微生物学第10章 肠杆菌属

第10章肠杆菌科潘建平教授浙江大学医学院肠杆菌科（Enterobacteriaceae）细菌是一大群生物学性状相似的革兰阴性杆菌，常寄居在人和动物的肠道内，亦存在于土壤、水和腐物中。目前已有44个属，170多个种。但该科引起人类95％以上感染的菌种却不到20个。肠杆菌科的细菌与医学的关系可分为三种情况：①致病菌：有少数细菌总是引起人类疾病，如伤寒沙门菌、志贺菌、鼠疫耶尔森菌等；②机会致病菌：一部分细菌属于正常菌群，但当宿主免疫力降低或细菌移位至肠道以外部位时，即可引起机会性感染，如大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、奇异变形杆菌等；③由正常菌群转变而来的致病菌：如引起胃肠炎的大肠埃希菌，即是由于获得位于质粒、噬菌体或毒力岛上的毒力因子基因后而成为致病菌。肠杆菌科细菌共同生物学特性：1.形态与结构中等大小G－杆菌。大多有菌毛，多数有周鞭毛，少数有荚膜，不产生芽胞。2.培养兼性厌氧或需氧。3.生化反应乳糖发酵试验可初步鉴别志贺菌、沙门菌等致病菌和其他大部分非致病肠道杆菌，前二者不发酵乳糖。4.抗原结构主要有菌体O抗原、鞭毛H抗原和荚膜抗原。5.抵抗力对理化因素抵抗力不强。6.变异肠杆菌科细菌易出现变异菌株，其中最常见的是耐药性变异。肠杆菌科细菌革兰染色抗原结构第一节埃希菌属埃希菌属（Escherichia）有6个种，只有大肠埃希菌（E.coli）是临床最常见、最重要的一个菌种。①大肠埃希菌是肠道中重要的正常菌群；②在宿主免疫力下降或细菌侵入肠外组织器官后即可成为机会致病菌，引起肠道外感染；③一些血清型的大肠埃希菌具有致病性，能导致人类胃肠炎；④在环境卫生和食品卫生学中常被用作粪便污染的卫生学检测指标。G－杆菌。多数菌株有周身鞭毛，有菌毛，无芽胞。兼性厌氧。能发酵葡萄糖等多种糖类，产酸并产气。绝大多数菌株发酵乳糖。IMViC试验结果为“＋＋－－”。有O、H和K三种抗原。能产生大肠菌素（colicin）。一、生物学性状（一）致病物质1.黏附素（adhesine）包括定植因子抗原（CFA）、集聚黏附菌毛（AAF）、束形成菌毛（bundleformingpili,Bfp）、紧密黏附素（intimin）、P菌毛、I型菌毛和侵袭质粒抗原（Ipa）蛋白等。2.外毒素志贺毒素（Stx）、耐热肠毒素（ST）、不耐热肠毒素（LT）。3.其他内毒素、荚膜、载铁蛋白和III型分泌系统。二、致病性与免疫性（二）所致疾病1.肠道外感染肠道外感染以化脓性感染(如新生儿脑膜炎、败血症)和泌尿道感染最为常见。2.胃肠炎某些血清型可引起人类胃肠炎，与食入污染的食品和饮水有关，为外源性感染。引起胃肠炎的大肠埃希菌菌株作用部位疾病与症状致病机制ETEC小肠旅行者腹泻；婴幼儿腹泻；水样便，恶心，呕吐，腹痛，低热质粒介导LT和ST肠毒素，大量分泌液体和电解质；黏附素EIEC大肠水样便，继以少量血便，腹痛，发热质粒介导侵袭和破坏结肠粘膜上皮细胞EPEC小肠婴儿腹泻；水样便，恶心，呕吐，发热质粒介导A/E组织病理变化，伴上皮细胞绒毛结构破坏，导致吸收受损和腹泻EHEC大肠水样便，继以大量出血，剧烈腹痛，低热或无，可并发HUS、血小板减少性紫癜溶原性噬菌体编码Stx-I或Stx-II，中断蛋白质合成;A/E损伤，伴小肠绒毛结构破坏，导致吸收受损EAEC小肠婴儿腹泻；持续性水样便，呕吐，脱水，低热质粒介导集聚性粘附上皮细胞，伴绒毛变短，单核细胞浸润和出血，液体吸收下降（一）标本肠外感染采取中段尿、血、脓、脑脊液等；胃肠炎则取粪便。