5.体内分布、致病性及毒力因子

    大肠杆菌在人和动物的肠道内，大多数于正常条件下是不致病的共栖菌，在特定条件下(如各种因素导致肠道菌群失调、侵入肠外组织或器官)可致病。

    但少数大肠杆菌与人和动物的大肠杆菌病密切相关，它们是致病性大肠杆菌，正常情况下极少存在于健康机体。

    根据其致病特点，可将各种致病性大肠杆菌分为以下11种致病型。

    (1)产肠毒素大肠杆菌(Enterotoxigenic E.coli，EtEc)：

    是致儿童和幼龄动物腹泻最常见的致病性大肠杆菌，常因剧烈水样腹泻和迅速脱水而死亡，如仔猪黄痢。

    其致病力主要由黏附素性菌毛和肠毒素(enterotoxins)两类毒力因子构成。

    肠毒素包括对热不稳定毒素(heat-labile, Lt；分为Lt-1和Lt-2)和对热稳定毒素(heat-stable，St；分为Sta和Stb)。

    Lt的分子质量大，其抗原性和毒性与霍乱毒素(cholera toxin，ct)相似，引起腹泻的机制也与霍乱毒素相同。

    一般猪源EtEc往往带有K88、K99、987p和\/或F41黏附素，而来自犊牛和羔羊的EtEc多带有K99、F41黏附素。

    EtEc常见血清型有o6、08、015、o25、o27、042、o63、o87、o148、o159等。

    (2)产类志贺毒素大肠杆菌(Shiga toxin-producing E.coli， StEc)：

    又称产Vero毒素大肠杆菌(Verocytotoxin-producing E.coli，或Verotoxigenic E.coli, VtEc)，因为某些菌株产生的毒素与志贺毒素相似，能使Vero细胞坏死。

    StEc主要引起猪的水肿病、犊牛出血性结肠炎、幼兔腹泻以及人的水样腹泻、出血性肠炎及溶血性尿毒综合征等。

    类志贺毒素(shiga toxin, Stx)是一种外毒素，其毒性是神经毒剂沙林的倍，小鼠Ld??仅为1ng，因此成为潜在的生物恐怖病原。

    Sx家族包括Stx1和Stx2，其中Stx2又有多种变体，如Stx2c、Six2d、Stx2e和Stx2f等。

    在幼兔腹泻大肠杆菌中查到Stx，而引起猪水肿病的StEc通常具有黏附性菌毛F18??（下标）和Six2e。断奶仔猪腹泻(postweaning diarrhoe,pwd)的StEc有类似的F18ac（下标）和Stx2e；它们还产生F4、F5和\/或F6黏附素，只有少数产生Stx2e，多数分离株可产生肠毒素Sta。

    StEc所含血清型可分为o157和非o157两种，前者的典型代表是o157：h7，后者如o2、o8、o45、o75、o138：K81、o139：K82及0141:K85等，且这些菌株多数具有溶血性。我国从病死猪中分离到的有o2、o9、06、045、o101、o103、0104：h4、o111、o121、o138、o139：K83及o145等。

    (3)肠致病性大肠杆菌(Enteropathogenic E.coli，EpEc)：

    常引起幼龄动物、儿童严重腹泻，死亡率高。

    大多数不产生肠毒素及其他外毒素，最主要的致病因素是细菌的黏附力，黏附在十二指肠、空肠和回肠上段黏膜，使微绒毛刷状缘破坏，但不具有侵袭性。

    EpEc常见的血清型包括o26:h11、o55：h6、o86：h2、o111：h2、o119、o125：h4、o126：h5、o127、o128ab及142等。

    不同国家、甚至一个国家不同地区，EpEc菌株型别往往不同，且在不断变化。

    (4)肠侵袭性大肠杆菌(Enteroinvasive E.coli，EIEc)：

    可引起人和动物类似痢疾症状的炎症、溃疡和腹泻，不产生肠毒素，而是侵袭和破坏结肠黏膜上皮细胞，造成大便带血。

    (5)肠出血性大肠杆菌(Enterohemorrhagie E.coli，EhEc)：

    可引起人和多种动物感染、发病，导致血便、血尿甚至死亡。

    1982年在美国首次发现，后相继在英国、加拿大、日本、德国等国家暴发流行。其典型代表是o157：h7和o104:h4，毒力极强，100个细菌即可致病。我国已在食品(含进口食品)、病人、家畜等分离到0157：h7。

