肠杆菌科细菌感染

肠杆菌科细菌包括一大群生物性状相似的革兰阴性无芽胞杆菌，其中部分为致病菌，如：沙门菌属、志贺菌属等;而多数为肠道正常菌群，在一定条件下可以致病，故称为条件致病菌。肠杆菌科的分类主要根据生化反应和抗原构造，按照Bergery分类法，分为5个族、12个属。近年来由于分子生物技术的发展，现已可采用计算机技术分析各种生化反应和比较细胞核DNA的同源性等，在此基础上，目前肠杆菌科细菌分为25个属。肠杆菌科细菌的分类表：埃希菌属志贺菌属爱德华菌属沙门菌属拘椽酸菌属克雷伯菌属肠杆菌属哈夫尼亚菌属沙雷菌属变形菌属普鲁菲登菌属多源杆菌属莫根菌属耶尔森菌属克鲁菌属欧文菌属布丘菌属西地西菌属爱文菌属塔特姆菌属拉恩菌属米勒菌属勒克菌属勒米诺菌属Yoken菌属肠杆菌科细菌为革兰阴性杆菌，两端钝圆，无芽胞。多数细菌有周身鞭毛，能运动，个别细菌有荚膜。多数细菌有菌毛。本科细菌为需氧和兼性厌氧菌，营养要求不高，在普通培养基上生长良好，各种细菌菌落大小相似，直径2～3μm。本科细菌中致病菌不发酵乳糖，条件致病菌中除变形杆菌外，均可发酵。发酵迅速者有埃希菌属、克雷伯菌属和肠杆菌属;缓慢发酵者有爱德华菌属、沙雷菌属等。各种肠杆菌科细菌的生化反应表现多样，不同菌属的生化反应甚不一致，故可作为肠杆菌科细菌鉴定的依据之一。肠杆菌科细菌构造复杂，菌体表面有多种抗原，主要有菌体抗原0、鞭毛H抗原和荚膜K抗原三种。细胞壁共分三层:细胞外膜、粘肽糖肽与质周隙组成的胞壁层和细胞膜。0抗原为细胞壁成分，由蛋白脂多糖组成，耐热。0抗原可分三部分:①多糖侧链，各种不同肠杆菌科细菌具有不同的糖成分，多糖的排列也不相同，因而决定了0抗原的特异性;②核心部分，包括外核心区、骨架和核心糖脂，各种肠道杆菌的核心部分相同;③类脂A，与内毒素有关，可引起与内毒素血症相同的发热、炎症和血液动力学改变的各种临床表现。荚膜抗原能抑制细菌与0抗血清的凝集，并可促使细菌易于粘附于粘膜表面，与细菌的侵袭力有关，如：大肠杆菌的Ki抗原和伤寒杆菌的Vi抗原。H抗原由鞭毛蛋白组成，不耐热，其抗原的特异性决定于多肽链上氨基酸的排列顺序和空间构型。H抗原可能与细菌在尿路中的播散有关。多数肠杆菌科细菌表面有菌毛，为一种蛋白成分，与细菌对粘膜表面的粘附能力有关。本科细菌的耐热力不强，600C30分钟即被杀灭。肠杆菌科细菌的沙门菌属、志贺菌属、鼠疫杆菌等早已受到广泛重视，其他细菌在某些情况下，尤其是在免疫缺陷病人、粒细胞缺乏者中易引起各种严重感染，已成为临床上日益重视的问题。一.大肠杆菌感染[病原]大肠杆菌为革兰阴性短杆菌，因可分解乳糖而产酸，菌落在SS、中国蓝及伊红美蓝平板上分别呈红色、蓝色及紫黑色，借此可与沙门菌及志贺菌相鉴别，但应注意少数菌株分解乳糖缓慢。本菌属能分解葡萄糖、乳糖、麦芽糖、甘露醇，产酸、产气，不分解蔗糖。靛基质(吲哚)、甲基红、VP及枸椽酸盐（IMVC）试验分别呈++--，尿素酶阴性，不产H2S。