医学微生物学肠杆菌科ppt课件

医学微生物学 Medical microbiology 1 第 十 章 肠杆菌科 Enterobacteriace ae 2 肠杆菌科细菌 :寄居在人和动物肠道中的一大 群生物学相似的革兰染色阴性杆菌。 寄居人和动物肠道内 ,土壤 ,水和腐物中。 44个属 ,170多个种。引起人类 95 以上感染 的菌种不到 20个。 埃希菌属 :大 肠埃希菌 志贺菌属 :志贺菌 -痢疾杆菌 致病菌 沙门菌属 :伤寒沙门菌、副伤寒沙门菌。 其他菌属 : 3 肠杆菌科的细菌与医学的关系 致病菌 ： 伤寒沙门菌 ,志贺菌； 机会致病菌 ：属正常菌群 ,宿主免疫力降低 或细菌移位至肠道以外部位时 ,引起机会性感 染 ,大肠埃希菌 ,肺炎克雷伯菌 ,变形杆菌等； 由正常菌群转为致病菌 ：如引起胃肠炎的 大肠埃希菌 ,因获得质粒 ,噬菌体或毒力岛上 的毒力因子基因成为致病菌。 4 肠杆菌科细菌共同生物学特性 1.形态与结构 :中等大小 ,1-3um 0.4-1.0um, G 杆菌 ,有菌毛 ,周鞭毛 ,少数有荚膜 ,不产 生芽胞。 2.培养 :兼性厌氧 ,营养要求不高 ,2-3mm灰白 色不透明菌落 ,液体培养均匀浑浊。 3.生化反应 :触媒阳性 ,氧化酶阴性 ,还原硝酸 盐。志贺菌 ,沙门菌不发酵乳糖 ;非致病肠 道杆菌能发酵乳糖 ,重要鉴别试验。 5 4.抗原结构 : 菌体 O抗原 :细胞壁最外层 ,科共同抗原 ,脂 多糖 ,100 不破坏。 S-R变异。 IgM 鞭毛 H抗原 :鞭毛蛋白 ,60 H-O 变异 ,IgG。 荚膜抗原 :型特异 ,阻止 O凝集 ,ViAg,KAg。 5.抵抗力 :60 30 灭活 ,常用消毒剂敏感。 饮用水消毒 -氯。 6.变异 :肠道环境易遗传物质交换 ,耐药性变 异 ,产毒素变异 ,抗原性变异 ,生化反应变异 。 6 肠杆菌科细菌革兰染色 7 抗原结构 8 第一节 埃希菌属 （ Escherichia） 9 埃希菌属有 6个种 ,大肠埃希菌 （ E.coli） 最常 见 ,最重要的一个菌种 ,最早进入人体。 大肠埃希菌是肠道中重要的 正常菌群 ； 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； 一些血清型的大肠埃希菌具有 致病性 ,导致 人类胃肠炎； 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 。 10 G 杆菌 ,有周鞭毛 ,有菌毛 ,无芽胞。 兼性厌氧 ,2-3mm灰白色不透明 S型菌落。 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 , O170;H50;K100多种 , 是血清学分型依据 ,按顺序表示。 产生大肠菌素 （ colicine） 。 一、生物学性状一、生物学性状 11 12 13 14 15 16 17 （一）致病物质 1.黏附素 adhesine 粘附泌尿肠道粘膜。 定植因子抗原 ,集聚黏附菌毛 ,束形成菌毛 , 紧密粘附素 ,Dr菌毛 ,P菌毛 ,I型菌毛和侵袭 质粒抗原蛋白等。 2.外毒素 志贺毒素 ,耐热肠毒素 ,不耐肠毒素 ,溶血素 。 内毒素 ,荚膜 ,载铁蛋白和 III型分泌系统。 二、致病性与免疫性二、致病性与免疫性 18 （二）所致疾病 1.肠道外感染 内源性 ,化脓性感染 。 败血症 :45%,死亡率高 , 血液中繁殖。 新生儿脑膜炎 :1岁内中枢神经系统感染。 泌尿道感染 : 尿道感染 ,逆行膀胱 ,输尿管 ,肾脏 ,女性 多见。尿频 ,尿急 ,排尿困难 ,血尿 ,脓尿 。 尿路致病性大肠杆菌 ,致病物质菌毛 ,溶 血素。 其它 :腹膜炎 ,阑尾炎 ,手术创口感染。 19 2.胃肠炎 食物或饮水进入人体 ,外源性感染 。 肠产毒型大肠埃希菌 ETEC： 旅游者 ,5岁内婴幼儿腹泻 ,人与人不传播； 发热 ,恶心 ,呕吐 ,腹痛 ,腹泻 ,轻度或霍乱样 。 