肠杆菌科

第七章肠杆菌科第一节概述肠杆菌科包括24个与医学有关的菌属,G+Cmol％39-59。1.四类引起人类腹泻和肠道感染的细菌：埃希菌属、志贺菌属、沙门菌属、耶尔森菌属。2.八种与医院感染有关的条件致病菌：枸橼酸杆菌属、克雷伯菌属、肠杆菌属、多源菌属、沙雷菌属、变形杆菌属、普罗威登菌属和摩根菌属；3.其中鼠疫耶尔森菌、伤寒沙门菌对人致病性较强。此外，许多细菌既是正常菌群，也是条件致病菌。在机体抵抗力下降，寄居部位的改变或菌群失调时能引起机会感染。二、临床意义占临床分离菌总数的50％和Ｇ-总数的80％,将近50％的败血症70％以上的泌尿道感染和大量的肠道感染是由肠杆菌科细菌引起的。1.人类肠道外感染除志贺菌较少引起肠外感染，大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、产酸克雷伯菌、奇异变形杆菌、产气肠杆菌、阴沟肠杆菌、粘质沙雷菌等均可引起泌尿道、呼吸道、伤口和中枢神经系统的感染;且往往为医院感染。鼠疫耶尔森菌可引起烈性传染病鼠疫。2.人类肠道感染埃希菌属、志贺菌属、沙门菌属和耶尔森菌属。主要引起各种急、慢性肠道感染、食物中毒、旅行者腹泻及肠热症等。三、共同特性(1)1.形态结构Ｇ-杆状或球杆状、无芽孢、多数有鞭毛，能运动。致病性菌株有菌毛。2.抗原成分⑴Ｏ抗原是细胞壁成分脂多糖。以核心多糖为中心的三层结构，内侧是脂类A,为内毒素的毒性成分。外侧是由重复的特异多糖，决定Ｏ抗原的特异性。⑵H抗原是不耐热的蛋白质抗原，氨基酸序列和空间构型决定H抗原的特异性。⑶表面抗原是包绕在Ｏ抗原外侧的多糖抗原，由多糖结构决定抗原特异性。大肠埃希菌称K抗原、伤寒沙门菌称Vi抗原和志贺菌称B抗原等。O抗原和H抗原是肠杆菌科血清学分群和分型的依据。表面抗原存在时可阻断。抗原与相应抗体之间的反应，加热处理能消除表面抗原的阻断作用。共同特性(2)3.变异性⑴S-R变异是初次分离的细菌，菌体抗原上都有特异性多糖链，菌落为光滑型。在人工培养基中反复传代时，细胞壁上特异性多糖链消失而核心多糖仍保留，菌落变为粗糙型。⑵H-O变异是有鞭毛的细菌,失去鞭毛，动力也随之消失，称H-O变异,有时见于新分离的菌株中。4.培养和生化特性营养要求不高，在普通培养基上生长良好；兼性厌氧，主要生化特性包括发酵葡萄糖(产酸或产酸产气)，触酶阳性,氧化酶阴性，可将硝酸盐还原至亚硝酸盐。5.抵抗力抵抗力不强，加热60℃30min即被杀死，不耐干燥，对一般化学消毒剂均敏感。对低温有耐受力。能耐胆盐，能抵抗染料的抑菌作用。四、微生物检验1.标本采集①肠外标本:采自不同的感染部位如血液、体液、呼吸道、伤口、尿液及其他各种标本。②肠道标本:疾病早期留取新鲜粪便，挑取粘液脓血部分进行培养。应在2h内进行，以利志贺菌等检出。如不能及时培养应冷藏待检。2.直接镜检Ｇ-杆菌，形态及染色性无鉴别意义。3．分离培养鉴定(1)肠外标本:采自无菌部位的标本用血琼脂，血培养时可用肉汤增菌。其他标本中含有杂菌，需用选择性培养基以增加分离率，常用伊红美蓝(EMB)琼脂，因为EMB能促进肠杆菌科细菌生长并抑制其他Ｇ-菌。(2)肠道标本：常用的选择鉴别培养基(如EMB)和针对沙门菌和志贺菌的强选择鉴别培养基，(如SS琼脂)。如疑耶尔森菌感染可用耶尔森菌选择琼脂(CIN)。肠杆菌科细菌鉴定1)常规生化鉴定:为实验室最常用的方法。各菌属(种)主要生化特性有助于鉴定细菌。2)鉴定试剂盒:选用标准化和商品化的微生物鉴定试剂盒，特点是质量可靠稳定鉴定能力强，并与编码技术结合，可用仪器读取结果，实现自动化，并提高了工作效率。3)血清学鉴定：用特异性抗血清进行血清学分型鉴定后才能作出最终报告。4)分子生物学鉴定：可鉴定至科、属、种、血清型和肠毒素基因等。甚至可区分致病菌株和非致病菌株。耐药性问题日趋严重。粘质沙雷菌对青霉素G等抗生素天然耐药，而大多数是形成的获得性耐药。有染色体或质粒介导的超广谱β-内酰胺酶或AmpC酶而产生的耐药性。