Salmonelosis y campilobacteriosis, las zoonosis emergentes de mayor expansión en el mundo
Salmonellosis and campylobacteriosis, the most prevalent zoonosis in the world
Adriana del Carmen Gutiérrez Castillo* Leopoldo Henri Paasch Martínez* Norma Leticia Calderón Apodaca*
* Departamento de Aves, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Nacional Autónoma de México, 04510, México, D. F.
]]> Recibido el 25 de octubre 2006
Abstract
Nowadays salmonellosis and campylobacteriosis are the most prevalent diseases transmitted to humans through contaminated food of animal origin in developed countries. Propagation of Salmonella enterica serotype Enteritidis and Salmonella enterica serotype Typhimurium has increased since the second half of the twentieth century, derived from two changes in the epidemiology of salmonellosis that occurred worldwide: the emergence of human infections caused by Salmonella Enteritidis, and the multiple resistances against antibiotics of Salmonella Typhimurium strains. Most retrospective studies suggest an epidemiological relationship between human infections and poultry products. Modernization of poultry industry and exportation of progenitor stock birds have played an important roll disseminating Salmonella Enteritidis. Campylobacteriosis is the most frequent enteric bacterial diseases in developed countries. Campylobacter jejuni is the most frequent cause of acute infectious diarrheas, and the sources of infection are mainly poultry products. The present review includes relevant taxonomic and pathogenic aspects of these organisms; and stresses the problematic of diagnosis and detection, analyzing techniques that permit rapid detection of animal carriers. Finally, some preliminary findings, not yet published, suggest that a prevalence of salmonellosis and campylobacteriosis in Mexican poultry farms must be similar to that found in other countries with massive poultry production; therefore, epidemiological studies to determine the frequency of human infections, derived from poultry consumption, are recommended.
Key words: Salmonella Enteritidis, Salmonella Typhimurium, Campylobacter jejuni, Campylobacter COLI, Epidemiology, Zoonosis.
Resumen
En la actualidad, la salmonelosis y la campilobacteriosis son las zoonosis de mayor prevalencia en países desarrollados, debido a la contaminación de alimentos de origen animal. La propagación de Salmonella enterica serotipo Enteritidis y Salmonella enterica serotipo Typhimurium va en aumento a partir de la segunda mitad del siglo XX, cuando ocurrieron dos cambios mundiales en la epidemiología de la salmonelosis: el surgimiento de infecciones en humanos por Salmonella Enteritidis, y la múltiple resistencia a los antibióticos de cepas de Salmonella Typhimurium. La mayoría de los análisis retrospectivos sugieren que existe relación epidemiológica entre las aves y los humanos: La modernización de la avicultura y las exportaciones de aves progenitoras son de importancia en la diseminación de Salmonella Enteritidis. La campilobacteriosis es la enfermedad entérica bacteriana más común en países desarrollados. Campylobacter jejuni es la causa más frecuente de diarreas infecciosas agudas, y las fuentes de esta infección son principalmente productos avícolas. En la presente revisión se incluyen aspectos relevantes de taxonomía y patogenia de estos organismos, y se hace hincapié en la problemática del diagnóstico y detección, analizando las técnicas para detectar rápidamente la existencia de animales portadores. Finalmente, se discuten hallazgos preliminares aún no publicados que sugieren que la prevalencia de salmonelosis y campilobacteriosis en granjas avícolas mexicanas debe ser semejante a la de otros países que tienen avicultura tecnificada, y se recomiendan los estudios epidemiológicos para determinar la frecuencia de estas infecciones en humanos, derivadas del consumo de alimentos de origen aviar.
Palabras clave: Salmonella Enteritidis, Salmonella Typhimurium, Campylobacter jejuni, Campylobacter COLI, Epidemiología, Zoonosis.
