Mikrobiell övervakning av ehec 2020 – en sammanfattning av året och kvartal 4

Precis som för många andra smittämnen så har anmälningar av ehec-infektion under 2020 påverkats av covid-19-pandemin. De senaste fem åren har i genomsnitt 668 (504-892) fall per år anmälts medan det under 2020 anmäldes 491 fall. Andelen fall som rapporterats som smittade utomlands var enbart 16 procent. Isoleringsfrekvensen verkar dock inte ha påverkats nämnvärt mot föregående år för vare sig fall smittade utomlands eller smittade i Sverige.

Sammanfattning av 2020 års typningsdata

Året i korthet:

• Låg andel fall smittade utomlands
• Fortfarande låg isoleringsfrekvens av prov från anmälda fall
• Till skillnad från de senaste åren har O26:H11 stx2a minskat
• En ovanlig toxinsubtyp hos O128:H2, stx2f, positiv för eae har identifierats
• Databas kompletterad med tre nya toxinsubtyper, stx2k, stx2l och stx2m

Av 491 fall har isolat från 256 fall inkommit till Folkhälsomyndigheten för epidemiologisk typning vilket innebär en låg isoleringsfrekvens på 52 procent för 2020. Isoleringsfrekvensen har under de senaste åren legat på nivåer mellan 50-60 procent (diagram 1). Isolat från 56 procent av de fall som rapporterats som smittade i Sverige kom in för typning under 2020 medan motsvarande andel för utlandssmittade fall var 37 procent (tabell 1). Som jämförelse var isoleringsfrekvensen 2019 58 procent för fall smittade i Sverige respektive 36 procent för utlandssmittade. Anledningen till att färre isolat erhålls från utlandssmittade jämfört med personer smittade i Sverige är inte klarlagt. Det kan dels bero på att det är större andel ovanliga ehec-typer som är svårare att isolera fram från prov från utlandssmittade fall. Vid utlandssmitta söks eventuellt vård senare i sjukdomsförloppet, vilket innebär större svårigheter att isolera. Det skulle också kunna bero på isoleringsalgoritmer, det vill säga att mindre resurser läggs på att försöka isolera ehec från dessa fall.

Figur 1. Isoleringsfrekvens för anmälda ehec-fall de senaste fem åren.

Vissa regioner har inte rapporterat några utlandssmittade fall i år vilket således påverkar redogörelsen av utfallet för den regionala isoleringsfrekvensen, (fig. 2). Olika laboratorier har dessutom olika primära screenings-förfaranden, detektions-metoder och även isolerings-kriterier, vilket innebär att siffrorna inte är helt jämförbara mellan regionerna, (fig. 1-2). En del laboratorier isolerar inte utan skickar provet vidare för isolering till andra laboratorier, vilket också kan leda till större svårigheter att isolera, då halten ehec-bakterier i provet minskar med tid.

Figur 1. Andel isolerade fall i förhållande till andel anmälda fall per region 2020.

Figur 2. Andel isolerade fall i förhållande till andel anmälda fall, inhemskt smittade och utlandssmittade.

Notering till bilden: Övriga 8 regioner, Blekinge, Dalarna, Gotland, Jämtland, Norrbotten, Uppsala, Värmland, Västmanland.

Serotypsfördelning

Totalt identifierades 68 olika serotyper under 2020. Den vanligaste serotypen var O26:H11 med 49 fall följd av O157:H7 med 36 fall. Den tredje vanligaste serotypen var O103:H2, med 29 fall (fig. 3). Under året 2020 hittades inte några dubbelinfektioner med flera serotyper.

Figur 3. Fördelning över de vanligaste serotyperna under 2020.

