肠道杆菌
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肠道杆菌
肠道杆菌(Enteric bacilli)是一大群寄居于人和动物肠道中的革兰氏阴性无芽胞内杆菌,常随人与动物粪便排出,广泛分布于水、土壤或腐物中。
肠道杆菌属于肠杆菌科（Enterobacteriaceae），分类尚未完全统一，过去主要依据生化反应和抗原结构进行分类。近十多年来，应用DNA同源性研究、抗生素敏感谱、种和型特异性噬菌体，以及电子计算机分析技术等，使其分类日趋合理。目前肠杆菌科至少有25个菌属，90个以上菌种、生化群和血清群，其中与医学关系较密切者见表。
表9-1 肠杆菌科中与医学有关的细菌
| 属 | 代表种 | 致病性 |
|
埃希氏菌属
（Escherichia） |
大肠埃希氏菌
(E.coli) |
肠道外感染，
急性腹泻 |
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志贺氏菌属
（Shigella） |
痢疾志贺氏菌
(Sh.dysenteriae) |
细菌性痢疾 |
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爱德华氏菌属
（Edwardsiella） |
迟纯爱德华氏菌
(E.tarda) |
蛇类等血动物的正常肠道寄居菌，偶见于健康人或腹泻者粪便内 |
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沙门氏菌属
（Salmonella） |
伤寒沙门氏菌
(S.typhi) |
肠热症、急性肠炎、败血症 |
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枸橼酸杆菌属
(Citrobacter) |
弗劳地氏枸橼酸杆菌
(C.freundii) |
条件致病菌，引起继发性感染 |
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克雷伯氏菌属
(Klebsiella) |
肺炎克雷伯氏菌
(K.pneumoniae) |
肺炎，泌尿系、创伤感染
败血症等 |
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肠杆菌属
(Enterobacter) |
产气杆菌
(E.aerogenes) |
很少引起原发性感染 |
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哈夫尼亚菌属
(Hafnia) |
蜂窝啥夫尼亚菌
(H.alvei) |
对人无致病性 |
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沙雷氏菌属
(Serrati) |
粘质沙雷氏菌
(S.marcescens) |
条件致病菌，引起泌尿系，
呼吸道及创伤感染 |
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变形杆菌属
(Proteus) |
普通变形杆菌
(P.vulgaris) |
食物中毒，泌尿系、呼吸道感染
等 |
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耶尔森氏菌属
(Yersinia) |
鼠疫耶尔森氏菌
(Y.pestis) |
鼠疫 |
|
欧文氏菌属
(Erwinia) |
草原居民欧文氏菌
(E.herbicola) |
植物寄生菌，曾从人体肠道及化脓扁桃体中分离到 |
耶尔森氏菌具有肠道杆菌科的共性，有肠道杆菌的共同抗原，与大肠杆菌、沙门氏菌、变形杆菌呈现血清学交叉反应。为编排方便起见，放入动物源性病原菌中讲授。
大多数肠道杆菌是肠道的常居菌，当人体免疫力低下或细菌侵入肠道以外部位时，也可引起疾病，故为条件致病菌。有些细菌为致病菌，如伤寒杆菌、痢疾杆菌、致病性大肠杆菌等，引起人类肠道疾病。
肠道杆菌具有下述共同特性：
1．形态与结构：中小等大小两端钝圆的革兰氏阴性杆菌，无芽胞，多数有鞭毛，大多有菌毛，少数有荚膜或包膜。
