O157H7大肠杆菌的流行病学

O157:H7大肠杆菌的流行病学1．流行的世界性2．传染源3．传播途径4．易感性5．流行特征6．流行趋势一、前言O157:H7大肠杆菌是肠出血性大肠杆菌的主要血清型，与其它致泻性大肠杆菌在流行病学特征上有许多相似之处，传播途径以粪—口途径为主，发病季节性强。但由于其病原学上的特殊性，在对人类的致病作用和某些流行特点上又有所不同。1．流行的世界性1.1O157:H7大肠杆菌感染是新出现的传染病。1982年前美国CDC检查了3000多株腹泻病人分离的大肠杆菌，只发现一株是O157:H7大肠杆菌。英国分析了1万多株也仅发现1株O157:H7大肠杆菌。加拿大从2000多株发现6株。这至少表明在1982年以前，O157:H7大肠杆菌感染在世界范围内基本上不构成主要问题。1.2一方面报告发生感染的国家和地区不断增多，一方面原有感染发生的国家和地区病人数量也在不断上升。O157感染已成为一个全球性的公共卫生问题，无论在发达国家还是发展中国家，都受到广泛关注。1.3我国在1998年前，虽从腹泻病人粪便标本中分离到O157:H7大肠杆菌，但没有该菌引起爆发流行和散发的报道。1999至2000年，在中国东部部分地区发生了较大规模的爆发流行，可能是迄今为止世界上流行规模最大的一次，这提示肠出血性大肠杆菌O157:H7的问题在我国已发生了质的变化，必须引起高度重视。2．传染源流行过程必须具备三个条件，即传染源、传播途径和易感人群，统称流行过程的三个环节，也是流行过程的生物学基础。2.1病人和潜伏期、传染期具有临床和亚临床症状的病人是重要传染源。O157:H7患者平均排菌时间大约为7天左右。伴有溶血性尿毒综合征的病人排菌时间达21天，甚至最长可达124天。与病人密切接触可引起O157：H7大肠杆菌的传播。加拿大：5岁的男孩—粪便检出志贺样毒素，但是没有能够分离到O157:H7大肠杆菌。15个月的妹妹—粪便检出O157:H7大肠杆菌。3天后的护士：出现急性腹泻—粪便分离到的O157:H7大肠杆菌。潜伏期长短主要与病原体在机体内繁殖的时间有关。1982年美国发生爆发疫情的两个州的病人中，食入可疑汉堡包的暴露时间与发病时间间隔，俄勒冈州为3.9天，密执安州为3.8天。我国爆发流行地区最短潜伏期为8个小时，平均为2~5天。2.2病原携带者一般腹泻病原携带者有潜伏期、恢复期、慢性健康携带。而健康携带者引起的传播已被证实。1996年在澳大利亚昆士兰州发生一起O157:H7大肠杆菌感染性腹泻爆发，调查表明是一名带菌的厨师作为传染源引起的。2.3带菌动物EHEC感染是一种人兽共患病。牛、猪等动物是O157:H7大肠杆菌的主要传染源，已经在牛、猪、羊、马、狗、鸡、兔、鹅、鸥、鸽、苍蝇、鱼及鹿等粪便标本中分离到病原菌。实验室研究表明，O157:H7大肠杆菌可以感染小鼠、鸡、兔、猪、牛等动物，动物传染源排菌时间比较长，往往长期排菌，甚至终生排菌，而且病原菌在粪便标本中存活时间可超过一年。表1.1999年7-8月外环境标本E.ColiO157分离情况3．传播途径大肠杆菌O157感染爆发的传播途径主要是粪—口途径，以食源性传播为主，水源性传播和接触传播也是重要的传播途径。有些爆发可以多途径并存。国外报道的散发和爆发疫情多为食源性传播，而且往往有某一种共同的食物。国内近两年发生的爆发和流行地区主要在农村，病人无共同饮食史。外环境各类标本病原菌检测结果表明，污染广泛存在，当地家畜、家禽和密度甚高的苍蝇带菌率较高。流行病学调查的主要感染危险因素与个人卫生、家庭卫生不良有关。因此，其具体传播途径是复杂多样的。3.1食源性传播大肠杆菌O157:H7感染爆发以食物传播为主，许多大的爆发都是经食物传播的。其流行具有以下几个特征：（1）病人有某一食物共同的进食史，不食者不发病；（2）如系一次大量污染，用餐者发病呈爆发，其潜伏期较短，临床表现往往较重；（3）当停供污染食物后，爆发即可平息。食品的污染可发生于生产、加工、包装、运输和储存等各个环节。已报告的相关食品有：汉堡包、烤牛肉、生奶、鲜榨苹果汁、酸奶酪、干酪、发酵香肠、煮玉米、蛋黄酱、莴苣、罗卜苗等。