第九章 肠杆菌科

1,第九章 肠杆菌科,(Enterobacteriaceae),病原生物学教研室:杨媛媛,2,，,一大群寄居在人和动物肠道中生物学性状近似的革兰阴性杆菌44个属，170余种,3,致病菌：伤寒沙门菌、志贺菌、鼠疫耶尔森菌等机会致病菌：大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、奇 异变形杆菌等有正常菌群转变来的致病菌：如引起胃肠炎的大肠埃希菌,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， （志贺菌除外）少数有荚膜,沙门菌（革兰染色）,福氏志贺菌（革兰染色）,埃希菌属（革兰染色）,5,2.培养 兼性厌氧或需氧。营养要求一般肉汤培养基普通琼脂平板血平板 有的可产生溶血环,6,4.抵抗力 对理化因素抵抗力不强。 胆盐、煌绿等染料对肠道非致病菌有选择抑制作用， 藉以制备选择培养基来分离有关病原菌。,3.生化反应活泼 区别不同菌属和菌种的重要依据之一 乳糖发酵试验 是重要鉴别试验 初步鉴别肠道致病菌和肠道非致病菌肠道致病菌多数不发酵乳糖，如志贺菌和沙门菌肠道非致病菌多数发酵乳糖，如埃希菌 触酶阳性、硝酸盐还原试验阳性、氧化酶阴性,7,5.抗原结构复杂 区分不同菌属、菌种和菌型的重要依据 主要有菌体O抗原、鞭毛H抗原、荚膜抗原、菌毛抗原,6.变异 易出现变异菌株，其中最常见的是耐药性变异。,IgG,IgM,8,粪-口途径,埃希菌属志贺菌属沙门菌属,肠道感染;肠道外感染细菌性痢疾肠热症;食物中毒;败血症,6.变异 易出现变异菌株，其中最常见的是耐药性变异。,9,第一节埃希菌属 (Escherichia),10,正常菌群成员条件致病菌肠道外化脓性感染致病性大肠杆菌胃肠炎粪便污染的卫生学检测指标,代表菌种：大肠埃希菌（E.coli）,11,一、生 物 学 性 状,12,1.杆菌周身鞭毛有菌毛无芽胞,13,大肠杆菌 放大10000倍,14,2、营养要求不高普通琼脂平板：圆形凸起灰白色S型菌落；,肠道鉴别培养基：有色菌落(S培养基),15,3.发酵葡萄糖、乳糖等多种糖类，产酸产气,糖发酵管,16,常用分离培养或鉴别肠道菌的培养基 SS琼脂培养基 中国兰培养基 双糖铁培养基等,17,挑选可疑菌落进行下一步生化反应鉴定,SS培养基,中国兰培养基,发酵乳糖菌落,大肠杆菌,不发酵乳糖菌落,肠道致病菌,分离培养,18,初步鉴别,观察指标：葡萄糖、乳糖发酵、H2S、动力,上层固体斜面：乳糖+指示剂,下层半固体：葡萄糖+指示剂+FeSO4,双糖铁培养基,19,未接种管,大肠杆菌生长管,20,进一步鉴别,21,右,22,阴,23,枸橼酸盐利用实验左：大肠埃希菌（阴性）右：产气杆菌（阳性）,24,吲哚甲基红VP枸橼酸盐利用试验 （IMViC：+ + - -）,25,4.抗原构造:,O、H、K(组1和组2）抗原 血清型表示法，如O157:H7,26,二、致 病 性,27,(一) 致病物质 1. 黏附素(菌毛等):黏附作用 2.K抗原:抗吞噬作用,二、 致 病 性和免疫性,28,3.外毒素：肠毒素 （ETEC）志贺毒素（Shiga toxin，Stx-I/II）（EHEC） 溶血素A：是尿路致病性大肠杆菌 （UPEC）主要致病物质,不耐热肠毒素（LT-I/II）（heat labile enterotoxin）,耐热肠毒素（STa/b）（heat stable enterotoxin）,29,(二)所致疾病 1. 