（二）分离培养与鉴定1.肠道外感染2.肠道内感染（三）卫生细菌学检查三、微生物学检查法疫苗接种预防已在畜牧业领域中开展了广泛研究。预防人类ETEC感染、O157感染的疫苗正在研究中。抗生素治疗应在药物敏感试验的指导下进行。尿道插管和膀胱镜检查应严格无菌操作。对腹泻病人应进行隔离治疗。污染的水和食品是ETEC最重要的传染媒介，EHEC则常由污染的肉类和未消毒的牛奶引起，充分的烹饪可减少感染的危险。四、防治原则第二节志贺菌属G－短小杆菌。无芽胞，无鞭毛，无荚膜，有菌毛。一、生物学性状分解葡萄糖，产酸不产气。除宋内志贺菌个别菌株外，均不发酵乳糖。动力阴性。志贺菌属细菌有O和K两种抗原。O抗原是分类的依据，藉以将志贺菌属分为4群和40余血清型（包括亚型）：A群即痢疾志贺菌（S.dysenteriae）B群即福氏志贺菌（S.flexneri）C群即鲍氏志贺菌（S.boydii）D群即宋内志贺菌（S.sonnei）志贺菌的抵抗力比其它肠道杆菌弱。（一）致病物质侵袭力和内毒素，有的菌株能产生外毒素。（二）所致疾病细菌性痢疾。我国主要为B群和D群。传染源：病人和带菌者传播途径：粪-口途径感染几乎只局限于肠道，一般不侵入血液。典型的急性细菌性痢疾：潜伏期1～3天，突然发病，常有发热、腹痛、脓血黏液便，伴有里急后重（tenesmus）。二、致病性与免疫性急性中毒性痢疾多见于小儿。急性细菌性痢疾有10％～20％的病人可转为慢性。（三）免疫性抗感染免疫主要是消化道粘膜表面的分泌型IgA（sIgA）。病后免疫期短暂，也不巩固。（一）标本取粪便脓血或黏液部分，避免与尿混合；在使用抗生素前采样；标本应新鲜；若不能及时送检，宜将标本保存于30％甘油缓冲盐水或专门送检的培养基内。中毒性痢疾者可取肛拭。（二）分离培养与鉴定（三）毒力试验（四）快速诊断法免疫染色法；免疫荧光菌球法；协同凝集试验；胶乳凝集试验；分子生物学方法三、微生物学检查法非特异性预防：水、食物和牛奶的卫生学监测，垃圾处理和灭蝇；隔离病人和消毒排泄物；发现亚临床病例和带菌者；抗生素治疗感染个体。此菌很易出现多重耐药菌株。免疫防御现致力于活疫苗的研究。主要分为3类，即减毒突变株、用不同载体菌构建的杂交株以及营养缺陷减毒株。例如链霉素依赖株（streptomycindependentstrain,Sd）。四、防治原则第三节沙门菌属沙门菌属（Salmonella）分两个种，即肠道沙门菌（S.enterica）和邦戈沙门菌(S.bongori)。血清型现已达2500多种。沙门菌血清型的正确命名方法：肠道沙门菌肠道亚种伤寒血清型（Salmonella,entericasubspecies,entericaserotype,Typhi）,可缩写为伤寒血清型沙门菌（SalmonellaTyphi）。沙门菌属中少数血清型是人的病原菌，引起肠热症。绝大多数血清型宿主范围广泛，家畜、家禽、野生脊椎动物及冷血动物、软体动物、环形动物、节肢动物（包括苍蝇）等均可带菌，其中部分沙门菌是人畜共患病的病原菌，可引起人类食物中毒或败血症。1.G－杆菌，有菌毛。除个别例外，都有周身鞭毛。一般无荚膜。均无芽孢。2.兼性厌氧，不发酵乳糖。对葡萄糖、除伤寒沙门菌产酸不产气外，其它沙门菌均产酸产气。3.主要有O和H两种抗原，少数菌中尚有Vi抗原4.沙门菌对理化因素的抵抗力较差。