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大腸桿菌（人、動物腸道內(nèi)的寄生菌）

次瀏覽 | 更新時間：2023-05-23

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大腸桿菌

人、動物腸道內(nèi)的寄生菌

大腸桿菌（Escherichia coli）大腸埃希氏菌，Escherich在1885年發(fā)現(xiàn)的，在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，一直被當(dāng)作正常腸道菌群的組成部分，認(rèn)為是非致病菌。直到20世紀(jì)中葉，才認(rèn)識到一些特殊血清型的大腸桿菌對人和動物有病原性，尤其對嬰兒和幼畜（禽），常引起嚴(yán)重腹瀉和敗血癥，它是一種普通的原核生物，根據(jù)不同的生物學(xué)特性將致病性大腸桿菌分為6類：腸致病性大腸桿菌（EPEC）、腸產(chǎn)毒性大腸桿菌（ETEC）、腸侵襲性大腸桿菌（EIEC）、腸出血性大腸桿菌（EHEC）、腸黏附性大腸桿菌（EAEC）和彌散粘附性大腸桿菌(DAEC).。大腸桿菌屬于革蘭氏陰性細(xì)菌（G-）。

基本信息

中文名	大腸埃希氏菌
別名	大腸桿菌
拉丁學(xué)名	Escherichiacoli
界	細(xì)菌界
門	變形菌門

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簡介

此菌為兩端鈍圓的短小桿菌，此菌多單獨(dú)存在或成雙。

大腸桿菌是動物腸道中的正常寄居菌，其中很小一部分在一定條件下引起疾病。大腸桿菌的血清型能夠引起人體或動物胃腸道感染，主要是由特定的菌毛抗原、致病性毒素等感染引起的，除胃腸道感染以外，還會引起尿道感染、關(guān)節(jié)炎、腦膜炎以及敗血型感染等。

種類

按致病作用

目前國際公認(rèn)的分類，主要有六個種類的大腸桿菌，即能夠致使胃腸道感染的腸道致病性的大腸桿菌（EPEC）、腸道產(chǎn)毒素性的大腸桿菌 (ETEC)、腸道侵襲性的大腸桿菌(EIEC)、腸道出血性的大腸桿菌 (EHEC)、腸集聚性的大腸桿菌（EAEC）以及近年來發(fā)現(xiàn)的腸產(chǎn)志賀樣毒素同時具有一定侵襲力的大腸桿菌（ESIES），另外，還有能夠致使尿道感染的尿道致病性的大腸桿菌 (UPEC)，以及最新命名的腸道集聚性的黏附大腸桿菌（EAggEC）。

按溶血性

根據(jù)大腸桿菌的感染性狀能否產(chǎn)生溶血素和有無溶血的能力，可將大腸桿菌分為兩大類：即溶血性的大腸桿菌和非溶血性的大腸桿菌。

按產(chǎn)腸毒素性

根據(jù)大腸桿菌在感染過程中能否產(chǎn)生腸毒素的能力，可將大腸桿菌分為兩大類：即產(chǎn)腸毒素性的大腸桿菌和非產(chǎn)腸毒素性的大腸桿菌。產(chǎn)腸毒素性的大腸桿菌是人和多種動物的任何感染性腹瀉的重要病原，鑒定產(chǎn)腸毒素性的大腸桿菌主要是測定所分離大腸桿菌分泌的腸毒素的類型。除此之外，也可以根據(jù)大腸桿菌產(chǎn)生腸毒素的能力，結(jié)合其對不同腸毒素的敏感性，而將大腸桿菌分型，稱為腸毒素型。

生物學(xué)特征

理化特性

大腸桿菌是短桿菌，兩端呈鈍圓形，革蘭陰性。有時因環(huán)境不同，個別菌體出現(xiàn)近似球桿狀或長絲狀；大腸桿菌多是單一或兩個存在，但不會排列呈長鏈形狀；大多數(shù)的大腸桿菌菌株具有莢膜或微莢膜結(jié)構(gòu)，但是不能形成芽孢；多數(shù)大腸桿菌菌株生長有菌毛，其中一些菌毛是針對宿主及其他的一些組織或細(xì)胞具有黏附作用的宿主特異性菌毛。

生化特性

大腸桿菌的生化代謝非常活躍。大腸桿菌可以發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)酸、產(chǎn)氣，個別菌株不產(chǎn)氣，大腸桿菌還能發(fā)酵多種碳水化合物，也可以利用多種有機(jī)酸鹽。大腸桿菌在常用的生化特性檢測項目中，甲基紅試驗呈陽性，吲哚產(chǎn)生和乳糖發(fā)酵是陽性（個別菌株表現(xiàn)陰性），維-培試驗是陰性，尿素酶和檸檬酸鹽利用呈陰性（極個別菌株表現(xiàn)陽性），硝酸鹽還原試驗表現(xiàn)陽性，氧化酶表現(xiàn)陰性，氧化-發(fā)酵試驗表現(xiàn)為F型。

致病作用特性

對人和多種動物來講，由于病原大腸桿菌常常傾向具有一定的宿主特異性，對人有致病作用的菌株常常是很少引起動物的感染，反之亦然，據(jù)此可將病原大腸桿菌大致上將其劃分為兩種：即人病原大腸桿菌和動物病原大腸桿菌。動物的致瀉性大腸桿菌已被明確的特征主要是類似于ETEC的菌株。UPEC是一群能夠引起人的尿道感染最常見的病原大腸桿菌。尿道感染是很少獨(dú)立存在于動物的大腸桿菌病中的感染癥狀。