肠道外感染： 化脓性感染 (败血症、新生儿脑膜炎 ） 泌尿道感染（UPEC）等 2. 肠道内感染：外源性感染 肠产毒性大肠杆菌( ETEC) 肠侵袭性大肠杆菌( EIEC) 肠致病性大肠杆菌( EPEC) 肠出血性大肠杆菌( EHEC) 肠集聚性大肠杆菌（EAEC）,30,肠产毒素性大肠埃希菌（enterotoxigenic E.coli,ETEC）,5岁以下婴幼儿和旅游者腹泻的重要病原菌致病物质： 肠毒素（LT,ST） 定植因子 （colonization factor antigen,CFA- ）,CFA抗原性强，其抗体可阻抑细菌的粘附，因此可制备CFA疫苗,31,加热6530分钟失活,不耐热肠毒素（heat labile enterotoxin,LT）,A亚单位毒素活性中心，激活肠黏膜细胞上 的腺苷酸环化酶，使ATP转化为cAMP；,与霍乱弧菌肠毒素氨基酸有75%同源性,B亚单位 毒素结合中心，与小肠黏膜上皮 细胞上的GM1神经节苷脂受体结合，引导 A 亚单位进入细胞内,32,LT化学结构 与致病机理,受体GM1,细胞膜,腺苷环化酶,ATP,cAMP,分泌亢进重吸收受阻,腹泻,腹泻,腹泻,33,耐 热 肠 毒 素（heat stable enterotoxin,ST）,加热10020分钟不失活与霍乱弧菌肠毒素无同源性两型：STa、STb,34,鸟苷酸环化酶,cGMP,腹泻,腹泻,腹泻,水电解质平衡率乱,STa化学结构 与致病机理,STa,35,ETEC引起的水样腹泻,36,肠侵袭性大肠埃希菌(enteroinvasive E.coli, EIEC),似菌痢，有发热、脓血便、里急后重等症状致病机理 不产生肠毒素侵袭结肠粘膜上皮并繁殖细菌死亡后释放内毒素，引起炎症,侵犯较大的儿童和成人,37,肠致病性大肠埃希菌(enteropathogenic E.coli, EPEC),婴幼儿腹泻致病机理 不产生肠毒素和其他外毒素，无侵袭力粘附上皮细胞和破坏肠粘膜微绒毛上皮细胞排列紊乱，功能受损，导致腹泻,A/E组织病理损伤,38,肠出血性大肠埃希菌（enterohemorrhagic E.coli,EHEC）,出血性结肠炎、溶血性尿毒综合征的病原体,志贺毒素(shiga toxins,stx) Stx A亚单位：(毒性部分)终止蛋白质合成 B亚单位：(结合部分)糖脂受体结合肠绒毛结构破坏 吸收分泌 腹泻,肠毒性,细胞毒性,39,1977年首次提出大肠埃希菌可引起出血性腹泻,1983年命名为肠出血性大肠埃希菌（EHEC）,1982年美国首次分离O157：H7大肠埃希菌最具代表性人类因食入消毒不完全的牛奶、牛肉等而感染,40,1999年至2000年在我国江苏、安徽、河南等省发生了较大规模的暴发流行,1996年日本大坂地区暴发流行,目前O157感染已成为一个世界性的卫生问题，美 国、加拿大、日本、瑞典及我国等国家先后将其作为法定报告传染病,新现传染病（emerging infectious disease）,O157：H7大肠埃希菌,41,临床表现-1,出血性结肠炎 鲜血样便 腹部痉挛性疼痛 低烧或不发烧,42,临床表现-2,溶血性尿毒综合症（hemolytic uremic syndrome，HUS） 血小板减少 溶血性贫血 急性肾功能衰竭多数发生于儿童和老人急性腹泻数天或1-2周后,43,E.coli,44,肠集聚性大肠埃希菌(enteroaggregative E.coli, EAEC),婴儿和旅行者持续性水样腹泻致病原理质粒介导呈砖块状集聚性黏附上皮细胞，阻止液体吸收 刺激粘液分泌,45,引起胃肠炎的大肠埃希菌,46,三、微 生 物 学 检 查,47,（一）肠外感染：分离培养： 鉴定：IMViC（+ + - -） 注：尿路感染除确定大肠杆菌外，还要计数中段尿细菌总数，每毫升尿含菌超过10万，诊断为尿路感染。