大肠杆菌0抗原已知者有160余种，是分群的基础，肠杆菌科不同属细菌间可有共同的0抗原。H抗原和K抗原各约50和90余种，K抗原又可分为L、A、B组。根据DNA同源性分析结果，新的属于大肠杆菌属者尚有E.blattae和E.hermannii等。大肠杆菌在土壤和水中可生存数月，在含氯的水中不能生存。对很多常用抗菌素耐药，多数为自然耐药，另一些则由质粒介导而获得。[流行病学]大肠杆菌是人类和动物肠道中的正常菌群，新生儿出生后数小时肠道即有该菌存在，并终生存在。大肠杆菌经常随粪便排出体外，污染周围环境、水源及食物。粪便中的大肠杆菌污染下尿路是引起急性肾盂肾炎的重要原因。当人体抵抗力降低时，大肠杆菌可侵入肠道外组织或器官引起感染，称为内源性感染。此外，在医院内则可通过病人之间，工作人员与病人间接触、呼吸道气溶吸入或各种医疗操作等，使病人获得感染，大肠杆菌是医院获得性感染的最重要的病原菌。大肠杆菌某些血清型可引起医院内婴儿腹泻的流行，也可引起成人，尤其是旅游者发生腹泻。[发病机制和病理]大肠杆菌可引起许多器官或全身感染。该菌可污染尿道口，引起上行性感染而发生膀胱炎，由膀胱-输尿管-肾脏，引起肾盂肾炎。此外，经由血行及淋巴系统也可导致肾脏感染。大肠杆菌可自血液到达胆囊，或经门静脉入肝，如果肝脏未能清除细菌，则细菌可随胆汁排出而感染胆囊。胆道蛔虫也可将大肠杆菌带入胆囊及胆管，造成上行性感染。大肠杆菌是革兰阴性杆菌败血症的最常见的病原菌，50%的大肠杆菌败血症来源于尿路感染，此外亦可由腹部外伤、腹腔手术后感染等引起。肝硬化时由于肝脏清除细菌的功能减低，尤易引起菌血症和败血症。有的败血症病人找不到侵入途径，这种情况常见于恶性肿瘤、血液病、糖尿病及应用肾上腺皮质激素、抗肿瘤药物、广谱抗生素的病人，可能系内源性感染。大肠杆菌是条件致病菌，不同菌株的侵袭力，与细胞壁的结构，尤其是类脂A(为内毒素的核心结构)和细菌产生的酶、毒素或代谢物等有关。目前已分离或鉴定的与毒力有关的因子可分为:①主要毒力因子:如内毒素(脂多糖，LPS)，外毒素，膜结合毒素(如：β溶血素)等;②辅助毒力因子:有粘附素、鞭毛、荚膜及铁运输系统。通常由多种毒力因子共同作用造成疾病。一般而言，具有粘附于粘膜表面能力、能对抗血清的杀菌活性、有荚膜并能产生细胞外蛋白分解酶的菌株，其毒力和致病能力亦较强。大肠杆菌内毒素与其他革兰阴性杆菌的内毒素一样，可引起一系列临床症状。内毒素可作用于白细胞，导致内源性致热原的释放，后者作用于下丘脑的体温调节中枢使体温升高。内毒素可激活激肽系统，释放缓激肽而引起中毒性休克;激活补体旁路，出现过度的各种补体介导反应，如：过敏毒素、趋化反应、膜损害等，造成机体损害；激活Ⅻ因子和启动内凝系统、纤溶系统，引起DIC。在内毒素血症早期，由于白细胞附集毛细血管壁，白细胞总数往往减少，后期则白细胞总数增多。大肠杆菌中的某些血清型可引起儿童或成人腹泻。引起腹泻的大肠杆菌可分为五个组;即：肠产毒素大肠杆菌、肠致病性大肠杆菌、肠侵袭性大肠杆菌、肠出血性大肠杆菌、肠集聚性大肠杆菌。