第10 章肠杆菌科上海交通大学医学院刘晶星教授肠杆菌科（Enterobacteriaceae ）细菌是一大群生物学性状相似的革兰阴性杆菌，常寄居在人和动物的肠道内，亦存在于土壤、水和腐物中。目前已有44个属，170多个种。但该科引起人类95％以上感染的菌种却不到20个。肠杆菌科的细菌与医学的关系可分为三种情况：①致病菌：有少数细菌总是引起人类疾病，如伤寒沙门菌、志贺菌、鼠疫耶尔森菌等；②机会致病菌：一部分细菌属于正常菌群，但当宿主免疫力降低或细菌移位至肠道以外部位时，即可引起机会性感染，如大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、奇异变形杆菌等；③由正常菌群转变而来的致病菌：如引起胃肠炎的大肠埃希菌，即是由于获得位于质粒、噬菌体或毒力岛上的毒力因子基因后而成为致病菌。肠杆菌科细菌共同生物学特性：1 .形态与结构中等大小G －杆菌。大多有菌毛，多数有周鞭毛，少数有荚膜，不产生芽胞。2 .培养兼性厌氧或需氧。3 .生化反应乳糖发酵试验可初步鉴别志贺菌、沙门菌等致病菌和其他大部分非致病肠道杆菌，前二者不发酵乳糖。4 .抗原结构主要有菌体O抗原、鞭毛H抗原和荚膜抗原。5.抵抗力对理化因素抵抗力不强。6.变异肠杆菌科细菌易出现变异菌株，其中最常见的是耐药性变异。肠杆菌科细菌革兰染色抗原结构第一节埃希菌属埃希菌属（Escherichia）有6个种，只有大肠埃希菌（E .coli）是临床最常见、最重要的一个菌种。①大肠埃希菌是肠道中重要的正常菌群；②在宿主免疫力下降或细菌侵入肠外组织器官后即可成为机会致病菌，引起肠道外感染；③一些血清型的大肠埃希菌具有致病性，能导致人类胃肠炎；④在环境卫生和食品卫生学中常被用作粪便污染的卫生学检测指标。G －杆菌。多数菌株有周身鞭毛，有菌毛，无芽胞。兼性厌氧。能发酵葡萄糖等多种糖类，产酸并产气。绝大多数菌株发酵乳糖。IMViC试验结果为“＋＋－－”。有O、H和K三种抗原。能产生大肠菌素（colicine）。（一）致病物质1 .黏附素（adhesine）包括定植因子抗原（CFA）、集聚黏附菌毛（AAF）、束形成菌毛（bundle forming pili , Bfp）、紧密粘附素（intimin）、P菌毛、I型菌毛和侵袭质粒抗原（invasion plasmid antigen , Ipa）蛋白等。2 .外毒素志贺毒素（Stx）、耐热肠毒素（ST）、不耐热肠毒素（LT）；还有内毒素、荚膜、载铁蛋白和III型分泌系统（type III secretion systems）等。（二）所致疾病1 .肠道外感染肠道外感染以化脓性感染和泌尿道感染最为常见。2 .胃肠炎某些血清型可引起人类胃肠炎，与食入污染的食品和饮水有关，为外源性感染。（一）标本肠外感染采取中段尿、血液、脓液、脑脊液等；胃肠炎则取粪便。（二）分离培养与鉴定1 .肠道外感染2 .肠道内感染（三）卫生细菌学检查疫苗接种预防已在畜牧业领域中开展了广泛研究。预防人类ETEC感染、O157感染的疫苗正在研究中。抗生素治疗应在药物敏感试验的指导下进行。尿道插管和膀胱镜检查应严格无菌操作。对腹泻病人应进行隔离治疗。污染的水和食品是ETEC最重要的传染媒介，EHEC则常由污染的肉类和未消毒的牛奶引起，充分的烹饪可减少感染的危险。G －短小杆菌。无芽胞，无鞭毛，无荚膜，有菌毛。（一）致病物质侵袭力和内毒素，有的菌株能产生外毒素。（二）所致疾病细菌性痢疾。我国主要为B 群和D 群。传染源：病人和带菌者传播途径：粪-口途径感染几乎只局限于肠道，一般不侵入血液。