（二）肠内感染： ETEC：用ELISA/基因探针查毒素 EIEC：用Senery试验（+） EPEC：用O.H已知抗体测未知细菌（抗原） EHEC：VT毒素用ELISA/PCR方法 EAggEC：液体培养集聚试验：检测受菌的粘附性,48,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 5个大肠菌群/100ml瓶装汽水、果汁 100个细菌总数/1ml饮水,3.卫生细菌学,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,49,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,大肠杆菌是现代生物学中研究最多的一种细菌，作为一种模式生物，其基因组序列已全部测出。用分子生物学方法在大肠杆菌得出的结论可用于其它生物的研究。此外，在生物工程中，大肠杆菌被广泛用于基因复制和表达。,50,四、防 治 原 则,51,1、抗生素治疗应在药敏试验的指导下进行 ； 2、充分烹饪可减少ETEC、EHEC感染； 3、菌毛疫苗、毒素B亚单位疫苗。,52,第二节 志 贺 菌 属(Shigella),53,1.G直杆菌 有菌毛 无鞭毛,动力-(痢疾杆菌),动力+(大肠杆菌),一、生 物 学 性 状,54,2.葡萄糖 + （产酸不产气） 乳 糖 - （宋内氏迟缓发酵） 不产生H2S,葡萄糖发酵管,乳糖发酵管,55,SS琼脂培养基志贺菌形成无色半透明菌落,56,KIA 培 养 基：大肠埃希菌： 志贺菌： 对照管,结果：葡萄糖 +乳糖 -动力 -H2S -,57,58,3.抗原构造 K 抗原 O 抗原:分4群40余型 A群，痢疾志贺氏菌,10个型B群，福氏志贺氏菌,13个型C群，鲍氏志贺氏菌,18个型D群，宋内志贺氏菌,1个型,症状重,易转为慢性,轻型感染,59,60,二、致病性与免疫性,1、侵袭力：,菌毛有利于菌粘附回结肠粘膜,2、毒 素：,加重局部和全身症状,内毒素,作用于肠壁,通透性增加,粘膜炎症、溃疡,局部,全身,内毒素血症,外毒素（A群1、2型）,与内毒素协同作用,致 病 物 质,肛门括约肌,溶血性尿毒综合征(HUS),61,1：志贺菌侵入M细胞；2：诱导巨噬细胞吞噬；34：从巨噬细胞中逃逸；57：从粘膜上皮细胞基底部侵入胞浆中并增殖；810：侵入邻近粘膜上皮细胞胞浆中，并生长繁殖。,志贺菌侵袭肠粘膜上皮细胞过程,62,临床表现,急性细菌性痢疾,急性典型：发热、腹痛、脓血粘液便、里急后重,非急性典型：小儿中毒型 成人易误漏诊,慢性细菌性痢疾：病程迁移二月以上,传染源:患者与带菌者,所 致 疾 病,免疫力:SIgA,63,中毒性痢疾病人,64,及时送/暂用30%甘油缓冲水保存,SS平板（无色透明小菌落）,血清学反应（玻片凝集）,检 测 报 告,分离培养,新鲜脓血便/肛拭,双糖培养基（生化反应）,快速诊断,荧光菌球试验,协同凝集试验,三、微 生 物 学 检 查,PCR、基因探针,65,侵袭力测定-Sereny 试验,66,药敏试验非特