流行病學(xué)特征

區(qū)域分布

大腸桿菌的發(fā)生與流行感染是呈世界性分布的，但大腸桿菌的流行性還是存在一定的區(qū)域分布特征的。這些區(qū)域分布的特征在人的大腸桿菌感染中表現(xiàn)的更明顯些，最大的可能是因為與區(qū)域間經(jīng)濟(jì)條件和社會衛(wèi)生狀況等有一定聯(lián)系的。

易感宿主

動物的大腸桿菌病可以發(fā)生在多種家畜、家禽、養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)動物以及其他陸生動物和某些水產(chǎn)動物，其中豬和雞是最為易感的，而且危害十分嚴(yán)重。

發(fā)病季節(jié)

大腸桿菌在動物群體間的感染的季節(jié)發(fā)病特征不是非常明顯。在一年四季豬均可發(fā)生，但只要是發(fā)生在豬的產(chǎn)仔期至斷乳期，這與豬的易感日齡相關(guān)聯(lián)。犢牛和羔羊多發(fā)生于冬季和春季。其他動物的大腸桿菌感染在常年均有發(fā)生，季節(jié)性不明顯。

傳染源與傳播途徑

人的大腸桿菌病的主要傳染源是因為在胃腸道感染患者的糞便中有大量大腸桿菌病原菌排至體外構(gòu)成的。大腸桿菌在人之間的傳播途徑多是通過糞-口這一傳播途徑，在一定的條件下可引起大腸桿菌病散發(fā)或流行。

形狀特征

大腸桿菌（Escherichia coli，E.coli）革蘭氏陰性短桿菌，大小0.5×1～3微米。周生鞭毛，能運(yùn)動，無芽孢。能發(fā)酵多種糖類產(chǎn)酸、產(chǎn)氣，是人和動物腸道中的正常棲居菌，嬰兒出生后即隨哺乳進(jìn)入腸道，與人終身相伴，幾乎占糞便干重的1/3。國家規(guī)定，每毫升飲用水中的菌落總數(shù)小于100，每100毫升水中不得檢出總大腸菌群。

大腸桿菌的抗原成分復(fù)雜，可分為菌體抗原（O）、鞭毛抗原（H）和表面抗原（K），后者有抗機(jī)體吞噬和抗補(bǔ)體的能力。根據(jù)菌體抗原的不同，可將大腸桿菌分為150多型，其中有16個血清型為致病性大腸桿菌，常引起流行性嬰兒腹瀉和成人肋膜炎。大腸桿菌是研究微生物遺傳的重要材料，如局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)就是1954年在大腸桿菌K12菌株中發(fā)現(xiàn)的。萊德伯格（Lederberg）采用兩株大腸桿菌的營養(yǎng)缺陷型進(jìn)行實(shí)驗，奠定了研究細(xì)菌接合方法學(xué)上的基礎(chǔ)，以及基因工程的研究。

大腸桿菌（E. coli）為埃希氏菌屬（Escherichia）代表菌。一般多不致病，為人和動物腸道中的常居菌，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)稱致病性大腸桿菌。

該菌對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、煌綠等對大腸桿菌有抑制作用。對磺胺類、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。

主要特點(diǎn)

大腸桿菌是人和許多動物腸道中最主要且數(shù)量最多的一種細(xì)菌，周身鞭毛，能運(yùn)動，無芽孢。主要生活在大腸內(nèi)。

1、大腸桿菌是細(xì)菌，屬于原核生物；具有由肽聚糖組成的細(xì)胞壁，只含有核糖體簡單的細(xì)胞器，沒有細(xì)胞核有擬核；細(xì)胞質(zhì)中的質(zhì)粒常用作基因工程中的運(yùn)載體。

2．大腸桿菌的代謝類型是異養(yǎng)兼性厭氧型。

3．人體與大腸桿菌的關(guān)系：在不致病的情況下（正常狀況下），可認(rèn)為是互利共生（一般高中階段認(rèn)為是這種關(guān)系）；在致病的情況下，可認(rèn)為是寄生。

4．在培養(yǎng)基培養(yǎng)時無需添加生長因子，向培養(yǎng)基中加入伊紅美藍(lán)遇大腸桿菌，菌落呈深紫色，并有金屬光澤，可鑒別大腸桿菌是否存在。

5．大腸桿菌在生物技術(shù)中的應(yīng)用：大腸桿菌作為外源基因表達(dá)的宿主，遺傳背景清楚，技術(shù)操作簡單，培養(yǎng)條件簡單，大規(guī)模發(fā)酵經(jīng)濟(jì)，倍受遺傳工程專家的重視。

6．大腸桿菌在生態(tài)系統(tǒng)中的地位：假如它生活在大腸內(nèi)，屬于消費(fèi)者，假如生活在體外則屬于分解者。

7．它的基因組DNA為擬核中的一個環(huán)狀分子，同時可以有多個環(huán)狀質(zhì)粒DNA。

8．大腸桿菌細(xì)胞的擬核有1個DNA分子，長度約為4 700 000個堿基對，在DNA分子上分布著大約4 400個基因，每個基因的平均長度約為1 000個堿基對。

