了解大肠杆菌

一、大肠杆菌简介

大肠杆菌（Escherichia coli)又称大肠埃希氏菌，0.5×1-3微米，是埃希氏（Escherich）在1885年发现的，周生鞭毛，大肠杆菌是条件致病菌，在一定条件下可以引起人和多种动物发生胃肠道感染或尿道等多种局部组织器官感染。大肠杆菌是动物肠道中的正常寄居菌，婴儿出生后即随哺乳进入肠道，与人终身相伴，其中很小一部分在一定条件下引起疾病，大肠杆菌的血清型能够引起感染主要是由菌毛抗原和致病性毒素感染引起。

根据鞭毛的着生部位的不同，可将鞭毛分为周生鞭毛，侧生鞭毛，端生鞭毛。 鞭毛着生于细菌周围的称为周生鞭毛，着生于一侧的称为侧生鞭毛，着生于两端的称为端生鞭毛。

界：细菌界

门：变形菌门

纲：Y-变形菌纲

目：肠杆菌目

科：肠杆菌科

属：埃希氏菌属

种：大肠杆菌种

大肠杆菌血清学分型基础（即其抗原） 大肠埃希菌主要有三种抗原：O抗原，为细胞壁脂多糖最外层的特异性多糖，由重复的多糖单位所组成。该抗原刺激机体主要产生IgM类抗体（出现早，消失快）。K抗原，位于O抗原外层，为多糖，与细菌的侵袭力有关。K抗原分为A，B，L三型。H抗原，位于鞭毛上，加热和用酒精处理，可使H抗原变性或丧失。H抗原主要刺激机体产生IgG类抗体，与其他肠道菌基本无交叉反应。
表示大肠杆菌血清型的方式是按O：K：H排列，例如：O111：K58（B4）：H2

大肠杆菌O157:H7 中的O和H分别表示：O是指O抗原，也就是体细胞抗原，是包埋在细菌细胞壁中的脂多糖类；H是指H抗原，也就是鞭毛抗原，是蛋白质类，具有免疫性的结构。除此之外，还有K抗原，也就荚膜抗原，大部分是多糖；以及M抗原，类粘蛋白，多糖类。

理论上，自然界所有的外源及机体自身物质，都有机会成为抗原。但是通常能为机体免疫细胞识别的抗原还是以蛋白质为主，但是也包括多糖、脂类和核酸等物质。

疫苗、抗原、抗体：疫苗是抗原，它是灭活的病毒做成制剂后注射或吸收入人体，使人体产生抗原-抗体反应，从而产生该疫苗的抗体，当日后感染该病毒后，机体内因存在该病毒的抗体而可以直接产生强大的免疫作用。任何可以引发后天免疫系统反应的物质都可以称为抗原 。

二、大肠杆菌分类

2.1 按致病作用分为六类：肠道致病性大肠杆菌（Enteropathogenic Escherichia coli-EPEC) ；肠道产毒素性大肠杆菌（Enterotoxigenic Escherichia coli-ETEC) ;肠道侵袭性大肠杆菌（Enteroinvise Escherichia coli-EIEC）；肠道出血性大肠杆菌（Enterohemorrhage Escherichia coli-EHEC）；肠集聚性大肠杆菌（Escherichiaaggresive Escherichia coli-EAEC) ；尿道致病性大肠杆菌（Uropathogenic Escherichia coli-UPEC)

肠出血性大肠杆菌（EHEC）是能引起人的出血性腹泻和肠炎的一群大肠埃希氏菌。以O157:H7血清型为代表菌株

2.2 按溶血分类：根据大肠杆菌能否产生溶血素及有无溶血能力分为两类溶血性的大肠杆菌和非溶血性的大肠杆菌。

2.3 按产肠毒素性：分为产肠毒素性大肠杆菌和非产肠毒素性大肠杆菌

三、生物学特征

3.1 理化特性: 大肠杆菌是短杆菌，两端呈钝圆形，革兰阴性。有时因环境不同，个别菌体出现近似球杆状或长丝状；大肠杆菌多是单一或两个存在，但不会排列呈长链形状；大多数的大肠杆菌菌株具有荚膜或微荚膜结构，但是不能形成芽孢；多数大肠杆菌菌株生长有菌毛，其中一些菌毛是针对宿主及其他的一些组织或细胞具有黏附作用的宿主特异性菌毛。

某些细菌在其细胞壁外包绕一层黏液性物质，厚度≥0.2um，边界明显，光镜下可见，称为荚膜。 厚度小于0.2um，称微荚膜。荚膜因不同菌种而异，主要成分为多糖、多肽或蛋白质。

芽孢（endospore）又称内生孢子，是细菌休眠体。产芽孢细菌在营养条件缺乏时，在菌体内形成圆形或椭圆形的芽孢休眠体。芽孢含水量极低，抗逆性强，能经受高温、紫外线，电离辐射以及多种化学物质灭杀等，在灭菌监测中，可利用芽孢的高抗逆性制备生物指示剂。

