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微生物學-腸道細菌科(三)

大腸桿菌是腸道中數量最多的一種好氧或兼性好氧菌。每人每天從糞便中平均排出10¹¹ ~ 10¹³ 個菌體。大部分菌型不致病，能合成人體所需及有益的維生素B和K菌型；少部分菌種能致病。

界	細菌界
門	變形菌門 (Proteobacteria)
綱	γ-變形菌綱 (γ-proteobacteria)
目	腸桿菌目 (Enterobacteriales)
科	腸桿菌目科 (Enterobacteriaceae)
屬	埃希氏菌屬 (Escherichia)
種	大腸桿菌 (E.coli)

大腸桿菌是一種G(-)細菌，是一種具有肽聚糖細胞壁的原核生物，沒有細胞核，僅是擬核，無芽孢，大多數有鞭毛，能運動；有些菌株有多糖類包膜；有普通菌毛與性菌毛；胞質中只有簡單胞器，如核糖體、質粒(plasmid)，質粒常作為基因工程中的載體；此外，大腸桿菌對磺胺類、鏈黴素敏感，但易由帶有R factor的質粒轉移而獲得耐藥。在選擇培養基上可形成有顏色、直徑2～3mm的光滑型菌落；有些菌株在blood agar上可產生β型溶血；當糞便接種在伊紅美藍(Eostm-Y and Methvlem blue，EMB)培養基上一天後，大腸菌種能使乳酸醱酵，以此與志賀氏菌種區別；而且伊紅美藍染料遇大腸桿菌菌落時，則呈深紫色，並有金屬光澤。另外，膽鹽、煌綠等對大腸桿菌有抑制作用。典型大腸桿菌IMViC試驗為(+ + - -)。
【註】IMViC試驗可作為腸道桿菌科中主要組別之鑑定。
　　　I：引垛(indole)試驗
　　　M：甲基紅(methyl red)試驗
　　　Vi：伏普(Voges Proskauer)試驗
　　　C：檸檬酸鹽利用(citrate utilization)試驗。 大腸桿菌有O、K、H、F四種抗原，其中，O抗原與H抗原是區分大腸桿菌的重要依據。血清型的方式是按O：K：H排列，如O111：K58：H2：

1. O抗原(抗原，somatic antigen)：為LPS成分，與腹瀉有關，也是分群的基礎；
2. K抗原是莢脂多糖抗原，具有抗吞噬作用；
3. F抗原與菌體的粘附作用有關；
4. H抗原是鞭毛抗原(flagellar antigen)；

1. 定居因子(Colonization factor，CF)：包括菌毛黏附素(Adhesin)和定居因子抗原(CFA)。黏附素可使菌體粘附在宿主腸壁或泌尿道上；CFA-Ⅰ及CFA-Ⅱ引起腹瀉，因其具有較強免疫原性，可刺激宿主產生特異性抗體。
2. 腸毒素：產毒性大腸桿菌(ETEC)在生長繁殖過程中可釋放的外毒素。
   (1) 不耐熱腸毒素(Heat labile enterotoxin，LT-I及LT-II)：為大分子蛋白質，65℃經30分鐘即失活，具免疫原性，與霍亂毒素相似。LT由A、B兩個亞單位組成，A1是毒素的活性部分，可使胞內ATP轉化cAMP，cAMP↑引起小腸液體過度分泌；B亞單位起黏附作用，與腸上皮細胞膜表面的神經節苷脂(GM1)受體結合。
   (2) 耐熱腸毒素(Heat stable enterotoxin，ST-A及ST-b)：為小分子量分子，100℃經20分鐘仍不被破壞，免疫原性弱，與霍亂毒素無共同的抗原關係。ST可使胞內cGMP增加而引起腹瀉。

有些致病大腸桿菌 ( 如 EPEC 和 EHEC ) 還可產生志賀樣毒素 ( Shiga toxins，Stx-1 及 Stx-2) ，又稱 vero 毒素。 大部份感染為內源性，即宿主抵抗力弱時，正常菌叢失調造成感染：造成30%敗血症，80%尿道感染，以及開發中國家的胃腸炎。 根據不同的生物學特性，將致病性大腸桿菌分為 5 類：

