大肠杆菌

大肠杆菌（学名：Escherichiacoli，通常简写为E.coli）)是人和动物肠道中最主要和数量最多的一种细菌，主要寄生于大肠内。是一种两端钝圆、能运动、无芽孢的革兰氏阴性短杆菌。除某些菌型能引起腹泻外，一般不致病，能合成维生素B和K，对人体有益。

名称：大肠杆菌

拉丁学名：Escherichiacoli(T.Escherich1885)

界：细菌界

门：变形菌门(Bacteria)

纲：γ-变形菌纲(Proteobacteria)

目：肠杆菌目(Enterobacteriales)

科：肠杆菌科(Enterobacteriaceae)

属：埃希氏菌属(Escherichia)

种：大肠杆菌种(E.coli)

1、主要特点

大肠杆菌是人和许多动物肠道中最主要且数量最多的一种细菌，周身鞭毛，能运动，无芽孢。主要生活在大肠内。

大肠杆菌

1、大肠杆菌是细菌，属于原核生物;具有由肽聚糖组成的细胞壁，只含有核糖体简单的细胞器，没有细胞核有拟核;细胞质中的质粒常用作基因工程中的运载体。

2.大肠杆菌的代谢类型是异养兼性厌氧型。

3.人体与大肠杆菌的关系:在不致病的情况下(正常状况下)，可认为是互利共生(一般高中阶段认为是这种关系);在致病的情况下，可认为是寄生。

4.培养基中加入伊红美蓝遇大肠杆菌，菌落呈深紫色，并有金属光泽，可鉴别大肠杆菌是否存在。

5.大肠杆菌在生物技术中的应用:大肠杆菌作为外源基因表达的宿主，遗传背景清楚，技术操作简单，培养条件简单，大规模发酵经济，倍受遗传工程专家的重视。目前大肠杆菌是应用最广泛，最成功的表达体系，常做高效表达的首选体系。

6.大肠杆菌在生态系统中的地位，假如它生活在大肠内，属于消费者，假如生活在体外则属于分解者。

7.它的基因组DNA为拟核中的一个环状分子。同时可以有多个环状质粒DNA。

2、主要基因型

大肠杆菌的主要基因型包括：与基因重组相关的基因型（如recA、recB和recC等）、与甲基化相关的基因型（如dam、dcm、mcrA、mcrB和C、mrr和hsdM等）、与点突变相关的基因型（如mutS、mutT、dut、ung和uvrB等）、与核酸内切酶相关的基因型（如hsdR、hsdS和endA等）、与终止密码子相关的基因型（如supE和supF）、与抗药性相关的基因型（gyrA、rpsl和Tn5等）及其他与能量代谢、氨基酸代谢、维生素代谢等相关的基因型。

基因工程中，经常使用的大肠杆菌几乎都来自于K-12菌株，也使用由B株和C株来源的大肠杆菌。

3、大肠杆菌的作用

能发酵多种糖类产酸、产气，是人和动物肠道中的正常栖居菌，婴儿出生后即随哺乳进入肠道，与人终身相伴，其代谢活动能抑制肠道内分解蛋白质的微生物生长，减少蛋白质分解产物对人体的危害，还能合成维生素B和K，以及有杀菌作用的大肠杆菌素。

正常栖居条件下不致病。但若进入胆囊、膀胱等处可引起炎症。在肠道中大量繁殖，几占粪便干重的1/3。兼性厌氧菌。在环境卫生不良的情况下，常随粪便散布在周围环境中。若在水和食品中检出此菌，可认为是被粪便污染的指标，从而可能有肠道病原菌的存在。

因此，大肠菌群数(或大肠菌值)常作为饮水和食物(或药物)的卫生学标准。

4、致病物质

1.定居因子（Colonizationfactor，CF）

大肠杆菌

也称粘附素（Adhesin），即大肠杆菌的菌毛。

致病大肠杆菌须先粘附于宿主肠壁，以免被肠蠕动和肠分泌液清除。使人类致泻的定居因子为CFAⅠ、CTAⅡ（ColonizationfactorantigenⅠ、Ⅱ），定居因子具有较强的免疫原性，能刺激机体产生特异性抗体。

2.肠毒素

是肠产毒性大肠杆菌在生长繁殖过程中释放的外毒素，分为耐热和不耐热两种。

（1）不耐热肠毒素（Heatlabileenterotoxin，LT）：对热不稳定，65℃经30分钟即失活。为蛋白质，分子量大，有免疫原性。由A、B两个亚单位组成，A又分成A1和A2，其中A1是毒素的活性部分。B亚单位与小肠粘膜上皮细胞膜表面的GM1神经节苷脂受体结合后，A亚单位穿过细胞膜与腺苷酸环化酶作用，使胞内ATP转化cAMP.当cAMP增加后，导致小肠液体过度分泌，超过肠道的吸收能力而出现腹泻。LT的免疫原性与霍乱弧菌肠毒素相似，两者的抗血清交叉中和作用。