已出现了耐多种抗菌药物的多重耐药菌株，因此必须根据抗菌药物敏感试验选用抗生素，并作好耐药性监控工作。同时细菌的耐药谱还可成为医院感染流行病学调查中的标志。(五)抗菌药物敏感试验一、分类埃希菌属包括5个种：①大肠埃希菌是肠道中G-杆菌的主要成员，常引起肠内外的感染，是腹泻和泌尿道感染的主要病原菌。②蟑螂埃希菌偶而检出并有潜在的致病性。第二节埃希菌属③弗格森埃希菌；④赫尔曼埃希菌；⑤伤口埃希菌。最近还发现称为不脱胺／凝聚埃希菌G+Cmol％为48～52。二、临床意义⑴1.致病因素⑴侵袭力K抗原能抗吞噬，并有抵抗抗体和补体的作用。菌毛能帮助细菌粘附于粘膜表面称定殖因子，能使细菌定殖产生毒素而引起相应的症状，直接侵犯粘膜引起炎症。⑵内毒素具有发热、休克、DIC等病理作用。⑶肠毒素产生不耐热和耐热肠毒素两种肠毒素：均可使肠道细胞中cAMP的水平升高，引起肠液大量分泌而导致腹泻。二、临床意义⑵2.所致疾病⑴肠道外感染是临床分离的G-杆菌中最常见的菌种，可引起泌尿系等各种类型的感染。引起泌尿系感染的菌株以血清型01、2、6为多见，本菌还可引起菌血症、胆囊炎、肺炎及新生儿脑膜炎等。常见于腹腔内脓肿、肠穿孔继发腹膜炎、肠道手术后继发感染或大面积灼伤创面感染。有时与类杆菌、粪肠球菌混合感染。产生的脓液粘稠，有粪臭味。该菌对一般抗生素敏感，易产生超广谱β-内酰胺酶，而导致对第三代头孢菌素耐药。⑵肠道内感染其中有些菌株能引起轻微腹泻至霍乱样严重腹泻，并能引起致死性并发症如溶血性尿毒综合征。(1)肠毒素型大肠埃希菌(ETEC)：引起儿童腹泻和旅行者腹泻，类似轻型霍乱样腹泻。该菌产生耐热肠毒素(ST)和不耐热肠毒素(LT)。(2)肠致病性大肠埃希菌(EPEC)：引起婴幼儿肠道感染,血清型是055、0111等,是婴儿腹泻的重要病原菌。(3)肠侵袭型大肠埃希菌(EIEC)：类似于志贺菌，侵犯肠粘膜细胞，引起菌痢样症状，出现脓血粘液便。引起肠道感染的大肠埃希菌(4)肠出血型大肠埃希菌(EHEC)，多为食源性感染，通过粪-口途径传播。致病因子是菌毛和Vero毒素，血清型是0157：H7，可引起出血性结肠炎，有2％～7％发展成溶血性尿毒综合征，出现溶血性贫血，血小板减少性紫癜和急性肾衰竭，死亡率为3％～10％。(5)肠凝聚型大肠埃希菌(EaggEC)：代表一群不产生LT或ST，不能用O：H血清分型，可粘附于Hep-2细胞的菌株。与世界各地慢性腹泻有关。三、微生物特性1.形态结构G-直短杆状，大小为1.0～1.5μm，多数有鞭毛能运动，引起肠外感染的菌株有荚膜(微荚膜)和周身菌毛。2.抗原成分⑴O抗原是多糖磷脂复合物(LPS)，耐热加热100℃不能灭活，已有171种是血清学分型的基础。⑵H抗原是不耐热的蛋白质，已知有56种，均为单相菌株。⑶K抗原是多糖荚膜抗原，对热稳定，能阻止O凝集。血清型别按O：K：H的顺序以数字表示。3.培养特性兼性厌氧，营养要求不高，在普通琼脂上生长良好，形成圆形光滑、湿润的菌落，在选择培养基上可发酵乳糖形成有色菌落。IMViC试验结果为++--。四、微生物检验(1)肠道外感染标本1.标本采集血液标本以无菌操作技术采集静脉血5ml注入血液培养瓶。痰标本取清晨口腔清洁后从深部咳出的痰液。脓、分泌物等标本用无菌棉拭子直接采取。2.直接涂片染色检查除血液标本外，脓、痰、分泌物等标本均作涂片染色检查。尿液和各种体液离心后取沉淀物作涂片,可见G-短杆菌。3.分离培养鉴定(1)血液标本接种肉汤增菌培养，待生长后移种血平板。体液标本取离心沉淀物接种于血平板。尿液标本应同时作菌落计数。脓、痰和分泌物标本可直接接种于血平板。35℃孵育18～24h后观察菌落形态。(2)鉴别培养基上挑选有色菌落，用生化反应、血清学试验鉴定到属和种。典型的生化反应特征：TSIA(双糖铁)产酸／产酸产气，CIT(枸橼酸盐)阴性,URE(脲酶)阴性,IND(吲哚)阳性,MOT(动力)+／-,ORN(鸟氨酸)+／-。