浅谈大肠杆菌的致病性与防治

浅谈大肠杆菌的致病性与防治
摘要：大肠杆菌是人和动物肠道中最主要，数量最多的一种细菌，寄居于人和动物的消化道内，是人和动物消化道内占优势地位的需氧共生菌丛。

本文主要综述了大肠杆菌的结构与分类，对人体的作用，致病性及其防治。

介绍了大肠杆菌的致病机理，致病性与非致病性的区别，以及对致病性大肠杆菌的预防措施。

致病性杆菌引起的病越来越多，严重威胁着人类的健康。

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大肠杆菌是大肠埃希氏菌的俗称,属肠杆菌科埃希氏菌属,1885年埃舍利希
氏首次发现。

在相当长的时间内,人们一直把它当作正常肠道菌群的组成部分,认为是非致病菌。

直到20世纪中叶,才认识到一些特殊血清型的大肠杆菌对人和动物有病原性,尤其对婴儿和幼禽,常引起严重腹泻和败血症[1]。

大肠杆菌有致病性和非治病性之分。

非致病性大肠杆菌是肠道正常菌丛，致病性大肠杆菌则能引起食物中毒。

致病性大肠杆菌分为侵入型和毒素型两类。

前者引起的腹泻与痢疾杆菌引起的痢疾相似，一般称为急性痢疾型；后者所引起的腹泻为胃肠炎型，一般称为急性胃肠炎型。

毒素型大肠杆菌产生的肠毒素，可分为耐热毒素和不耐热毒素。

前者加热至100℃经30分尚不破坏，后者加热60℃仅1分即被破坏【2】。

土壤、水源收费便污染后，可带有致病性大肠杆菌，婴儿易被感染。

带菌食品由于加热不彻底，或因生熟交叉污染和熟后污染，可引起食物中毒。

近年来，由致病性大肠杆菌引起的病更是越来越普遍，对人类的健康产生了严重的威胁。

一、大肠杆菌的结构与分类
大肠杆菌一种两端钝圆、能运动、无芽孢的革兰氏阴性短杆菌，属于原核微生物。

大肠杆菌没有真正完整的细胞核，只有一个拟核而且拟核外没有核膜包围。

具有主要由肽聚糖构成的细胞壁，细胞膜，细胞质，核糖体，荚膜，菌毛和鞭毛。

荚膜由大肠杆菌向细胞壁外分泌的一层胶状物,主要由多糖组成,具有抗原性,构
成了大肠杆菌的表面抗原,即K抗原。

鞭毛由鞭毛蛋白组成,构成了细菌的鞭毛抗原,与运动有关。

若将大肠杆菌穿刺接种于半固体培养基,它将沿穿刺线向周嗣扩散生长。

在细胞表面还含有一种比鞭毛更细更短更硬的丝状体叫菌毛,可分为普通菌毛和性菌毛。

普通菌毛吸附于动植物、真菌以及各种细胞的表面,有的是噬菌体吸附的位点;性菌毛是在F因子的控制下形成的,它是细菌接合的“工具”,通过性菌毛的接合,可在细菌之间传递质粒或拟核基因等。

大肠杆菌寄居于人和动物的消化道内，它出现在任何有粪便污池的地方，因此被作为水源、饮水和食品中粪便污染的指标。

大肠杆菌通常对人体无害，并且还能在肠道内合成维生素B和K，对人体有益【3】。

但是人体在虚弱、免疫力降低或胃肠受损时，即使是非病原性的菌株也能引起感染，而有一些大肠杆菌通过进化获得了对人体的致病能力。

这些致病菌性大肠杆菌根据不同的生物学特性,可以分为5类:肠致病性大肠杆菌(EPEC)、产肠毒素性大肠杆菌(ETEC)、肠出血性大肠杆菌(EHEC)、肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)、肠黏附性大肠杆菌(EAEC)【4】。

二、大肠杆菌的致病机理
大肠杆菌可以帮我们人体合成维生素，是对人体有益的一种细菌。

但是大肠杆菌同时也拥有许多致病因子，O、K抗原的多糖可以抵御补体和吞噬作用，但仅有O抗原不能起到这种保护作用，K抗原也只对O抗原抗体有部分保护作用【5】。

许多菌株产生溶血素，从人肠道外感染分离的菌株比粪原菌株产生溶血素的比例更高，动物试验表明，产溶血素菌株比不产溶血素菌株的毒性更强，原因可能是产溶血素菌株可以从溶解的宿主红细胞获得铁。

