埃希氏菌属Escherichia

核心定义

病原学详细定义：埃希氏菌属（Escherichia）

一、病原体基本信息

1. 分类与类型

• 分类：
  • 门：变形菌门（Proteobacteria）
  • 纲：γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）
  • 目：肠杆菌目（Enterobacterales）
  • 科：肠杆菌科（Enterobacteriaceae）
  • 属：埃希菌属（Escherichia）
  • 种：目前已鉴定 51个种，其中 大肠埃希菌（E. coli） 是最重要的种，其他种包括弗氏埃希菌（E. fergusonii）、阿尔伯特埃希菌（E. albertii）等。
• 亚型/变种：
  • 大肠埃希菌根据致病机制分为 5类：
  • 产肠毒素型（ETEC）
  • 肠致病型（EPEC）
  • 肠侵袭型（EIEC）
  • 肠出血型（EHEC）（如O157:H7血清型）
  • 肠集聚型（EAggEC）

2. 形态与结构

• 形态特征：
  • 革兰氏染色：阴性（G-），菌体呈短杆状（1.1–1.5 μm × 2.0–6.0 μm）。
  • 特殊结构：
  • 鞭毛：多数菌株具有周生鞭毛（如ETEC和EHEC），赋予运动能力。
  • 菌毛：用于黏附宿主细胞（如肠道上皮细胞）。
  • 荚膜或微荚膜：部分菌株（如某些致病株）具有，增强侵袭力。
• 结构组成：
  • 细胞壁：含脂多糖（LPS），包括O抗原（表面）、核心多糖和脂A（内毒素成分）。
  • 抗原类型：
  • O抗原：菌体抗原，决定血清型。
  • H抗原：鞭毛抗原，与菌株的运动性相关。
  • K抗原：荚膜多糖，增强侵袭力和免疫逃逸。

3. 传播途径

• 主要途径：
  • 粪-口传播：通过受污染的水、食物（如未煮熟肉类、生菜）或直接接触感染。
  • 内源性感染：肠道菌群失调或定位转移（如尿路感染、术后感染）。
  • 医院感染：医疗器械污染或免疫抑制患者（如败血症、肺炎）。
• 流行病学特点：
  • 宿主：人类和温血动物肠道的正常菌群，但某些菌株可致病。
  • 易感人群：婴幼儿、老年人、免疫缺陷者及住院患者。

二、致病机制

1. 宿主与靶细胞

• 宿主范围：广泛宿主（人类、哺乳动物、鸟类等）。
• 靶向组织：
  • 肠道内感染：小肠或结肠黏膜上皮细胞。
  • 肠道外感染：泌尿道、血液、中枢神经系统（如新生儿脑膜炎）。

2. 感染过程

• 不同菌株的致病机制：
  • ETEC（产肠毒素型）：
  • 毒素：产生耐热肠毒素（ST）和不耐热肠毒素（LT），激活腺苷酸环化酶，导致水样腹泻。
  • 黏附：通过菌毛（如CFA-I、CFA-II）黏附肠上皮。
  • EPEC（肠致病型）：
  • 作用机制：通过菌毛（如 intimin）引发“ attaching and effacing”（黏附-集聚）病变，破坏肠道微绒毛。
  • 症状：发热、呕吐、黏液性腹泻。
  • EIEC（肠侵袭型）：
  • 侵袭性：侵入结肠上皮细胞，引发炎症和脓血便（类似志贺菌感染）。
  • 毒素：内毒素（LPS）导致炎症反应。
  • EHEC（肠出血型）：
  • 毒素：产生志贺样毒素（Stx），抑制宿主细胞蛋白质合成，导致血管内皮损伤。
  • 表现：出血性肠炎、溶血性尿毒症综合征（HUS）。
  • EAggEC（肠集聚型）：
  • 黏附机制：形成菌落聚集（“堆叠砖样”结构），引发慢性腹泻。

3. 免疫逃逸

• 抗原变异：通过质粒转移或基因重组改变表面抗原（如K抗原）。
• 生物膜形成：在医疗器械或黏膜表面形成生物膜，逃避宿主免疫清除。

三、医学临床关联

1. 相关疾病

• 肠道内感染：
  • 腹泻：旅行者腹泻（ETEC）、婴幼儿腹泻（EPEC）、出血性结肠炎（EHEC O157:H7）。
• 肠道外感染：
  • 泌尿系统感染（如膀胱炎、肾盂肾炎）。
  • 全身感染：败血症、菌血症、腹膜炎、术后伤口感染。
  • 特殊感染：新生儿脑膜炎、胆囊炎、阑尾炎。

2. 诊断方法

• 实验室检测：
  • 培养：在麦康凯琼脂或SS琼脂上分离，分解乳糖产酸（与沙门菌、志贺菌区分）。
  • 血清学试验：凝集试验鉴定O抗原和H抗原。
  • 分子检测：
  • PCR：检测毒力基因（如 stx、eae、elt、est）。
  • MALDI-TOF MS：快速鉴定菌种及血清型。
  • 毒素检测：ELISA检测肠毒素或Stx。

3. 治疗与预防

• 常见抗病原体药物：
  • 首选：氟喹诺酮类（如环丙沙星）、三代头孢菌素（如头孢曲松）。
  • EHEC：避免使用抗生素（可能加重Stx释放，增加HUS风险）。
• 预防措施：
  • 食品安全：彻底烹饪肉类，避免生食蔬菜。
  • 手卫生：接触粪便或患者后洗手。
  • 疫苗：针对ETEC的疫苗（如Dukoral）用于旅行者。
• 耐药数据：
  • 多重耐药（如ESBL产生菌）增多，需根据药敏试验选择抗生素。

四、参考文献

1. WHO（2025）：《肠道病原菌诊断与防控指南》。
2. PubMed文献：
   • Escherichia coli pathotypes and disease mechanisms（PMID: 30563754）。
   • Shiga toxin-producing E. coli (STEC) infections: epidemiology, pathogenesis and clinical management（PMID: 28759903）。

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