大肠埃希杆菌性胃肠炎

大肠埃希杆菌性胃肠炎大头医生编辑整理英文名称coliformgastroenteritis类别消化科/肠道疾病/小肠疾病ICD号K63.8概述肠杆菌科(enterobacteriaceae)包括一大群生物学性状相似的革兰阴性杆菌。这类细菌大多数寄居在人和动物肠道中，可随人及动物的排泄物广泛分布于水、土壤和腐物中。其中有些细菌对人类有明显的致病作用，如沙门菌属、志贺菌属和某些病原性大肠埃希杆菌等；而大多数是肠道的正常菌群，一般不致病，但是当宿主机体状态改变或细菌进入肠道以外的部位，也可作为条件致病菌而引起多种疾病，如菌血症、脑膜炎、肺炎、肾盂肾炎或伤口感染等疾病。概述近年由于抗生素、激素及免疫抑制药等的广泛使用，条件致病菌所致疾病日益增多，已成为医学领域的重要问题。大肠埃希杆菌(Escherichiacoli)俗称大肠杆菌，是人类和动物的肠道正常菌群的主要成员，每克粪便中约含109个大肠埃希杆菌。随粪便排出后，广泛分布于自然界，一旦水、牛乳、食品及其他物品检出大肠埃希杆菌，即意味着这些物品直接或间接地被粪便污染，故在卫生学上被作为卫生监督的指示菌。正常情况下，大肠埃希杆菌不致病，而且还能合成维生素B和K，产生大肠菌素，对机体有利。概述但当机体抵抗力下降或侵入肠外组织或器官时，可作为条件致病菌而引起肠道外感染。有些血清型的大肠埃希杆菌可引起肠道感染。此外，某些大肠埃希杆菌还被用于分子生物学的实验研究。引起人类腹泻的大肠埃希杆菌总称为病原性大肠埃希杆菌，依其发病机制，可分为致病性大肠埃希杆菌(pathogenicE.coli)、产毒性大肠埃希杆菌(toxingenicE.coli，TEC)、侵袭性大肠埃希杆菌(enteroinvasiveE.coli，IEC)、出血性大肠埃希杆菌(hemorrhagicE.coli，HEC)、集聚性大肠埃希杆菌(aggregativeE.coli，EAEC)。流行病学本病的传染源主要是病人和病原携带者，病人有急性期病人和慢性期病人。暴发大多由于受污染的食物和水而传播。另外某些动物，主要是家畜、家禽等也可作为本病的传染源。本病是一种世界流行性疾病，以热带和亚热带地区、卫生条件比较落后地区发病高。温带和寒带地区发病有明显季节性。病因本菌为革兰阴性杆菌，大小为(1.1～1.5)m×(2.0～6.0)m(活菌)或(0.4～0.7)m×(1.0～3.0)m(染色菌)。多数菌株有周身鞭毛，能运动，周身还有菌毛，无芽孢。某些菌株有包膜。菌毛位于菌体表层，纤维状附着物，属疏水蛋白质成分，具有较好的抗原性，可刺激机体产生相应的抗体。为兼性厌氧菌，15～45℃可发育，最适宜生长温度为37℃，最适宜pH为7.4～7.6。在肠道菌选择培养基上，因能发酵乳糖产糖，使指示剂变色而形成有色菌落。病因而肠杆菌科中的致病菌多数不分解乳糖，菌落无色，此点对肠杆菌科致病菌的分离有选择作用。发酵葡萄糖、乳糖、麦芽糖、甘露醇等多种糖醇产酸产气；对蔗糖、卫矛醇、棉籽糖、鼠李糖等因菌株而异。IMVC试验为--，脲酶、苯丙氨酸、丙二酸盐等阴性。抗原构造较复杂，主要有O、H、K3种抗原。O抗原为耐热多糖磷脂复合物，目前已有171种，是血清分型的基础；H抗原为不耐热的蛋白质，至今已建立了56个抗原；K抗原为包膜抗原，至今已知有100种。