在一些感染中，细胞毒活性具有重要作用。

一些菌株拥有ColV质粒，它含有与铁吸收系统有关的遗传基因，这也许可以增强其毒力。

一些菌株产生毒素，拥有粘附素或定居因子，有的菌株则获得了侵袭能力。

总之，大肠杆菌引起的疾病主要有尿路和败血感染及肠道感染，它们的致病机理也各不一样【4】。

（一）尿路和败血感染
大肠杆菌是最常见的急性尿路感染和尿路脓毒症的原因，它也引起新生儿脑膜炎和败血症、手术创的脓毒症和许多器官的脓肿，从新生儿脑膜炎分离的80%
的菌株及从败血症分离的40%的菌株拥有K1抗原，拥有K1和K5抗原的菌株叫拥有其他K抗原的菌株毒力更强，因为它们的免疫原性很差【3】。

尿路感染在女性更多，因为其尿路短而宽，难以阻止细菌向膀胱方向的运动，性交往往促进感染的发生，怀孕时因激素的改变及对尿道的压力，影响尿流，使尿路感染的机会增加，尿道梗阻、尿结石、先天性尿道畸形及神经紊乱等都有助于尿路感染的发生。

而在男性，前列腺增生是最常见的原因，导尿管插入和膀胱检查可能将细菌带入庞光辉，而导致感染。

（二）、腹泻
大肠杆菌可以引起幼龄动物，包括幼儿、豚鼠、犊牛和羔羊的急性肠炎；在热带则可以引起所有年龄段人的急性肠炎，引起旅行者腹泻；引起所有年龄段人的痢疾样疾病；引起出血性结肠炎或“出血性腹泻”【3】。

根据致病机理，引起腹泻的菌株可以分为四类。

（1）肠致病性大肠杆菌（EPEC）
EPEC最初是指那些流行在流行病学调查时引起腹泻的菌株，包括许多血清型，具有不同的致病机理。

通过给婴儿和成年人感染EPEC，可以证明它们有引起腹泻的能力，但其机理人不完全清楚。

在婴儿肠炎，EPEC可以定居于小肠的上部，用电镜观察，在许多患者，EPEC紧密粘附于粘膜表面，并被肠细胞表面的杯状突（“叶枕”）包围，在EPEC附着的部位刷状缘微绒毛脱落。

许多菌株固粘附到肠道上皮细胞，这代表一个重要的致病机理。

（2）产肠毒素性大肠杆菌（ETEC)
产肠毒素性大肠杆菌可以产生耐热肠毒素（ST）和不耐热肠毒素（LT)。

ST 可以于沸水中30min仍保持其活性，而LT则不能。

仅肠毒素本身不足以使大肠杆菌引起腹泻，它还必须粘附到小肠上皮细胞的表面，发挥粘附作用的通常是菌毛，菌毛可以和细胞表面特意的受体结合，粘附素或定居因子具有抗原性，可经凝集和免疫扩散试验加以鉴定【6】。

与大肠杆菌I型菌毛引起的血凝相比较，和腹泻有关的定居因子引起的血凝不能被甘露糖抑制，已发现有些质粒同时拥有编码肠毒素和定居因子的基因。

（3）肠侵袭性大肠杆菌（EIEC）
肠侵袭性大肠杆菌的致病机理是引起细菌性痢疾。

EIEC是侵入肠道上皮细胞而引起细菌性痢疾，均属经口感染，只需少数细菌就可引起感染，因为它们可以抵抗胃酸和胆汁的作用，很容易就进入大肠并在肠腔中繁殖，然后，诱导细胞发生内吞作用而进入细胞，位于内吞空泡中，这是一个非常重要的致病作用。

(4)肠出血性大肠杆菌（EHEC)
人感染肠出血性大肠杆菌后，出现许多症状，从轻微的非出血性腹泻到严重的溶血性尿毒综合症，一次暴发中可以出现多种疾病，有时出现血栓形成的血小板减少性紫癜，神经症状和发热【7】。