Notering till bilden: Övriga serotyper med 1-4 isolat representerade är följande; O5:H9, O6:H1, O21:H21, O22:H14, O23:H15, O43:H2, O54:H45, O55:H12, O55:H7, O69:H11, O70:H11, O71:H2, O71:H8, O80:H2, O81:H21, O81:H31, O82:H4, O88:H25, O91:H21, O100:H20, O103:H25, O108:H25, O110:H31, O111:H8, O113:H4, O115:H25, O117:H8, O123:H2, O130:H11, O146:H10, O150:H2, O154:H31, O156:H25, O166:H28, O168:H8, O174:H8, O174:H21, O176:H4, O177:H25, O179:H8, O181:H16, O182:H25, O185:H7, O187:H28, ONT:H2, ONT:H6, ONT:H7, ONT:H8, ONT:H9, ONT:H10, ONT:H11, ONT:H20, ONT:H21, ONT:H28.

Fördjupad information om de vanligaste serotyperna under 2020

Av de typade isolaten 2020 är 86 procent från personer smittade i Sverige. Detta år kan därmed sägas representera framför allt de serotyper vi har cirkulerande inom landet.

O26:H11 är en av de vanligaste serotyperna i Sverige både hos utlandssmittade och inhemskt smittade. Under de senaste åren har en minskning av andelen stx1a-positiva O26 setts och i stället mer virulenta varianter tillkommit med stx2a eller stx1a i kombination med stx2a. I år var andelen isolat med enbart stx1a, 80 procent. Tidigare år var motsvarande andel varit 89 (2015), 88 (2016), 65 (2017), 63 (2018) och 67 procent (2019). Den ökande trenden för den mer virulenta toxinsubtypen stx2a har i år avbrutits, från 4 (2015), 8 (2016), 16 (2017), 19 (2018), 25 procent (2019), till 6 procent under (2020). Ökad virulens har rapporterats i Europa. Förändringen av serotypens shigatoxingener över tid skulle kunna bero på att fager lättare tappas respektive tas upp av just denna typ. Om detta i sin tur skulle kunna bero på att fagerna som bär på stx-generna sitter på ställen i kromosomen som möjliggör lätt inducering och därmed förlust av fagen är oklart.

Under året hade vi 18 fall med Sveriges inhemska variant av O157:H7 klad 8 stx2a, alternativt stx2a och stx2c som är associerad med den allvarliga komplikationen HUS. Denna variant stod för hälften av O157:H7 fallen 2020.

Ett isolat av den tredje vanligaste serotypen 2020, O103:H2, hade den ovanliga kombinationen stx1a och stx2a. Den absoluta majoriteten av O103:H2 bär enbart på stx1a. I Folkhälsomyndighetens databas bär enbart cirka 4 procent (n=19) av denna serotyp både stx1a och stx2a där det första isolatet identifierades 2012. Knappt häften av dessa isolerades under 2019, där alla var rapporterade som smittade i Sverige. Det har ännu inte visat sig att denna variant har orsakat mer allvarliga symtom än de O103:H2 som enbart bär på stx1a. Det är dock ett begränsat antal fall med denna variant och information om symtombild inte rapporteras systematiskt till SmiNet.

Den fjärde vanligaste serotypen, O128:H2, bär oftast på stx2b enskilt eller i kombination med stx1c och är eae-negativ. Denna variant har bland annat påträffats i lammkött från butik, (Flink). Under 2020 identifierades för första gången denna serotyp med en annan shigatoxinsubtyp, stx2f, och var dessutom positiv för eae. Denna variant var dessutom av en annan sekvenstyp (MLST), ST-20, där O128:H2 oftast är ST-25. Shigatoxinsubtypen stx2f skiljer sig sekvensmässigt avsevärd från andra stx2-subtyper vilket kan påverka förmågan att påvisa denna vid laboratorier. Denna variant av O128:H2 som bär på stx2f identifierades första gången hos duvor men senare forskning har inte hittat belägg för att duvor är reservoar för denna typ.

Toxinsubtyps-fördelning

Totalt identifierades 18 varianter av stx-kombinationer. De två vanligaste stx-subtyperna under 2020 var stx1a (88 isolat) samt stx2a (33 isolat) (figur 4).

Under året har Folkhälsomyndigheten uppdaterat databasen för shigatoxinsubtyper med tre nya stx2-subtyper, stx2k, stx2l och stx2m. Subtypning av shigatoxiner har visat sig vara komplicerat då en subtyp kan innehålla flera olika sekvens-varianter. En ny subtyp definieras dock när en mutation leder till en förändring i aminosyra-sekvens. En sekvens från en stam isolerad 2007 i Norge har angetts som en subtyp stx2e variant, senare preliminärt som stx2h och nyligen namngetts som stx2l.