基因型

大腸桿菌基因型的基本概念

野生大腸桿菌（E.coli）的基因組DNA中有470萬個堿基對（bp），內(nèi)含4288個基因。E.coli基因組中還包含有許多插入序列，如λ-噬菌體片段和一些其他特殊組分的片段，這些插入的片段都是由基因的水平轉(zhuǎn)移和基因重組而形成的，由此表明了基因組具有可塑性。利用大腸桿菌基因組的這種特性對其進(jìn)行改造，使其中的某些基因發(fā)生突變或者缺失，從而給大腸桿菌帶來可以觀察到的變化，這種觀察到的特征叫做大腸桿菌的表現(xiàn)型（Phenotype），把引起這種變化的基因構(gòu)成叫做大腸桿菌的基因型（Genotype）。具有不同基因型的菌株表現(xiàn)出不同的特性。這些不同基因型特性的菌株在基因工程的研究和生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用價值。

大腸桿菌的主要基因型

大腸桿菌的主要基因型包括：與基因重組相關(guān)的基因型（如recA、recB和recC等）、與甲基化相關(guān)的基因型（如dam、dcm、mcrA、mcrB和C、mrr和hsdM等）、與點(diǎn)突變相關(guān)的基因型（如mutS、mutT、dut、ung和uvrB等）、與核酸內(nèi)切酶相關(guān)的基因型（如hsdR、hsdS和endA等）、與終止密碼子相關(guān)的基因型（如supE和supF）、與抗藥性相關(guān)的基因型（gyrA、rpsl和Tn5等）及其他與能量代謝、氨基酸代謝、維生素代謝等相關(guān)的基因型。基因工程中，經(jīng)常使用的大腸桿菌幾乎都來自于K-12菌株，也使用由B株和C株來源的大腸桿菌。

耐酸機(jī)制

研究人員在新研究中證實(shí)，L-谷氨酰胺通過酶促反應(yīng)釋放氨，使得大腸桿菌獲得了耐酸性。

在三種已知的ARs中，AR1的功能機(jī)制仍然不清楚。相比之下，AR2和AR3的分子機(jī)制得到了更深入地解析。AR2包含有一個氨基酸反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GadC，負(fù)責(zé)細(xì)胞外L-谷氨酸(Glu)與細(xì)胞內(nèi)γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid ，GABA）的交換。兩個Glu脫羧酶GadA和GadB將Glu轉(zhuǎn)變?yōu)镚ABA。與AR2相似，AR3也具有兩個組件：反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白AdiC和精氨酸脫酸酶AdiA。AR2或AR3一次完整的循環(huán)可將細(xì)胞質(zhì)中的質(zhì)子排出至細(xì)胞外環(huán)境中，由此提高細(xì)胞內(nèi)pH，促進(jìn)細(xì)菌在酸性環(huán)境下存活。

全面了解細(xì)菌AR對于有效的臨床預(yù)防及治療均有重要的意義。因為所有的食物傳播性致病菌都必須通過極酸性胃，了解細(xì)菌在pH值為2-3的環(huán)境下的生存機(jī)制極其重要。當(dāng)前，研究人員對于這些機(jī)制的了解還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

在這項研究中，研究人員鑒別了一個新型大腸桿菌耐酸性系統(tǒng)，證實(shí)其依賴于谷氨酰胺酶YbaS和氨基酸反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GadC。這種YbaS和GadC可被酸性pH激活，且只在pH值小于等于6.0時才能適當(dāng)發(fā)揮功能。通過吸收L-谷氨酰胺（Gln），大腸桿菌利用YbaS將之轉(zhuǎn)化為L-谷氨酸（Glu），伴隨釋放氣態(tài)氨。游離氨中和質(zhì)子，導(dǎo)致酸性環(huán)境下細(xì)胞內(nèi)pH增高。GadC則負(fù)責(zé)細(xì)胞外Gln 與細(xì)胞內(nèi)Glu 交換。通過這一耐酸系統(tǒng)，確保了大腸桿菌在極酸性環(huán)境下生存。

人體關(guān)系

大腸桿菌是與我們?nèi)粘Ｉ铌P(guān)系非常密切的一類細(xì)菌，學(xué)名稱作“大腸埃希菌”，屬于腸道桿菌大類中的一種。它是寄生在人體大腸和小腸里對人體無害的一種單細(xì)胞生物，結(jié)構(gòu)簡單，繁殖迅速，培養(yǎng)容易，它是生物學(xué)上重要的實(shí)驗材料。在嬰兒剛出生的幾小時內(nèi)，大腸桿菌就經(jīng)過吞咽在腸道內(nèi)定居了。正常情況下，大多數(shù)大腸桿菌是非常安分守己的，他們不但不會給我們的身體健康帶來任何危害，反而還能競爭性抵御致病菌的進(jìn)攻，同時還能幫助合成維生素K2，與人體是互利共生的關(guān)系。只有在機(jī)體免疫力降低、腸道長期缺乏刺激等特殊情況下，這些平日里的良民才會興風(fēng)作浪，移居到腸道以外的地方，例如膽囊、尿道、膀胱、闌尾等地，造成相應(yīng)部位的感染或全身播散性感染。因此，大部分大腸桿菌通常被看作機(jī)會致病菌。

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，以免被腸蠕動和腸分泌液清除。使人類致瀉的定居因子為CFAⅠ、CTAⅡ(ColonizationfactorantigenⅠ、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。