国内爆发地区调查中，检出O157:H7的食品有：生羊肉、生猪肉、熟羊肚、熟羊肝、猪头肉、咸菜等。英格兰和威尔士1992～1996年所有O157感染爆发的传播途径见表1。表21992~1996年英格兰和威尔士O157感染爆发的传播途径牲畜、家禽等动物来源的食物如牛肉、鸡肉、牛奶、奶制品等是经食物传播的主要途径。Doyle等报告来自Madison和Wisconsin地区各种肉类E.coliO157的检出率分别为：牛肉0.7%，猪肉1.2%，羊肉2.0%，禽肉1.6%;而来自Calgary，lberta，anada的牛肉带菌率高达31%，猪肉为7%，但羊肉和禽肉未检出。Radu等报道马来西亚市售牛肉O157:H7检出率高达36%。Padhye等对115份牛奶进行检测，11份分离出O157:H7，阳性率10%。英格兰的一项调查在9%的羊肉制品（特别是羊肉夹饼）和1.5%的牛肉制品中发现E.coliO157。德国的资料显示VTEC的检出率：牛肉0.7%(4/467)，羊肉2.6%(2/78)，生奶3%(14/471)。（详见表3）表3各种食品中O157的检出率近来，水果和蔬菜作为感染的媒介有所增加。1995年以来，北美与莴苣有关的爆发有5起，一起与未经消毒的苹果汁有关。1996年在日本发生的近万人感染的E.coliO157爆发流行，主要与学校午餐的小萝卜苗有关。1997年日本发生一起食源性爆发，共报告126个病例，从病人冰箱中的萝卜苗中分离到O157:H7大肠杆菌。3.2水源性传播水源性传播包括两种方式，一种是饮用水被污染，另一种是与疫水接触。1989年12月至1990年1月在美国Missouri州发生了一起严重的大肠杆菌O157:H7感染爆发。在2000多名居民中243人发病，4人死亡，罹患率高达11.6%。爆发原因是气候寒冷，供水管道堵塞、破裂，导致市政供水系统受到污染。这是首次报道O157通过供水系统传播。2000年5月加拿大发生由居民饮用水系统污染引起的O157感染爆发，在沃尔克顿镇五千名居民中﹐一千多人感染，七人死亡。苏格兰曾发生一起感染，因一名患病的儿童在一个家庭用的供儿童玩耍嬉水的大水盆里玩耍，而盆水被污染，用过同一水盆的儿童都先后发病。3.3接触传播接触传播主要有直接接触传播和间接接触传播。后者是接触传播的主要方式，这种方式又称日常生活接触传播。这种方式传播的感染一般呈现散发，但更常见于爆发疫情的第二流行小高峰（即第二相）。加拿大安大略省的一所疗养院曾发生一起爆发疫情，169名居住者中有55人感染，137名职员中有18人感染，其流行曲线具有双相特点，第一次高峰主要是老年居住者，流行病学调查表明，可能与食用被污染的三明治有关，而第二次流行小高峰主要是护理病人的工作人员，是通过与病人接触而感染。3.4媒介节肢动物传播又称虫媒传播，可分为机械性传播和生物性传播。机械性传播是指某些节肢动物，如苍蝇、蟑螂可携带O157:H7大肠杆菌，但在它们体内或体表并不繁殖或发育，仅在觅食时通过接触、反吐或随粪便排出病原体而污染食物或食具，仅起到机械传播作用。1999~2000年我国发生爆发流行的地区，检测的苍蝇标本中，O157:H7大肠杆菌的带菌阳性率达10%左右（0.62~17.98%），但未能证实其生物学传播作用。4、易感性：感染后可获得一定程度的特异性免疫力，特别是一次大的爆发流行后，有相当数量易感者由于感染而获得免疫力，因而人群免疫水平提高。而人群中儿童和老年人最易发病且症状较为严重，容易并发溶血性尿毒综合征和血栓形成性血小板减少性紫癜。幼托机构、学校、敬老院、疗养院等集体单位是容易发生爆发的场所。欧洲一些国家和美国、加拿大已发生多起敬老院、疗养院里的爆发，日本大流行中，病人重要是在校的学生。国内流行地区病人最小年龄5岁，最大为90岁，50岁以上的中老年占85%以上。图1.腹泻并发肾衰病例年龄构成5、流行特征及因素1.地区分布2.季节性3.自然因素和社会因素5.1地区分布在美国北方要比南方普遍，而在加拿大则是西部比东部普遍。中国近几年的发病则主要集中在中东部农村地区。