]]>Introducción
Los alimentos de origen animal son fuente de importante número de infecciones en humanos. El riesgo, aunque es conocido, aún está en vía de caracterización y cuantificación a nivel global.1 En la actualidad, la salmonelosis y la campilobacteriosis son las zoonosis de mayor prevalencia en países desarrollados. En Estados Unidos de América, Canadá, Inglaterra, Noruega y Dinamarca, entre otras naciones, se han comprobado brotes de salmonelosis transmitida por alimentos.
Se ha calculado que en Estados Unidos de América, la salmonelosis causa más de 18 mil hospitalizaciones y 500 defunciones anuales.2 En Dinamarca, el costo de la infección en humanos se calcula en 15.5 millones de dólares anuales, en ese país se ha implementado un programa de control y erradicación de la infección en animales destinados al consumo, con costo anual de 14.1 millones de dólares que, sin embargo, se considera redituable en la medida en que se estima una reducción de 25.5 millones de dólares por concepto de las pérdidas ocasionadas por incumplimiento laboral y tratamientos médicos.3 Los datos relacionados con el costo de las enfermedades transmitidas por alimentos, por lo general no son calculadas ni publicadas en los países en desarrollo.3
En algunos países, los problemas de salmonelosis han aumentado 20 veces entre las décadas de 1980 y 1990, y aunque existen ejemplos de países que han logrado limitar y aun revertir estos incrementos, en general la propagación de Salmonella enterica serotipo Enteritidis y Salmonella enterica serotipo Typhimurium va en aumento.4
Un análisis retrospectivo de casos de salmonelosis llevado a cabo en Noruega entre 1966 y 1996 sugiere que existe relación epidemiológica entre las aves y los humanos.5 En el Reino Unido se comprobó que la salmonelosis y campilobacteriosis se incrementan entre junio y agosto, lo que se atribuye a que los alimentos no son almacenados oportunamente en refrigeración justamente cuando la temperatura ambiental se eleva y también debido a la costumbre de consumir barbacoa durante el verano, ya que la carne no se cuece adecuadamente.2
Durante la década pasada, el número de casos de salmonelosis registrado en Suecia se ha duplicado debido al aumento en el número de casos causados por Salmonella Enteritidis. En ese país, durante 2001, 60% de los casos detectados fueron causados por cuatro serotipos: Salmonella Typhimurium (22.1%), Salmonella Enteritidis (17.7%), Salmonella enterica serotipo Newport (10%) y Salmonella enterica serotipo Heidelberg (5.9%).6
En Francia, en 2005, más de 70% de casos en humanos fueron ocasionados por tres serotipos: Salmonella Enteritidis (33%), Salmonella Typhimurium (32%) y Salmonella Hadar (6%).7
En México los serotipos más frecuentemente aislados entre 1972 y 1999, son, en orden decreciente, Salmonella Enteritidis, Salmonella Typhimurium, Salmonella Derby, Salmonella Agona y Salmonella Anatum.8
En humanos, la forma clínica de la infección por Salmonella Enteritidis generalmente se manifiesta como un episodio de enterocolitis autolimitante, con síntomas que se resuelven en cinco días. El periodo de incubación es generalmente de 8 a 72 horas, los síntomas más comunes son diarrea acuosa y dolor abdominal. La mayoría de las personas se recuperan sin recibir tratamiento con antibióticos. Sin embargo, la diarrea puede ser severa y la persona puede requerir hospitalización. La susceptibilidad es mayor en niños, ancianos y personas inmunodeficientes. En estos pacientes, la infección puede diseminarse desde los intestinos hacia el torrente sanguíneo y de allí hacia otros sitios y puede causar la muerte, a menos de que la persona sea tratada inmediatamente con antibióticos.9
]]> En una amplia variedad de especies animales, Salmonella Enteritidis causa infección intestinal sin signos, especialmente en aves. Salmonella Enteritidis infecta silenciosamente los ovarios de gallinas en apariencia sanas y contamina los huevos antes de que el cascarón sea formado. En pollos menores de dos semanas de edad pueden ocurrir brotes de enfermedad clínica con alta mortalidad.7La campilobacteriosis es aún más frecuente que la salmonelosis y se calcula que es la enfermedad entérica bacteriana más común en los países desarrollados; se ha confirmado que, en particular, Campylobacter jejuni ha sido la causa más frecuente de diarreas infecciosas agudas, que supera incluso a las infecciones causadas por Salmonella spp y Shigella spp.10
Las fuentes de esta infección se relacionan generalmente con alimento de origen animal, principalmente los productos avícolas.11 En Inglaterra y Gales, los alimentos de origen aviar son los que con mayor frecuencia se asocian con brotes de campilobacteriosis.12 Asimismo, en Dinamarca se ha encontrado que el consumo de carne de pollo insuficientemente cocida es un factor de riesgo importante para contraer la infección.13 En México, son escasos los informes sobre la campilobacteriosis en animales para abasto, y se desconoce su impacto en la salud.
