfactoren bevatten en die waarschijnlijk horizontaal zijn overgedragen, waardoor de bacterie pathogeen wordt. | | Commensale flora | Micro-organismen die normaal gesproken op of in het lichaam leven zonder ziekte te veroorzaken, en vaak een symbiotische relatie aangaan met de gastheer. | | Conditionele infecties | Infecties die optreden wanneer een normaal commensale bacterie, onder specifieke omstandigheden zoals een verzwakt immuunsysteem of beschadigde barrières, pathogeen wordt. | | Barrière functie | De beschermende mechanismen van het lichaam die de toegang van pathogenen tot interne weefsels belemmeren, zoals huid, slijmvliezen en de epitheliale integriteit. | | Inflammatoire response | Een complexe biologische reactie van het lichaam op schadelijke stimuli zoals pathogenen of beschadigd weefsel, gekenmerkt door roodheid, zwelling, warmte en pijn. | | Cytokines | Kleine eiwitten die door cellen worden uitgescheiden en die fungeren als signaalmoleculen om de communicatie en respons tussen cellen te reguleren, met name tijdens immuunreacties. | | Chemokines | Een subtype van cytokines die chemotactische activiteit vertonen, wat betekent dat ze cellen, met name leukocyten, aantrekken naar de plaats van ontsteking. | | Interleukines (IL) | Een groep cytokines die een belangrijke rol spelen in de communicatie tussen leukocyten en bij het reguleren van immuunresponsen. | | Leukocyten | Witte bloedcellen die een cruciale rol spelen in de immuunrespons door pathogenen te bestrijden en lichaamsweefsels te beschermen tegen infectie en ziekte. | | Fagocytose | Het proces waarbij bepaalde cellen van het immuunsysteem, zoals macrofagen en neutrofielen, pathogenen, celresten of vreemde deeltjes "opeten" en afbreken. | | PAMPs (Pathogen-Associated Molecular Patterns) | Moleculaire structuren die voorkomen op pathogenen maar niet op lichaamseigen cellen, en die worden herkend door PRRs van het immuunsysteem om een immuunrespons te activeren. | | TLRs (Toll-like Receptors) | Een klasse van receptoren op immuuncellen die PAMPs herkennen en zo een cruciale rol spelen in de activatie van de aangeboren immuniteit. | | LPS (Lipopolysaccharide) | Een belangrijk component van de buitenmembraan van Gram-negatieve bacteriën, dat als een endotoxine werkt en een sterke immuunrespons kan opwekken. | | Complement | Een complex systeem van eiwitten in het bloed dat deel uitmaakt van de aangeboren immuniteit en helpt bij het bestrijden van infecties door pathogenen direct te lyseren of de fagocytose te faciliteren. | | Vasodilatatie | Het verwijden van bloedvaten, wat leidt tot een verhoogde bloedtoevoer naar een bepaald gebied, vaak gezien als een reactie op ontsteking. | | Neutrofielen | Een type witte bloedcel en een belangrijk onderdeel van de aangeboren immuniteit, gespecialiseerd in fagocytose en het bestrijden van bacteriële infecties. | | Opsonisatie | Het proces waarbij pathogenen worden bedekt met moleculen (zoals antilichamen of complementcomponenten) die de herkenning en fagocytose door immuuncellen vergemakkelijken. | | Acute fase eiwitten | Eiwitten waarvan de concentratie in het bloed verandert tijdens een ontstekingsreactie, zoals C-reactief proteïne (CRP) en serum amyloid A. | | Granulocytose | Een verhoging van het aantal granulocyten (zoals neutrofielen, eosinofielen en basofielen) in het bloed, vaak een teken van infectie of ontsteking. | | Linksverschuiving | Een toename van jonge, immature vormen van neutrofielen in het bloed, wat duidt op een verhoogde productie door het beenmerg als reactie op een infectie of ontsteking. | | Abces | Een ophoping van pus in een weefselholte, veroorzaakt door een bacteriële infectie en ontstekingsreactie. Het is vaak omgeven door een fibreuze capsule. | | Empyeem | Een ophoping van pus in een bestaande lichaamsholte, zoals de pleuraholte (longempyeem) of de buikholte (buikempyeem). | | Septische shock | Een levensbedreigende complicatie van een ernstige infectie, waarbij de wijdverspreide inflammatie leidt tot een drastische daling van de bloeddruk, orgaanfalen en een verstoorde bloedcirculatie. | | Diffuse intravasculaire stolling (DIC) | Een ernstige aandoening waarbij de bloedstolling in het hele lichaam wordt geactiveerd, wat leidt tot de vorming van bloedstolsels en het verbruik van stollingfactoren, met bloedingen tot gevolg. | | Multiple orgaan falen (MOF) | Het falen van meerdere organen in het lichaam, vaak als gevolg van ernstige infecties, shock