典型的急性细菌性痢疾：潜伏期1～3天，突然发病，常有发热、腹痛、脓血黏液便，伴有里急后重（tenesmus）。（二）所致疾病急性中毒性痢疾多见于小儿。急性细菌性痢疾有10％～20％的病人可转为慢性。（三）免疫性抗感染免疫主要是消化道粘膜表面的分泌型IgA（sIgA）。病后免疫期短暂，也不巩固。（一）标本取粪便脓血或黏液部分，避免与尿混合；在使用抗生素前采样；标本应新鲜；若不能及时送检，宜将标本保存于30％甘油缓冲盐水或专门送检的培养基内。中毒性痢疾者可取肛拭。（二）分离培养与鉴定（三）毒力试验（四）快速诊断法免疫染色法；免疫荧光菌球法；协同凝集试验；胶乳凝集试验；分子生物学方法非特异性预防：水、食物和牛奶的卫生学监测，垃圾处理和灭蝇；隔离病人和消毒排泄物；发现亚临床病例和带菌者；抗生素治疗感染个体。此菌很易出现多重耐药（multiple drug resistance）菌株。免疫防御现致力于活疫苗的研究。主要分为3类，即减毒突变株、用不同载体菌构建的杂交株以及营养缺陷减毒株。例如链霉素依赖株（streptomycin dependent strain, Sd）。沙门菌属（Salmonella）分两个种，即肠道沙门菌（S. enterica）和邦戈沙门菌(S. bongori)。血清型现已达2500多种。沙门菌血清型的正确命名方法：肠道沙门菌肠道亚种伤寒血清型（Salmonella , enterica subspecies, enterica serotype, Typhi）, 并可缩写为伤寒血清型沙门菌（Salmonella Typhi）。沙门菌属中少数血清型是人的病原菌，引起肠热症。绝大多数血清型宿主范围广泛，家畜、家禽、野生脊椎动物及冷血动物、软体动物、环形动物、节肢动物（包括苍蝇）等均可带菌，其中部分沙门菌是人畜共患病的病原菌，可引起人类食物中毒或败血症。一、生物学性状1 .G －杆菌，有菌毛。除个别例外，都有周身鞭毛。一般无荚膜。均无芽孢。2 .兼性厌氧，不发酵乳糖。对葡萄糖、除伤寒沙门菌产酸不产气外，其它沙门菌均产酸产气。3 .主要有O和H两种抗原，少数菌中尚有Vi抗原。4 .沙门菌对理化因素的抵抗力较差。（一）致病物质1 .侵袭力有毒株能侵袭小肠粘膜。通过种特异性菌毛先与M细胞结合，接着SPI-I分泌系统向M细胞中输入沙门菌分泌侵袭蛋白，引发宿主细胞内肌动纤维重排，诱导细胞膜凹陷，导致细菌内吞。沙门菌在吞噬小泡内生长繁殖，使宿主细胞死亡，细菌扩散并进入毗邻细胞淋巴组织。2 .内毒素3 .肠毒素个别沙门菌如鼠伤寒沙门菌可产生肠毒素。（二）所致疾病传染源为病人和带菌者，其次为带菌动物及其动物产品。人类沙门菌感染有4种类型：1 .肠热症(enteric fever, typhoid fever) 包括伤寒沙门菌引起的伤寒，甲型副伤寒沙门菌、肖氏沙门菌（原称乙型副伤寒沙门菌）和希氏沙门菌引起的副伤寒。2 .胃肠炎（食物中毒）常见食物主要为肉类食品、蛋类、奶和奶制品，系动物生前感染或加工处理过程污染所致。多见于老人、婴儿和体弱者。（二）所致疾病3 .败血症多见于儿童和免疫力低下成人。经口感染后，病菌即侵入血循环。败血症症状严重，但肠道症状较少见。4 .无症状带菌者约1％～5％伤寒或副伤寒患者，在症状消失后一年仍可在其粪便中检出沙门菌，转变为无症状（健康）带菌者。（三）免疫性特异性细胞免疫是主要防御机制。胃肠炎的恢复与肠道局部生成sIgA有关。（一）标本第1 周取外周血，第2 周起取粪便，第3 周起还可取尿液，从第1 周至第3 周均可取骨髓液；胃肠炎取粪便和可疑食物。败血症取血液。胆道带菌者可取十二指肠引流液。