Caracterización de la salmonelosis
El género Salmonella es representativo de la familia Enterobacteriaceae, son bacilos gramnegativos que no forman esporas y que en este género en particular presentan tres tipos de antígenos: somático O, flagelar H y capsular Vi, cuyas propiedades de aglutinación se emplean para diferenciar a más de 2 500 serotipos. Cada año se aumentan nuevos serotipos a la lista de Kauffmann–White.14
El género Salmonella consta de sólo dos especies, Salmonella bongori y Salmonella enterica, esta última se divide en seis subespecies: entericae, salamae, arizonae, diarizonae, houtenae e indica. Los serotipos de la subespecie entericae causan 99% de las salmonelosis en humanos y animales superiores.15 Para fines prácticos de diagnóstico y epidemiología, la nomenclatura se basa en los nombres de los serotipos de la subespecie, por ejemplo Salmonella enterica, subespecie entericae, serotipo Enteritidis, se abrevia como Salmonella Enteritidis.16
Para la realización de estudios más detallados de taxonomía y patogenia, los serotipos pueden subdividirse mediante el establecimiento de biotipos y fagotipos. El biotipo es la variación bioquímica entre organismos del mismo serotipo, mientras que el fagotipo expresa la diferente susceptibilidad a la lisis por bacteriófagos de organismos del mismo serotipo.16
Los diversos serotipos tienen diferentes grados de adaptación y patogenicidad para los humanos y las especies animales; por ejemplo, Salmonella enterica serotipo Typhi y Salmonella enterica serotipo Parathyphi causan enfermedades severas en humanos, conocidas como síndrome septicémico y fiebre tifoidea, pero estos serotipos no son patógenos para los animales. Asimismo, los serotipos Salmonella Gallinarum y Salmonella Abortus–ovis son, respectivamente, causantes de la tifoidea aviar y de abortos infecciosos en las ovejas, pero sólo ocasionalmente producen infecciones leves o asintomáticas en humanos. Existen, sin embargo, serotipos como Salmonella Choleraesuis que causa enfermedad severa en su principal portador, que es el cerdo, pero también puede causar enfermedad sistémica grave en humanos. Los serotipos Salmonella Enteritidis y Salmonella Typhimurium infectan tanto a humanos como a animales, pero en éstos, principalmente en los pollos, producen infecciones asintomáticas.15,17 En la segunda mitad del siglo XX ocurrieron dos cambios importantes en la epidemiología de la salmonelosis en el mundo; en primer lugar, el surgimiento de infecciones en humanos provocadas por el consumo de alimentos contaminados por Salmonella Enteritidis, y en segundo, la múltiple resistencia a los antibióticos de cepas de Salmonella Typhimurium.7
Los factores responsables del incremento en el número de infecciones por Salmonella Enteritidis en aves no han sido completamente dilucidados, por lo que es difícil detectar la infección en pollos aparentemente sanos. Se ha comprobado que Salmonella Enteritidis causa infecciones sin signos clínicos aparentes, en una amplia gama de especies animales, especialmente en las aves domésticas, en las que no se han identificado brotes agudos con mortalidad.16 Sin embargo, estos portadores sanos pueden diseminar la infección por la contaminación fecal de la carne y huevo. Resulta particularmente difícil detectar Salmonella Enteritidis cuando el número de bacterias presentes es menor a nueve por pieza.18