EHEC也引起动物的的疾病，特别在犊牛和猪。

（5)肠黏附性大肠杆菌(EAEC)
聚集粘附性大肠杆菌，可以在组织细胞或载玻片上形成线状平行排列，称为“堆积的砖样”结构，在巴西、智利、墨西哥和印度的研究表明，EAEC主要与儿童持续性腹泻有关。

作为人类致病菌还有争论。

三、致病性大肠杆菌的防治措施
大肠杆菌繁殖速度快、代谢旺盛、遗传背景清楚、培养条件简单,是应用于生物技术最广泛、最成功的表达体系。

利用转基因表达，我们可以用大肠杆菌生产出各种功能性的小分子物质，比如木糖醇（甜味剂）、维生素，以及肌醇和氨基酸等增味剂。

虽然大肠杆菌在我们生活中扮演着举足轻重的角色，但是它同时也在严重威胁着人类的健康。

例如2011年5月中旬，德国发生了出血性大肠杆菌疫情，在短短几天时间内，疫情以及扩散到欧洲全境，随之而来的生菜、豆芽的滞销，以及人们对食品安全的恐慌+【8】。

可见，致病性大肠杆菌防治措施的重要性。

（一）致病性大肠杆菌主要有三种传播途径：
（1）污染的水：人或动物如果饮用受污染的水。

（2）污染的食物：进食未熟透被大肠埃希菌污染的食物(特别是免治牛肉、汉堡
扒及烤牛肉)可感染大肠埃希菌，饮用或进食未经消毒的奶类、芝士、蔬菜、果汁及乳酪也可感染大肠埃希菌。

（3）若个人卫生欠佳，亦可能会通过带菌人，发生人到人，或经进食带菌人粪便污染的食物，而感染该种病菌【9】。

（二）主要防治措施
致病性大肠杆菌有三种传播途径，那么我们就可以从这三条途径入手，阻断其进一步传播。

重要的是把住入口。

肠出血性大肠杆菌主要寄生在牛、羊等家畜和其它反刍动物体内。

人类主要通过食用被人畜粪便污染的食物，如未经烹调或烹煮不彻底的肉馅制品或未经消毒的牛奶等被感染。

受人畜粪便污染的水、蔬菜等农产品也可导致人的感染。

食物制备不当，可导致该病菌的交叉污染。

夏季是食物中毒和肠道传染病的高发期，一定要注意饮食卫生，饭菜食用前要充分加热，饭前便后要洗手，避免生食蔬菜尤其不要生吃黄瓜、西红柿和通常用来做色拉的生菜等带叶蔬菜，水果要洗净削皮再吃，易变质的食物(如吃剩的熟食)应冷藏存放，食物煮熟后应尽快食用，剩菜剩饭食用前应彻底加热，不要食用变质的食物【10】。

此外，餐饮业和医疗护理工作人员应严格遵循本行业的手卫生条例，处理食品和检查病人前，一定要做到手卫生。

只有这样才能切断大肠埃希菌通过水、食物和密切接触三大传播途径。

参考文献：
[1]肖安庆，中学生物，2010.
[2]房海主编，大肠埃希氏菌（石家庄市：河北科学技术出版社，1997），486.
[3]史辉，Hello,大肠杆菌，科学世界，2011，第8期.
[4]周志江主编，肠道出血性大肠杆菌0157（北京市：军事医学科学出版社，2002），175.
[5]徐建国，0157：H7大肠杆菌知识问答（北京市：科学普及出版社，1997），99.
[6]邱索君，吕春华，杨冬梅，产肠毒素性大肠杆菌的研究进展，草食家畜，2009，第3期.
[7]肠出血性大肠杆菌，中国科技术语，2011，第3期.
[8]曾武威，欧洲肠出血性大肠杆菌疫情简介，基础医学与临床，2011，第7期.
[9]程计林，如何预防致病性大肠杆菌，文汇报，2011.
[10]卫生部：近期去过德国有腹泻要就医做好我国可能出现的输入性肠出血性大肠杆菌感染防治,东南快报，2011.06.02.。