大腸桿菌具有很多毒力因子，包括內(nèi)毒素，莢膜，〣型分泌系統(tǒng)，黏附素和外毒素等。（〣型分泌系統(tǒng)是指能向真核靶細(xì)胞內(nèi)輸送毒性基因產(chǎn)物的細(xì)菌效應(yīng)系統(tǒng)。約由20余種蛋白質(zhì)組成。）

2、黏附素能使細(xì)菌緊密黏著在泌尿道和腸道的細(xì)胞上，避免因排尿時尿液的沖刷和腸道的蠕動作用而被排除。大腸桿菌黏附素的特點(diǎn)是具有高特異性。包括：定植因子抗原〡，〢，〣；集聚黏附菌毛〡和〣；束形成菌毛；緊密黏附素；P菌毛；侵襲質(zhì)粒抗原蛋白和Dr菌毛等。

3、外毒素大腸桿菌能產(chǎn)多種的外毒素，包括：志賀毒素〡和〢；耐熱腸毒素〡和〢；不耐熱腸毒素〡和〢。此外，溶血素A在尿路致病性大腸桿菌所致疾病中有重要作用。

4、腸毒素：是腸產(chǎn)毒性大腸桿菌在生長繁殖過程中釋放的外毒素，分為耐熱和不耐熱兩種。

不耐熱腸毒素（Heatlabileenterotoxin,LT）：對熱不穩(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)致小腸液體過度分泌，超過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。

耐熱腸毒素（Heatstableenterotoxin,ST）：對熱穩(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與霍亂毒素無共同的抗原關(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。

5、其他：脂胞壁多糖的類脂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。

病原體

大腸桿菌O157:H7是大腸桿菌的其中一個類型，該種病菌常見于牛只等溫血動物的腸內(nèi)。這一型的大腸桿菌會釋放一種強(qiáng)烈的毒素，并可能導(dǎo)致腸管出現(xiàn)嚴(yán)重癥狀，如帶血腹瀉。

大腸桿菌血清學(xué)分型基礎(chǔ)（即其抗原）大腸埃希菌主要有三種抗原：O抗原，為細(xì)胞壁脂多糖最外層的特異性多糖，由重復(fù)的多糖單位所組成。該抗原刺激機(jī)體主要產(chǎn)生IgM類抗體（出現(xiàn)早，消失快）。K抗原，位于O抗原外層，為多糖，與細(xì)菌的侵襲力有關(guān)。K抗原分為A，B，L三型。H抗原，位于鞭毛上，加熱和用酒精處理，可使H抗原變性或喪失。H抗原主要刺激機(jī)體產(chǎn)生IgG類抗體，與其他腸道菌基本無交叉反應(yīng)。

表示大腸桿菌血清型的方式是按O：K：H排列，例如：O111：K58（B4）：H2

桿菌危害

認(rèn)知：

大腸桿菌是原核生物，構(gòu)造相對簡單，遺傳背景清晰，培養(yǎng)操作容易，因此也常常被作為基因工程的對象加以利用：研究者常常將外源基因?qū)胭|(zhì)粒，將質(zhì)粒整合入大腸桿菌基因，這樣，大腸桿菌就能夠表達(dá)基因重組后的蛋白（例如胰島素，某些疫苗等）了。此外，大腸桿菌還常常作為模型生物參與細(xì)胞學(xué)實(shí)驗。

雖然絕大多數(shù)大腸桿菌與人類有著良好合作，但是仍有少部分特殊類型的大腸桿菌具有相當(dāng)強(qiáng)的毒力，一旦感染，將造成嚴(yán)重疫情。其中最具代表性的就是代號為O157:H7的大腸桿菌，它是EHEC（腸出血性大腸桿菌）家族中的一員。提起O157:H7，可謂劣跡斑斑：美國在1982、1984、1993年曾三次發(fā)生O157:H7的爆發(fā)性流行；日本曾在1996年爆發(fā)過一次波及9000多人的大流行。O157:H7感染后的主要癥狀正是出血性腹瀉，嚴(yán)重者可伴發(fā)溶血尿毒綜合征（HUS），危及生命。由于O157:H7危害較大，且可經(jīng)食物和飲用水在人群中廣泛傳播，因此食品衛(wèi)生主管部門已將O157:H7列為常規(guī)檢測項目。此次在德國肆虐的O104也是一種EHEC，感染癥狀類似O157:H7，且毒力更為猛烈。

癥狀：

人體感染EHEC后，會發(fā)生嚴(yán)重的痙攣性腹痛和反復(fù)發(fā)作的出血性腹瀉，同時伴有發(fā)熱、嘔吐等表現(xiàn)，多為EHEC產(chǎn)生的毒素所致。某些嚴(yán)重感染者毒素隨血行播散造成溶血性貧血，紅細(xì)胞、血小板減少；腎臟受到波及時還會發(fā)生急性腎功能衰竭甚至死亡。通常情況下大腸桿菌對多種抗生素敏感，但耐藥的菌株也不少見。此次爆發(fā)于德國的O104由于可產(chǎn)生分解抗生素的酶，故治療更為棘手——一旦采取抗生素治療，反倒會引起細(xì)菌產(chǎn)生更多的志賀樣毒素（SLT），加重病情。因此對于我們普通人而言，對付此類病菌感染的最佳手段還是預(yù)防：不吃不熟的肉類食品如生魚，生牛肉（O157因?qū)ε５投径苋菀妆慌y帶，因此食用未熟的牛肉易導(dǎo)致O157感染）等，食用生鮮瓜果前要徹底清洗，遇有腹瀉盡早上醫(yī)院。

