微生物9第八章肠杆菌科

1、第八章 肠杆菌科Enterobacteriaceae肠杆菌科成员广泛存在于自然界，包括腐生菌、寄生菌和人和动物的致病菌。许多属种寄居于人和动物的肠道，为正常菌群成员之一，部分为机会致病菌。共同特性G；非抗酸性；中等大小：0.3-1.01.0-6.0m；无 芽 胞；有或无荚膜；有鞭毛；兼性厌氧；绝大多数在普通培养基上生长良好，一般都能在麦康凯培养基上生长；有机化能营养，呼吸型和发酵型代谢，不嗜盐。发酵D-葡萄糖、其它碳水化合物及多羟基醇时产酸或兼产气。第一节 埃希菌属 (Eschrichia)本属至少有8个种，其中最重要的种是大肠埃希菌 (E coli)，俗称大肠杆菌，下分血清型。本菌系人和温血

2、动物肠道内正常菌群成员之一，人和动物出生后数小时即可经口进入消化道后既大量繁殖而定居，终生伴随，并经粪便不断散播于周围环境。故大肠杆菌在环境卫生和食品卫生学上，常被用作粪便直接或间接污染的检测指标。本菌还是分子生物学和基因工程中重要的实验材料和研究对象。 形态及染色特性大肠杆菌为革兰氏阴性无芽孢的直杆菌，大小0.40.7m23m，两端钝圆，散在或成对，大多数菌株以周生鞭毛运动，但也有无鞭毛或丢失鞭毛的无动力变异株。一般均有1型菌毛，少数菌株兼具性菌毛，多数对人和动物致病的菌株还常有与毒力相关的特殊菌毛。 部分致病菌株有荚膜或微荚膜。碱性染料对本菌有良好着色性，菌体两端偶尔略深染。 培养及生化特

3、性本菌为兼性厌氧菌，在普通培养基上生长良好，最适生长温度为37，最适生长pH为7.27.4。S型菌株在肉汤中培养1824h，呈均匀浑浊，管底有黏性沉淀，液面管壁有菌环。在营养琼脂上生长24h后，形成圆形凸起、光滑、湿润、半透明、灰白色菌落，直径约23nm，麦康凯琼脂上形成红色菌落;在伊红美蓝琼脂上产生黑色带金属闪光的菌落; 在SS琼脂上一般不生长或生长较差，生长者呈红色。一些致病性菌株在绵羊血平板上呈溶血。本菌能发酵多种碳水化合物产酸产气。大多数菌株可迅速发酵乳糖。 麦康凯琼脂上形成红色菌落；在伊红美蓝琼脂上产生黑色带金属闪光的菌落；一些致病性菌株在绵羊血平板上呈溶血。在SS琼脂上一般不生长或

4、生长较差，生长者呈红色。E.coli在绵羊血琼脂上的菌落E.coli在伊红美蓝琼脂上的菌落E.coli在麦康凯琼脂上的菌落抗原及血清型大肠杆菌抗原主要有O、K和H三种，它们是本菌血清型鉴定的物质基础。迄今，已确定的大肠杆菌O抗原有174种（1-181中除了31、47、67、72、93、94、122），K抗原有80种，H抗原有53种（1-56中除了13、22、50）。自然界中可能存在的大肠杆菌血清型可高达数万种，但致病性大肠杆菌的血清型数量是有限的。鉴定血清型常用平板凝集试验。根据对大肠杆菌抗原的鉴定，可用O:K:H排列表示其血清型（抗原结构式）。如O8:K23（L）:Hl9，即表示该菌具有O抗

5、原8，L型K抗原23，H抗原为19。对致人和幼畜腹泻的产肠毒素大肠杆菌(ETEC)，除含酸性多糖K抗原外，还可含有蛋白质性黏附素抗原。故这类菌株的黏附素抗原应并列写于酸性多糖K抗原之后。如O8:K87,K88:Hl9中K88即为黏附素抗原F4。 O抗原 是S型菌的一种耐热菌体抗原，121加热2h不破坏其抗原性。它的抗原特异性决定于LPS的特异多糖侧链的结构。R型菌丢失了O抗原，无法进行O抗原分型。K抗原是菌体表面的一种热不稳定抗原，多存在于被膜或荚膜中，个别位于菌毛纤丝中，如K88、K99。具有K抗原的菌株不会被其相应的抗O血清凝集，称为O不凝集性。80中K抗原中，除K88、K99为蛋白质外，

