肠杆菌科细菌介绍（888）.ppt

肠杆菌科细菌,主讲：戈红雨 2013-1-28,肠道相关,革兰氏阴性菌（Gram-negative）,革兰氏阴性菌泛指革兰氏染色反应呈红色的细菌。在革兰氏染色实验中，首先添加了结晶紫（crystal violet），再添入另一种复染染料（通常使用番红（safranin），从而将所有的革兰氏阴性菌染成红色或粉色。 通过这种测试我们可以区分两种细胞壁结构不同的细菌。革兰氏阳性菌在反应后的除色溶液中将呈现龙胆紫的颜色。 革兰氏阴性菌细胞壁中肽聚糖含量低，而脂类含量高。当用乙醇处理时，脂类物质溶解，细胞壁通透性增强，使结晶紫极易被乙醇抽出而 脱色；再度染上复染液番红的时候，便呈现红色了。,肠道相关,肠道相关,肠道相关,革兰氏阴性菌的病原能力通常与其细胞壁组成相关，具体说来有脂多糖（lipopolysaccharide，又称为LPS或者内毒素（endotoxin）层。在人体中，LPS可以激发一种固有免疫反应（innate immune response）这种反应是通过细胞素制造和免疫系统活化等来描述其特征的。比如，红肿就是细胞素产生并释放导致的。因为脂多糖在革兰氏阴性菌的细胞墙表皮，所以大多数或旧型抗生素都不能有效抑制此类细菌。,肠道相关,周质,肠道相关,胞质膜（Cytoplasmic membrane）: 存在于细胞质中各膜结合细胞器中的膜，包括核膜、内质网膜、高尔基体膜、溶酶体膜、线粒体膜、叶绿体膜、过氧化物酶体膜等。 肽聚糖薄层，比革兰氏阳性菌要薄得多 外层膜（outer membrane），是在肽聚糖层之外的膜，内含有脂多糖，核糖，O抗原 外层膜中还有孔蛋白，允许特定的分子通过 周质（periplasmic space）： 指肽聚糖层和外层膜之间的空间 S层直接与外层膜相连，而非肽聚糖层 如果有鞭毛，表毛有四个支撑环而不是两个 没有磷壁酸（teichoic acids）或者脂磷壁酸 多糖骨架上有脂蛋白 大多数革兰氏阴性菌中含有胞壁质脂蛋白（Brauns lipoprotein），其作用为通过共价键连接外层膜和多糖,肠道相关,肠杆菌科,分布：是一大群寄居在人类和动物肠道中、生物学性状近似的革兰氏阴性杆菌，可随人和动物排泄物广泛分布于土壤、水和腐物中。其中部分为致病菌，如：沙门菌属、志贺菌属等;而多数为肠道正常菌群，在一定条件下可以致病，故称为条件致病菌。 致病：正常菌群-条件致病菌-致病菌、引起多器官、多组织的病变。 种类：肠杆菌科、种类众多，30个菌属、120多个菌种。,肠道相关,肠道相关,包括 埃希菌属 志贺菌属 沙门菌属 耶尔森菌属 肠杆菌属 变形杆菌属 克雷伯菌属 摩根菌属 枸橼酸菌属 肠杆菌属 沙雷菌属 普罗2wei,肠道正常菌群 条件致病菌 医院感染,肠道相关,形态染色相似 革兰阴性杆菌 (两端钝圆，无芽胞。多数细菌有周身鞭毛，能运动，个别细菌有荚膜。多数细菌有菌毛。本科细菌为需氧和兼性厌氧菌，营养要求不高，在普通培养基上生长良好，各种细菌菌落大小相似，直径23m。) 2. 培养特性相同 普通培养基上生长良好 3. 生化反应活泼 发酵葡萄糖，氧化酶阴性，触酶阳性，还原硝酸盐为亚硝酸盐，O/F试验为发酵型。 4. 抗原构造复杂 5. 抵抗力弱 6. 