2．培养特性：需氧或兼性厌氧菌，在普通培养基上生长良好，为中等大小的光滑型菌落。有些菌在血琼平板上出现β型溶血，在液体培养中呈均匀混浊生长。
3．生化反应：生化反应活泼，一般说来，生化反应的强弱与其致病作用成反比。乳糖发酵试验在初步鉴别肠道致病和非致病菌时有重要意义，前者一般不分解乳糖，而非致病菌多数能分解乳糖。
4．抵抗力：不强，加热60℃经30分钟即死亡。胆盐、煌绿等对大肠杆菌等非致病菌有选择性作用，可制备肠道杆菌选择性培养基以分离肠道致病菌。
5．变异：易出现变异菌株。最常见的是耐药性转移、毒素产生和生化反应等的改变。这在致病力、细菌学诊断、治疗与预防中均有重要意义。
6．致病物质：内毒素是肠道杆菌的主要致病物质。部分肠杆菌产生外毒素致病。
7．传播方式：污染的饮水及食物、经消化道传播。
第一节 大肠杆菌
大肠细菌（E. coli）为埃希氏菌属(Escherichia)代表菌。一般多不致病，为人和动物肠道中的常居菌，在一定条件下可引起肠道外感染。某些血清型菌株的致病性强，引起腹泻，统称病致病大肠杆菌。
一、生物学性状
（一）形态与染色
大小0.4～0.7×1～3um,无芽胞,大多数菌株有动力。有普通菌毛与性菌毛，有些菌株有多糖类包膜，革兰氏阴性杆菌。
（二）培养特性
在血琼脂平板上，有些菌株产生β型溶血。在鉴别性或选择性培养基上形成有颜色、直径2～3mm的光滑型菌落。
生化反应：大部分菌株发酵乳糖产酸产气，并发酵葡萄糖、麦芽胞、甘露醇、木胶糖、阿拉伯胶等产酸产气。IMViC试验为“+、+、-、-”。即为典型大肠杆菌。
（三）抗原构造
较复杂，有O、K、H、F四种抗原。O抗原为脂多糖，已有171种，其中162种与腹泻有关，是分群的基础。K抗原有103种，为荚脂多糖抗原。从病人新分离的大肠杆菌多有K抗原，有抗吞噬和补体杀菌作用。根据耐热性等不同，K抗原分为L、A、B三种，其中L、B不耐热，有60种。F抗原至少有5种，与大肠杆菌的粘附作用有关、表明大肠杆菌血清型的方式是按O：K：H排列，例如O111：K58（B4）：H2。
（四）抵抗力
该菌对热的抵抗力较其他肠道杆菌强，55℃经60分钟或60℃加热15分钟仍有部分细菌存活。在自然界的水中可存活数周至数月，在温度较低的粪便中存活更久。胆盐、煌绿等对大肠杆菌有抑制作用。对磺胺类、链霉素、氯霉素等敏感，但易耐药，是由带有R因子的质粒转移而获得的。
二、致病性
（一）致病物质
1．定居因子（Colonization factor ,CF）;也称粘附素(Adhesin)，即大肠杆菌的菌毛。致病大肠杆菌须先粘附于宿主肠壁，以免被肠蠕动和肠分泌液清除。使人类致泻的定居因子为CFAⅠ、CTAⅡ(Colonization factor antigen Ⅰ、Ⅱ)，定居因子具有较强的免疫原性，能刺激机体产生特异性抗体。
2．肠毒素：是肠产毒性大肠杆菌在生长繁殖过程中释放的外毒素，分为耐热和不耐热两种。
（1）大耐热肠毒素（Heat labile enterotoxin, LT）：对热不稳定，65℃经30分钟即失活。为蛋白质，分子量大，有免疫原性。由A、B两个亚单位组成，A又分成A1和A2，其中A1是毒素的活性部分。B亚单位与小肠粘膜上皮细胞膜表面的GM1神经节苷脂受体结合后，A亚单位穿过细胞膜与腺苷酸环化酶作用，使胞内ATP转化cAMP。当cAMP增加后，导致小肠液体过度分泌，超过肠道的吸收能力而出现腹泻。LT的免疫原性与霍乱弧菌肠毒素相似，两者的抗血清交叉中和作用。
（2）耐热肠毒素（Heat stable enterotoxin ,ST）：对热稳定，100℃经20分钟仍不被破坏，分子量小，免疫原性弱。ST可激活小肠上皮细胞的鸟苷酸环化酶，使胞内cGMP增加，在空肠部分改变液体的运转，使肠腔积液而引起腹泻。ST与霍乱毒素无共同的抗原关系。
肠产毒性大肠杆菌的有些菌株只产生一种肠毒素，即LT或ST；有些则两种均可可产生。有些致病大肠杆菌还可产生vero毒素。
3．其他：胞壁脂多糖的类脂A具有毒性，O特异多糖有抵抗宿主防御屏障的作用。大肠杆菌的K抗原有吞噬作用。
（二）所致疾病
1．肠道外感染：多为内源性感染，以泌尿系感染为主，如尿道炎、膀胱炎、肾盂肾炎、上行性尿道感染多见于已婚妇女。也可引起腹膜炎、胆囊炎、阑尾炎等。婴儿、年老体弱、慢性消耗性疾病、大面积烧伤患者，大肠杆菌可侵入血流，引起败血症。早产儿，尤其是生后30天内的新生儿，易患大肠杆菌性脑膜炎。