6、其余为均多糖。H抗原是一类不耐热的鞭毛蛋白抗原，加热至80或经乙醇处理后即可破坏其抗原性。每一有动力的菌株仅含有一种H抗原，且无两相变异。无鞭毛菌株或丢失鞭毛的变种则不含H抗原。H抗原能刺激机体产生高效价凝集抗体。四、致病性多数大肠杆菌是条件致病菌，只有在特定条件下可致病，如移位侵入肠外组织或器官。少数属于病原性大肠杆菌，是一些特定的血清型，正常情况下极少存在于健康机体内。3、根据毒力因子与发病机制的不同，病原性大肠杆菌分为：肠道致病性大肠杆菌肠道外致病性大肠杆菌肠产毒素大肠杆菌（ETEC）肠致病型大肠杆菌（EPEC）肠出血型大肠杆菌（EHEC）肠侵袭型大肠杆菌（EIEC）肠聚集型大肠杆菌（E

7、AEC）弥散黏附型大肠杆菌（DAEC）（一）肠产毒素大肠杆菌（Enterotoxigenic E.coli，ETEC）ETEC是致人和幼畜腹泻最常见的病原性大肠杆菌；与致病力相关的毒力因子有粘附素和肠毒素，二者密切相关且缺一不可，否则不引起腹泻或只致轻度腹泻。初生幼畜被ETEC感染后常因剧烈水样腹泻和迅速脱水死亡，发病率和死亡率均很高。1、粘附素包括菌毛和非菌毛类螺旋状或纤丝状的蛋白，具有粘附于宿主小肠上皮细胞的能力，称为粘附素和定居因子。对其抗原亦相应称作粘附素抗原或定居因子抗原（CFA）。动物ETEC的粘附素主要有F4(K88)、F5(K99)、F6(987P)和F41，其次为F17、F1

8、8 和F42 。粘附素不是腹泻的直接致病因子，但它是感染的首要毒力因子。ETEC必须首先粘附于宿主的小肠上皮细胞，才能避免肠蠕动和肠液分泌的清除作用，并得以在肠内定居和繁殖，从而增强了细菌的致病性。2、肠毒素（enterotoxin）肠毒素：是ETEC在体内或体外生长时产生并分泌到胞外的一种蛋白质毒素。分类：对热的耐受性不耐热肠毒素（heat-labile enterotoxin，LT）；耐热肠毒素（heat-stable enterotoxin，ST）。动物ETEC中，只有猪源K88+菌株能同时产生LT和ST，其它菌株仅产ST。3、ETEC的致病机制（二）产志贺毒素大肠杆菌（STEC）STE

9、C产生志贺毒素的病原性大肠杆菌。STEC猪的水肿病犊牛出血性结肠炎幼兔腹泻人的腹泻/出血性大肠炎/溶血性尿毒综合征食源性人兽共患病原菌STEC有两类主要毒力因子志贺毒素（Stx）LEE毒力岛1、志贺毒素（Shiga toxin，Stx）Stx是STEC产生的一种蛋白质性细胞毒素，具有细胞毒性（致Vero细胞和/或Hela细胞病变和死亡）、肠毒性（致宿主肠或兔回肠积液）和神经毒性（致小鼠瘫痪和死亡），有良好的免疫原性。引起猪水肿病的直接毒力因子。仔猪水肿病头部、肠系膜和胃壁浆液性水肿，常伴有共济失调、麻痹或惊厥等神经症状；发病率较低但致死率很高。仔猪水肿病仔猪水肿病是一种肠毒血症，其发病机制为：

10、大肠杆菌以其菌毛（F18）粘附于小肠上皮细胞；细菌定居和大量繁殖；在肠内产生Stx2e并被吸收；进入细胞内并造成细胞死亡和组织病变。由于SLT-e也是一种血管毒素，可引起血管内皮细胞损伤，血管通透性改变，导致病猪出现水肿和典型的神经症状。神经症状是由脑水肿所致，并非是毒素对神经细胞的直接作用。2、LEE毒力岛LEE毒力岛是大多数STEC菌株具有的一个35kb左右的毒力岛， 与细菌对肠道细胞产生的AE损伤紧密相关。AE损伤（attaching and effacing lesion）:细菌黏附宿主细胞后，使肠上皮细胞刷状缘微绒毛变性、抹平和消失，细胞骨架结构发生重排而产生的特异性损伤。大肠杆菌致