病因本菌在自然界水中可存活数周至数月，在温度较低的粪便中存活更久。易产生耐药性。耐药性的产生，主要是由带有耐药因子(R因子)的质粒的传递而获得。发病机制1.侵袭力大肠埃希杆菌具有K抗原和菌毛。K抗原有抗吞噬作用，有抵抗补体和抗体的作用；菌毛能帮助细菌的黏附作用。产毒性大肠埃希杆菌的这种纤毛样菌毛称定居因子或定植因子(colonizationfactor)，包括CFAI、CFAⅡ。它们由细菌质粒控制，可以通过质粒传递给其他菌株，抗原性很强，能刺激宿主机体产生特异性抗体。有侵袭力的菌株可以侵犯肠道黏膜表层引起炎症。2.肠毒素ETEC在生长繁殖过程中释放出来的毒素称大肠埃希杆菌肠毒素。发病机制按其对热的稳定性分为：耐热肠毒素(heat-stableenterotoxin，ST)、不耐热肠毒素(heat-labileenterotoxir，LT)。ST与LT均由染色体外的遗传物质质粒所编码，控制合成。EFEC某些菌株产生细胞毒性物质。(1)不耐热肠毒素(LT)：类似霍乱弧菌的肠毒素，可刺激小肠上皮细胞腺苷环化酶，使ATP转化为cAMP，促进小肠液体过度分泌，超过肠道再吸收能力，以致出现腹泻。耐热肠毒素(ST)是通过激活细胞上的鸟苷酸环化酶，使胞内cGMP量增加，导致液体平衡紊乱而引起腹泻。发病机制(2)内毒素：大肠埃希杆菌细胞壁有内毒素活性，其毒性部位为脂类A；O特异多糖有助于细菌抗宿主的防御功能。3.黏附素黏附素(BFP)即以前所称的致病性大肠埃希杆菌黏附因子(EAF)，是该菌的一个大质粒所编码的一种菌毛，与黏附作用密切相关。由BFP介导的黏附为局部黏附，细菌不是均匀地分布在细胞表面，而是呈丛状或微菌落样存在于细胞上。同时，这种黏附为远距离黏附，细菌菌体并不直接与细胞接触，两者靠菌毛相连。发病机制4.紧密素紧密素以前曾称为EAE蛋白，是肠致病性大肠埃希杆菌的一种次要外膜蛋白，分子量为94kD。与耶尔森菌的侵袭素N末端区域有高度的同源性。其编码基因eaeA位于菌体的染色体上。新近发现出血性大肠埃希杆菌等也有eaeA的类似结构。紧密素是致病性大肠埃希杆菌近距离黏附和侵入宿主细胞的主要物质基础。它与宿主细胞膜上的相应受体结合后，导致细胞内Ca2浓度上升及蛋白质的磷酸化等作用，使得细胞支架发生重排，在细菌黏附处形成一个致密的纤维样肌动蛋白垫，从而使细菌侵入细胞。发病机制此时感染的细胞表现为刷状缘脱落，并失去微绒毛。5.eaeA基因族应用TnphoA插入含质粒的EPEC诱发突变，结果在329株鉴定出有22株无侵袭力，其中5株TnphoA插入在染色体的eaeA基因中，证明侵袭力与紧密贴着、紧密素的产生有关。另有2株TnphoA插入在eaeA的下方，则失去对上皮细胞紧贴能力，但仍能产生紧密素。这说明在：EPEC中存在一个eae基因簇，在eaeA下方的基因称为eaeB。通过遗传学研究，结合上述致病因素，Donnenberg提出EPEC致病机制共分3期进行。发病机制第1期由EAF质粒上bfpA编码的BFP介导，使细菌相互黏附并黏附于微绒毛上。同时质粒及染色体位点导致初期的局部黏附。第2期染色体基因启动信号转换，导致蛋白质的酪氨酸磷酸化、细胞内钙浓度升高、早期细胞支架破坏、微绒毛改变以及液体分泌。第3期随感染的进展，eae基因簇被激活，产生的紧密素使细菌与上皮细胞膜紧贴，使细胞支架破坏增强。