]]> La modernización de la avicultura y las exportaciones de aves progenitoras son importantes en la diseminación de Salmonella Enteritidis en el mundo. En Estados Unidos de América, por ejemplo, es común forzar la muda de las gallinas ponedoras retirando el alimento para producir una pérdida de peso intencional en las aves, este método acelera la muda, pero hace más susceptibles a las gallinas a la infección por Salmonella Enteritidis, y una vez infectadas excretan el microorganismo en las heces en concentraciones significativamente altas, ello aumenta el riesgo de contaminación del huevo.19 Para el caso específico de Salmonella Enteritidis, los huevos pueden contaminarse con heces o infectarse en el ovario al momento de la ovulación.20 Investigaciones realizadas en Holanda indican que las parvadas de gallinas ponedoras se infectan principalmente por contacto directo con el ambiente contaminado de la granja;21 sin embargo, la epidemia ocurrida en Reino Unido a principios de la década de 1980, se atribuye a la introducción de líneas de aves progenitoras infectadas con el fago tipo 4.22Varios autores han sugerido que Salmonella Enteritidis puede ser introducida en las parvadas por roedores, los cuales son susceptibles a la infección, al grado que se llegó a usar la infección intencional para destruir ratones.23,24 La Salmonella Enteritidis usada en Reino Unido como pesticida en 1940 fue fago tipo 6; 24,25 sin embargo, se ha comprobado que la adquisición del plásmido IncX convierte las cepas fago tipo 4 en fago tipo 6.26
El dramático incremento de infección por Salmonella Enteritidis fago tipo 4 en humanos en Europa desde 1980, sugiere que la bacteria ha adquirido recientemente nuevos genes de virulencia.27
En años recientes se han secuenciado y comparado un mayor número de genomas microbianos, lo que ha permitido estimar la frecuencia de mutaciones. Una importante fuente de evolución son los mecanismos de recombinación que están implícitos en el proceso de replicación mediante la adquisición o pérdida de regiones que portan genes. Además, la transmisión horizontal de fragmentos de ADN puede ocurrir mediante plásmidos, islas genómicas, bacteriófagos, transposones y secuencias de inserción. Estos elementos móviles pueden proveer a los microorganismos, de ventajas para adaptarse e infectar a determinadas células.28 Los genes asociados con virulencia, también llamados islas de patogenicidad, se originan fuera de las bacterias como elementos móviles. Las islas de patogenicidad adquiridas contribuyen a la naturaleza virulenta de las bacterias en la medida en que contienen grupos de genes que incrementan la virulencia del microorganismo y pueden transformar un organismo benigno en uno patógeno. Hasta ahora, se han descrito 12 islas de patogenicidad para Salmonella spp, algunas de ellas son conservadas por todos los serotipos del género, pero algunas son específicas de ciertos serotipos.7
Se ha comprobado que Salmonella Gallinarum puede generar inmunidad en la parvada contra el serotipo 09, o sea que presenta inmunidad cruzada con Salmonella Enteritidis. Como consecuencia de esta característica inmunológica, se ha sugerido que en la medida que Salmonella Gallinarum se ha eliminado mediante la vacunación y el sacrificio de las aves infectadas, su erradicación pudo haber permitido el establecimiento de Salmonella Enteritidis.7,29 En forma inversa, en el Reino Unido, el descenso de 50% en infección por Salmonella Enteritidis en aves desde 1997, coincide con la introducción de nuevas vacunas vivas contra el serotipo 09, en sustitución de las vacunas con bacterias muertas en formalina.22 Para fines prácticos, en términos de control de las zoonosis transmisibles, la vacunación de aves contra la Salmonella Enteritidis del serotipo 09, puede estar indicada aun en situaciones en las que se haya erradicado Salmonella Gallinarum.