（2）耐热肠毒素（Heatstableenterotoxin，ST）：对热稳定，100℃经20分钟仍不被破坏，分子量小，免疫原性弱。ST可激活小肠上皮细胞的鸟苷酸环化酶，使胞内cGMP增加，在空肠部分改变液体的运转，使肠腔积液而引起腹泻。ST与霍乱毒素无共同的抗原关系。肠产毒性大肠杆菌的有些菌株只产生一种肠毒素，即LT或ST；有些则两种均可可产生。有些致病大肠杆菌还可产生vero毒素

3.其他

胞壁脂多糖的类脂A具有毒性，O特异多糖有抵抗宿主防御屏障的作用。大肠杆菌的K抗原有吞噬作用。

5、导致的疾病

1、肠道外感染

多为内源性感染，以泌尿系感染为主，如尿道炎、膀胱炎、肾盂肾炎。也可引起腹膜炎、胆囊炎、阑尾炎等。婴儿、年老体弱、慢性消耗性疾病、大面积烧伤患者，大肠杆菌可侵入血流，引起败血症。早产儿，尤其是生后30天内的新生儿，易患大肠杆菌性脑膜炎；

2、急性腹泻

某些血清型大肠杆菌能引起人类腹泻。其中肠产毒性大肠杆菌会引起婴幼儿和旅游者腹泻，出现轻度水泻，也可呈严重的霍乱样症状。腹泻常为自限性，一般2～3天即愈，营养不良者可达数周，也可反复发作。肠致病性大肠杆菌是婴儿腹泻的主要病原菌，有高度传染性，严重者可致死。细菌侵入肠道后，主要在十二指肠、空肠和回肠上段大量繁殖。此外，肠出血性大肠杆菌会引起散发性或暴发性出血性结肠炎，可产生志贺氏毒素样细胞毒素。

6、代表案例

病原体：

大肠杆菌O157:H7是大肠杆菌的其中一个类型，该种病菌常见于牛只等温血动物的肠内。这一型的大肠杆菌会释放一种强烈的毒素，并可能导致肠管出现严重症状，如带血腹泻。

病征：

患者可能出现各种症状，包括严重的水泻、带血腹泻、发烧、腹绞痛及呕吐。情况严重时，更可能并发急性肾病。5岁以下的儿童出现该等并发症的风险较高。若治疗不当，可能会致命。

传播途径：

该种疾病可通过饮用受污染的水或进食未熟透的食物(特别是免治牛肉、汉堡扒及烤牛肉)而感染。饮用或进食未经消毒的奶类、芝士、蔬菜、果汁及乳酪而染病的个案亦有发现。此外，若个人卫生欠佳，亦可能会通过人传人的途径，或经进食受粪便污染的食物而感染该种病菌。

潜伏期：

通常为3至4日，但亦会长达9日。

治理方法：

感染大肠杆菌O157:H7的临床治理方法主要属支持性治疗。若患者出现腹泻，补充失去的水份及电解质十分重要。约50%有肾并发症的患者在出现急性症状时需要特别治疗或输血。

7、预防方法

1.保持地方及厨房器皿清洁，并把垃圾妥为弃置。

大肠杆菌

2.保持双手清洁，经常修剪指甲。

3.进食或处理食物前，应用肥皂及清水洗净双手，如厕或更换尿片后亦应洗手。

4.食水应采用自来水，并最好煮沸后才饮用。

5.应从可靠的地方购买新鲜食物，不要光顾无牌小贩。

6.避免进食高危食物，例如未经低温消毒法处理的牛奶，以及未熟透的汉堡扒、碎牛肉和其它肉类食品。

7.烹调食物时，应穿清洁、可洗涤的围裙，并戴上帽子。

8.食物应彻底清洗。

9.易腐坏食物应用盖盖好，存放于雪柜中。

10.生的食物及熟食，尤其是牛肉及牛的内脏，应分开处理和存放(雪柜上层存放熟食，下层存放生的食物)，避免交叉污染。

11.雪柜应定期清洁和融雪，温度应保持于摄氏4度或以下。

12.若食物的所有部分均加热至摄氏75度，便可消灭大肠杆菌O157:H7；因此，碎牛肉及汉堡扒应彻底煮至摄氏75度达2至3分钟，直至煮熟的肉完全转为褐色，而肉汁亦变得清澈。

13.不要徒手处理熟食；如有需要，应戴上手套。

14.食物煮熟后应尽快食用。

15.如有需要保留吃剩的熟食，应该加以冷藏，并尽快食用。食用前应彻底翻热。变质的食物应该弃掉。

8、检查方法

细菌的分离鉴定

1、标本：

肠道外感染取中段尿、血液、脓液、脑脊液等，腹泻者取粪便。

2、分离培养与鉴定：

粪便标本直接接种肠道杆菌选择性培养基。血液需先经肉汤增菌，再转种血琼脂平板。其他标本可同时接种血琼脂平板和肠道杆菌选择性培养基。37℃孵育18～24小时后，观察菌落并涂片染色镜检。采用一系列生化反应进行鉴定。肠致病性大肠杆菌须先作血清学定型试验。必要时检定肠霉毒素。