2．急性腹泻：某些血清型大肠杆菌能引起人类腹泻。根据其致病机理不同，分为四种类型。
（1）肠产毒性大肠杆菌（Enterotoxigenic E. coli,ETEC）：引起婴幼儿和旅游者腹泻，出现轻度水泻，也可呈严重的霍乱样症状。腹泻常为自限性，一般2～3天即愈。营养不良者可达数周，也可反复发作。致病因素是LT或ST，或两者同时致病。有些菌株具有定居因子，常见者为O6：K15：H16、O25：K7：H42。鉴定ETEC主要测定大肠杆菌肠毒素，血清型有一定参考意义。
（2）肠致病性大肠杆菌（Enteropathogenic E.coli,EPEC）:是婴儿腹泻的主要病原菌，有高度传染性，严重者可致死；成人少见。细菌侵入肠道后，主要在十二指肠、空肠和回肠上段大量繁殖。切片标本中可见细菌粘附于绒毛，导致刷状缘破坏、绒毛萎缩、上皮细胞排列紊乱和功能受损，造成严重腹泻。EPEC不产生LT或ST。有人报道，EPEC可产生一种由噬菌体编码的肠毒素，因对Vero细胞（绿猴肾传代细胞）有毒性，故称VT毒素。VT毒素的结构、作用与志贺氏毒素相似，具有神经毒素、细胞毒素和肠毒素性。鉴定EPEC可根据临床表现与血清型。
EIEC的多数菌株无动力，生化反应和抗原结构均近似痢疾杆菌，应予注意。EIEC可引起豚鼠角结合膜炎，临床上可藉此协助鉴定EIEC。
（4）肠出血性大肠杆菌（Enterohemorrhagic E.coli,EHEC）:引起散发性或暴发性出血性结肠炎，可产生志贺氏毒素样细胞毒素。EHCO的主要菌型是O157：H7，还可有O26、OⅢ等。
表9-2 引起急性腹泻的大肠杆菌
| 肠产毒性大肠杆菌 | 肠致病性大肠杆菌 | 肠侵袭性大肠杆菌 | 肠出血性大肠杆菌 | |
| 感染部位 | 小肠 | 小肠 | 大肠 | 大肠 |
| 腹泻类型 | 水泻 | 水泻 | 痢疾样 | 血性腹泻 |
| 易感人群 | 婴儿，成人 | 婴儿 | 成人，儿童 | 各种年龄？ |
| 分布 | 发展中国家(热带) | 世界各地 | 世界各地 | 北美、日本 |
| 流行病学 | 散发或暴发婴儿腹泻及旅游者腹泻 | 散发或暴发婴儿腹泻 | 散发或暴发，常见于年龄较大儿童 | |
| 致病机理 |
LT、ST
定居因子 |
细胞毒？
定居因子 |
侵袭肠粘膜细胞 | 细胞毒？ |
| 常见O血清型 | 6、8、15、20、25、27、78、148、159 | 2、26、44、55、86、111、114、119、125、126、127、128、142、146、158 | 28、29、112、124、136、143、144、152、164、167 | O157：H7 |
| 鉴定 | 测定LT、ST、检出定居因子血清型 | 血清型与临床表现 | 血清型测定细菌侵袭力 | 血清型 |
三、微生物学检查法
（一）细菌的分离鉴定
1．标本：肠道外感染取中段尿、血液、脓液、脑脊液等，腹泻者取粪便。
2．分离培养与鉴定：粪便标本直接接种肠道杆菌选择性培养基。血液需先经肉汤增菌，再转种血琼脂平板。其他标本可同时接种血琼脂平板和肠道杆菌选择性培养基。37℃孵育18～24小时后，观察菌落并涂片染色镜检。采用一系列生化反应进行鉴定。肠致病性大肠杆菌须先作血清学定型试验。必要时检定肠霉毒素。
泌尿系统除确定大肠杆菌外，还应计数，每毫升尿含菌量≥100，000时，才有诊断价值。
（二）卫生细菌学检查
大肠杆菌不断随粪便排出体外，污染周围环境和水源、食品等。取样检查时，样品中大肠杆菌越多，表示样品被粪便污染越严重，也表明样品中存在肠道致病菌的可能性越大。故应对饮水、食品、饮料进行卫生细菌学检查。
1．细菌总数：检测每毫升或每克样品中所含细菌数，采用倾注培养计算。我国规定的卫生标准是每毫升饮水中细菌总数不得超过100个。
2．大肠菌数指数：指每立升中大肠菌群数，采用乳糖发酵法检测。我国的卫生标准是每1000ml饮水中不得超过3个大肠菌群；瓶装汽水、果汁等每100ml大肠菌群不得超过5个。
四、防治原则
在肠产毒性大肠杆菌的免疫预防研究中，发现其菌毛抗原在自然感染和人工自动免疫中是一种关键性抗原。
治疗可选用庆大霉素、丁胺卡那霉素等。