四、微生物检验(2)肠道内感染标本引起腹泻的ETEC、EPEC、EIEC和EHEC具有与肠道外感染的大肠埃希菌相似的生物学特性，但分别具有特殊的血清型、肠毒素或毒力因子。检验程序同肠道外标本。采集腹泻和食物中毒患者粪便和残留食物，肛拭标本，接种肠道选择鉴别培养基分离培养和鉴定。肠道感染大肠埃希菌鉴定1)ETEC生化反应、血清分型加肠毒素测定：生化反应符合大肠埃希菌，但血清型别与致病没有一定的联系。主要依赖ST和LT肠毒素的检测。2)EPEC生化反应加血清分型：用多价抗血清检测O抗原，进行特异性抗血清的凝集试验，阳性的菌株测定凝集滴度以排除交叉反应，同时做H抗原测定(O：H分型)。3)EIEC生化反应、血清分型加肠毒素测定：用O：H血清分型，赖氨酸脱羧酶阴性，无动力，常见的血清型0152和0124，与志贺菌相似，主要的鉴别试验是醋酸钠、葡萄糖铵利用试验和粘质酸盐产酸试验，大肠埃希菌三者均阳性，而志贺菌三者均阴性。4)EHEC血清分型加生化反应：应常规作0157：H7的培养，必须经生化反应证实为大肠埃希菌。凡山梨醇阴性的大肠埃希菌0157：H7分离株无须再做毒素的检测，因为均产生Vero毒素。5)EaggEC用液体培养-凝集试验，检测细菌对细胞的粘附性或用DNA探针技术。可致多种感染，轻者为自愈性胃肠炎，重者可引起致死性伤寒。伤寒和副伤寒A、B引起胃肠炎、菌血症和肠热症；猪霍乱沙门菌引起胃肠炎和败血症，儿童多见。第三节沙门菌一、分类沙门菌属是肠杆菌科中最复杂的菌属。根据O抗原分群，再根据H抗原分血清型，将沙门菌属分为6个亚属(亚属1-6，其中亚属3再分为3a和3b,见表7。8)，绝大多数(99％)沙门菌的临床分离株是亚群1中的菌种。本属细菌DNAG+C含量为50％-53％。二、临床意义(一)致病因素1.侵袭力有Vi抗原的具有侵袭力，穿过小肠上皮被吞噬后，由于Vi抗原的保护,反而在细胞内繁殖，并随吞噬细胞至机体其他部位，故称细胞内寄生菌。2.内毒素有较强的内毒素，可引起发热，白细胞改变，中毒性休克，并能激活补体，导致一系列病理生理变化。3.肠毒素某些沙门菌(如鼠伤寒沙门菌)能产生类似大肠埃希菌的肠毒素。(二)所致疾病1.胃肠炎最常见，引起腹泻，伴有低热，恶心和呕吐。2.菌血症或败血症以猪霍乱沙门菌感染为多，表现为高热寒战。常伴有胆囊炎、骨髓炎。血培养阳性而便培养阴性。3.肠热症由伤寒沙门菌引起。血培养或肥达反应阳性。经口感染，穿过小肠上皮到达淋巴结，进入血流，第一次菌血症。出现发热等症状。随血流播散至肝、脾等器官中继续繁殖，再次进入血流扩散，第二次菌血症，出现持续高热、肝脾肿大、皮疹和全身中毒症状。细菌随胆汁进入肠腔，经粪便排出。潜伏期7—20天，典型病程3-4周，发病2周后机体出现免疫反应，使疾病好转，但同时也引起迟发性变态反应，导致肠壁淋巴结坏死溃疡，可造成肠穿孔而危及生命。4.携带者约3％患者成为携带者，粪便持续排菌达1年以上。三、微生物特性1.形态染色G-杆菌细长，1.0～3.0μm,有鞭毛，无芽胞和荚膜。2.抗原结构有3种:⑴O抗原为多糖·类脂·蛋白质复合物，能耐受100℃2.5h。共有58种，是分群的依据,凡含共同抗原的血清型归为一个群，沙门菌含一种或数种O抗原,每群以O加上数字及括号大写英文字母顺序编排，如02群(A)，Z以后直接加数字表示，如051群。刺激机体产生IgM抗体,与相应抗血清反应呈颗粒状凝集。⑵H抗原为蛋白质抗原，加热被破坏。有两个相,第一相称特异相，用a、b、c表示,是定型的依据。刺激机体产生的IgG抗体,与相应的抗血清呈絮状反应。⑶表面抗原为Vi抗原有保护作用。可阻止O抗原与相应抗体发生凝集，故在沙门菌血清学鉴定时应加以注意。三、微生物特性⑵3.培养特性兼性厌氧，生长温度35℃～37℃，最适生长pH为6.8～7.8;营养要求不高，在肠道选择性培养基上因不发酵乳糖形成透明菌落，在SS琼脂上形成黑色的菌落。4.抵抗力不强，加热60℃1h或65℃20min，在水中能活2～3周，粪便中呵存活1～2个月5.变异性有S-R变异、H-O变异和位相变