（二）分离培养和鉴定（三）血清学诊断用于肠热症的血清学试验有肥达试验（Widal test ）、间接血凝法、EIA 法等，其中肥达试验在我国仍较普及。（四）伤寒带菌者的检出一般先用血清学方法检测可疑者Vi 抗体进行筛选，若效价≥1 ：10 时，再反复取粪便等标本进行分离培养，以确定是否为伤寒带菌者。肥达试验（Widal test）定义：用已知伤寒沙门菌菌体O抗原和H鞭毛抗原、副伤寒的甲型副伤寒沙门菌、肖氏沙门菌和希氏沙门菌H鞭毛抗原的诊断菌液与受检血清做试管或微孔板定量凝集试验，测定受检血清中有无相应抗体及其效价的试验。肥达试验结果的解释：1 .正常值一般是伤寒沙门菌O凝集效价<1:80，H凝集效价<1:160，引起副伤寒沙门菌H凝集效价<1:80。2 .动态观察若效价逐次递增或恢复期效价比初次效价≥4倍者即有诊断意义。3 .O与H抗体的诊断意义O、H凝集效价均超过正常值，则肠热症的可能性大；如两者均低，患病可能性小；若O不高H高，有可能是预防接种或非特异性回忆反应；如O高H不高，则可能是感染早期或与伤寒沙门菌O抗原有交叉反应的其他沙门菌感染。4 .少数病例在整个病程中，肥达试验始终在正常范围内。做好水源和食品的卫生管理，防止被沙门菌感染的人和动物的粪便污染。感染动物的肉类、蛋等制品要彻底烹饪。发现、确诊和治疗带菌者。带菌期间不能从事饮食行业的工作。目前国际上公认的新一代疫苗是伤寒Vi荚膜多糖疫苗，我国也以正式批准使用。肠热症的治疗目前使用的有效药物主要是环丙氟哌酸（Ciprogloxacin）。第四节其他菌属一、克雷伯菌属二、变形杆菌属三、肠杆菌属四、沙雷菌属五、枸橼酸杆菌属六、摩根菌属思考题1. 简述肠产毒型大肠埃希菌的致病机制. 2. 大肠埃希菌肠最常见的道外感染有哪些？3. 大肠埃希菌与人类的关系如何？4. 归纳志贺菌致病的主要特点。5. 采集细菌性痢疾病人粪便标本进行细菌分离时应注意些什么？6. 急性菌痢的典型症状有哪些？解释其形成机制四、防治原则*  *  *  *  一、生物学性状二、致病性与免疫性引起胃肠炎的大肠埃希菌质粒介导集聚性粘附上皮细胞，伴绒毛变短，单核细胞浸润和出血，液体吸收下降婴儿腹泻；持续性水样便，呕吐，脱水，低热小肠EAEC 溶原性噬菌体编码Stx-I 或Stx-II ，中断蛋白质合成; A/E 损伤，伴小肠绒毛结构破坏，导致吸收受损水样便，继以大量出血，剧烈腹痛，低热或无，可并发HUS 、血小板减少性紫癜大肠EHEC 质粒介导A/E 组织病理变化，伴上皮细胞绒毛结构破坏，导致吸收受损和腹泻婴儿腹泻；水样便，恶心，呕吐，发热小肠EPEC 质粒介导侵袭和破坏结肠粘膜上皮细胞水样便，继以少量血便，腹痛，发热大肠EIEC 质粒介导LT 和ST 肠毒素，大量分泌液体和电解质；黏附素旅行者腹泻；婴幼儿腹泻；水样便，恶心，呕吐，腹痛，低热小肠ETEC 致病机制疾病与症状作用部位菌株三、微生物学检查法四、防治原则第二节志贺菌属一、生物学性状分解葡萄糖，产酸不产气。除宋内志贺菌个别菌株外，均不发酵乳糖。动力阴性。志贺菌属细菌有O和K两种抗原。O抗原是分类的依据，藉以将志贺菌属分为4群和40余血清型（包括亚型）：A群即痢疾志贺菌（S. dysenteriae）B群即福氏志贺菌（S. flexneri）C群即鲍氏志贺菌（S. boydii）D群即宋内志贺菌（S. sonnei）志贺菌的抵抗力比其它肠道杆菌弱。二、致病性与免疫性二、致病性与免疫性三、微生物学检查法四、防治原则第三节沙门菌属一、生物学性状二、致病性与免疫性二、致病性与免疫性二、致病性与免疫性三、微生物学检查法*  *