Otra importante fuente de diversidad microbiana la constituyen los integrones, que generalmente llevan uno o más genes de resistencia a los antibióticos.30 Un inevitable efecto del uso de antibióticos es el surgimiento y diseminación de bacterias resistentes. Existen algunos biotipos y fagotipos del género Salmonella que son resistentes a penicilina, cloranfenicol, estreptomicina, sulfonamidas, tetraciclinas, e incluso a fluoroquinolonas, esta resistencia se atribuye a mutaciones puntuales del gen gyrA.31
Teniendo en cuenta que los genes resistentes a los antibióticos pueden propagarse por integrones, además de transposones, islas genómicas y plásmidos, el tratamiento con agentes antimicrobianos contribuye al aumento de la población de bacterias resistentes a los agentes antimicrobianos relacionados entre sí, y por ello el uso de antimicrobianos en el alimento de los animales puede tener efectos adversos para la salud humana,7 debido a su efecto de selección en la población bacteriana resistente.
Caracterización de la campilobacteriosis
La clasificación del género ha sido objeto de revisiones y en la actualidad se aceptan 16 especies.32 Estos microorganismos tienen forma de bastones espirales o curvados, son gramnegativos, poseen flagelos que les dan movilidad y son microaerofílicos. Las tres especies de importancia médica y veterinaria son: Campylobacter jejuni, Campylobacter coli y Campylobacter lari. Campylobacter jejuni se divide en dos subespecies: Campylobacter jejuni jejuni, referido simplemente como Campylobacter jejuni, el cual es patógeno para humanos, y Campylobacter jejuni doylei, que sólo esporádicamente infecta a humanos.33
]]> Bioquímicamente, los Campylobacter son oxidasa positivos, reducen nitratos, son negativos a rojo de metilo y Voges–Proskauer y no hidrolizan la gelatina. La mayoría de las especies son urea negativas, excepto algunas cepas de Campylobacter lari. La exposición prolongada al agua hace que los microorganismos adquieran forma de cocos, que son más difíciles de cultivar e incluso pueden no ser cultivables.34,35 Campylobacter jejuni, Campylobacter coli y Campylobacter lari son termofílicos, es decir, crecen bien entre 42°C y 43°C y no crecen a menos de 25°C. El cultivo en medios selectivos requiere dos días y se necesitan dos días más para realizar las pruebas confirmatorias a especie.36La infección en humanos se limita al tracto alimentorio y produce diversos tipos de diarrea. Raras veces la infección ocasiona trastornos neurológicos.37 La mayoría de los casos se producen por la ingestión de carne de pollo y cerdo. Además de Campylobacter jejuni, también Campylobacter coli y Campylobacter lari producen gastroenteritis en humanos; sin embargo, este último, cuyo origen es porcino, representa sólo 3% de los aislamientos.10
Aspectos relevantes de los mecanismos de patogenicidad
Salmonella Enteritidis inicia la infección adhiriéndose a la superficie de la mucosa intestinal y posteriormente invade las células epiteliales. La adherencia de Salmonella Enteritidis a la superficie del epitelio depende de las fimbrias y flagelos. Las principales fimbrias de Salmonella Enteritidis son SEF14, SEF17 y SEF21. El ciego es el sitio primario de colonización de Salmonella Enteritidis en las aves. Se ha investigado que el glucoesfingolípido (GSL) GlcCer (N–1) y el gangliósido GM3 (G–1) de la mucosa intestinal de los pollos, presentes en el intestino delgado, ciego y recto, son los receptores de la fimbria SEF21 de Salmonella Enteritidis.38
Cuando Salmonella Enteritidis atraviesa el epitelio y llega a la lámina propia intestinal, invade a los macrófagos y como es resistente a la acción de éstos, dichas células le sirven de vehículo para invadir otros órganos, principalmente el hígado.39
Campylobacter jejuni y Campylobacter coli viven como comensales en el tracto intestinal de muchos animales, incluyendo las aves domésticas. Pueden sobrevivir en el ambiente a 4°C durante varias semanas.40
Muchas cepas, principalmente de Campylobacter jejuni, producen enterotoxinas y citotoxinas, que son la causa principal de los síntomas digestivos en humanos.
