大腸細(xì)菌(E. coli)為埃希氏菌屬(Escherichia)代表菌。一般多不致病,為人和動(dòng)物腸道中的常居菌,在一定條件下可引起腸道外感染。某些血清型菌株的致病性強(qiáng),引起腹瀉,統(tǒng)稱病致病大腸桿菌。
(一)形態(tài)與染色
大小0.4~0.7×1~3um,無(wú)芽胞,大多數(shù)菌株有動(dòng)力。有普通菌毛與性菌毛,有些菌株有多糖類(lèi)包膜,革蘭氏陰性桿菌。
(二)培養(yǎng)特性
在血瓊脂平板上,有些菌株產(chǎn)生β型溶血。在鑒別性或選擇性培養(yǎng)基上形成有顏色、直徑2~3mm的光滑型菌落。
生化反應(yīng):大部分菌株發(fā)酵乳糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣,并發(fā)酵葡萄糖、麥芽胞、甘露醇、木膠糖、阿拉伯膠等產(chǎn)酸產(chǎn)氣。IMViC試驗(yàn)為“+、+、-、-”。即為典型大腸桿菌。
(三)抗原構(gòu)造
較復(fù)雜,有O、K、H、F四種抗原。O抗原為脂多糖,已有171種,其中162種與腹瀉有關(guān),是分群的基礎(chǔ)。K抗原有103種,為莢脂多糖抗原。從病人新分離的大腸桿菌多有K抗原,有抗吞噬和補(bǔ)體殺菌作用。根據(jù)耐熱性等不同,K抗原分為L(zhǎng)、A、B三種,其中L、B不耐熱,有60種。F抗原至少有5種,與大腸桿菌的粘附作用有關(guān)、表明大腸桿菌血清型的方式是按O:K:H排列,例如O111:K58(B4):H2。
(四)抵抗力
該菌對(duì)熱的抵抗力較其他腸道桿菌強(qiáng),55℃經(jīng)60分鐘或60℃加熱15分鐘仍有部分細(xì)菌存活。在自然界的水中可存活數(shù)周至數(shù)月,在溫度較低的糞便中存活更久。膽鹽、煌綠等對(duì)大腸桿菌有抑制作用。對(duì)磺胺類(lèi)、鏈霉素、氯霉素等敏感,但易耐藥,是由帶有R因子的質(zhì)粒轉(zhuǎn)移而獲得的。
(一)致病物質(zhì)
1.定居因子(Colonizationfactor ,CF);也稱粘附素(Adhesin),即大腸桿菌的菌毛。致病大腸桿菌須先粘附于宿主腸壁,以免被腸蠕動(dòng)和腸分泌液清除。使人類(lèi)致瀉的定居因子為CFAⅠ、CTAⅡ(Colonization factor antigen Ⅰ、Ⅱ),定居因子具有較強(qiáng)的免疫原性,能刺激機(jī)體產(chǎn)生特異性抗體。
2.腸毒素:是腸產(chǎn)毒性大腸桿菌在生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中釋放的外毒素,分為耐熱和不耐熱兩種。
(1)大耐熱腸毒素(Heatlabile enterotoxin, LT):對(duì)熱不穩(wěn)定,65℃經(jīng)30分鐘即失活。為蛋白質(zhì),分子量大,有免疫原性。由A、B兩個(gè)亞單位組成,A又分成A1和A2,其中A1是毒素的活性部分。B亞單位與小腸粘膜上皮細(xì)胞膜表面的GM1神經(jīng)節(jié)苷脂受體結(jié)合后,A亞單位穿過(guò)細(xì)胞膜與腺苷酸環(huán)化酶作用,使胞內(nèi)ATP轉(zhuǎn)化cAMP。當(dāng)cAMP增加后,導(dǎo)致小腸液體過(guò)度分泌,超過(guò)腸道的吸收能力而出現(xiàn)腹瀉。LT的免疫原性與霍亂弧菌腸毒素相似,兩者的抗血清交叉中和作用。