恶劣环境下，一个细菌产生一个芽孢，条件适宜时重新成为一个细菌，数量没有增加，因此芽孢不是细菌的繁殖体，是休眠体，因此称作“芽胞”更为确切。

3.2 生化特性：大肠杆菌的生化代谢非常活跃。大肠杆菌可以发酵葡萄糖产酸、产气，个别菌株不产气，大肠杆菌还能发酵多种碳水化合物，也可以利用多种有机酸盐。大肠杆菌在常用的生化特性检测项目中，甲基红试验呈阳性，吲哚产生和乳糖发酵是阳性，V-P试验是阴性，尿素酶和柠檬酸盐利用呈阴性，硝酸盐还原试验表现阳性，氧化酶表现阴性，氧化-发酵试验表现为F型。

3.3 致病作用特性：对人和多种动物来讲，由于病原大肠杆菌常常倾向具有一定的宿主特异性，对人有致病作用的菌株常常是很少引起动物的感染，反之亦然，据此可将病原大肠杆菌大致上将其划分为两种：即人病原大肠杆菌和动物病原大肠杆菌。动物的致泻性大肠杆菌已被明确的特征主要是类似于ETEC的菌株。UPEC是一群能够引起人的尿道感染最常见的病原大肠杆菌。尿道感染是很少独立存在于动物的大肠杆菌病中的感染症状。

四、检测方法

4.1 发酵法

这种方法主要是在44.5℃下的培养基上进行大肠杆菌的培养，该培养基含有荧光底物，需要培养24h。然后对荧光底物进行释放，需要采用葡萄糖醛酸进行，让培养基能够在紫外光的照射下发出荧光。采用这样的方式方法，还可以进行统计学估计原来样品中的菌落。主要步骤包括发酵、分离培养、二次发酵、显微镜观察等。

4.2 滤膜法

该方法主要过程：加入10mL左右的无菌水于滤器中，然后掺入一些无菌水进行清洁滤器的内壁，再进行过滤，将滤膜放在M-FC培养基中，两者之间不能够有气泡，然后进行密封，存放温度为44.5℃，存放时间约24h，直到大肠杆菌的菌群变成蓝色或蓝绿色。然后记录数据，估算每一单位的水溶液菌群数量，然后进行大肠杆菌量值的换算。

4.3 平板计数法

用无菌吸管吸取稀释度样品1 mL，该样品与乳糖胆盐发酵类似，然后将其放入无菌培养皿中，再加入温度于45℃下的CDLJJD显色培养基中10 mL的量，并进行培养皿中溶液均匀混合，可以通过快速转动培养皿的方式，等溶液凝固以后，加入5mL左右，然后快速摇晃培养基，使其可以均匀覆盖平板表面，等其凝固以后，翻转培养基，在温度37℃中培养24h左右，然后观察其形态，颜色等变化。除此之外，平行设置两个稀释度培养基，步骤是先稀释样本，通过稀释后，微生物可以分散为单个细胞，然后进行一定环境条件下培养，直到其长成菌落为止，然后进行计算大肠杆菌的数量，通过稀释度和样本数量进行计算。

4.4 免疫磁珠法

该分离技术的主要原理是以磁珠为载体和抗体，进行抗体和磁珠的结合，然后通过磁力技术完成力学的移动，进而分离大肠杆菌。与其他分离细菌的方式相比，这样的方式方法具有一定的优点，该技术可以提升样本中病原性弧菌的检测成功率，并且免疫磁珠技术可以于不同菌种中对不同的微生物进行处理，进而在很大程度上提高检测效率。

4.5自动化仪器检测法

主要是运用免疫自动化分析仪，该技术产生并运用于1970年。随着科技的发展和进步，自动化仪器检测技术应用非常广泛，并且操作起来非常方便，可以节约很多时间，其受干扰的程度较小，可以节省人力物力的投入，也可以提高检测的精确度。在现阶段的发展过程中，自动酶的免疫检测体系的应用非常广泛。

4.6 ATP生物发光法

在近些年的发展过程中，生物发光技术应用很广泛，是一种比较快速的检测微生物的技术。在活性细胞中，ATP是其常见的能量代谢产物，可以提供细胞生理活动过程中所需的能量。并且，该技术可以在生物体内可以在一定范围内保持一定的含量。食品中的大肠杆菌检测技术可以采用荧光光度的方法，因为生物体发光的原因是有荧光素酶的作用，产生了发光的效果。该物质来源于北美的萤火虫体内，可以催化荧光素的氧化作用，不过，该物质性质不稳定，可以对荧光进行快速分解。另外，该检测技术结果获得过程是非常快的，并且该设备携带方便，十分适用于现场检测。

五、高温消毒

可引起腹泻的致病性大肠杆菌、伤寒杆菌、霍乱弧菌等普通细菌繁殖体，80℃热水需要5-10分钟、沸水需要2-5分钟才能杀灭。