Hasta hace poco se pensaba que la principal fuente de transmisión de Campylobacter en las aves era horizontal a partir de basura, agua, insectos, equipo y fauna silvestre. Ante los fracasos en los intentos de cultivar Campylobacter de las incubadoras o de los pollitos recién nacidos,41,42 en diversos estudios se sugiere la transmisión vertical a través del huevo, tomando en cuenta que Campylobacter jejuni se ha encontrado en todos los segmentos del tracto reproductivo de las gallinas y en el semen de gallos progenitores.43
]]> La problemática del diagnóstico y detección
El principal problema es que Salmonella y Campylobacter son habitantes del intestino de las aves y en ese medio crecen muchas especies de organismos bacterianos. Por ello, al intentar aislar alguna especie patógena, es posible que no se pueda detectar si el número es proporcionalmente muy bajo y se oculte por el crecimiento de los demás organismos. Por tal razón se ha recomendado el empleo de técnicas inmunológicas y de biología molecular que permiten detectar en poco tiempo la existencia de animales portadores. El aislamiento e identificación de Campylobacter es difícil porque es de lento crecimiento y se confunde fácilmente con bacterias del género Arcobacter, y el mayor inconveniente es que se trata de organismos inertes que no metabolizan los azúcares que se emplean tradicionalmente para diferenciar las enterobacterias. Por ello, Campylobacter requiere de la evaluación de su crecimiento bajo diferentes condiciones atmosféricas, de temperatura y de sensibilidad antimicrobiana, así como de la hidrólisis del hipurato y del acetato de indoxyl.44
Se han desarrollado técnicas de PCR para la detección de salmonelas en alimentos contaminados natural y experimentalmente.45 También varios métodos de PCR, sensibles y específicos, se han desarrollado para la detección de Campylobacter spp, los cuales reducen el tiempo de diagnóstico a menos de dos días,33 además de que detectan cantidades pequeñas de hasta una unidad formadora de colonia por mililitro de muestra.46
Prospectiva en México
En un estudio reciente efectuado en pollo de engorda comercial de una granja convencional en México, de 30 aves muestreadas ocho fueron positivas a Salmonella Enteritidis y dos a Salmonella Typhimurium. Sin pretender inferir comparaciones a partir del muestreo de una sola granja, dadas las condiciones homogéneas en las que se lleva a cabo la avicultura contemporánea, los hallazgos preliminares encontrados, aún no publicados, sugieren que la prevalencia en México de salmonelas en granjas avícolas es semejante a la de los demás países que tienen avicultura tecnificada.
En el mismo estudio, de 30 aves muestreadas, en nueve de ellas se aisló Campylobacter jejuni y en dos Campylobacter coli. De acuerdo con estos resultados preliminares, es probable que Campylobacter jejuni y Campylobacter coli vivan como comensales en el tracto intestinal del pollo de engorda en las parvadas comerciales en México, ello indica la utilidad, en el futuro inmediato, de realizar estudios que involucren segmentos representativos de la avicultura nacional. En México deben ser frecuentes las campilobacteriosis en humanos, derivadas del consumo de alimentos de origen aviar, por ello resultan prioritarios los estudios epidemiológicos al respecto. El empleo del método de PCR, dada su sensibilidad y especificidad, es indicado para detectar salmonelosis y campilobacteriosis en animales, en alimentos de origen animal y en el medio ambiente, con el fin de que se sustenten las bases para establecer marcadores epidemiológicos útiles en México.
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