一、生物学性状（一）致病物质1.侵袭力有毒株能侵袭小肠粘膜。通过种特异性菌毛先与M细胞结合，接着SPI-I分泌系统向M细胞中输入沙门菌分泌侵袭蛋白，引发宿主细胞内肌动纤维重排，诱导细胞膜凹陷，导致细菌内吞。沙门菌在吞噬小泡内生长繁殖，使宿主细胞死亡，细菌扩散并进入毗邻细胞淋巴组织。2.内毒素3.肠毒素个别沙门菌如鼠伤寒沙门菌可产生肠毒素。二、致病性与免疫性（二）所致疾病传染源为病人和带菌者，其次为带菌动物及其动物产品。人类沙门菌感染有4种类型：1.肠热症(entericfever,typhoidfever)包括伤寒沙门菌引起的伤寒，甲型副伤寒沙门菌、肖氏沙门菌（原称乙型副伤寒沙门菌）和希氏沙门菌引起的副伤寒。2.胃肠炎（食物中毒）常见食物主要为肉类食品、蛋类、奶和奶制品，系动物生前感染或加工处理过程污染所致。多见于老人、婴儿和体弱者。二、致病性与免疫性（二）所致疾病（续）3.败血症多见于儿童和免疫力低下成人。经口感染后，病菌即侵入血循环。败血症症状严重，但肠道症状较少见。4.无症状带菌者约1％～5％伤寒或副伤寒患者，在症状消失后一年仍可在其粪便中检出沙门菌，转变为无症状（健康）带菌者。（三）免疫性特异性细胞免疫是主要防御机制。胃肠炎的恢复与肠道局部生成sIgA有关。二、致病性与免疫性（一）标本第1周取外周血，第2周起取粪便，第3周起还可取尿液，从第1周至第3周均可取骨髓液；胃肠炎取粪便和可疑食物。败血症取血液。胆道带菌者可取十二指肠引流液。（二）分离培养和鉴定（三）血清学诊断用于肠热症的血清学试验有肥达试验（Widaltest）、间接血凝法、EIA法等，其中肥达试验在我国仍较普及。（四）伤寒带菌者的检出一般先用血清学方法检测可疑者Vi抗体进行筛选，若效价≥1：10时，再反复取粪便等标本进行分离培养，以确定是否为伤寒带菌者。三、微生物学检查法肥达试验（Widaltest）定义：用已知伤寒沙门菌菌体O抗原和H鞭毛抗原、甲型副伤寒沙门菌、肖氏沙门菌和希氏沙门菌H鞭毛抗原的诊断菌液与受检血清做试管或微孔板定量凝集试验，测定受检血清中有无相应抗体及其效价的凝集试验。肥达试验结果的解释：1.正常值一般是伤寒沙门菌O凝集效价1:80，H凝集效价1:160，引起副伤寒沙门菌H凝集效价1:80。2.动态观察若效价逐次递增或恢复期效价比初次效价≥4倍者即有诊断意义。3.O与H抗体的诊断意义O、H凝集效价均超过正常值，则肠热症的可能性大；如两者均低，患病可能性小；若O不高H高，有可能是预防接种或非特异性回忆反应；如O高H不高，则可能是感染早期或与伤寒沙门菌O抗原有交叉反应的其他沙门菌感染。4.少数病例在整个病程中，肥达试验始终在正常范围内。做好水源和食品的卫生管理，防止被沙门菌感染的人和动物的粪便污染。感染动物的肉类、蛋等制品要彻底烹饪。发现、确诊和治疗带菌者。带菌期间不能从事饮食行业的工作。目前国际上公认的新一代疫苗是伤寒Vi荚膜多糖疫苗，我国也已正式批准使用。肠热症的治疗目前使用的有效药物主要是环丙氟哌酸（Ciprogloxacin）。四、防治原则第四节其他菌属一、克雷伯菌属二、变形杆菌属三、肠杆菌属四、沙雷菌属五、枸橼酸杆菌属六、摩根菌属思考题1.简述肠产毒型大肠埃希菌的致病机制。2.肥达反应的概念、结果和意义如何？3.大肠埃希菌与人类的关系如何？4.归纳志贺菌致病的主要特点。5.采集细菌性痢疾病人粪便标本进行细菌分离时应注意些什么？6.急性菌痢的典型症状有哪些？解释其形成机制。