Folkhälsomyndighetens ehec-databas bygger på databaserna SerotypeFinder, ResFinder och VirulensFinder från Danska Tekniska Universitet. Som komplement till DTUs verktyg kompletterar Folkhälsomyndigheten sin databas med nya publicerade sekvenser i dialog med SSI. Isolaten screenas för ytterligare ca 70 andra virulensgener, (mer än totalt 500 olika genvarianter) hos patogena E. coli.

Ytterligare virulensgener

Virulensgenen eae, vilket kodar för intimin (en bindningsfaktor till tarmepitelet), detekterades hos 60 procent (155 st) av de typade isolaten. En viktig och mycket vanlig virulensgen hos ehec är ehxA som kodar för ett enterohemolysin. Den identifierades hos 86 procent (222 st) av årets typade isolat. Ett exempel på en annan virulensgen är toxB vilket kodar för ett adhesin som bidrar till bindningsförmåga hos O157:H7 men finns också hos, O26:H11, O121:H19, O145:H28, O177:H25. Nittioåtta procent av dessa serotyper bar på toxB detta år. Virulensgenerna hos STEC sitter ofta på mobila element. Virulensgenuppsättningen inom serotyper verkar dock vara homogen.

Figur 4. Fördelning över shigatoxinsubtyperna under 2020.

Klusterdetektion och utbrott

Inga större utbrott påvisades under året. Alla isolat klustras rutinmässigt inom ST-typ. Tjugotre kluster identifierades där totalt 63 isolat ingick. Klustren innehöll mellan två isolat upp till åtta isolat. I klustringsanalyserna jämförs även historiska isolat som blivit helgenomsekvenserade det vill säga även isolat från tidigare år.

HUS

Hemolytiskt uremiskt syndrom (HUS) är en allvarlig komplikation vid ehec-infektion. I genomsnitt brukar 2-5 procent av rapporterade ehec-fall drabbas av HUS. Det är framför allt subtyper inom stx2 som orsakar HUS. Toxiner från subtyperna stx2a och stx2d anses åtminstone 25 gånger mer potenta än stx2b och stx2c och upp till 400 gånger mer potenta än stx1.

Under året har tio fall av HUS anmälts i SmiNet (2 procent av alla rapporterade fall) (tabell 2), ett fall är anmäld som smittad utomlands. Sex av fallen var under 5 år. Från sex av HUS–fallen har isolat kunnat erhållas. Majoriteten (fyra fall) hade den virulenta toxinsubtypen stx2a ensam eller i kombination med andra subtyper, (tabell 2).

Tre av HUS-fallen bar på Sveriges inhemska klon av O157:H7 klad 8, antingen med stx2a eller i kombination av stx2a och stx2c. Totalt identifierades 18 isolat av klad 8 under 2020 där tre av fallen drabbades av HUS.

Den näst vanligaste HUS-associerade serotypen, även internationellt, är O26:H11 med stx2a respektive i kombinationen stx1a och stx2a. Ett av HUS-fallen bar på O26:H11 med enbart stx1a. Dock visade laboratorieanmälan att ursprungsprovet hade varit positivt både för stx1 och stx2. Eventuellt är orsaken en dubbelinfektion men tidigare erfarenhet har visat att just serotypen O26:H11 ofta kan tappa fagen för stx2a.

O121:H19 är en inhemsk virulent variant som är associerad med HUS. I år identifierades ett fall.

Ett HUS-fall typades till ONT:H6 (otypbar O-typ), stx2b. Just stx2b associeras oftast med mildare symptom och kan ses hos friska bärare. Generna för syntes av O-antigen sitter med några undantag i rfb-klustret på E.coli kromosomen. På sekvensnivå kan man inte just i detta fall särskilja serogrupperna O2 och O50 baserat på O-antigen sekvenserna (framför allt wzx och wzy) och isolatet svaras ut som non typeable (ONT). Vissa serotyper (t.ex. O8 och O9) hos E. coli har generna för serotyp utanför rfb-klustret och kan ha ett kapselantigen på denna plats istället.

