埃希菌属(Escherichia)的细菌一般不致病,为肠道中的正常菌群,其中以大肠埃希菌(E.Coli,简称大肠杆菌)zui为重要。大肠杆菌在婴儿出生后数小时就进入肠道并伴随终身,在肠道中能合成维生素B和维生素K等供人体利用。当人体免疫力下降或本菌侵入肠外组织或器官时,可引起肠道外感染。某些血清型菌株有致病性,在肠道内可引起感染,导致腹泻,称为致病性大肠杆菌。
一、生物学性状
(一)形态与结构
大小为(0.5~ 0.7μm)×(1~3μm),革兰阴性杆菌(,多数细菌有周身鞭毛和菌毛。有些菌株有多糖类包膜(K抗原),特别是肠道外感染菌株。
(二)培养特性
兼性厌氧,营养要求不高。分解多种糖类,产酸产气。在血琼脂平板上生长,某些菌株可产生β溶血。在肠道鉴别选择培养基上生长,因能分解乳糖产酸而使培养基或菌落带色。靛基质和甲基红试验为阳性,VP和枸橼酸盐试验为阴性,即 IM VIC试验结果为“+、+、-、-”。 90%大肠杆菌为β-葡萄尿苷酶阳性。临床上分离得到此种结果的大肠杆菌,表明被检物已有粪便污染,有传播肠道传染病的危险。
(三)抗原构造
大肠杆菌抗原主要有O、H和K3种。O抗原>170 种,是血清学分型的基础;H抗原>56 种;K抗原在100种以上。根据耐热性不同,K抗原又分L、A、B3型,其中A型耐热,L和B型不耐热。大肠杆菌血清型的表示方式是按O∶K∶H排列,如O111∶K 58(B4)∶H 2。
(四)抵抗力
对胆盐和煌绿敏感。对磺胺、链霉素、氯霉素等敏感,但易产生耐药性。
二、致病性与免疫性
多数大肠杆菌在肠道内不致病,但如移位至肠道外的组织或器官则引起肠外感染,病变以化脓性炎症zui为常见。肠外感染中以泌尿系统感染为主,如尿道炎、膀胱炎、肾盂肾炎,亦可引起腹膜炎、阑尾炎、手术创口感染等。在婴幼儿、老年人或免疫功能低下者,可引起败血症。某些血清型可引起人类腹泻病。根据其致病机制不同,主要有5种类型(表 16-1)。1.产肠毒素性大肠杆菌(ETEC) 是婴幼儿和旅游者腹泻的重要病原菌。ETEC的定植因子促使细菌黏附到小肠黏膜上皮细胞,产生耐热肠毒素(heat stable ente ro to xin,ST)和 不耐热肠毒素(heat la bile ente ro to xin,LT)等 两种肠毒素。临床上表现为轻度腹泻,也可出现严重的霍乱样水泻。
ST 和 LT均由质粒介导。ST 对热稳定,100℃加热20 min仍不失活性。ST 的作用机制主要是通过激活肠黏膜细胞上的鸟苷酸环化酶,使胞内GTP转化为 cG MP含量升高,阻止肠黏膜细胞吸收功能,肠腔积液而导致腹泻。LT 对热不稳定,60℃加热30 min即失去活性。LT的作用机制主要是通过激活肠黏膜细胞上的腺苷酸环化酶,使胞内ATP转化为 cA MP含量增多,促进肠黏膜细胞过度分泌,肠腔积液而致泻。LT的抗原性、致病性与霍乱肠毒素相似,LT刺激机体产生的中和抗体,不仅与LT发生反应,而且可与霍乱肠毒素发生交叉反应。
2.肠致病性大肠杆菌(EPEC) 是婴幼儿腹泻的主要病原菌,严重者可致死,成人少见,不产生肠毒素。病菌在十二指肠、空肠和回肠上段黏膜表面大量繁殖,黏附于微绒毛,导致黏膜上皮细胞结构和功能受损,造成水样腹泻。通常能自限,但可转变为慢性。用抗生素可缩短腹泻时间和治疗慢性腹泻。
3.肠侵袭性大肠杆菌(EIEC) 较少见,主要侵犯较大儿童和成人,引起类似志贺菌样的腹泻。EIEC不产生肠毒素,侵犯结肠黏膜上皮细胞并在其中生长繁殖,菌体死亡崩解后释放出内毒素(LPS),破坏肠黏膜细胞形成炎症和溃疡,导致腹泻。腹泻呈黏液脓血便,有里急后重。EIEC无动力,其生化反应和抗原结构也近似志贺菌,故易误诊为志贺菌感染。
4.肠出血性大肠杆菌(EHEC) 引起散发性或暴发性出血性结肠炎,其血清型为O157∶H 7。EHEC致病因子主要有菌毛和类志贺毒素。病菌进入消化道后,由菌毛黏附于宿主末端回肠、盲肠和结肠上皮细胞,然后释放类志贺菌毒素,导致严重腹泻、溶血性尿毒综合征和急性肾功能衰竭等。感染主要是由于食用了被污染的牛奶和肉类食品。
5.肠凝聚性大肠杆菌(EAEC) 是引起发展中国家急、慢性腹泻的一种病原菌。临床表现为持续性腹泻、脱水,偶有血便。不侵袭细胞,可产生毒素和黏附素。毒素为肠凝聚耐热毒素(ente roaggregativeheat-sta bletoxin,EAST),性质与ETEC 的 ST 近似,可导致大量液体分泌,引起腹泻。