潛伏期

通常為3至4日，但亦會長達(dá)9日。

導(dǎo)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。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腹瀉。其中腸產(chǎn)毒性大腸桿菌會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，營養(yǎng)不良者可達(dá)數(shù)周，也可反復(fù)發(fā)作。腸致病性大腸桿菌是嬰兒腹瀉的主要病原菌，有高度傳染性，嚴(yán)重者可致死。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。此外，腸出血性大腸桿菌會引起散發(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。

根據(jù)其致病機(jī)理不同，分為以下幾種類型。

腸產(chǎn)毒性大腸桿菌（EnterotoxigenicE.coli,ETEC）：引起嬰幼兒和旅游者腹瀉。致病因素是LT或ST，或兩者同時致病。有些菌株具有定居因子，常見者為O6：K15：H16、O25：K7：H42。鑒定ETEC主要測定大腸桿菌腸毒素，血清型有一定參考意義。

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。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)菌株無動力，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，臨床上可借此協(xié)助鑒定EIEC。

傳播途徑

腸出血性大腸桿菌感染是一種人畜共患病。凡是體內(nèi)有腸出血性大腸桿菌感染的病人、帶菌者和家畜、家禽等都可傳播本病。動物作為傳染源的作用尤其重要，較常見的可傳播本病的動物有牛、雞、羊、狗、豬等，也有從鵝、馬、鹿、白鴿的糞便中分離出O157H7大腸桿菌的報道。其中以牛的帶菌率最高，可達(dá)16%，而且牛一旦感染這種細(xì)菌，排菌時間至少為一年。

可通過飲用受污染的水或進(jìn)食未熟透的食物(特別是免治牛肉、漢堡扒及烤牛肉)而感染。飲用或進(jìn)食未經(jīng)消毒的奶類、芝士、蔬菜、果汁及乳酪而染病的個案亦有發(fā)現(xiàn)。此外，若個人衛(wèi)生欠佳，亦可能會通過人傳人的途徑，或經(jīng)進(jìn)食受糞便污染的食物而感染該種病菌。

患病或帶菌動物往往是動物來源食品污染的根源。如牛肉、奶制品的污染大多來自帶菌牛。帶菌雞所產(chǎn)的雞蛋、雞肉制品也可造成傳播。帶菌動物在其活動范圍內(nèi)也可通過排泄的糞便污染當(dāng)?shù)氐氖澄铩⒉輬觥⑺椿蚱渌w及場所，造成交叉污染和感染，危害極大。

1．通過食物傳播

2．通過水傳播

3．密切接觸傳播

防治方法

預(yù)防方法

1．保持地方及廚房器皿清潔，應(yīng)該經(jīng)常使用消毒柜消毒餐具器皿（最好做到“餐具要消毒”），并把垃圾妥為棄置。

2．保持雙手清潔，經(jīng)常修剪指甲。

3、進(jìn)食或處理食物前，應(yīng)用肥皂及清水洗凈雙手，如廁或更換尿片后亦應(yīng)洗手。

4．食水應(yīng)采用自來水，并最好煮沸后才飲用。

5．應(yīng)從可靠的地方購買新鮮食物，不要光顧無牌小販。不要吃不干凈的東西

6．避免進(jìn)食高危食物，例如未經(jīng)低溫消毒法處理的牛奶，以及未熟透的漢堡扒、碎牛肉和其它肉類食品。

7．烹調(diào)食物時，應(yīng)穿清潔、可洗滌的圍裙，并戴上帽子。

8．食物應(yīng)徹底清洗。

9．易腐壞食物應(yīng)用蓋蓋好，存放于冰箱中。

10．生的食物及熟食，尤其是牛肉及牛的內(nèi)臟，應(yīng)分開處理和存放(冰箱上層存放熟食，下層存放生的食物)，避免交叉污染。

11．冰箱應(yīng)定期清潔和融雪，溫度應(yīng)保持于攝氏4度或以下。

12．若食物的所有部分均加熱至攝氏75度，便可消滅大腸桿菌O157 : H7；因此，碎牛肉及漢堡扒應(yīng)徹底煮至攝氏75度達(dá)2至3分鐘，直至煮熟的肉完全轉(zhuǎn)為褐色，而肉汁亦變得清澈。

13．不要徒手處理熟食；如有需要，應(yīng)戴上手套。

14．食物煮熟后應(yīng)盡快食用。

15．如有需要保留吃剩的熟食，應(yīng)該加以冷藏，并盡快食用。食用前應(yīng)徹底翻熱。變質(zhì)的食物應(yīng)該棄掉。

16. 體質(zhì)弱、衰老、出差、旅游等應(yīng)激狀態(tài)下，可以補(bǔ)食乳酸菌，預(yù)防大腸桿菌的發(fā)病。

治療方法

感染大腸桿菌O157 :H7的臨床治理方法主要屬支持性治療。若患者出現(xiàn)腹瀉，補(bǔ)充失去的水分及電解質(zhì)十分重要。約50%有腎并發(fā)癥的患者在出現(xiàn)急性癥狀時需要特別治療或輸血。可使用抗革蘭氏陰性菌細(xì)菌藥物，但部分藥物無效

