Higher atypical enteropathogenic Escherichia coli (a-EPEC) bacterial loads in children with diarrhea are associated with PCR detection of the EHEC factor for adherence 1/lymphocyte inhibitory factor A (efa1/lifa) gene

Abstract

BackgroundTypical enteropathogenic Escherichia coli (t-EPEC) are known to cause diarrhea in children but it is uncertain whether atypical EPEC (a-EPEC) do, since a-EPEC lack the bundle-forming pilus (bfp) gene that encodes a key adherence factor in t-EPEC. In culture-based studies of a-EPEC, the presence of another adherence factor, called EHEC factor for adherence/lymphocyte activation inhibitor (efa1/lifA), was strongly associated with diarrhea. Since a-EPEC culture is not feasible in clinical laboratories, we designed an efa1/lifA quantitative PCR assay and examined whether the presence of efa1/lifA was associated with higher a-EPEC bacterial loads in pediatric diarrheal stool samples.MethodsFecal samples from children with diarrhea were tested by qPCR for EPEC (presence of eae gene) and for shiga toxin genes to exclude enterohemorrhagic E. coli, which also contain the eae gene. EPEC containing samples were then tested for the bundle-forming pilus gene found in t-EPEC and efa1/lifA. The eae gene quantity in efa1/lifA-positive and negative samples was compared.ResultsThirty-nine of 320 (12%) fecal samples tested positive for EPEC and 38/39 (97%) contained a-EPEC. The efa1/lifA gene was detected in 16/38 (42%) a-EPEC samples. The median eae concentration for efa1/lifA positive samples was significantly higher than for efa1/lifA negative samples (median 16,745 vs. 1183 copies/µL, respectively, p = 0.006).ConclusionsAtypical enteropathogenic E. coli-positive diarrheal stool samples containing the efa1/lifA gene had significantly higher bacterial loads than samples lacking this gene. This supports the idea that efa1/lifA contributes to diarrheal pathogenesis and suggests that, in EPEC-positive samples, efa/lifA may be a useful additional molecular biomarker.

Characteristics of Shiga toxin producing- and enteropathogenic Escherichia coli of the emerging serotype O80:H2 isolated from humans and diarrhoeic calves in Belgium

“…Additionally non-locus of enterocyte effacement-encoded effectors, the gad gene, microcin-encoding genes and the adherence genes efa1 and iha were also detected (see Supplementary material, Table S3). The efa1 gene is one of the leading candidates as a virulence marker for aEPEC as it has been shown to contribute to diarrhoeal illness [12]. Similar to the French strains, all studied Belgian STEC and aEPEC O80:H2 are resistant to at least seven antibiotics, including two strains producing an extended-spectrum b-lactamase (see Supplementary material, Tables S1 and S4).…”

Diarrea persistente en la población infantil

“…En esta investigación, el porcentaje de positividad del coprocultivo alcanzó 33% de los niños con diarrea. Valores inferiores de positividad fueron observados en Canadá, Estados Unidos y Noruega, mientras que porcentajes más elevados se reportaron en Grecia, Taiwán, México y Kenia (Afset et al, 2003;Klein et al, 2006;Slinger et al, 2017;Schilling et al, 2017). En países de Latinoamérica como Cuba, Perú y Venezuela, la frecuencia de detección de patógenos mediante coprocultivo varió entre 33% y 65% (Flores-Abuxapqui al., 1994;Carreazo et al, 2011;Michelli et al, 2016).…”

“…En las últimas décadas se han hecho grandes avances en el diagnóstico molecular de los agentes productores de diarrea (Fratamico et al, 2016 Australia reportaron que el patógeno prevalente fue EPEC (Afset et al, 2003;Klein et al, 2006;Nguyen et al, 2006;Slinger et al, 2017). Estudios recientes en niños con diarrea de regiones desarrolladas de China reportaron que S. enterica y DEC fueron los agentes etiológicos más detectados, mientras que, en las regiones menos desarrolladas de dicho país, Shigella spp.…”

“…Unidos y Noruega, mientras que los porcentajes más elevados se reportaron en Grecia, Taiwán, México y Kenia (Afset et al, 2003;Klein et al, 2006;Slinger et al, 2017, Schilling et al, 2017. En países de Latinoamérica como Cuba, Perú y Venezuela la frecuencia de aislamiento de patógenos por cultivo varió entre 33% y 65% (Flores-Abuxapqui et al, 1994;Carreazo et al, 2011;Michelli et al, 2016 Multicéntrico Entérico Global (GEMS), demostró que la edad del niño con diarrea tenía una asociación muy significativa con la presencia de patógenos entéricos (Schilling et al, 2017).…”

“…En países de Latinoamérica como Cuba, Perú y Venezuela la frecuencia de aislamiento de patógenos por cultivo varió entre 33% y 65% (Flores-Abuxapqui et al, 1994;Carreazo et al, 2011;Michelli et al, 2016 Multicéntrico Entérico Global (GEMS), demostró que la edad del niño con diarrea tenía una asociación muy significativa con la presencia de patógenos entéricos (Schilling et al, 2017). Además, diversos estudios etiológicos en niños menores de 5 años con diarrea reportaron una frecuencia de aislamiento bacteriano entre 33% y 82%, mientras que dicho valor fue inferior a 17% cuando se incluyó la población de mayor edad (Maltezou et al, 2001;Giugno y Oderiz 2010;Carreazo et al, 2011;Slinger et al, 2017 (Bielaszewska et al, 2011;Brzuszkiewicz et al, 2011;Frank et al, 2011;Steyert et al, 2012).…”