泌尿系统除确定大肠杆菌外，还应计数，每毫升尿含菌量≥100，000时，才有诊断价值。

卫生细菌学检查

大肠杆菌不断随粪便排出体外，污染周围环境和水源、食品等。取样检查时，样品中大肠杆菌越多，表示样品被粪便污染越严重，也表明样品中存在肠道致病菌的可能性越大。故应对饮水、食品、饮料进行卫生细菌学检查。

1、细菌总数：检测每毫升或每克样品中所含细菌数，采用倾注培养计算。中国规定的卫生标准是每毫升饮水中细菌总数不得超过100个。

2、大肠菌数指数：指每立升中大肠菌群数，采用乳糖发酵法检测。中国的卫生标准是每1000ml饮水中不得超过3个大肠菌群；瓶装汽水、果汁等每100ml大肠菌群不得超过5个。

全自动微生物定量分析仪（TEMPO）检测

全自动微生物定量分析（TEMPO）仪的大肠杆菌群计数检测有TC和CC两种方法。

TEMPOTC的开发是为了获得NFISO4832标准相当性能水平。TEMPOCC法是TEMPO仪器上根据BAM方法专门用于24h计数食品中大肠杆菌群的方法。该法是为了获得和AOAC官方方法966.24及美国公共健康联合会检测乳制品检测方发（SMEDP）一致的效果。TEMPO系统根据阳性空的大小和数目来推算出原始样本中大肠杆菌群数目。

食品检测方法

大肠菌群MPN计数法

1样品的稀释

1.1固体和半固体样品：称取25g样品,放入盛有225mL磷酸盐缓冲液或生理盐水的无菌均质杯内,8000r/min～10000r/min均质1min～2min,或放入盛有225mL磷酸盐缓冲液或生理盐水的无菌均质袋中，用拍击式均质器拍打1min～2min，制成1:10的样品匀液。

1.2液体样品：以无菌吸管吸取25mL样品置盛有225mL磷酸盐缓冲液或生理盐水的无菌锥形瓶（瓶内预置适当数量的无菌玻璃珠）中，充分混匀，制成1:10的样品匀液。

1.3样品匀液的pH值应在6.5～7.5之间，必要时分别用1mol/LNaOH或1mol/LHCl调节。

1.4用1mL无菌吸管或微量移液器吸取1:10样品匀液1mL，沿管壁缓缓注入9mL磷酸盐缓冲液或生理盐水的无菌试管中（注意吸管或吸头尖端不要触及稀释液面），振摇试管或换用1支1mL无菌吸管反复吹打，使其混合均匀，制成1:100的样品匀液。

1.5根据对样品污染状况的估计，按上述操作，依次制成十倍递增系列稀释样品匀液。每递增稀释1次，换用1支1mL无菌吸管或吸头。从制备样品匀液至样品接种完毕，全过程不得超过15min。

2.初发酵试验

每个样品，选择3个适宜的连续稀释度的样品匀液（液体样品可以选择原液），每个稀释度接种3管月桂基硫酸盐胰蛋白胨（LST）肉汤，每管接种1mL（如接种量超过1mL，则用双料LST肉汤），36℃±1℃培养24h±2h，观察倒管内是否有气泡产生，24h±2h产气者进行复发酵试验，如未产气则继续培养至48h±2h，产气者进行复发酵试验。未产气者为大肠菌群阴性。

3.复发酵试验

用接种环从产气的LST肉汤管中分别取培养物1环，移种于煌绿乳糖胆盐肉汤（BGLB）管中，36℃±1℃培养48h±2h，观察产气情况。产气者，计为大肠菌群阳性管。

4.大肠菌群最可能数（MPN）的报告

按3确证的大肠菌群LST阳性管数，检索MPN表（见附录B），报告每g（mL）样品中大肠菌群的MPN值。

大肠菌群平板计数法

1样品的稀释

按上一方法稀释。

2平板计数

2.1选取2个～3个适宜的连续稀释度,每个稀释度接种2个无菌平皿，每皿1mL。同时取1mL生理盐水加入无菌平皿作空白对照。

2.2及时将15mL～20mL冷至46℃的结晶紫中性红胆盐琼脂（VRBA）约倾注于每个平皿中。小心旋转平皿，将培养基与样液充分混匀，待琼脂凝固后，再加3mL～4mLVRBA覆盖平板表层。翻转平板，置于36℃±1℃培养18h～24h。

3平板菌落数的选择

选取菌落数在15CFU～150CFU之间的平板，分别计数平板上出现的典型和可疑大肠菌群菌落。典型菌落为紫红色，菌落周围有红色的胆盐沉淀环，菌落直径为0.5mm或更大。

4证实试验

从VRBA平板上挑取10个不同类型的典型和可疑菌落，分别移种于BGLB肉汤管内，36℃±1℃培养24h～48h，观察产气情况。凡BGLB肉汤管产气，即可报告为大肠菌群阳性。