研究進(jìn)展

2014年5月，研究人員發(fā)現(xiàn)，大腸桿菌和耐甲氧西林金黃色葡萄球菌等致病菌能夠在機(jī)艙中生存數(shù)日。在飛機(jī)上，人們時常觸摸的表面——例如扶手、塑料折疊餐桌和遮光簾—— 十分危險，這里的病菌最為繁盛。耐甲氧西林金黃色葡萄球菌能在椅背后的口袋布上生存1周，大腸桿菌在扶手上能待4天。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于美國微生物學(xué)協(xié)會會議。

應(yīng)用影響

在生物技術(shù)中的應(yīng)用

在這里必須指出的是，出于生物安全考慮，生物工程用的菌株是在不斷篩選后被挑選出的菌株。這些菌株由于失去了細(xì)胞壁等重要組分，所以在自然條件下已無法生長。甚至普通的清潔劑都可以輕易地殺滅這類菌株。這樣，即便由于操作不慎導(dǎo)致活菌從實(shí)驗室流出，也不易導(dǎo)致生化危機(jī)。此外，生物工程用的菌株基因組都被優(yōu)化過，使之帶有不同基因型（例如β半乳糖苷酶缺陷型），可以更好的用于分子克隆實(shí)驗

真核基因在大腸桿菌中表達(dá)，必須有合適的表達(dá)載體(Vector),常用載體：pBV220,pET系統(tǒng)

目的基因在大腸桿菌中表達(dá)的情況：

大腸桿菌更適合原核基因的表達(dá)，外源基因表達(dá)產(chǎn)量與單位體積產(chǎn)量是正相相關(guān)的，而單位體積產(chǎn)量與細(xì)胞濃度和每個細(xì)胞平均表達(dá)產(chǎn)量呈正相相關(guān)。細(xì)胞濃度與生長速率，外源基因拷貝數(shù)和表達(dá) 產(chǎn)物產(chǎn)量之間存在動態(tài)平衡，單個細(xì)胞的產(chǎn)量又與外源基因拷貝數(shù)，基因表達(dá)效率，表達(dá)產(chǎn)物的穩(wěn)定性和細(xì)胞代謝負(fù)荷等因素有關(guān)。

例如，科學(xué)家們把人的胰島素基因送到大腸桿菌的細(xì)胞里，讓胰島素基因和大腸桿菌的遺傳物質(zhì)相結(jié)合。人的胰島素基因在大腸桿菌的細(xì)胞里指揮著大腸桿菌生產(chǎn)出了人的胰島素。并隨著它的繁殖，胰島素基因也一代代的傳了下去，后代的大腸桿菌也能生產(chǎn)胰島素了。這種帶上了人工給予的新的遺傳性狀的細(xì)菌，被稱為基因工程菌。

對養(yǎng)殖業(yè)的影響

當(dāng)前大腸桿菌病給養(yǎng)禽業(yè)帶來的損失越來越大，其難于治愈、死亡率高、極易復(fù)發(fā)等臨床特點(diǎn)，正困擾著基層廣大養(yǎng)殖戶和獸醫(yī)工作者。那么大腸桿菌病為何如此難于根治呢？通常多考慮的是抗菌素耐藥、繼發(fā)或并發(fā)感染、藥物靶部位等因素，其實(shí)還忽視了一個引起包心包肝、氣囊炎、敗血癥、腸炎及發(fā)熱等常見臨床病癥的另一個重要元兇——大腸桿菌死亡溶解釋放的內(nèi)毒素。

內(nèi)毒素是由革蘭氏陰性菌（大腸桿菌、沙門氏菌、鴨疫里默氏桿菌等）細(xì)胞壁的成分，是一種脂多糖。內(nèi)毒素對機(jī)體有很強(qiáng)的毒性，可引起宿主發(fā)熱、毒血癥、敗血癥、心包炎、肝周炎、氣囊炎、輸卵管炎、腎炎，甚至休克死亡。由于內(nèi)毒素只有菌體死亡溶解后才能被釋放，因此在治療革蘭氏陰性菌感染的疾病時，如果單純大量應(yīng)用抗菌素，會使細(xì)菌死亡并釋放更多的內(nèi)毒素，使上述癥狀得不到緩解，甚至出現(xiàn)內(nèi)毒素性休克，而使死亡增加。因此當(dāng)前控制細(xì)菌病尤其是大腸桿菌病，不但要抑殺細(xì)菌，更要清除內(nèi)毒素，使用清除毒素抑殺細(xì)菌的方式有以下幾種：使用乳酸菌等生物制劑，抑制大腸桿菌繁殖，消除毒素；投飲中藥方劑，抑菌加強(qiáng)肝臟腎臟代謝；抗生素加VB、VC等抑菌和加強(qiáng)代謝。

優(yōu)點(diǎn)

遺傳背景清楚、載體受體系統(tǒng)完備、生長迅速、培養(yǎng)簡單、重組子穩(wěn)定

缺點(diǎn)

產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、種類繁多的內(nèi)毒素

用途

是基因工程主要原核受體菌。外源DNA克隆和擴(kuò)增；原核基因高效表達(dá)；基因文庫構(gòu)建。

檢查方法

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。必要時檢定腸霉毒素。

泌尿系統(tǒng)除確定大腸桿菌外，還應(yīng)計數(shù)，每毫升尿含菌量≥100，000時，才有診斷價值。

衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)檢查

大腸桿菌不斷隨糞便排出體外，污染周圍環(huán)境和水源、食品等。取樣檢查時，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)：檢測每毫升或每克樣品中所含細(xì)菌數(shù)，采用傾注培養(yǎng)計算。中國規(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100個。