上述细菌与肠粘膜均有特异的相互作用，均可产生各种毒素，并均具有质粒编码的毒力因子。此外还有新发现的肠产志贺样毒素且具侵袭力的大肠杆菌。肠致病性大肠杆菌主要引起婴儿腹泻，大多包括下列血清型:018、025、026、0111、0119、0125～0128、0146。许多细菌可产生一种耐热或不耐热的肠毒素。细菌粘附于肠粘膜上皮细胞表面底座样突起，使邻近微绒毛脱落，病变位于十二指肠、空肠和回肠上端。肠产毒素大肠杆菌产生的肠毒素有不耐热毒素(LT)和耐热毒素(ST)两种;分子质量高(83000)，加热650C30分钟即被破坏，含LT的大肠杆菌不侵入肠上皮细胞，以其肠毒素致病，毒素的作用与霍乱弧菌肠毒素相似，能激活肠上皮细胞膜上的腺苷环化酶，使ATP转化为cAMP,促进肠粘膜细胞的分泌而引起水样腹泻。该毒素与霍乱弧菌肠毒素相关，两者的抗血清有交叉中和作用。ST的相对分子质量较小(1500～5000)，能耐受1000C10～20分钟不被破坏;ST可能通过激活鸟苷酸环化酶而促进小肠粘膜的分泌，但病程较短。ST和LT的产生系由质粒控制。已知肠毒素大肠杆菌有27个血清型，是儿童和旅游者腹泻的重要病原，感染后产生的免疫力具有特异。肠侵袭性大肠杆菌不产生肠毒素，但能侵入结肠粘膜上皮细胞，在此生长繁殖，其毒力因子和发病机制与志贺菌属一致;在内毒素的作用下，细胞被破坏，引致炎症反应和溃疡，产生痢疾样症状。常在较大儿童及成人中致病，能引起症状者有0124、0136、0143、0144、0152、0167等血清常可引起暴发流行或散发病例。肠集聚性大肠杆菌是某些地区(墨西哥、北非)旅游者腹泻的重要病原菌，该菌除粘附于肠粘膜上皮细胞外对细胞具有一定侵袭力，并可产生各种毒素和质粒编码的毒力因子，引起儿童持久性腹泻。肠出血性大肠杆菌可引起出血性结肠炎，多数由0157：H7血清型引起，部分菌株可产生志贺样毒素因而有溶血-尿毒症综合征表现。[临床表现]（一）尿路感染常引起急性尿路感染，可表现为膀胱炎或肾盂肾炎。病人本身存在各种原因引起的尿路梗阻是重要诱发因素。常由04、06、075等血清型引起，细菌为具有粘附因子的尿路致病性大肠杆菌，是尿路感染最常见的病原菌。膀胱炎有尿频、尿急、尿痛等膀胱刺激征，肾盂肾炎则尚有高热、腰痛等全身症状。（二）腹腔感染阑尾穿孔、胃及十二指肠溃疡穿孔、小肠憩室炎症穿孔以及全身感染等，均可引起腹腔内脓肿。大肠杆菌所致的脓肿常合并有厌氧菌如：厌氧链球菌、梭状芽胞杆菌、拟杆菌等感染，故脓液多有臭味。（三）胆道感染常发生于有胆石症的病人，胆石梗阻胆囊管或胆管，临床表现为发热、右上腹痛或绞痛，向右肩放射，局部有压痛、肌卫等，伴有其他毒血症症状，部分病例可伴发中毒性休克、黄疸等，或引起胆管炎、肝脓肿及门静脉血栓性静脉炎等。（四）肺部感染大肠杆菌为革兰阴性杆菌肺炎的病原之一。正常的呼吸道粘膜表层由连结素包裹，对革兰阳性细菌有特殊受体。