易变异,返回,肠杆菌科的共同特性,肠道相关,O-F试验,肠道相关,氧化酶试验 阳性：紫红色 阴性：无色,肠道相关,硝酸盐还原试验 阳性：红色 阴性：淡黄色,肠道相关,4、抗原构造复杂,鞭毛抗原（H）,菌体抗原（O）,K或Vi抗原,肠道相关,O抗原 耐热，100 不被破坏。 是肠道杆菌血清学分型和分群的主要抗原、如大肠杆菌O157，霍乱弧菌O139。 IgM型抗体，凝聚反应 0抗原可分三部分:多糖侧链，肠杆菌科细菌具有不同的糖成分，多糖的排列也不相同，决定了0抗原的特异性;核心部分，包括外核心区、骨架和核心糖脂，肠杆菌科的核心部分相同;类脂A，与内毒素有关，可引起与内毒素血症相同的发热、炎症和血液动力学改变的各种临床表现。,抗原结构： O抗原、H抗原、表面抗原,肠道相关,H抗原：即细菌的鞭毛蛋白； 不耐热，60 30分钟即被破坏； 其特异性取决于多肽链氨基酸的组成、排列顺序和空间构型 IgG型抗体 H抗原可能与细菌在尿路中的播散有关。多数肠杆菌科细菌表面有菌毛，为一种蛋白成分，与细菌对粘膜表面的粘附能力有关 表面抗原 不耐热，60 30分钟即被破坏； 可阻断O抗原与相应抗体的结合。 荚膜抗原能抑制细菌与0抗血清的凝集，并可促使细菌易于粘附于粘膜表面，与细菌的侵袭力有关，如：大肠杆菌的Ki抗原和伤寒杆菌的Vi抗原。,肠道相关,易变异,溶源性转换,生化反应性变异,通过,引起,耐药性变异,毒力性变异,转导,接合,自发突变,肠道相关,肠杆菌科与其它革兰阴性杆菌区别,肠道相关,临床意义,致病物质 所致疾病,肠道相关,菌毛或菌毛样结构 荚膜或微荚膜 外膜蛋白 内毒素 外毒素,致病物质,肠道相关,所致疾病,肠道感染 腹泻、食物中毒、旅行者腹泻、肠热症 肠道外感染 （志贺菌除外） 泌尿道感染、肺炎、脑膜炎、伤口化脓、菌血症等,肠道相关,治疗,在尚未有病原学报告时， 对泌尿道感染和腹膜炎-可按革兰氏阴性杆菌联合使用抗生素， 对肺炎和败血症者-需兼顾革兰氏阴性和阳性菌。 氨基糖苷类和氟喹诺酮类抗生素有较长的抗生素后效应，与内酰胺类连用可增强抗菌活性，延长抗菌作用时间，有利于感染组织内获得有效的药效浓度。,肠道相关,肠道相关,肠杆菌科：革兰氏染色阴性、触酶阳性、 氧化酶阴性、硝酸盐还原试验阳性。 定属和定种试验： KIA（K/AH2S-或A/AH2S-） IMViC（+-） MIU(-+-或+-） 多价血清和单价血清的凝集试验，确定血清型。 致病性大肠杆菌： ETEC-毒素 EIEC-侵袭力试验。,埃希菌属鉴定,肠道相关,大肠埃希菌,大肠埃希菌（E.coli)是埃希菌属典型代表。 分布：婴儿出生后数小时即进入肠道，并终生伴随，是人体肠道正常菌群的重要构成菌。 A：分解代谢产物，抑制痢疾杆菌等致病菌的生长 B：合成 ViB、ViK等，供人体吸收利用。 C：天然抗原， 致病：正常菌群-肠道外感染 特殊菌株-肠道内感染,肠道相关,形态特征 培养特性 生化反应 抗原结构,细菌特性,肠道相关,G 小杆菌，有鞭毛、菌毛、多数菌株有多糖微荚膜。 发酵多种糖类，产酸并产气，大部分菌株迅速发酵乳糖，但引起肠内感染的菌株（致病性大肠杆菌）不发酵或缓慢发酵乳糖；在肠道鉴别培养基上呈现有色菌落；IMViC，脲酶试验阴性、硫化氢试验阴性。 