11、病性有关的其他毒力因子内毒素（LPS）、具有抗吞噬作用的K抗原、溶血素、大肠菌素V、血清抵抗因子、铁离子清除因子等；在不同动物大肠杆菌病的发生中可能起到不同的致病作用。五、微生物学诊断畜禽致病性大肠杆菌的分离与鉴定程序。病料的采集：败血症病例：病变的内脏组织，直接在血琼脂或麦康凯平板上划线分离培养。幼畜腹泻及猪水肿病病例：各段小肠内容物或粘膜刮取物以及相应肠段的肠系膜淋巴结，分别在麦康凯平板和血平板上划线分离培养。动物致病性大肠杆菌的分离与鉴定程序防控1、分离菌株进行药敏试验筛选药物2、疫苗免疫接种单价或多价疫苗自家疫苗亚单位疫苗基因工程疫苗均为灭活疫苗附： 禽大肠杆菌病禽大肠杆菌病是由大肠埃

12、希氏菌的某些血清型所引起的一类疾病的总称。包括心包炎、气囊炎、败血症、脐炎、眼炎、卵黄性腹膜炎或慢性肿瘤样肉芽肿。 禽大肠杆菌病【流行特点】 禽大肠杆菌病本病可通过消化道、呼吸道传播。当各种应激因素造成机体免疫功能下降时，就会发生感染，因此，本病常成为某些传染病的并发或继发性疾病。各种年龄的家禽均可感染，幼鸡最易感。 禽大肠杆菌病 【症状及眼观病变】 禽大肠杆菌病常继发于呼吸道疾病，病鸡咳嗽和呼吸困难 禽大肠杆菌病本病多见于512周龄的幼鸡，69周龄为发病高峰。 1 气囊炎、肝周炎、心包炎 禽大肠杆菌病剖检可见气囊壁增厚 禽大肠杆菌病纤维素性心包炎、肝周炎禽大肠杆菌病纤维素性心包炎禽大肠杆菌病

13、严重的纤维素性心包炎禽大肠杆菌病2 幼雏脐带炎 禽大肠杆菌病脐孔周围皮肤红肿（鸭） 禽大肠杆菌病3 卵巢炎及卵黄性腹膜炎 禽大肠杆菌病 卵巢感染发炎，卵泡变形（鸭） 禽大肠杆菌病或引起腹膜炎，致使肠粘连，稍后卵黄凝固禽大肠杆菌病4 输卵管炎 禽大肠杆菌病小鸡输卵管膨大，内有灰白色干酪样渗出物禽大肠杆菌病成年产蛋母禽输卵管明显膨大禽大肠杆菌病鹌鹑输卵管内有白色干酪样物，黏膜充血、出血禽大肠杆菌病5 肉芽肿 禽大肠杆菌病头部皮下结缔组织肉芽肿 禽大肠杆菌病肠系膜肉芽肿 （日.崛内贞治）禽大肠杆菌病6 肠炎 禽大肠杆菌病鸽直肠黏膜充血、出血，充满绿色粪便 禽大肠杆菌病7 禽蜂窝织炎 禽大肠杆菌病是肉

14、鸡腹部的一种慢性皮肤病，病变见于腹中线和大腿之间，皮肤发红、破损 禽大肠杆菌病 皮下有黄白色干酪样坏死物禽大肠杆菌病【防治要点】 禽大肠杆菌病加强饲养管理，定期消毒，消除本病诱因，如饲养密度过大、通风不良等，可有效降低本病发病率。禽大肠杆菌病血清型众多，免疫原性差，在本病流行严重地区，可使用自家疫苗，有一定保护作用。发病鸡群可用广谱抗菌药物如新霉素、磺胺、诺氟沙星等进行治疗，但由耐药菌株的普遍存在，最好根据药敏试验结果确定用药，才能取得满意疗效。 禽大肠杆菌病第二节 沙门氏菌属 Salmonella沙门氏菌属是一大群寄生于人和动物肠道内，生化特性和抗原结构相似，G，兼性厌氧的无芽胞直杆菌。除极