任何对机体的有害因素均可使唾液中降解连结素的蛋白分解酶增加，使连结素破坏，粘膜下组织的革兰阴性菌受体暴露，因而导致大量革兰阴性菌定植;宿主如果微量吸入呼吸道分泌物后即可发生革兰阴性杆菌肺炎。大肠杆菌肺炎大多为医院内感染，或有严重基础疾病(如：糖尿病、慢性阻塞性肺部病变)的门诊病人。临床表现大多为累及肺下叶的支气管肺炎，部分病人可伴发脓胸、败血症等，病死率可高达50%或以上。（五）败血症大多发生在肾盂肾炎或其他尿路感染者中，尤其合并尿流不畅的病人;或发生于腹腔感染、肠道感染及盆腔感染的基础上，在院内感染革兰阴性杆菌败血症中居首位。起病多急骤，高热，主要特点为细菌内毒素引起的全身毒血症症状、神志淡漠、反应迟钝，部分病人可出现中毒性休克、DIC等。血中补体水平下降，少数病人可继发迁徙性病灶。（六）肠道感染致病性大肠杆菌常引起婴儿腹泻，有时可在病房或婴儿室引起暴发流行。产肠毒素大肠杆菌所致者大多症状较轻，有水泻、腹痛等，发热不显著，3～4日自愈;但少数病例可发生寒战、高热、恶心、呕吐、肠痉挛者。侵袭性大肠杆菌引起的腹泻常有粘液血便，与菌痢难区别。肠集聚性大肠杆菌常引起旅游者腹泻，或在儿童中引起持久腹泻。肠出血性大肠杆菌可引起出血性结肠炎的大面积暴发流行，通常病人不发热，也不引起肠粘膜的侵袭或炎症;但在老年病人中有死亡的报道。有的菌株可产生志贺菌样毒素，并引起溶血-尿毒症综合征。（七）其他新生儿常可发生大肠杆菌败血症及脑膜炎，尤其多见于早产儿。新生儿脑膜炎大多由大肠杆菌或B组链球菌引起，尤其是具有Ki荚膜抗原的大肠杆菌。流行病学研究证实妊娠期妇女的胃肠道中Ki大肠杆菌的定植率增高，此种菌株日后可引起新生儿脑膜炎。可采用氨苄西林合井头孢噻肟作为经验治疗。[实验室检查]周围血象白细胞总数可以减少、正常或增高，中性粒细胞增多。有各种慢性疾病者可有不同程度贫血。自血、尿、粪便、脓液、脑脊液、痰等标本中可分离出大肠杆菌。腹泻流行时可从多数病人中分离出同一血清型的大肠杆菌，且和可疑食物中分离者一致。二．克雷伯菌属肠杆菌属沙雷菌属和哈夫尼亚菌属感染[病原]克雷伯菌属、沙雷菌属、肠杆菌属与哈夫尼亚菌属同属于克雷伯菌族，其生化反应很相似，某些氨基酸脱羧酶试验有助于鉴别。克雷伯菌属可分7个种，其中肺炎克雷伯杆菌、产酸克雷伯杆菌、鼻硬结克雷伯菌和臭鼻克雷伯杆菌的临床意义较大。克雷伯菌属目前是除大肠杆菌外最重要的条件致病菌。本菌可产生荚膜，无动力，按荚膜抗原K的成分，可用荚膜肿胀试验分为80个型。肠杆菌属分8个种，产气肠杆菌、阴沟肠杆菌是临床上较重要的条件致病菌，可引起肺炎、败血症、尿路感染和脑膜炎等;凝团肠杆菌是重要的医院内感染病原菌，可污染输液瓶引起败血症和其他感染；此外还有吉哥维亚肠杆菌、坂崎肠杆菌等。沙雷菌属包括粘质沙雷菌、液化沙雷菌、红色沙雷菌、芳香沙雷菌及普里木斯沙雷菌等。以前三者（尤其是粘质沙雷菌）是医院内感染和免疫缺陷者感染的病原菌之一。[流行病学]肺炎克雷伯菌是重要的医院内感染病原菌。据报