肠毒素 LT-1质粒编码 ,6530 灭活 ,1个 A和 5个 B, A进入细胞 ,使 ATP转化为 cAMP,分泌 水 ,氯 ,碳酸氢钾 ,钠吸收减少 ,腹泻 。 耐热肠毒素 STa,鸟甘酸环化酶 ,cGMP增加。 定值因子 ,K88制备疫苗 ,预防家畜腹泻病。 20 肠侵袭型大肠埃希菌 EIEC: 成年人 ,较大儿童 ; 发热 ,腹痛 ,腹泻 ,脓血便 ,里急后重 -痢疾症状 ; 不产肠毒素 ,侵袭结肠粘膜上皮细胞 ,生长繁殖 , 向临近组织扩散 ,炎症 ,组织细胞坏死； 侵袭能力决定于质粒侵袭性基因。 肠致病型大肠埃希菌 EPEC： 婴幼儿腹泻主要病原菌 ,粘附小肠上皮细胞 ,破 坏刷状缘 ,导致微绒毛萎缩变平 - A/E组织病理 损伤。严重水样腹泻 ,重者可致死 , A/E损伤基 因位于染色体毒力岛 -肠细胞刷平位点内 ,有 40 多个基因。 21 肠出血型大肠埃希菌 EHEC。 出血性结肠炎和溶血性尿毒综合症 ,5岁易感 ; 1982美国首发 ,96大阪流行 ,万人感染 ,11人死 ; 剧烈腹痛 ,腹泻 ,血便 ,10%发 生急性 肾 衰竭 ;PC 减少 ,溶血性 贫 血 ,溶血性尿毒症 ,死亡率 3-5 %; 血清型 O157:H7;未煮熟肉食牛排 ,水 ,牛奶 ,果汁 , 蔬菜 ,水果。牛可能是 O157:H7的宿主。 50多种 。 产 生志 贺 毒素 ,由溶源性噬菌体 编码 ,A,B亚单 位 , *裂解核糖体中断蛋白 质 合成 ; *破坏 肾 小球内皮 细 胞 滤过 减少 ,肾 衰 ; *肠 上皮 细 胞刷状 缘 ,微 绒 毛 A/E损伤 ,腹泻。 22 肠集聚型大肠埃希菌 EAEC: 婴幼儿和旅游者持续性水样腹泻 ,脱水； 不侵袭细胞 ,细菌在细胞表面自动聚集 , 成砖状排列； 感染使微绒毛变短 ,单核细胞浸润出血； 使细菌在细胞表面聚集的 Bfp和 AAF由质 粒编码 ; EAEC刺激粘液分泌 ,细菌形成生物被摸覆 盖在小肠上皮上。 23 引起胃肠炎的大肠埃希菌 菌株 作用部 位 疾病与症状 致病机制 ETEC 小肠 旅行者腹泻；婴幼儿腹泻； 水样便，恶心，呕吐，腹痛 ，低热 质粒介导 LT和 ST肠毒素，大量分 泌液体和电解质；黏附素 EIEC 大肠 水样便，继以少量血便，腹痛，发热 质粒介导侵袭和破坏结肠粘膜上皮细胞 EPEC 小肠 婴儿腹泻；水样便，恶心，呕吐，发热 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 EHEC 大肠 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 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 EAEC 小肠 婴儿腹泻；持续性水样便，呕吐，脱水，低热 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 24 （一）标本 肠外感染 :中段尿 ,血液 ,脓液 ,脑脊液 ;粪便。 （二）分离培养与鉴定 1.肠道外感染 :涂片染色 ;增菌或接种血琼脂 ,3724hr 观察 ;IMViC:+ + - -;生化鉴定 ; 尿路感染菌落计数 , 10万个 /ml。 2.肠道内感染 :鉴别培养基 ,可疑菌落系列鉴 定 ,核酸杂交 ,PCR,毒力因子 ,血清型鉴定。 三、微生物学检查法三、微生物学检查法 25 （三）卫生细菌学检查 肠道细菌在自然界中大量分布 ,饮用水 ,饮 料 ,食品以大肠菌群数作为重要指标， 大肠菌群 :在 3724hr 内发酵乳糖产酸产气 肠道菌 ,包括埃希菌属 ,枸橼酸杆菌属 ,克雷 伯菌属 ,和肠杆菌属。 规定指标 :大肠菌群每升饮用水 3个 ,瓶装 气水果汁 5个 /100ml。 26 *孕牛产前 6个月接种 K99,新生牛犊可获得免疫 。 *预防人类 ETEC感染 ,B亚单位 ;O157 LPS 。 *耐药 ,抗生素应根据药物敏感试验使用。 *尿道插管和膀胱镜检查应严格无菌操作。 *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。 四、防治原则四、防治原则 27 28 第二节 志贺菌属 (Shigella) 29 人类细菌性痢疾病原菌 ,肠道传染病； 广泛流行 ,全世界每年病例数超过 2亿 ,其中 500万人需住院治疗 ,65万人死亡。 03年以来 ,我国卫生部在法定传染病排序中 ,发病总数列前五位 ,死亡数列前十位。 30 31 32 G 短小杆菌 ,无芽胞 ,无鞭毛 ,无荚膜 ,菌毛 。 营养要求不高 ,2mm半透明光滑菌落， 分解葡萄糖 ,产酸不产气 ;不发酵乳糖 ,（宋 内志贺 3-4天）选择培养基上呈无色菌落 ; 双糖培养基底层发酵葡萄糖产酸不产气 红色 ,穿刺线清晰 ;上层乳糖不发酵。 有 O抗原和 K抗原 ,O抗原分类依据 ,分为 4群 和 40余种血清型和亚型。 一、生物学性状一、生物学性状 33 群 菌种 型 亚型 甘露醇 鸟氨酸脱羧 酶 A群 痢疾志贺菌 1-10 + B群 福氏志贺菌 1-6x,y 变型 + C群 鲍氏志贺菌 1-18 + D群 宋内志贺菌 1 + 抵抗力 不强： 热 ,酸 ,消毒剂敏感 ,6010 杀死 ,胃酸杀菌 ; 食物 ,水果 ,蔬菜上 ,存活 10-20天， 在水中能繁殖 ,水源污染可引起暴发流行。 34 （一）致病物质 侵袭力 ,内毒素 ,外毒素。 侵袭力 :靶细胞是回肠末端和结肠黏膜细胞 。 先黏附派伊尔淋巴结的 M细胞 ,通过 型分泌 系统向上皮细胞分泌蛋白 ,细胞膜内陷进入 细胞生长繁殖 ,向邻近细胞扩散 ; IL-1释放 ,吸引中性粒细胞聚集 ,损害肠粘膜 ,细菌进一步向深层扩散 ; 坏死粘膜 ,死亡的白细胞 ,纤维蛋白血液构成 脓血便。 二、致病性与免疫性二、致病性与免疫性 35 内毒素 :强烈内毒素 肠粘膜通透增高 ,促进内毒素吸收 ,患者发热 ,神志障碍 ,中毒性休克； 内毒素破坏肠粘膜 ,促进炎症 ,溃疡 ,坏死出 血； 作用于植物神经系统 ,肠功能紊乱蠕动失调 直肠括约肌痉挛 ,腹痛里急后重症状。 36 外毒素 :A群产生 ,志贺毒素 1个 A亚单位和 5个 A亚单位组成； B亚单位与细胞糖脂受体结合 ,A亚单位导入 ,裂解 60S核糖体的 28S亚基 rRNA,阻止与氨 酰 tRNA结合 ,蛋白质合成中断 ; 志贺毒素可介导肾小球内皮细胞损伤 ,导致 溶血性尿毒综合症。 37 （二）所致疾病 细菌性痢疾 ,肠道内感染 痢疾志贺菌重 ;宋内轻 ;福氏慢性病程长。 我国流行宋内和福氏志贺菌 ,B群和 D群。 传染源 :病人带菌者 ,粪口途径 ,普遍易感。 潜伏期 1-3天 ,突然发病 ,发热 ,腹痛 ,腹泻， 脓血粘液便 ,里急后重 ,失水酸中毒 ,死亡 率 20%。病程持续 3-5天 ,有 10 -20 病人转 为慢性 ,细菌在结肠无症状定值 ,传染源。 二、致病性与免疫性二、致病性与免疫性 38 急性中毒性痢疾： 病人呈全身中毒症状 ,高热 ,休克 ,中毒性脑病 , 内毒素使微血管痉挛 ,缺血 ,缺氧 ,导致 DIC,多 器官功能衰竭 ,脑水肿 ,可迅速发生循环 ,呼吸 衰竭死亡。儿童多见。与乙脑鉴别 -肛拭。 （三）免疫性 血液 IgG,IgM;粘膜表面 sIgA,免疫期短暂 ,局 部感染型 ,别多。 39 痢疾结肠标本 40 中毒性痢疾 41 （一）标本 脓血或黏液部分 ,使用抗生素前采样 ,甘油 盐 水 保存 ,中毒性痢疾肛拭取标本。 （二）选择培养基 无色半透明菌落 ,生化 ,动 力 ,血清凝集。 （三）毒力试验 9亿 /ml菌悬液 ,豚鼠眼内， 结膜炎为侵袭力阳性 ;HeLa细胞检测毒素。 （四）快速诊断法 免疫荧光菌球法 ,协同凝 集试验 ;胶乳凝集试验等。 三、微生物学检查法 42 43 44 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。 