of andere kritieke ziekten. | | Adhesines | Moleculen op het oppervlak van bacteriën die hen in staat stellen zich vast te hechten aan gastheercellen of weefsels, wat een belangrijke stap is in het kolonisatieproces. | | Hemolysine | Een toxine dat rode bloedcellen kan afbreken (hemolyse). Dit kan bijdragen aan weefselschade en de verspreiding van de infectie. | | Kapsels | Een beschermende buitenlaag rondom sommige bacteriën die hen kan beschermen tegen fagocytose door immuuncellen en kan bijdragen aan hun persistentie in de gastheer. | | Sideroforen | Moleculen die door bacteriën worden geproduceerd om ijzer uit de omgeving op te nemen, aangezien ijzer essentieel is voor hun groei en metabolisme. | | Endotoxine | Een toxine dat deel uitmaakt van de celwand van Gram-negatieve bacteriën (zoals LPS) en dat bij vrijkomen een krachtige inflammatoire en immuunrespons kan opwekken. | | Enteropathogenen | Micro-organismen die infecties van het spijsverteringskanaal veroorzaken, vaak leidend tot diarree. | | Enteroaggregatieve E. coli (EAEC) | Een type enteropathogene E. coli dat zich aggregeert op de darmmucosa en persistentie en ontsteking kan veroorzaken, vaak geassocieerd met chronische diarree. | | Enterotoxigene E. coli (ETEC) | Een type enteropathogene E. coli dat enterotoxines produceert die leiden tot waterige diarree, vaak vergelijkbaar met de effecten van cholera toxine. | | Enteroinvasieve E. coli (EIEC) | Een type enteropathogene E. coli dat vergelijkbaar is met Shigella en in staat is de darmepitheelcellen te penetreren en intracellulaire infecties te veroorzaken. | | Enteropathogene E. coli (EPEC) | Een type enteropathogene E. coli dat zich vasthecht aan de darmepitheelcellen en microvili vervlakt, wat leidt tot diarree, vooral bij zuigelingen. | | Shiga toxin-producing E. coli (STEC) | Een groep E. coli stammen die shiga toxines produceren, welke ernstige darmklachten kunnen veroorzaken, waaronder bloederige diarree en het hemolytisch uremisch syndroom (HUS). | | Hemolytisch uremisch syndroom (HUS) | Een ernstige complicatie van infecties met STEC, gekenmerkt door hemolytische anemie, nierfalen en trombocytopenie (laag aantal bloedplaatjes). | | Globotriaosylceramide (Gb3) | Een receptor op het oppervlak van de glomerulaire endotheelcellen die wordt herkend door shiga toxine, wat leidt tot schade aan de nieren en de ontwikkeling van HUS. | | Urineonderzoek (Type II staal) | Een type monster waarbij contaminatie door bacteriën uit de omgeving of de huid mogelijk is. Zorgvuldige afname en interpretatie zijn cruciaal voor de diagnose, zoals bij urineweginfecties. | | Fecesonderzoek (Type III staal) | Een monster van ontlasting dat altijd bacteriën bevat. Het laboratorium moet specifiek zoeken naar verwekkers van diarree, vaak met behulp van selectieve media. | | Hemocultuur | Een bloedkweek die wordt uitgevoerd om de aanwezigheid van bacteriën in de bloedbaan te detecteren, wat wijst op een systemische infectie zoals sepsis. | | Serotypering | Een methode om bacteriën te classificeren op basis van hun antigenen, zoals O-, H- en K-antigenen. Dit kan helpen bij het identificeren van specifieke stammen en hun mogelijke pathogeniteit. | | Pathotypes | Subgroepen van bacteriën die worden geclassificeerd op basis van hun specifieke ziekteverwekkende eigenschappen en de ziektebeelden die ze veroorzaken. | | Antibioticaresistentie | Het vermogen van bacteriën om de effecten van antibiotica te weerstaan, waardoor de behandeling van infecties moeilijker wordt. | | Asymptomatische bacteriurie | De aanwezigheid van bacteriën in de urine zonder dat er symptomen van een urineweginfectie aanwezig zijn. Behandeling is meestal niet nodig. | | Nosocomiale overdracht | De verspreiding van infecties binnen een zorginstelling, zoals een ziekenhuis, vaak door contact tussen patiënten, personeel of apparatuur. | | BAPCOC | Waarschijnlijk een afkorting voor een richtlijn-uitgevend orgaan voor de behandeling van infecties, mogelijk specifiek voor buikinfecties (bv. Belgian Antibiotic Policy). | | Draineren (abcessen) | Het chirurgisch verwijderen van pus en vloeistof uit een abces, wat essentieel is voor de genezing en het voorkomen van verdere verspreiding van de infectie. | | Supportieve behandeling | Behandelingen die gericht zijn op het ondersteunen van vitale lichaamsfuncties en het verlichten van symptomen bij ernstig zieke patiënten, zonder de onderliggende oorzaak direct aan te pakken. |