浅谈大肠杆菌的致病性与防治

浅谈大肠杆菌的致病性与防治 摘要：大肠杆菌是人和动物肠道中最主要，数量最多的一种细菌，寄居于人和动物的消化道内，是人和动物消化道内占优势地位的需氧共生菌丛。本文主要综述了大肠杆菌的结构与分类，对人体的作用，致病性及其防治。介绍了大肠杆菌的致病机理，致病性与非致病性的区别，以及对致病性大肠杆菌的预防措施。致病性杆菌引起的病越来越多，严重威胁着人类的健康。关键字：大肠杆菌 致病性 防治 大肠杆菌是大肠埃希氏菌的俗称,属肠杆菌科埃希氏菌属,1885年埃舍利希氏首次发现。在相当长的时间内,人们一直把它当作正常肠道菌群的组成部分,认为是非致病菌。直到20世纪中叶,才认识到一些特殊血清型的大肠杆菌对人和动物有病原性,尤其对婴儿和幼禽,常引起严重腹泻和败血症1。大肠杆菌有致病性和非治病性之分。非致病性大肠杆菌是肠道正常菌丛，致病性大肠杆菌则能引起食物中毒。致病性大肠杆菌分为侵入型和毒素型两类。前者引起的腹泻与痢疾杆菌引起的痢疾相似，一般称为急性痢疾型；后者所引起的腹泻为胃肠炎型，一般称为急性胃肠炎型。毒素型大肠杆菌产生的肠毒素，可分为耐热毒素和不耐热毒素。前者加热至100经30分尚不破坏，后者加热60仅1分即被破坏【2】。土壤、水源收费便污染后，可带有致病性大肠杆菌，婴儿易被感染。带菌食品由于加热不彻底，或因生熟交叉污染和熟后污染，可引起食物中毒。近年来，由致病性大肠杆菌引起的病更是越来越普遍，对人类的健康产生了严重的威胁。1、 大肠杆菌的结构与分类 大肠杆菌一种两端钝圆、能运动、无芽孢的革兰氏阴性短杆菌，属于原核微生物。大肠杆菌没有真正完整的细胞核，只有一个拟核而且拟核外没有核膜包围。具有主要由肽聚糖构成的细胞壁，细胞膜，细胞质，核糖体，荚膜，菌毛和鞭毛。荚膜由大肠杆菌向细胞壁外分泌的一层胶状物,主要由多糖组成,具有抗原性,构成了大肠杆菌的表面抗原,即K抗原。鞭毛由鞭毛蛋白组成,构成了细菌的鞭毛抗原,与运动有关。若将大肠杆菌穿刺接种于半固体培养基,它将沿穿刺线向周嗣扩散生长。在细胞表面还含有一种比鞭毛更细更短更硬的丝状体叫菌毛,可分为普通菌毛和性菌毛。普通菌毛吸附于动植物、真菌以及各种细胞的表面,有的是噬菌体吸附的位点;性菌毛是在F因子的控制下形成的,它是细菌接合的“工具”,通过性菌毛的接合,可在细菌之间传递质粒或拟核基因等。大肠杆菌寄居于人和动物的消化道内，它出现在任何有粪便污池的地方，因此被作为水源、饮水和食品中粪便污染的指标。大肠杆菌通常对人体无害，并且还能在肠道内合成维生素B和K，对人体有益【3】。但是人体在虚弱、免疫力降低或胃肠受损时，即使是非病原性的菌株也能引起感染，而有一些大肠杆菌通过进化获得了对人体的致病能力。这些致病菌性大肠杆菌根据不同的生物学特性,可以分为5类:肠致病性大肠杆菌(EPEC)、产肠毒素性大肠杆菌(ETEC)、肠出血性大肠杆菌(EHEC)、肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)、肠黏附性大肠杆菌(EAEC)【4】。2、 大肠杆菌的致病机理 大肠杆菌可以帮我们人体合成维生素，是对人体有益的一种细菌。