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。中國的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)是每1000ml飲水中不得超過3個大腸菌群；瓶裝汽水、果汁等每100ml大腸菌群不得超過5個。

全自動微生物定量分析儀（TEMPO）檢測

全自動微生物定量分析（TEMPO）儀的大腸桿菌群計數(shù)檢測有TC和CC兩種方法。TEMPO TC的開發(fā)是為了獲得NF ISO4832標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)性能水平。TEMPO CC法是TEMPO儀器上根據(jù)BAM方法專門用于24h計數(shù)食品中大腸桿菌群的方法。該法是為了獲得和AOAC官方方法966.24及美國公共健康聯(lián)合會檢測乳制品檢測方發(fā)（SMEDP）一致的效果。TEMPO系統(tǒng)根據(jù)陽性空的大小和數(shù)目來推算出原始樣本中大腸桿菌群數(shù)目。

食品檢測方法

大腸菌群MPN 計數(shù)法
大腸菌群平板計數(shù)法

相關(guān)疫情

疫情暴發(fā)

人體在食用這種毒黃瓜后，很容易因感染而出現(xiàn)腹部絞痛和腹瀉等癥狀。同時，有的患者還會出現(xiàn)危及生命的溶血性尿毒綜合征，其臨床表現(xiàn)是急性腎衰竭、溶血性貧血和血小板減少。

，截止到2011年06月03日腸出血性大腸桿菌(EHEC)已造成。患者主要分布在德國北部，其中漢堡和石荷州最為嚴(yán)重，共出現(xiàn)400多例確診或疑似病例。德國負(fù)責(zé)流行病預(yù)防的研究機(jī)構(gòu)羅伯特·科赫研究所2011年5月26日上午報告說，德國腸出血性大腸桿菌病例從未如此集中暴發(fā)，德國一周來出現(xiàn)的病例相當(dāng)于過去一年的總和，患者中三分之二是女性，除德國之外，英國、法國、荷蘭、丹麥、瑞典等國，都不同程度地出現(xiàn)了類似病例。

德國漢堡衛(wèi)生研究所26日宣布在產(chǎn)自西班牙的黃瓜上檢測出了EHEC病菌，蔬菜色拉，尤其是源自德國北部的上述食品。

德國農(nóng)業(yè)部門2011年6月5日表示，該國自產(chǎn)的“豆芽”可能是造成22人死亡，2200人住院治療的大腸桿菌疫情爆發(fā)罪魁。據(jù)悉，德國北部下薩克森州農(nóng)業(yè)部確定，該州農(nóng)場生產(chǎn)的豆芽引發(fā)了本次疫情，并要求人們停止食用帶有生豆芽的沙拉涼菜。

揭開原因

柏林2011年6月10日電（記者劉向）德國國家疾病控制中心羅伯特·科赫研究所等多家機(jī)構(gòu)10日在柏林表示，他們已確認(rèn)豆芽等芽苗菜是造成此次腸出血性大腸桿菌（EHEC）疫情的源頭。當(dāng)局同時宣布，生吃黃瓜、西紅柿和生菜是安全的。羅伯特·科赫研究所所長布格爾當(dāng)天在德國疾病控制、衛(wèi)生檢疫等多個部門聯(lián)合舉行的新聞發(fā)布會上說，這一結(jié)果基于100多名在某餐廳就餐的顧客的跟蹤調(diào)查。他們發(fā)現(xiàn)，這些顧客中感染腸出血性大腸桿菌的患者都吃了帶有生芽苗菜的食物，食用芽苗菜者患病的幾率是未食用者的9倍。越來越多的證據(jù)顯示，下薩克森州比嫩比爾特的一家農(nóng)場生產(chǎn)的芽苗菜是這次疫情傳染源頭。這家農(nóng)場已經(jīng)完全查封。有關(guān)機(jī)構(gòu)表示，正在檢查其他生產(chǎn)芽苗菜的農(nóng)場。但迄今，調(diào)查人員還沒有從任何食物樣本中找到病原體——腸出血性大腸桿菌O104：H4，包括在這家農(nóng)場以及飯館、患者家的廚房獲取的樣本。

源頭探究

德國下薩克森州官員2011年6月5日宣布，初步調(diào)查顯示由該州一家企業(yè)向不少本次德國腸出血性大腸桿菌疫情較重的地區(qū)供應(yīng)的豆芽等芽苗菜很可能是造成疫情的一個傳染源，該州衛(wèi)生防疫部門甚至建議民眾勿食用豆芽。而昨日，下薩克森州農(nóng)業(yè)部又宣布，對被疑是腸病疫情傳染源的芽苗菜的初步抽樣檢查并沒有發(fā)現(xiàn)腸出血性大腸桿菌。

歐洲疾控中心5日稱，此次疫情死亡人數(shù)已增至22人，感染個案升至2263宗。

一度召回豆芽

德國下薩克森州農(nóng)業(yè)部長林德曼5日下午舉行記者招待會說，位于該州于爾岑縣的一家企業(yè)曾向漢堡、石荷州、梅前州、黑森州和下薩克森州等疫情較重的地區(qū)供應(yīng)過用來做涼拌色拉的綠豆芽等多種芽苗菜。這家企業(yè)的一名女職工已被確診感染腸出血性大腸桿菌，另一名職工也出現(xiàn)腹瀉癥狀。種種跡象顯示，這家企業(yè)至少可能是本次疫情的一個重要傳染源。