Michel等采用地理信息系统对加拿大安大略省E.coliO157:H7感染报告病例的间和地理分布进行研究，发现感染率较高的地区主要位于混合农业区。空间模型显示，家畜的密度与发病率呈高度正相关（P=0.000）。5.2季节性全年都可发病，夏秋两季是高发季节。发病的高峰季节与不同地区和感染途径密切相关。国内流行的高峰季节主要在春夏两季，6月份是最高峰。依据不同的感染途径，爆发病例发病时间无严格界限。图2.腹泻并发肾衰病例发病时间分布5.3自然因素和社会因素自然因素十分复杂，其中对流行过程影响最明显的是气候和降雨等。主要影响动物传染源，动物繁殖与活动同这些因素关系十分密切。特别是媒介生物的季节消长、活动能力均受自然因素制约。社会因素对O157:H7大肠杆菌感染流行的影响更为重要。社会因素包括人们生活条件、居住环境、医疗卫生状况、文化水平、饮食卫生习惯、风俗习惯等。西方国家的流行和散发病例主要与这些国家的饮食习惯、食品加工供应系统等密切相关。国内爆发流行主要发生在广大农村，病人无共同饮食史，流行病学调查资料显示，主要的感染危险因素与个人卫生、家庭不良生活习惯有关，家畜家禽类便标本检测带菌率较高，外环境污染严重，从当地密度基调的苍蝇检出病原菌，具体的传播途径十分复杂。表4.腹泻并发省衰病例多因素分析结果6.流行趋势1.美国的经验2.加拿大的经验3.日本的经验4.欧洲的经验5.中国面临的问题6.1美国的经验美国是首先发现病原菌O157:H7的国家，也是O157：H7感染的高发国家。1982年以来，O157:H7引发的爆发流行在美国频频出现，至今已达100多起，仅1994年就发生30起爆发。1992年11月～993年2月期间的一起爆发规模较大，波及华盛顿、艾达荷、加利福尼亚、内华达4个州，700余人感染，51人并发HUS，4人死亡。最新的一起严重爆发发生在1999年9月初，由纽约州华盛顿县一次集市的井水污染造成。共报告921个腹泻病例，从116个病例中分离出E.coliO157:H7，65人住院，11名儿童患者并发HUS，一名3岁女童因HUS、一名79岁老人因HUS/TTP死亡。1993年，美国将O157：H7感染症纳入法定报告传染病报告系统。数据的收集有两个途径：公共卫生实验室信息系统（PublicHealthLaboratoryInformationSystem,PHLIS）和国家监测通信系统（NationalTelecommunicationsSystemforSurveillance,NETSS）。1995年10月建立了5个EHEC监测哨点，1997年1月起对HUS开展监测。1993年1月至1995年6月，通过PHLIS报告的分离到感染菌株的州由2个增至40个，报告病例2946例，平均年发病率0.74/10万，各州的年发病率在0.03～4.99/10万之间。高发区的年发病率高达8/10万，但这是在进行一项研究时对所有粪便标本进行检索而得到的数据。目前，O157：H7感染发病依然有上升的趋势。NETSS和PHLIS报告的2000年全年累计感染病例数分别为4410例和3269例，而1999年分别为3483例和2476例。病例漏报是美国依然存在的一个问题，实验室未能全面开展检测是一个原因。1994年进行的一项研究随机抽查了129个临床实验室，46%的实验室未按常规进行O157检测。因此实际的感染情况要比报告的严重。据美国CDC最新的估计，美国每年的感染数近75000人，死亡病例约600。6.2加拿大的经验在加拿大，O157:H7感染依然是一个重大的公共卫生问题，流行率高于美国。1999年美国的估计病例数是62,450例，在这之前10年即1989年，加拿大的估计数是12,950年例，而加拿大的人口只有美国的十分之一。0157：H7感染在加拿大出现很早。1982年美国首次报道0157：H7感染爆发的当年年底，渥太华发生了同样由0157：H7引起的出血性肠炎爆发，在353个居民中31人发病，“罹患率”达8.8％。1982～198年6年间由0157：H7引起的病例几乎每年都成倍增加，食物型爆发就发生了15起，感染人数242人,并发HUS24人，死亡21人。