但是大肠杆菌同时也拥有许多致病因子，O、K抗原的多糖可以抵御补体和吞噬作用，但仅有O抗原不能起到这种保护作用，K抗原也只对O抗原抗体有部分保护作用【5】。许多菌株产生溶血素，从人肠道外感染分离的菌株比粪原菌株产生溶血素的比例更高，动物试验表明，产溶血素菌株比不产溶血素菌株的毒性更强，原因可能是产溶血素菌株可以从溶解的宿主红细胞获得铁。在一些感染中，细胞毒活性具有重要作用。一些菌株拥有ColV质粒，它含有与铁吸收系统有关的遗传基因，这也许可以增强其毒力。一些菌株产生毒素，拥有粘附素或定居因子，有的菌株则获得了侵袭能力。总之，大肠杆菌引起的疾病主要有尿路和败血感染及肠道感染，它们的致病机理也各不一样【4】。（1） 尿路和败血感染 大肠杆菌是最常见的急性尿路感染和尿路脓毒症的原因，它也引起新生儿脑膜炎和败血症、手术创的脓毒症和许多器官的脓肿，从新生儿脑膜炎分离的80%的菌株及从败血症分离的40%的菌株拥有K1抗原，拥有K1和K5抗原的菌株叫拥有其他K抗原的菌株毒力更强，因为它们的免疫原性很差【3】。尿路感染在女性更多，因为其尿路短而宽，难以阻止细菌向膀胱方向的运动，性交往往促进感染的发生，怀孕时因激素的改变及对尿道的压力，影响尿流，使尿路感染的机会增加，尿道梗阻、尿结石、先天性尿道畸形及神经紊乱等都有助于尿路感染的发生。而在男性，前列腺增生是最常见的原因，导尿管插入和膀胱检查可能将细菌带入庞光辉，而导致感染。（2） 、腹泻 大肠杆菌可以引起幼龄动物，包括幼儿、豚鼠、犊牛和羔羊的急性肠炎；在热带则可以引起所有年龄段人的急性肠炎，引起旅行者腹泻；引起所有年龄段人的痢疾样疾病；引起出血性结肠炎或“出血性腹泻”【3】。根据致病机理，引起腹泻的菌株可以分为四类。（1） 肠致病性大肠杆菌（EPEC） EPEC最初是指那些流行在流行病学调查时引起腹泻的菌株，包括许多血清型，具有不同的致病机理。通过给婴儿和成年人感染EPEC，可以证明它们有引起腹泻的能力，但其机理人不完全清楚。在婴儿肠炎，EPEC可以定居于小肠的上部，用电镜观察，在许多患者，EPEC紧密粘附于粘膜表面，并被肠细胞表面的杯状突（“叶枕”）包围，在EPEC附着的部位刷状缘微绒毛脱落。许多菌株固粘附到肠道上皮细胞，这代表一个重要的致病机理。（2） 产肠毒素性大肠杆菌（ETEC) 产肠毒素性大肠杆菌可以产生耐热肠毒素（ST）和不耐热肠毒素（LT)。ST可以于沸水中30min仍保持其活性，而LT则不能。仅肠毒素本身不足以使大肠杆菌引起腹泻，它还必须粘附到小肠上皮细胞的表面，发挥粘附作用的通常是菌毛，菌毛可以和细胞表面特意的受体结合，粘附素或定居因子具有抗原性，可经凝集和免疫扩散试验加以鉴定【6】。与大肠杆菌I型菌毛引起的血凝相比较，和腹泻有关的定居因子引起的血凝不能被甘露糖抑制，已发现有些质粒同时拥有编码肠毒素和定居因子的基因。（3） 肠侵袭性大肠杆菌（EIEC） 肠侵袭性大肠杆菌的致病机理是引起细菌性痢疾。EIEC是侵入肠道上皮细胞而引起细菌性痢疾，均属经口感染，只需少数细菌就可引起感染，因为它们可以抵抗胃酸和胆汁的作用，很容易就进入大肠并在肠腔中繁殖，然后，诱导细胞发生内吞作用而进入细胞，位于内吞空泡中，这是一个非常重要的致病作用。