    EhEc均产Stx，可致细胞死亡。

    EhEc的一种吸附蛋白称为紧密黏附素(intimin)，可增强其在肠道的吸附能力。

    (6)肠黏附性大肠杆菌(Enteroadhesive E.coli)：

    或称为肠聚集性大肠杆菌(Entero-aggregative E.coli,EAEc)。

    引起婴儿持续性腹泻，脱水，不侵袭细胞，不产生肠毒素。

    细菌会黏附在小肠内皮细胞膜上，通过菌落定居因子的作用在局部致病，损伤微绒毛细胞而引起腹泻。

    特征是具有与hep-2(人喉上皮细胞癌细胞系)细胞黏附的能力，但黏附方式与EpEc不同。

    (7)黏附和损伤性大肠杆菌(Attaching and effacing E.coli， AEEc)：

    可以引起人、牛、羊、兔、犬、猫及仔猪腹泻或死亡。

    通过紧密黏附素或黏附损伤因子(Eae)黏附于小肠上皮细胞，致微绒毛脱落。

    (8)广泛黏附性大肠杆菌(diffusely adherent E. coli，dAEc):

    细菌在体外hep-2细胞培养会产生广泛性的吸附特质。其临床表现和致病机制仍未弄清楚。

    (9)败血性大肠杆菌(Septicaemic E.coli，SEpEc)：

    此类细菌主要引起新生儿脑膜炎、禽败血症、气囊炎和心包炎以及猪脑膜炎、肺炎和败血症等，已成为广泛威胁人类和动物健康的致病菌。

    正常情况下大肠杆菌很少从肠道进入血流，但在有些情况下如大面积烧伤、其他外伤或抵抗力下降和免疫抑制时，大肠杆菌可侵入血流引起败血症。

    (10)禽致病性大肠杆菌(Avian pathogenic E.coli，ApEc)：

    此种叫法主要来自兽医界，是依据分离物的宿主来源而定。实际上因缺乏深入研究，很多ApEc分离物的致病型究竟属于哪一种并不清楚。在170种o血清型中约有半数大肠杆菌对禽有致病性，但最多见的是o1、o2、o8、o35、o78等。

    (11)尿道致病性大肠杆菌(Uropathogenic E.coli，UpEc)：

    大肠杆菌是人和动物尿道感染的最常见原因。在卫生条件差时，UpEc则通过尿道进入泌尿系统引起感染而发生尿道炎、膀胱炎、肾盂肾炎及前列腺炎等。

    引起尿道致病的大肠杆菌主要包括14个血清型，如o1、02、o4、06、07、08、015、o16、018、o21、o22、o25、o75和o83。

    上述致病型中前8类属肠道内致病性大肠杆菌(Intraintestinal pathogenic E. coli, In-pEc)，也称为致泻性大肠杆菌(diarrhoeagenic E. coli，dEc；或Enterovirulent E. coli.EEc)；后3类为肠道外致病性大肠杆菌(Extraintestinalpathogenic E.coli，ExpEc)。

    上述这些分类方法是相对的，有些有交叉或重复，而且还在不断发展变化。例如美国疾病控制与预防中心(cdc)的分类中就没有AEEc，而其StEc也可指EhEc和VtEc；最近将2011年德国暴发的o104：h4大肠杆菌作为一个新致病型，即肠侵袭性和肠出血性大肠杆菌(Enteroaggregative and enterohemorrhagic E.coli, EAhEc),但也有人将其划归VtEc。