	產毒性大腸桿菌 (ETEC)	致病性大腸桿菌 (EPEC)	侵襲性大腸桿菌 (EIEC)	出血性大腸桿菌 (EHEC)
流行病學	食用被糞便污染食物和水，造成嬰兒下痢和旅行者下痢	低度開發國家中，造成嬰兒下痢的主因，高度傳染性，嚴重者可致死	主要在大兒童及成人中致病。污染水和食物可致暴發性流行	食入未經煮熟的碎牛肉、牛奶、果汁。 O157:H7 大腸桿菌是與公共衛生有關的最重要類型
臨床表現及特點	輕度水瀉，噁心，腹痛，低熱， 常為自限性，一般 2 ～ 3 天即愈。也可呈霍亂樣腹瀉	發熱、噁心、嘔吐、非血便	先水樣下痢，再發展為血便，伴發熱、腹痛，可能形成大腸潰瘍而裏急後重，出現膿血便。因與志賀菌有類似生化特性，故也稱作痢疾樣大腸桿菌	在已開發國家造成下痢 ( 腹部絞痛和腹瀉 ) 、出血性大腸炎 ( 嚴重腹痛、血便 ) ，多數是 10 天內自限性； 10% 可併發溶血尿毒症候 ( HUS) (hemolytic uremia syndrome ) ，表現出急性腎衰竭、溶血性貧血和血小板減少，其中急性腎衰竭是 5 歲以下兒童死亡主要原因
下痢主要原因	腸毒素 LT-1 及 Sta 是引起水樣下痢主因	藉第三類分泌系統，將 Tir 插入小腸上皮細胞膜，以便細菌的黏附素接合；類志賀毒素引起上皮細胞病變，纖毛破壞，吸收力下降	不產生腸毒素，而主要是侵入大腸粘膜黏膜內增殖 ( 因其具有入侵基因的 (pInr) 質體，故能進入細胞質中增殖) 。細菌死亡後釋放出內毒素，使細胞蛋白溶解，刷狀緣受損，發生潰瘍、出血	腸毒素或類志賀毒素 ( Shiga toxin) 造成上皮細胞病變，纖毛破壞，吸收力下降

其他尚有凝集性大腸桿菌(EAEC)，可在低度開發國家造成一種嬰兒持續性水樣下痢。EAEC發病機理尚不清楚，其不侵入腸上皮細胞，不產生腸毒素，也無志賀樣毒素。最特徵性是具備與Hep-2細胞粘附的能力，故也稱Hep-2細胞粘附性大腸桿菌。藉AAF-I和AAF-II基因作用，菌體會自動堆積成磚塊狀。另外，能刺激黏液產生，使纖毛變短，單核球浸潤和出血。 大腸桿菌除了可引起急性腹瀉之外，尚可引起尿道炎、膀胱炎、腎盂腎炎，也可引起膽囊炎、闌尾炎、敗血症(Septicemia)等。大腸桿菌和B群鏈球菌是引起出生30天內的新生兒患大腸桿菌性腦膜炎的主要原因。

1. 糞便標本直接接種腸道桿菌選擇性培養基。
2. 血液需先經肉湯增菌，再轉種血瓊脂平板。
3. 尿液、膿液、腦脊液可同時接種血瓊脂平板及選擇性培養基。另外，尿液必須每毫升尿含菌量≧100000時才有意義。

37℃孵育18～24小時後，觀察菌落，然後塗片、染色、鏡檢，並一系列生化反應進行鑒定。EPEC須先作血清學定型試驗。必要時測定腸毒素。 大腸桿菌隨糞便排出體外，污染水源、食品等。故對飲水、食品、飲料進行衛生細菌學檢查。大腸菌群數是每1L飲用水中不得超過3個大腸菌群；細菌總數是每1L升飲水中不得超過100000個。 普通大腸桿菌所引起化膿性炎症感染，可用抗生素治療；產毒素性大腸桿菌(ETEC)引起的腹瀉，一般不需抗生素，主要以支持療法、糾正水和電解質的丟失、對症治療為主。

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