15、少数外，多以周生鞭毛运动。该菌属在医学、兽医和公共卫生上均十分重要：绝大多数沙门氏菌对人和动物有致病性，能引起人和动物的多种不同临床表现的沙门氏菌病，并为人类食物中毒的主要病原之一。沙门氏菌的分类根据新近的沙门氏菌的分类方案，本属菌现可分为两个种：肠炎沙门氏菌（S.enterica）邦戈尔沙门氏菌（S.bongori）肠炎沙门氏菌又分为6个亚种：肠道亚种（enterica）萨拉姆亚种（salamae）亚利桑那亚种（arizonae）双相亚利桑那亚种（diarizonae）豪顿亚种（houtenae）因迪卡亚种（indica）大部分沙门氏菌均归于肠炎亚种，几乎包括所有对人和温血动物致病的各种血清

16、型菌株，并具有属的典型生化特性。一、形态及染色特性沙门氏菌呈直杆状，0.71.52.05.0m， G 。除鸡白痢和鸡伤寒沙门氏菌外，其余各菌均以周生鞭毛运动；且绝大多数具有型菌毛。沙门氏菌的革兰氏染色及鞭毛染色禽沙门氏菌猪副伤寒沙门氏菌 Rod-shaped Bacterium(causes salmonellosis), Salmonella typhimurium (SEM x20,800) Rod-shaped Bacterium(causes salmonellosis), Salmonella enteritidis (SEM x40,020)二、培养及生化特性培养特性本属大多数细菌

17、的培养特性与埃希氏菌属相似。鸡白痢、鸡伤寒、羊流产和甲型副伤寒等沙门氏菌在肉汤琼脂上生长贫瘠，形成较小的菌落。麦康凯上，大多数菌株因不发酵乳糖而形成无色菌落。本菌属有SR变异。培养基中加入硫代硫酸钠、胱氨酸、血清、葡萄糖、脑心浸液和甘油等均有助于本菌生长。Salmonella enterica black colonies on HEK agarSalmonella enteriditis growth on MacConkey (colorless) agar生化鉴别本菌属的具体生化鉴别可参考课本大多数沙门氏菌具有以下特性：Urea Test 三、抗原结构及变异菌体(O)抗原分群鞭毛(H)抗

18、原分型毒力(Vi)抗原微荚膜成分O抗原是细胞壁表面的耐热多糖抗原；根据O抗原以阿拉伯数字表示，至少有60多种O抗原。一直沙门氏菌可以具有多种不同的O抗原1、O抗原H抗原是本属菌的蛋白质性鞭毛抗原，计有63种；同一O群的沙门氏菌又根据它们的H抗原的不同再细分成许多不同的血清型菌。2、H抗原Vi抗原与毒力（virulence）有关，故称为Vi抗原。是沙门氏菌细胞表面的N乙酰半乳糖醛酸组成的荚膜多糖抗原；具有Vi抗原的菌株，在10060min加热后才能与相应的O抗原的血清产生凝集反应。3、Vi抗原4、血清型以O：Vi：第一相H：第二相H形式表示：目前本菌属至少已有2500个血清型。四、致病性及免疫性

19、沙门氏菌病是一种重要的人畜共患病，动物宿主广泛。本菌最常侵害幼、青年动物，使之发生败血症、胃肠炎及其它组织局部炎症。对成年动物则往往引起散发性或局限性沙门氏菌病，发生败血症的怀孕母畜可表现流产，在一定条件下亦偶尔引起急性流行性暴发。隐性感染或康复带菌者，可间歇地排菌，成为主要传染来源。野鸟、啮齿动物、蜱和一些昆虫也可传播。主要传染途径是消化道。许多环境条件，如卫生不良、过度拥挤、气候恶劣、内服皮质类激素、分娩、长途运输以及发生其它病毒或寄生虫感染均可增加易感动物发生沙门氏菌病。（一）宿主嗜性根据沙门氏菌对宿主适应性或嗜性不同，可将沙门氏菌分成三群。第一群具有高度适应性或专嗜性，它们只对人或某种