    与动物有关的致病性大肠杆菌则主要是有EpEc、StEc、EtEc、SEpEc、EhEc、ApEc和UpEc。

    6.抵抗力及药物敏感性

    大肠杆菌对外界不利因素的抵抗力不强。其培养物在室温下可生存数周，在土壤和水中可达数月。对高温抵抗力较弱，一般加热到60c经15 min即可被杀死。在干燥环境下也容易死亡，但对低温有一定的耐受力。

    对一般的化学消毒剂都比较敏感，如5%～10%的漂白粉、3%来苏儿、5%石炭酸等均能迅速杀死大肠杆菌；对氯很敏感，对强酸、强碱较敏感，其耐受ph范围一般在4.3～9.5。

    此外，较能耐受胆盐，能抵抗一些染料(如煌绿等)的抑菌作用，这些特性可应用于选择性培养基。

    大肠杆菌一般对常见广谱抗生素敏感，但是不同地区或动物来源的菌株可能会有所差异。由于长期滥用某些抗生素，目前已出现大量的耐药菌株。

    【流行病学】

    病原性大肠杆菌的许多血清型可引起各种动物发病，其中有些见于多种动物，如o2、o4、o8、o9、o20、o78、o101等。有些则仅见于某类动物，如o45、o60、064、0138、o139、0141、o147、o149、o157等多见于猪；05、o75等多见于马；o1、011、o18、o26、o88等多见于鸡；o15、o26、o49、o92、o103、o128等多见于兔。

    根据我国多年来的流行病学调查，不同地区的优势血清型往往有差别，即使在同一地区，不同疫场(群)的优势血清型也不尽相同。

    幼龄动物对本病最易感。

    猪自出生至断乳期均可发病，仔猪黄痢常发于生后1周以内，以1～3日龄者居多；仔猪白痢多发于生后10～30d，以10～20日龄者居多；猪水肿病和断乳仔猪腹泻主要见于断乳仔猪。

    牛出生后10d以内多发。

    羊出生后6d至6周多发，有时3～8月龄的羊也有发生。

    马出生后2～3d多发。

    禽大肠杆菌病最为复杂多变，从孵化期的胚胎到成年家禽都易感，但由气囊感染引起的以气囊炎、心包炎、肝周炎为特征的大肠杆菌病常发生于3～6周龄；而胚胎感染、脐炎、输卵管炎、卵黄性腹膜炎等则发生于其他年龄。

    兔多发生于20日龄及断乳前后。

    人各年龄段均有发病，但以婴幼儿多发。

    患病动物和带菌者是本病的主要传染源，通过粪便排出病菌，散布于外界，污染水源、饲料、空气以及雌性动物的乳头和皮肤，当初生动物吮乳、舐舔或饮食时，经消化道而感染；家禽既可通过消化道，也可通过呼吸道感染，或病菌经入解种蛋裂隙使胚胎发生感染。此外，牛也可经子宫内或脐带感染。人主要通过手或污染的水源、食品、牛奶、饮料及用具等经消化道感染。

    本病一年四季均可发生，但犊牛和羔羊多发于冬春舍饲期间。

    仔猪发生黄痢时，常波及一窝仔猪的90%以上，病死率很高，有的达100%；发生白痢时，一窝仔猪发病率可达30%～80%；发生水肿病或断乳仔猪腹泻时，平均发病率为30%～40%，水肿病的病死率在50%～90%，甚至超过90%，断乳仔猪腹泻的病死率较低，在未治疗猪群，可达26%。

    牛、羊发病时呈地方流行性或散发性。

    雏鸡发病率可达30%～60%，病死率可达100%。

    初生动物未及时吸吮初乳，饥饿或过饱，饲料不良、配比不当或突然改变，气候剧变等易于诱发本病。

    大型集约化养殖场动物群体密度过大、通风换气不良、饲管用具及环境消毒不彻底是加速本病流行的因素。

    具有呼吸道损伤、免疫抑制等作用的病原体感染更易诱发禽大肠杆菌病。