(2)耐熱腸毒素(Heatstable enterotoxin ,ST):對(duì)熱穩(wěn)定,100℃經(jīng)20分鐘仍不被破壞,分子量小,免疫原性弱。ST可激活小腸上皮細(xì)胞的鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶,使胞內(nèi)cGMP增加,在空腸部分改變液體的運(yùn)轉(zhuǎn),使腸腔積液而引起腹瀉。ST與霍亂毒素?zé)o共同的抗原關(guān)系。
腸產(chǎn)毒性大腸桿菌的有些菌株只產(chǎn)生一種腸毒素,即LT或ST;有些則兩種均可可產(chǎn)生。有些致病大腸桿菌還可產(chǎn)生vero毒素。
3.其他:胞壁脂多糖的類(lèi)脂A具有毒性,O特異多糖有抵抗宿主防御屏障的作用。大腸桿菌的K抗原有吞噬作用。
(二)所致疾病
1.腸道外感染:多為內(nèi)源性感染,以泌尿系感染為主,如尿道炎、膀胱炎、腎盂腎炎、上行性尿道感染多見(jiàn)于已婚婦女。也可引起腹膜炎、膽囊炎、闌尾炎等。嬰兒、年老體弱、慢性消耗性疾病、大面積燒傷患者,大腸桿菌可侵入血流,引起敗血癥。早產(chǎn)兒,尤其是生后30天內(nèi)的新生兒,易患大腸桿菌性腦膜炎。
2.急性腹瀉:某些血清型大腸桿菌能引起人類(lèi)腹瀉。根據(jù)其致病機(jī)理不同,分為四種類(lèi)型。
(1)腸產(chǎn)毒性大腸www.med126.com桿菌(EnterotoxigenicE. coli,ETEC):引起嬰幼兒和旅游者腹瀉,出現(xiàn)輕度水瀉,也可呈嚴(yán)重的霍亂樣癥狀。腹瀉常為自限性,一般2~3天即愈。營(yíng)養(yǎng)不良者可達(dá)數(shù)周,也可反復(fù)發(fā)作。致病因素是LT或ST,或兩者同時(shí)致病。有些菌株具有定居因子,常見(jiàn)者為O6:K15:H16、O25:K7:H42。鑒定ETEC主要測(cè)定大腸桿菌腸毒素,血清型有一定參考意義。
(2)腸致病性大腸桿菌(EnteropathogenicE.coli,EPEC):是嬰兒腹瀉的主要病原菌,有高度傳染性,嚴(yán)重者可致死;成人少見(jiàn)。細(xì)菌侵入腸道后,主要在十二指腸、空腸和回腸上段大量繁殖。切片標(biāo)本中可見(jiàn)細(xì)菌粘附于絨毛,導(dǎo)致刷狀緣破壞、絨毛萎縮、上皮細(xì)胞排列紊亂和功能受損,造成嚴(yán)重腹瀉。EPEC不產(chǎn)生LT或ST。有人報(bào)道,EPEC可產(chǎn)生一種由噬菌體編碼的腸毒素,因?qū)ero細(xì)胞(綠猴腎傳代細(xì)胞)有毒性,故稱VT毒素。VT毒素的結(jié)構(gòu)、作用與志賀氏毒素相似,具有神經(jīng)毒素、細(xì)胞毒素和腸毒素性。鑒定EPEC可根據(jù)臨床表現(xiàn)與血清型。
EIEC的多數(shù)菌株無(wú)動(dòng)力,生化反應(yīng)和抗原結(jié)構(gòu)均近似痢疾桿菌,應(yīng)予注意。EIEC可引起豚鼠角結(jié)合膜炎,臨床上可藉此協(xié)助鑒定EIEC。
(4)腸出血性大腸桿菌(EnterohemorrhagicE.coli,EHEC):引起散發(fā)性或暴發(fā)性出血性結(jié)腸炎,可產(chǎn)生志賀氏毒素樣細(xì)胞毒素。EHCO的主要菌型是O157:H7,還可有O26、OⅢ等。
表9-2 引起急性腹瀉的大腸桿菌
腸產(chǎn)毒性大腸桿菌 | 腸致病性大腸桿菌 | 腸侵襲性大腸桿菌 | 腸出血性大腸桿菌 | |
感染部位 | 小腸 | 小腸 | 大腸 | 大腸 |
腹瀉類(lèi)型 | 水瀉 | 水瀉 | 痢疾樣 | 血性腹瀉 |
易感人群 | 嬰兒,成人 | 嬰兒 | 成人,兒童 | 各種年齡? |
