Escherichia coli หรือ E.coli เป็นเชื้อแบคทีเรียก่อโรคที่พบบ่อยในคนและสัตว์ ปัจจุบันมีการศึกษากลไกการก่อโรคของเชื้ออย่างกว้างขวางจนสามารถแบ่งเชื้อตามพยาธิสภาพของโรค (pathovars) ได้ 8 ชนิด โดยที่ทั้ง 8 ชนิดสามารถแบ่งตามตำแหน่งที่ก่อโรคได้เป็นสองกลุ่ม ดังนี้
1. Extraintestinal E.coli (ExPEC) หมายถึง เชื้อ E.coli ที่ก่อโรคนอกระบบทางเดินอาหารและลำไส้ ได้แก่
1.1 Uropathogenic E.coli (UPEC) คือ E.coli ที่ก่อให้เกิดการติดเชื้อในระบบทางเดินปัสสาวะ พบว่าเชื้อส่วนใหญ่กว่า 80% เกิดจาก E.coli กลไกการก่อโรคแสดงดังภาพ คือ E.coli ส่วนใหญ่มักจะปนเปื้อนมาจากระบบทางเดินอาหารเมื่อเข้าสู่ระบบทางเดินปัสสาวะเชื้อจะเกาะติดที่เซลล์เยื่อบุ กระตุ้นให้เซลล์นำแบคทีเรียเข้าเซลล์จะอยู่รวมตัวกันคล้ายbiofilm เรียกว่า intracellular bacterial communities (IBCs) เมื่อแบคทีเรียใน IBC ออกมานอกเซลล์ก็จะสามารถเข้าสู่เซลล์ชั้นต่อๆไปของระบบทางเดินปัสสาวะได้ และถ้าไม่ได้รับการรักษาเชื้อก็อาจเกิดการติดเชื้อที่ไตได้
1.2 Neonatal meningitis E.coli (NMEC) คือ E.coli ที่ก่อให้เกิดเยื่อหุ้มสมองในเด็กแรกเกิด เชื่อว่า E.coli นี้ได้มาจากระบบทางเดินอาหารของแม่ที่ปนเปื้อนมาในขณะคลอด โดยเชื้อจะผ่านเซลล์เยื่อบุลำไส้เข้าสู่กระแสเลือด และเชื้อจะเข้าสู่สมองได้ต้องผ่านเซลล์ที่เรียกว่า blood brain barrier (BBB) ก่อนซึ่งเชื้อสายพันธุ์นี้สามารถผ่านเซลล์ดังกล่าวเข้าสู่สมองและระบบประสาทและก่อให้เกิดการอักเสบติดเชื้อที่เยื่อหุ้มสมองได้
2. Diarrhoeagenic E.coli หมายถึง เชื้อ E.coli ที่ก่อให้เกิดการติดเชื่อภายในระบบทางเดินอาหาร แบ่งได้เป็น 6 pathovars ดังนี้
2.1 Enteropathogenic E.coli (EPEC) คือ E.coli ที่ก่อให้เกิดอาการท้องเสียในเด็กเล็ก เมื่อเชื้อเกาะติดกับเซลล์เยื่อบุผนังลำไส้แล้วจะปล่อยสารเข้าสู่เซลล์ดังกล่าว ซึ่งจะรบกวนการดูดซึมน้ำและแร่ธาตุต่างๆ ทำให้เกิดอาการท้องเสีย
2.2 Enterohaemorrhagic E.coli (EHEC) คือ E.coli ที่ก่อให้เกิดอาการท้องเสียแบบมีเลือดปน (bloody diarrhoea) พบได้ทั้งในเด็กและผู้ใหญ่ เป็นเชื้อที่ปนเปื้อนมากับอาหารจำพวกเนื้อวัว เชื้อสร้างสารพิษ(toxin) ที่เรียกว่า Shiga toxin (Stx) หรือ verocytotoxin บางครั้งจริงเรียกเชื้อกลุ่มนี้ว่า Shiga toxin-producing E.coli (STEC) โดย toxin นี้จะยับยั้งกระบวนการสร้างโปรตีนและทำลายเซลล์เยื่อบุสำไส้ และ toxin สามารถเข้าสู่หลอดเลือดและก่อพยาธิสภาพทำให้เกิดอาการท้องเสียที่มีเลือดปน
2.3 Enterotoxic E.coli (ETEC) คือ E.coli ที่ก่อให้เกิดอาการท้องเสียในกลุ่มนักท่องเที่ยวต่างชาติ (travellers’ diarrhoea) โดย toxin ที่สร้างจากเชื้อได้แก่ toxin ที่ทนความร้อน(heat-stable enterotoxin:ST) และไม่ทนความร้อน(heat-labile enterotoxin:LT) จะรบกวนการดูดซึมแร่ธาตุของเซลล์เยื่อบุลำไส้ทำให้เกิดอาการท้องเสีย
2.4 Enteroinvasive E.coli (EIEC)คือ E.coli ที่มีพยาธิสภาพการก่อโรคคล้ายกับเชื้อ Shigella คือทำให้เกิดโรคบิด และท้องเสียแบบมีเลือดปน เชื้อทั้งสองเหมือนกันตรงที่ไม่มี flegella ที่จะช่วยให้เชื้อเคลื่อนที่การติดเชื้อเกิดจากการสัมผัสส่งเชื้อจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง ทำให้เชื้อสามารถทำลายเซลล์ในชั้นที่ลึกกว่าเยื่อบุลำไส้ได้
2.5 Enteroaggregative E.coli (EAEC) คือ E.coli ที่ก่อให้เกิด traveller’s diarrhoea ได้บ่อยรองจาก ETEC โดยมีอาการท้องเสียเป็นน้ำ (watery diarrhoea) แต่ในบางรายอาจรุนแรงมีเลือดปนได้ สามารถพบเชื้อได้ทั้งในลำไส้เล็กและลำไส้ใหญ่ เชื้อจะอยู่รวมกันเป็นลักษณะของ biofilm ทำให้เชื้อเจริญผ่านชั้นเยื่อเมือกที่คลุมเซลล์เยื่อบุลำไส้ทำให้เชื้อเกาะติดกับเยื่อบุลำไส้และปล่อยสารต่างๆไปรบกวนกระบวนการดูดซึมของเซลล์ทำให้เกิดอาการท้องเสียได้
2.6 Diffusely adherent E.coli (DAEC) คือ E.coli ที่ก่อให้เกิดอาการท้องเสียในเด็กอายุระหว่าง 18 เดือน ถึง 5 ปี นอกจากนี้ยังทำให้เกิดการติดเชื้อในระบบทางเดินปัสสาวะในผู้ใหญ่ได้ด้วย เชื้อกลุ่มนี้ต่างจากกลุ่มอื่นตรงที่เชื้อสร้างสารที่ช่วยในการเกาะติดกับเซลล์ออกมามากมาย และสร้าง toxin (secreted autotransporter toxin:Sat) ไปทำลาย tight junctions ของเซลล์ ทำให้การซึมผ่านของสารๆเข้า-ออกเซลล์ผิดปกติได้ เกิดอาการท้องเสียได้
Referrence : Croxen MA., Finlay BB. Molecular mechanisms of Escherichia coli pathogenicity. Nature Reviews Microbiology, 2010