Inbindningsfaktorn eae är också en virulensfaktor som identifierades hos 83 procent av de isolerade stammarna från årets HUS-fall (tabell 2).

Utredning vid misstänkt gårdskoppling

Under 2020 genomfördes fem gemensamma gårdsutredningar. Tre av gårdarna var positiva för ehec, medan två var negativa vid provtagningen. Vid två av de positiva gårdarna identifierades O26:H11, stx1a och stx2a, där den ena gården hade får och den andra kor och får. Vid den tredje positiva gården fanns getter och här var orsaken till smitta O157:H7 stx2a.

ESBL

Inga isolat identifierades som ESBL-producerande under 2020.

Hybridisolat

Under året upptäcktes tre fall som är hybrider av ehec och etec (enterotoxinproducerande E. coli). Dessa isolat var positiva för genen sta, en virulensmarkör för etec som kodar för värmestabilt toxin (ST). Dessa tre fall var rapporterade som inhemskt smittade (tabell 3). Ehec/etec-hybrider har tidigare detekteras. Serotyperna O136:H12 och O187:H28 är de vanligaste hybridserotyperna bärande på både sta- och stx-gener (40 procent) i Folkhälsomyndighetens databas. Den vanligaste shigatoxinsubtypen förknippad med sta1 är stx2g (cirka 40 procent). Det är vanligt förekommande att hybridisolat med stx2g inte uttrycker sitt toxin.

Sammanfattning, kvartal 4

Under perioden 1 oktober till 31 december 2020 anmäldes 97 fall av ehec-infektion. 86 fall var rapporterade som inhemskt smittade (89 procent), nio fall hade okänt smittland och endast två fall var rapporterade som smittade utomlands. Under motsvarande period 2019 hade 178 fall anmälts. Cirka 60 procent av dessa anmäldes som smittade inom Sverige.

Totalt har 49 isolat inkommit till Folkhälsomyndigheten för epidemiologisk typning. Isoleringsfrekvensen för kvartal 4 låg på 50 procent, vilket är betydligt lägre jämfört med fjärde kvartalet 2019 (69 procent).

Isolaten fördelade sig i 24 olika serotyper (fig. 1, tabell 4). Mest förekommande var O26:H11 och O157:H7 (16 procent). O26:H11 är den mest frekventa så kallade non-O157:H7 serotypen både i Sverige och i Europa.

Den tredje vanligaste serotypen i Sverige har länge varit O103:H2 och positiv för stx1a. Den var den tredje vanligaste också i den aktuella kvartalsrapporten.

Den vanligaste serotypen under denna period, O26:H11, kan bära på olika varianter av shigatoxinsubtyper, antingen är de positiva för stx1a, stx1a i kombination med stx2a eller enbart stx2a, vilket högst troligt indikerar variation i hur pass patogen denna serotyp kan vara. Vanligast är att de bär på gener för stx1a, så även under detta kvartal.

Den vanligast förekommande shigatoxinsubtypen var stx1a (35 procent) följt av stx2a (16 procent) (fig. 6). Under detta kvartal upptäcktes för första gången i Sverige en ovanligt toxinsubtyp stx2f hos O128:H2 se fördjupat information ovan.

HUS

Under kvartal 4, har två fall av HUS anmälts, alla fall rapporterades som smittade i Sverige. Både fallen typades på Folkhälsomyndigheten och blev O157:H7 klad 8, (tabell 2). Sedan november 2016 bistår Folkhälsomyndigheten vid isolering av HUS-fall vid behov.

Figur 5. Fördelning av serotyper och smittland bland isolat inkomna under perioden 1 oktober till 31 december 2020 (n= 49).

Figur 6. Fördelning av shigatoxinsubtyper och eae för inkomna isolat under perioden 1 oktober till 31 december 2020 (n= 49).

Läs mer

Pathogenicity assessment of Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) and the public health risk posed by contamination of food with STEC (efsa.onlinelibrary.wiley.com)