(4)肠出血性大肠杆菌（EHEC) 人感染肠出血性大肠杆菌后，出现许多症状，从轻微的非出血性腹泻到严重的溶血性尿毒综合症，一次暴发中可以出现多种疾病，有时出现血栓形成的血小板减少性紫癜，神经症状和发热【7】。EHEC也引起动物的的疾病，特别在犊牛和猪。（5) 肠黏附性大肠杆菌(EAEC) 聚集粘附性大肠杆菌，可以在组织细胞或载玻片上形成线状平行排列，称为“堆积的砖样”结构，在巴西、智利、墨西哥和印度的研究表明，EAEC主要与儿童持续性腹泻有关。作为人类致病菌还有争论。3、 致病性大肠杆菌的防治措施 大肠杆菌繁殖速度快、代谢旺盛、遗传背景清楚、培养条件简单,是应用于生物技术最广泛、最成功的表达体系。利用转基因表达，我们可以用大肠杆菌生产出各种功能性的小分子物质，比如木糖醇（甜味剂）、维生素，以及肌醇和氨基酸等增味剂。虽然大肠杆菌在我们生活中扮演着举足轻重的角色，但是它同时也在严重威胁着人类的健康。例如2011年5月中旬，德国发生了出血性大肠杆菌疫情，在短短几天时间内，疫情以及扩散到欧洲全境，随之而来的生菜、豆芽的滞销，以及人们对食品安全的恐慌+【8】。可见，致病性大肠杆菌防治措施的重要性。（一）致病性大肠杆菌主要有三种传播途径：（1） 污染的水：人或动物如果饮用受污染的水。（2） 污染的食物：进食未熟透被大肠埃希菌污染的食物(特别是免治牛肉、汉堡扒及烤牛肉)可感染大肠埃希菌，饮用或进食未经消毒的奶类、芝士、蔬菜、果汁及乳酪也可感染大肠埃希菌。（3） 若个人卫生欠佳，亦可能会通过带菌人，发生人到人，或经进食带菌人粪便污染的食物，而感染该种病菌【9】。（2） 主要防治措施 致病性大肠杆菌有三种传播途径，那么我们就可以从这三条途径入手，阻断其进一步传播。重要的是把住入口。 肠出血性大肠杆菌主要寄生在牛、羊等家畜和其它反刍动物体内。人类主要通过食用被人畜粪便污染的食物，如未经烹调或烹煮不彻底的肉馅制品或未经消毒的牛奶等被感染。受人畜粪便污染的水、蔬菜等农产品也可导致人的感染。食物制备不当，可导致该病菌的交叉污染。 夏季是食物中毒和肠道传染病的高发期，一定要注意饮食卫生，饭菜食用前要充分加热，饭前便后要洗手，避免生食蔬菜尤其不要生吃黄瓜、西红柿和通常用来做色拉的生菜等带叶蔬菜，水果要洗净削皮再吃，易变质的食物(如吃剩的熟食)应冷藏存放，食物煮熟后应尽快食用，剩菜剩饭食用前应彻底加热，不要食用变质的食物【10】。 此外，餐饮业和医疗护理工作人员应严格遵循本行业的手卫生条例，处理食品和检查病人前，一定要做到手卫生。只有这样才能切断大肠埃希菌通过水、食物和密切接触三大传播途径。参考文献：1肖安庆，中学生物，2010.2房海主编，大肠埃希氏菌（石家庄市：河北科学技术出版社，1997），486.3史辉，Hello,大肠杆菌，科学世界，2011，第8期.4周志江主编，肠道出血性大肠杆菌0157（北京市：军事医学科学出版社，2002），175.5徐建国，0157：H7大肠杆菌知识问答（北京市：科学普及出版社，1997），99.6邱索君，吕春华，杨冬梅，产肠毒素性大肠杆菌的研究进展，草食家畜，2009，