分布 | 發(fā)展中國(guó)家(熱帶) | 世界各地 | 世界各地 | 北美、日本 |
流行病學(xué) | 散發(fā)或暴發(fā)嬰兒腹瀉及旅游者腹瀉 | 散發(fā)或暴發(fā)嬰兒腹瀉 | 散發(fā)或暴發(fā),常見(jiàn)于年齡較大兒童 | |
致病機(jī)理 | LT、ST 定居因子 | 細(xì)胞毒?定居因子 | 侵襲腸粘膜細(xì)胞 | 細(xì)胞毒? |
常見(jiàn)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 |
鑒定 | gydjdsj.org.cn/yishi/測(cè)定LT、ST、檢出定居因子血清型 | 血清型與臨床表現(xiàn) | 血清型測(cè)定細(xì)菌侵襲力 | 血清型 |
此外,腸粘附性大腸桿菌(EnteroadhesiveE.coli,EAEC)也可引起腹瀉,但對(duì)其發(fā)病機(jī)理與血清型尚不了解。EAEC不侵入腸上皮細(xì)胞,不產(chǎn)生LT或ST,也無(wú)VT毒素。唯一特征是具有與Hep-2細(xì)胞(人喉上皮細(xì)胞癌細(xì)胞系)粘附的能力,故也稱Hep-2細(xì)胞粘附性大腸桿菌。
(一)細(xì)菌的分離鑒定
1.標(biāo)本:腸道外感染取中段尿、血液、膿液、腦脊液等,腹瀉者取糞便。
2.分離培養(yǎng)與鑒定:糞便標(biāo)本直接接種腸道桿菌選擇性培養(yǎng)基。血液需先經(jīng)肉湯增菌,再轉(zhuǎn)種血瓊脂平板。其他標(biāo)本可同時(shí)接種血瓊脂平板和腸道桿菌選擇性培養(yǎng)基。37℃孵育18~24小時(shí)后,觀察菌落并涂片染色鏡檢。采用一系列生化反應(yīng)進(jìn)行鑒定。腸致病性大腸桿菌須先作血清學(xué)定型試驗(yàn)。必要時(shí)檢定腸霉毒素。
泌尿系統(tǒng)除確定大腸桿菌外,還應(yīng)計(jì)數(shù),每毫升尿含菌量≥100,000時(shí),才有診斷價(jià)值。
(二)衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)檢查
大腸桿菌不斷隨糞便排出體外,污染周?chē)h(huán)境和水源、食品等。取樣檢查時(shí),樣品中大腸桿菌越多,表示樣品被糞便污染越嚴(yán)重,也表明樣品中存在腸道致病菌的可能性越大。故應(yīng)對(duì)飲水、食品、飲料進(jìn)行衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)檢查。
1.細(xì)菌總數(shù):檢測(cè)每毫升或每克樣品中所含細(xì)菌數(shù),采用傾注培養(yǎng)計(jì)算。我國(guó)規(guī)定的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)是每毫升飲水中細(xì)菌總數(shù)不得超過(guò)100個(gè)。
2.大腸菌數(shù)指數(shù):指每立升中大腸菌群數(shù),采用乳糖發(fā)酵法檢測(cè)。我國(guó)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)是每1000ml飲水中不得超過(guò)3個(gè)大腸菌群;瓶裝汽水、果汁等每100ml大腸菌群不得超過(guò)5個(gè)。
在腸產(chǎn)毒性大腸桿菌的免疫預(yù)防研究中,發(fā)現(xiàn)其菌毛抗原在自然感染和人工自動(dòng)免疫中是一種關(guān)鍵性抗原。
治療可選用慶大霉素、丁胺卡那霉素等。