林德曼說，這家企業(yè)共加工了18種芽苗菜，其種子來自德國其他地區(qū)、其他歐洲國家和亞洲國家。病菌既可能來源于種子，也可能源于用于培養(yǎng)芽苗的約37攝氏度的溫水。在這家企業(yè)查到的18種芽苗菜包括綠豆芽、鷹嘴豆芽、蘿卜芽、小紅蘿卜芽和綠菜花芽。

這家農(nóng)場已被關(guān)閉，已發(fā)出的貨物正被召回。該農(nóng)場經(jīng)理日前則對媒體表示，對他產(chǎn)品的指責(zé)毫無意義，發(fā)芽所需的材料僅是種子和溫水，根本沒有用肥料，而且該農(nóng)場根本不使用任何動物糞便作為肥料。據(jù)悉，大腸桿菌通常都存在于動物腸道中，因此動物糞便也被認(rèn)為是可能的傳播途徑。

可能跟沼氣有關(guān)

不過，德國衛(wèi)生部長丹尼爾·巴爾及RKI研究所所長雷納德·布爾格暫時對疫情的最新發(fā)現(xiàn)表態(tài)謹(jǐn)慎。布爾格強(qiáng)調(diào)，該所專家和聯(lián)邦各州正通過多個線索查找病菌的傳播途徑，線索非常多，涉及多家餐館及各種食物。而衛(wèi)生部長巴爾則認(rèn)為，在明確結(jié)果尚未知曉前，不應(yīng)妄加猜測。

一周前，衛(wèi)生防疫部門認(rèn)為產(chǎn)自西班牙的黃瓜是致病源，但隨后又推翻了這一論斷。盡管在西班牙黃瓜上檢出了埃希大腸桿菌，但其菌株與此次疫情的菌株并不一致。

較早前曾有德國科學(xué)家懷疑，大腸桿菌有可能來自生物氣體(即沼氣)生產(chǎn)廠，甚至不排除有人蓄意污染食物來發(fā)動恐怖襲擊。由于提倡使用生物能源，德國現(xiàn)有6800座沼氣生產(chǎn)廠，通過分解及發(fā)酵糞便污水生產(chǎn)沼氣。奧古斯堡的醫(yī)學(xué)實(shí)驗室創(chuàng)辦人紹特多爾夫說，沼氣發(fā)酵容器中不同細(xì)菌交集，出現(xiàn)前所未有的新型細(xì)菌，而這些帶有新型病菌的東西近80%最后被當(dāng)做肥料。

法國疫情初現(xiàn)

法國衛(wèi)生官員2013年6月24日說，疑似在法國引發(fā)腸出血性大腸桿菌疫情的植物種子由英國企業(yè)提供。

其中6人2013年6月8日在貝格勒鎮(zhèn)孤兒院一場聚會上吃過帶大腸桿菌的芽苗菜發(fā)生便血。截至24日晚，10名患者中7人繼續(xù)接受治療，其中5人的腎臟出現(xiàn)并發(fā)癥。

法國經(jīng)濟(jì)部分管消費(fèi)事務(wù)的國務(wù)秘書弗雷德里克·勒菲弗說，法國種植用品連鎖店雅爾迪蘭德售出的植物種子培育成芽苗菜后，供應(yīng)食客，而這些種子來自英國種子和植物郵購企業(yè)湯普森—摩根，可能是疫情“源頭”。

湯普森－摩根公司辯解說，該公司從許多地方大批買進(jìn)芽苗菜種子再進(jìn)行分銷，與本次疫情有關(guān)的種子可能是來自意大利。法國疫情的原因也可能是當(dāng)?shù)卦谂嘤棵绮藭r出了問題，與種子本身無關(guān)。

英國食品標(biāo)準(zhǔn)署25日發(fā)布公告說，法國出現(xiàn)的一些大腸桿菌病例被懷疑與英國湯普森－摩根公司出售的芽苗菜種子有關(guān)，雖然英國本土還沒有發(fā)現(xiàn)相關(guān)病例，但出于安全考慮提醒公眾，在食用苜蓿、豆類和葫蘆巴的種子以及由它們培育的芽苗菜時，需要煮熟到從里到外冒熱氣的程度，不能生吃。

疫情影響

這輪大腸桿菌疫情暴發(fā)之初，德國衛(wèi)生部門曾懷疑產(chǎn)自西班牙的黃瓜是疫情源頭。歐洲多國隨即發(fā)布對西班牙蔬菜和水果的進(jìn)口禁令，招致西班牙方面的強(qiáng)烈抗議。德國政府隨后承認(rèn)判斷有誤。

自歐洲多國出現(xiàn)腸道疾病疫情一周以來，由于傳染源不明，法國蔬菜行業(yè)受到嚴(yán)重打擊。據(jù)法國蔬菜行業(yè)協(xié)會3日初步估計，受疫情影響，法國僅黃瓜和西紅柿種植者的損失就高達(dá)480萬歐元（約合702萬美元）。

鄂爾多斯市新生兒感染

2021年4月，內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市中心醫(yī)院東勝部新生兒科發(fā)生感染暴發(fā)事件，導(dǎo)致多名新生兒死亡。現(xiàn)已查明，該事件是一起由腸黏附性致瀉大腸埃希氏菌(EAEC)引起的醫(yī)療機(jī)構(gòu)內(nèi)感染暴發(fā)事件，共導(dǎo)致9名新生兒感染，其中3例死亡。

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