20、动物产生特定的疾病。属于这群的不多。例如鸡白痢和鸡伤寒沙门氏菌仅使鸡和火鸡发病，马流产、牛流产和羊流产等沙门氏菌分别致马、牛、羊的流产并在各自宿主中引起疾病；猪伤寒沙门氏菌仅侵害猪；伤寒与甲、乙、丙三型副伤寒以及仙台等血清型是高度适应于人类的沙门氏菌，对动物不引起自然感染。1、专嗜性沙门氏菌第二群是偏嗜性沙门氏菌，多多少少适应于特定动物；仅个别血清型如猪霍乱和都柏林沙门氏菌，分别是猪和牛羊的强适应性菌型，多在各自宿主中致病，但也能感染其它动物。现在常可从羔羊腹泻中分离到亚利桑那沙门氏菌，并认为这型菌正在适应于羊。2、偏嗜性沙门氏菌第三群是非适应性或泛嗜性沙门氏菌，它们具有广泛感染的宿主谱，能引

21、起人和各种动物的沙门氏菌病，具有重要的公共卫生意义。这群血清型占本属的大多数，鼠伤寒和肠炎沙门氏菌是其中二个突出代表。3、泛嗜性沙门氏菌（二）致病机理许多研究资料表明，沙门氏菌具有多种可能的毒力因子，其中主要的有：1、脂 多 糖2、肠 毒 素 3、细胞毒素4、侵袭力与毒力基因1、脂多糖（LPS）LPS是本菌的一个重要的毒力因子防止吞噬和杀伤。引起发热、粘膜出血、白细胞减少、弥散性血管内凝血、循环衰竭等中毒症状以及休克死亡。2、肠毒素有些沙门氏菌血清型可产生肠毒素。 CT样毒素：霍乱毒素样肠毒素。它在结构、功能和抗原性上与CT和ETEC的LT1相似。 在本菌还发现另一种肠毒素可致兔肠积液，但活性

22、不被CT抗血清中和。尽管对沙门氏菌肠毒素在疾病发生中所起的作用还知之甚少。3、细胞毒素细胞毒素可能是肠上皮细胞损伤的因素；目前本菌有三种细胞毒素。4、侵袭力与毒力基因侵袭力：有毒力的沙门氏菌能侵入小肠粘膜上皮细胞，并穿越该细胞层到达下层组织。菌细胞可被吞噬细胞吞噬，但不被杀灭并可在细胞内继续生长繁殖。这与本菌的一些相关毒力基因有密切联系。毒力基因：指非持家功能所必需的基因，它编码的产物有助于病原体在宿主体内定居和（或）造成机体损伤。这些毒力基因的菌株的毒力要比无质粒菌株强数百至数万倍。（三）免疫性由于沙门氏菌可在细胞内生长繁殖，因此细胞免疫为主,体液免疫为辅；体液免疫应答主要是IgM抗体。五、

23、微生物学诊断沙门氏杆菌属的分离鉴定程序 常用增菌培养基：亮绿-胆盐-四硫磺酸钠肉汤、四硫磺酸盐增菌液、亚硒酸盐增菌液以及亮绿-胱氨酸-亚硒酸氢钠增菌液等。常用鉴别培养基：常用麦康凯、伊红美兰、SS、去氧胆盐钠-枸橼酸盐、HE、三糖铁和尿素等琼脂。六、防制疫苗接种；严格实行卫生检验和检疫规程；有效的抗生素：由于本属菌的耐药菌株不断在增加，最好使用经药敏试验选定的高敏药物用于治疗病畜禽。第三节 其它肠道杆菌 (Other enteric bacilli)1、耶尔森氏菌属（Yersinia）2、克雷伯氏菌属（Klebsiella）3、变形杆菌属（Proteus）4、志贺氏菌属 （Shigella ）

24、 1、耶尔森氏菌属（Yersinia）于1980年被正式归入肠杆菌科。本菌属现有11个种，对人和动物有致病性的主要是：鼠疫耶尔森氏菌（Y.pestis） （简称鼠疫杆菌） ；假结核耶尔森氏菌（Y.pseudotuberculosis）；小肠结肠炎耶尔森氏菌（Y.enterocolitica）。另外，鲁氏耶尔森氏菌是蛙科鱼类尤为硬头鳟的肠型红口病（enteric red mouth disease）的病原菌，对特定地区红蛙鱼养殖业可造成严重损失。1630年伦敦爆发鼠疫1665年伦敦鼠疫黑夜埋人G，运动或不运动、多形性短小杆菌。鞭毛：除鼠疫耶尔森氏菌外， 其余成员2228培养时有动力，37培养则无；