三种抗原，血清型表示式- O：K：H O111：K58：H2,生物学性状,肠道相关,大肠埃希菌革兰染色,大肠埃希菌电镜图,肠道相关,大肠埃希菌菌落特征（血平板）,大肠埃希菌菌落特征（MAC）,肠道相关,大肠埃希菌KIA（AA）MIU（）,肠道相关,大肠埃希菌IMViC试验（） 右侧为对照（）,肠道相关,大肠埃希菌抗原结构,肠道相关,标本 肠外感染：尿液；脓液；血液 肠道感染：粪便 分离培养 计数培养 纯培养 形态学检查 生化反应 毒素检测 血清学试验 报告结果,大肠埃希菌检验程序,肠道相关,在环境和食品卫生学上，常被用作粪便污染的检测指标, 3个大肠菌群/1L饮水 100个细菌总数/1ml饮水,卫生学指标,大肠菌群指数,每1000ml水中大肠菌群数,我国的卫生标准：,细菌总数,每1ml或1g样品中细菌总数,肠道相关,在分子生物学和基因工程实验中,重要的实验材料和研究对象,也是重要的实验材料和研究对象,肠道相关,致病物质,侵袭力 菌毛、K抗原 内毒素 肠毒素 耐热肠毒素（ST） 不耐热肠毒素（LT）,肠道相关,肠道外感染-机会性感染以化脓感染最为常见：泌尿系统感染、伤口感染、腹膜炎、阑尾炎、胆囊炎。 在婴儿、老年人：败血症、脑膜炎。 肠道内感染-腹泻 肠产毒性大肠杆菌（enterotoxigenic E. coli ETEC) 肠侵袭性大肠杆菌（enteroinvasive E. coli EIEC) 肠致病性大肠杆菌（enteropathogenic E. coli EPEC) 肠出血性大肠杆菌（enterohemorrhagic E. coli EHEC) 肠集聚型大肠杆菌（enteroaggregative E. coli EAggEC),致病性,肠道相关,引起腹泻的大肠埃希菌,菌株,作用,部位,疾病与症状,致病机制,ETEC 6、8、15、25、 27、78、148、159,小肠,旅行者腹泻,，婴幼儿腹泻，,水样便，恶心，呕吐，腹,痛，低热,LT,和（或）,ST,肠毒素，大,量分泌液体和电解质,EIEC 28ac、29、112ac 124、136、143。,大肠,水样便，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 2、55、86、111、 114、119、125-128、 142、158,小肠,婴儿腹泻,，水样便，恶心，,呕吐，发热,粘附和破坏上皮细胞,EHEC 157、26、111,大肠,水样便，大量出血，剧烈,腹痛，低热或无，可并发,HUS,、血小板减少性紫癜,SLT,-,I,或,SLT,-,II,，中断蛋白质,合成,EAggEC 42、44、3、86,小肠,婴儿,持续性,腹泻,，呕吐，,脱水，低热,集聚性粘附上皮细胞，阻止,液体吸收,肠道相关,ETEC 粘 定居因子（colonization factor） 附 又称粘附素（adhesin） 是细菌的特殊菌毛 CFA/CFA （ colonization factor antigen，） 小肠粘膜以免被肠蠕动、肠分泌液所清除 释 放 肠毒素 由细菌的质粒DNA编码 不耐热肠毒素（heat labile enterotoxin，LT） 6530分钟失去活性 耐热肠毒素（heat stable enterotoxin，ST） 100加热20分钟仍不被破坏,1. 