1990年，加拿大将VTEC感染作为法定报告传染病。1990~1997年报告的感染发病率在4.0/10万至5.9/10万(1183~1672例)之间，菌株几乎都是O157:H7。实际的感染情况要严重得多。加拿大最近的一项研究估计，每报告一个病例就有4到9个病例未被报告。一般认为，在加拿大O157:H7感染以散发为主，目前还没有完整的爆发资料的收集系统，但根据菌株噬菌体分型结果，每年都有一些有关O157感染爆发的信息提供给疾病控制实验室中心。1995年O157:H7感染爆发16起，其中发生在家庭的爆发9起，发生在餐馆2起，机构3起，日托所1起，水型爆发1起。96年有18起O157感染爆发的报告，其中12起家庭内爆发，4起机构内爆发，1起日托所内爆发。2000年5月，加拿大发生其历史上最严重的O157感染爆发。安大略省南部的沃尔克顿镇，因山洪爆发造成居民饮用水系统污染，镇上五千多居民中﹐与爆发相关的病例达1460人，198例确诊为O157：H7感染，26例并发HUS，七人死亡。6.3日本的经验日本是世界上O157:H7感染发病较多的国家，1990年日本浦和市一幼儿园的一起O157:H7引起的食物型爆发，发病319人，入院31人，其中2人因并发HUS而死亡。1991～993年此类爆发感染在日本又发生了19起。世界上最大的一次O157:H7爆发流行也发生在日本。1996年日本共报告EHEC感染9451例，其中1808例住院，12例死亡。这一年共发生6起大的爆发，所有病例中，爆发感染病例近四分之三。其中，1996年6月发生在大阪府Sakai城的O157:H7爆发感染，病例数高达5727，占该城人口数的0.5%。对1996年分离的1,700株E.coliO157进行基因分析，可将18起爆发的菌株分为6个亚群，包括散发菌株有200多个PFGE型。这表明众多的爆发和散发病例的病原不是来自同一个克隆，且O157的污染是时常发生的。日本内阁部长组成了一个跨部的委员会以确保防治工作中部门间的协调。1996年7月，包括O157:H7感染的EHEC感染症成为法定报告传染病。为控制O157感染爆发，日本采取了一些新的措施，包括：将有关预防感染知识的传单发到家庭；发布大型食品加工设备卫生处理指南；严格执行肉类检查中心的卫生法规；加强传染源的追踪能力，如要求食品于-20℃留样两周；公共信息的处理及各类人群的教育；制定临床处理规程；开发快速的粪便检测方法等。6.4欧洲的经验在英格兰和威尔士，O157:H7感染和爆发感染都呈增加趋势。1990年的发病率是0.49/10万，1996年为1.29/10万。据公共卫生实验室机构(PublicHealthLaboratoryService，PHLS)的传染病监测中心（CommunicableDiseaseSurveillanceCentre，CDSC）提供的数据，O157引起的爆发流行1992年5起，1993年8起，1994年5起，1995年10起，1996年14起。学者认为，80年代的病例增加可能部分是因为实验室增加了对E.coliO157的检测，而90年代病例的持续增加则真实反映了该病原菌感染率的增加。在苏格兰负责VTEC监测的是感染和环境卫生苏格兰中心（ScottishCentreforInfectionandEnvironmentalHealth,SCIEH）。1992年全苏格兰的发病率是2.24/10万，1996年为9.85/10万。96年苏格兰各地的发病率在2.3～33.0/10万之间。1989～1995年，报告到SCIEH的暴发有20起，在分离到菌株的278例中，221例是O157。1996年报告4起暴发，最大的一起感染496例，272例经实验室确诊，19人死亡。1996年，按照瑞典传染病法案O157感染作为法定报告传染病。1988年以来，每年大约有3例EHEC感染报告，但1995年7月至1996年初发生一起暴发，99个确诊病例，其中24例并发HUS。1995和1996年的病例数分别是114和118，主要血清型是E.coliO157。丹麦1986～1996年VTEC感染年发病率约0.1/10万。尽管没