特异性预防 :营养缺陷减毒株。链霉素依赖 株（ streptomycin dependent strain, Sd ）肠道内不繁殖短期存活。 治疗 :多重抗生素耐药（ multiple drug resistance）菌株。 四、防治原则四、防治原则 45 第三节 沙门菌属 Salmonella 46 伤寒沙门菌 47 伤寒沙门菌 48 *沙门菌属是一群寄生在人和动物肠道中 ,生 化反应和抗原结构相关的 G-杆菌 ,血清型有 2500多种。 *沙门菌属中少数血清型是人的 病原菌 ,引起 肠热症 -伤寒。 *绝大多数血清型宿主范围广泛 ,家畜 ,家禽 , 野生动物均可带菌， *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。 49 一、生物学性状 1.G 杆菌 ,有菌毛 ,周鞭毛 ,无荚膜 ,无芽孢 ; 2.兼性厌氧 ,营养不高 ,无色半透明菌落 , 不发酵乳糖 ,发酵葡萄糖 ,产酸产气 ;伤寒。 3.有 O和 H两种抗原 ,少数有 Vi抗原 , O抗原 是细胞壁脂多糖中特异多糖 ,含相同 抗原组分的分为一组 ,致病菌大多在 A-E组 ; H抗原 进一步将组内菌分成不同菌型； Vi抗原 表面抗原 ,新分离菌株 ,毒力抗原。 4.抵抗力差 ,消毒剂敏感 ,6530 杀死 ,粪 便中存活 1-2月 ,低温可长期存活。 一、生物学性状一、生物学性状 50 (一 ） 致病物质 1.侵袭力 沙门菌进入肠道 ,特异性菌毛与派伊尔淋巴 结 M细胞结合 ,SPI-I分泌系统向 M细胞输入 沙门菌侵袭蛋白 ,细胞内肌动纤维重排 ,细 胞膜凹陷 ,细菌内吞 ,吞噬小泡内生长繁殖 , 细胞死亡 ,细菌扩散进入毗邻细胞。 沙门菌有耐酸应答基因 ,避免酸性伤害。 细胞内氧化酶 ,超氧化物歧化酶保护沙门菌 。 Vi抗原 ,抗吞噬 ,阻止抗体 ,补体破坏作用。 二、致病性与免疫性二、致病性与免疫性 51 2.内毒素 沙门菌裂解释放 ,体温升高 ,白细胞下降。 大量内毒素激活补体替代途径 ,产生 C3aC5a; 诱发免疫细胞分泌 TNF,IFN,IL-1,中毒休克。 3.肠毒素 鼠伤寒沙门菌产生肠毒素 ,性质生物学活性与 ETEC产生的肠毒素相似 ,引起腹泻。 52 （二）所致疾病 传染源为病人和带菌者 ,带菌动物及其产品 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 ,肖氏沙门菌和希氏沙门菌引起的副伤 寒。全球每年发生伤寒 2100万例 , 20万人 死亡。 细菌经 M细胞被巨噬细胞吞噬 ,通过淋巴液 到达肠系膜淋巴结大量繁殖 ,经胸导管入血 , 随血流进入肝胆脾肾 ;大量繁殖后第二次入 血 ,高热 ,39-40 持续 7-10天 ,肝脾肿大 , 53 玫瑰疹 ,白细胞减少 ,相对缓脉 ;胆囊中细菌 繁殖后随胆汁再次进入肠道 , 超敏溃疡坏死 ,穿孔； 病人 3-4周后开始好转，未经治疗的病人死 亡率 20%。 2.胃肠炎 -食物中毒 肉 ,蛋 ,奶和奶制品 , 潜 伏期 6-24hr,发热 ,呕吐 ,腹痛 ,腹泻 ,多数 2-3 天自愈 ,严重者脱水休克 ,肾衰死亡 ,老幼体 弱者。 54 伤寒肠道穿孔标本 55 3.败血症 多见于儿童和免疫力低下成人。 经口感染 ,病菌早期即侵入血循环 ,败血症 症状严重 ,高热 ,寒战 ,贫血 ,肠道症状少见。 4.无症状带菌者 约 1 -5 伤寒或副伤寒 患者 ,病后 1年仍可在粪便中检出沙门菌 ,病 菌在胆囊中繁殖 ,无症状带菌者。 （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。 56 （一）标本 第 1周取外周血 ,第 2周起取 粪便 ,第 3周起取尿液 ,第 1周 -3周取骨髓 ; 胃肠炎取粪便和可疑食物 ;败血症取血液 ; 胆道带菌者取十二指肠引流液。 （二）分离培养和鉴定 选择培养基 （三）血清学诊断 肥达试验 （四）伤寒带菌者 血清学检测