肠产毒性大肠杆菌 （ETEC),肠道相关,不耐热肠毒素（LT） B亚单位 受体：肠粘膜上皮细胞膜 表面的GM1神经节苷脂 A亚单位（毒性活性部分） 穿越细胞膜 活化 腺苷环化酶 ATP cAMP 水、电解质紊乱 腹泻,肠道相关,LT 检测（ CHO细胞培养）,肠道相关,临床症状：轻度腹泻/严重的霍乱样症状 是婴幼儿和旅游者腹泻的重要病原菌,耐热肠毒素（ST） 鸟苷环化酶 GTP cGMP 水、电解质紊乱 腹泻,肠道相关,ST检测（乳鼠灌胃试验）,肠道相关,2、肠侵袭性大肠杆菌（EIEC) 无外毒素-肠毒素，但有强的侵袭力（类似痢疾杆菌） 定位于结肠 侵入肠粘膜上皮细胞，生长繁殖，产生内毒素。 破坏细胞形成炎症和溃疡， 引起腹泻，呈脓血便 ，有里急后重， 临床症状酷似志贺菌感染，主要侵犯较大儿童、成人。,肠道相关,是婴儿腹泻的主要病原菌； 不产生肠毒素； 也无侵袭力； 但能粘附小肠粘膜上皮细胞,在小肠黏膜表面大量繁殖，破坏微绒毛,导致刷状缘破坏，绒毛萎缩，上皮细胞结构、功能受损，干扰细胞的再吸收,造成严重腹泻，严重者可致死； 最近报导，可产生类志贺毒素。,3、肠致病性大肠杆菌（ EPEC),肠道相关,亦称为Vero毒素大肠埃希菌 主要血清型：O157：H7 主要毒力因子： 菌毛质粒编码,介导细菌与肠粘膜细胞结合。 志贺样毒素（Shiga-like toxin，SLT） 噬菌体编码 细胞毒素 主要临床症状： 出血性结肠炎、伴以剧烈腹痛、血便。 轻重不一。10%小于十岁患儿，有严重并发症，死亡率高,4、肠出血性大肠杆菌（EHEC）,肠道相关,E. coli O157:H7 induced hemorrhagic colitis in a three-year-old girl,肠道相关,5、肠集聚性大肠埃希菌,质粒编码粘附素、使细菌吸附在肠粘膜细胞表面。 分泌肠毒素、导致肠液大量分泌。 婴儿水样腹泻。,肠道相关,治疗,肠道相关,能分解葡萄糖，产酸不产气， 不分解乳糖,除宋内志贺菌,第二节 志贺菌属 shigella,是人类细菌性痢疾最为常见的病原菌，,通称痢疾杆菌dysentery bacteria,无鞭毛，有菌毛,生化反应,低于其他肠道杆菌，对酸敏感,形态,对理化因素的抵抗力,肠道相关,志贺菌O抗原-分类、4群44个血清型 菌种 群 型 亚型 痢疾志贺菌 A 110 8a，8b，8c 福氏志贺菌 B 16， 1a，1b，2a，2b X，Y变种 3a，3b，4a，4b 鲍氏志贺菌 C 118 宋内志贺菌 D 1 K抗原-与分类无关。 中国福氏志贺菌多见。,抗原构造及分类,肠道相关,致病性,传染源:患者和带菌者,粪口传播,感染灶局限于结肠粘膜层，一般不入血,病后免疫期短，也不巩固,肠道相关,志贺菌属,肠道相关,致病物质,1、侵袭力：,菌毛有利于菌粘附至肠粘膜,2、毒 素：,内毒素 肠粘膜通透性升高毒素吸收发热、神志障碍、休克 破坏肠粘膜炎症、溃疡、脓血粘液便 肠壁植物神经肠蠕动失调、痉挛腹痛、里急后重 内毒素血症,外毒素（A群、型） 志贺毒素 ST(VT) 有3种毒性，与内毒素协同作用，加重局部和全身症状,局部 （肠壁） 全身,肠道相关,致病过程：志贺菌痢疾 粪口传播（传染源：病人/ 带菌者） 潜伏期 10-200个细菌即使人感染 1-3天 突破人体防御能力 胃酸 正常菌群拮抗作用 局部免疫作用（SIgA） 大肠部位 侵入 侵袭力（菌毛） 粘膜上皮细胞（生长繁殖，形成感染灶）,肠道相关,内毒素、外毒素 坏死、脱落粘膜组织 局部刺激 进入血流 粘液、 1、肠功能紊乱 发热、WBC 细菌、 痉挛、腹痛 脱水、酸中毒 炎性细胞、 大便次数增多 微循环衰竭 血液 里急后重 中毒性脑炎 2、肠壁通透性增 DIC 促进毒素吸收 腹泻 中毒性菌痢,死亡率高,肠道相关,所致疾病,急性细菌性痢疾 急性典型：发热、腹痛、脓血粘液便、里急后重 急性非典型：易误诊，导致带菌和慢性 中毒性痢疾：小儿 慢性细菌性痢疾：病程迁移两个月以上 带菌者,肠道相关,肠杆菌科：革兰氏染色阴性、触酶阳性、 氧化酶阴性、硝酸盐还原试验阳性。 定属和定种试验： KIA（K/AH2S-） IMViC（-+-或+-） MIU(-+-或-） 多价血清和单价血清的凝集试验，确定血清型。,志贺菌属鉴定,肠道相关,预防：控制传染源，切断传播途径 链霉素依赖株活疫苗（Sd）,治疗：易引起耐药性，联合用药,肠道相关,其中许多为人畜共患病,第三节 沙门菌属（Salmonella）,一大群人与动物肠道中的寄生菌,菌群菌型甚多，仅少数对人致病,肠道相关,生物学性状,生化反应：不发酵乳糖 发酵葡萄糖产酸产气 （伤寒沙门菌外）,肠道相关,沙门菌属,肠道相关,O-Ag： LPS成分、耐热；共同抗原； 0.1%石碳酸不破坏；TI-Ag、产生IgM。 H-Ag： 蛋白质、不耐热；特异抗原； 0.1%石碳酸破坏；TD-Ag、产生IgG。 Vi-Ag： 多糖成分，性质不稳定； 位于菌体表面； 抵抗吞噬，毒力抗原（Virulence）； 阻止O-Ag与相应Ab的体内外结合； 检测抗Vi-Ag的抗体，筛选带菌者。,伤寒杆菌的抗原构造,肠道相关,伤寒、希氏沙门菌的表面抗原 与毒力有关,Vi抗原,抗原性弱，刺激机体产生短暂低效价抗体 伴随活菌一起存在,测定Vi抗体有助于检出带菌者,因为,所以,本质,肠道相关,1、致病物质：,致病性与免疫性,侵袭力：侵袭素、 Vi抗原,毒 素：,内毒素 外毒素-肠毒素（鼠伤寒沙门菌）,2、所致疾病：,伤寒副伤寒-肠热症 败血症 胃肠炎（食物中毒） （无症状带菌者）,肠道相关,致病过程：伤寒杆菌,肠道相关,肠道相关,肠道相关,特异性抗体升高，作用于细胞外细菌 特异性细胞免疫加强，TD细胞释放淋巴因子，激活M，使 其活性增强，有效杀灭M内的伤寒杆菌。（ TC细胞杀伤 细菌感染的靶细胞？） 抗伤寒杆菌O-Ag的抗体（IgM）： 抗伤寒杆菌H-Ag的抗体（IgG）： 带菌者 恢复期带菌者：恢复后3周-3月 长期带菌者：3月 伤寒的痊愈指标： 胆囊、胆汁细菌培养阴性。,恢复期（第3W以后）,肠道相关,胆囊-肠道-粪排菌 皮肤-血栓出血-玫瑰疹 肾-尿 肝脾-肿大 骨髓,伤寒和副伤寒的致病过程,伤寒沙门和甲型副伤寒杆菌、肖氏沙门菌、希氏沙门菌,小肠上部粘膜,肠系膜淋巴结,固有层淋巴结,进入血液,再次进入血液,第一次菌血症,第二次菌血症,肠道相关,3、免疫性,细胞免疫 免疫力牢固,肠道相关,微生物学检查,查病原,标本,SS平板,生化反应,血清学鉴定,肠道相关,微生物学检查法：伤寒杆菌,肠道相关,因病程不同采取不同标本 血液细菌培养阳性率 血液Ab 粪便细菌培养阳性率 尿液细菌培养阳性 发 病 时 间,肠道相关,微生物学检查,血清学诊断,1、肥达试验,原理：用已知伤寒沙门菌O、H抗原，以及引起副伤寒的甲型副伤寒沙门菌、肖氏沙门菌和希氏沙门菌H抗原的诊断菌液与受检血清作定量凝集试验，测定受检血清中有无相应抗体及其效价的试验。 用途：辅助诊断伤寒，副伤寒,肠道相关,原理：定量凝集反应 已知伤寒杆菌O-Ag 伤 寒 杆 菌 H-Ag + 病人血清 甲型副伤寒杆菌H-Ag 乙型副伤寒杆菌H-Ag 检测相应Ab的有/无、含量。,血清学试验Widal test,肠道相关,结果判定： 正常抗体水平 O凝集价180；H凝集价1160 O-Ab H-Ab 伤寒早期或有交叉反应的其它沙门菌感染 O-Ab H-Ab 伤寒急性期 O-Ab H-Ab 伤寒恢复期 O-Ab H-Ab A：伤寒愈后期 B：曾患伤寒杆菌 C： 预防接种疫苗 辅助诊断 ：A：O凝集价180；H凝集价1160 B：2次检测凝集价递增 4倍或以上,肠道相关,防治原则 口服减毒活疫苗（Ty21a）,带菌者检查：,Vi-Ab的效价 110，反复粪便培养。,TYPHOID MARY,3w-3m 3m-12m 1y,肠道相关,附：其他沙门菌的致病性,伤寒：由伤寒杆菌引起。 副伤寒：由副伤寒杆菌引起，临床症状与伤寒相似，但较轻。 败血症 肠炎型（食物中毒）： 最常见的沙门菌感染：鼠伤寒沙门、猪霍乱沙门、肠炎沙门菌 潜伏期6-24小时； 主要症状：发热、恶心、呕吐、腹痛、腹泻 常为集体性食物中毒。,肠道相关,志贺菌属（Shigella）： 人类细菌性痢疾最为常见的病原菌 通称痢疾杆菌（dysentery bacteria） 沙门菌属（Salmonella）： 引起肠热症- 伤寒、副伤寒 食物中毒 败血症,肠道相关,一、生物学性状,志 贺 菌 有菌毛 不分解乳糖 无鞭毛（动力-） 分解葡萄糖 产酸不产气 不产生H2S,沙 门 菌 有菌毛 不分解乳糖 周身鞭毛（动力+） 分解葡萄糖 产酸产气（伤寒杆菌不产气） 大多产生H2S,肠道相关,flagella,肠道相关,志 贺 菌 沙 门 菌,致病部位： 大肠 不侵入血流 致病物质： 侵袭力： 菌毛 粘附上皮细胞 侵袭 侵入结肠粘膜上皮细胞，繁殖、扩散，形成感染病灶 内毒素 外毒素：ST,致病部位： 小肠 侵入血流，引起 菌血症 致病物质： 侵袭力 菌毛 鞭毛 穿越小肠粘膜达皮下组织 Vi抗原 抵抗吞噬细胞的杀伤 内毒素 肠毒素,二、致病性,肠道相关,细菌性痢疾 肠道症状：有 不侵入血流 全身中毒症状： 中毒性痢疾 血象 WBC 脓血粘液便，粪便是唯一的标本 以局部体液免疫， - SIgA为主,所致疾病临床症状的差异,伤寒 肠道症状：有 侵入血流引起菌血症 全身中毒症状：有 尚影响肝、肾、脾、胆等器官。 血象 WBC ？ 嗜酸性粒细胞 除粪便外，血液、骨髓、尿液、胆汁均可分离到细菌。 以细胞免疫为主，病后获牢固免疫力,肠道相关,其他肠道杆菌,克雷伯菌属-医源