细菌黏附下方肌动蛋白、肌球蛋白等大量集聚。此时一部分细菌侵入上皮细胞。临床表现由于5种不同类型的大肠埃希杆菌各菌型间的毒力、侵袭情况不同及机体抵抗力的差异，临床表现亦不一致。一类是细菌只附着于肠黏膜上生长繁殖并产生肠毒素，通过活化肠壁细胞的腺苷环化酶，当胞内环磷腺苷(cAMP)水平升高时，可促进小肠肠液分泌亢进(LT)，而ST毒素引起的肠液分泌亢进是环化鸟苷(cGMP)介导。同时肠毒素亦能损伤周围血管的上皮，引起腹泻，排出大量水样便(临床上类似霍乱样疾病)。另一类型是细菌能侵入肠黏膜上皮细胞，大量繁殖并能产生毒性物质引起一种网状液体溢出物流进肠腔，最后上皮细胞破裂，导致肠黏膜坏死和产生溃疡，大便则带脓血(临床类似痢疾样疾病)。临床表现主要病变以回肠为主。1.潜伏期短者仅数小时，大肠埃希杆菌性食物中毒，可在2h内出现呕吐、腹泻。一般潜伏期为1～3天。2.临床表现(1)轻型：一般不发热，以食欲减退、腹泻为主要表现。每天大便3～6次不等，常呈黄色或绿色消化不良样稀便，多呈混有少量泡沫的稀汤样便，并伴有腹胀、腹痛及恶心。(2)中型：可有低热，除具有轻型症状外并有恶心呕吐，腹泻次数较频，多呈水样便，可有轻度脱水及酸中毒症状。临床表现(3)重型：体温呈不规则热型，38～40℃持续数天，每天腹泻10～20次，常为黄绿色水样便，混有少量黏液，可有腥臭味，亦见有牛奶色或米汤样便，与霍乱基本相似，多有恶心呕吐，婴幼儿常出现惊厥。由于大量吐泻呈现明显脱水和酸中毒症状，可出现急性肾衰。在孟加拉国ETEG腹腹泻幼儿中约有30%出现中等或严重脱水，成人病例中严重脱水者更多，常不能与霍乱区别，若治疗不及时，婴幼儿患者可在数天内死亡。EIEC腹泻与急性菌痢相似。临床表现EHEC感染症的主要症状，是血便和剧烈的腹痛。EAEC引起的腹泻呈持续性(＞14天)，有血性便，并有发热(38℃)和呕吐等症状。3.脱水与电解质紊乱(1)脱水：根据体内失水程度可分为轻、中、重3度。轻度脱水眼窝稍凹陷，脉搏尚属正常；中度脱水除眼窝、前囟凹陷外，伴有皮肤缺乏弹性，易抓起，皮肤恢复时间为2～5s，指纹皱瘪，脉细数；重度脱水者发绀，皮肤抓起不易恢复，血压下降，常出现微循环障碍，肌肉痉挛，脉微弱，出现尿少或尿闭。临床表现(2)酸中毒：呼吸明显加深，CO2结合力在18mmol/L以下，口唇呈樱桃红色，呼吸中常有酮味，重症者出现烦躁、嗜睡、昏迷、惊厥，甚至休克。CO2结合力在11.25mmol/L以下。(3)低钾血症：经补液治疗后，血液浓缩现象得到纠正，尿量增加，加速血钾的排泄，同时输入的葡萄糖合成糖原时需将钾移入细胞内，促使血清钾降低而出现缺钾症状。明显的低血钾症状多在腹泻1周后出现，严重者出现软瘫甚至呼吸肌麻痹、心律失常、昏迷，可危及生命。临床表现(4)低钙血症：常发生在输血或纠正酸中毒后。患儿出现哭闹不安、四肢肌肉紧张、手足抽搐、惊厥和腱反射亢进。并发症恶心呕吐，腹泻次数较频，多呈水样便。由于大量吐泻呈现明显脱水和酸中毒症状，可出现急性肾衰。若治疗不及时，婴幼儿患者可在数天内死亡。实验室检查1.采集标本以无菌棉拭子蘸取腹泻病患者粪便，如无粪便，以浸湿磷酸盐缓冲液的直肠拭子插入肛门4～6cm(婴幼儿2～3cm)处，在直肠内旋转擦取直肠表面黏液后取出，盛于运送或保存液中，如不能及时送检，样品应在4℃冷藏保存，但以不超过8h为宜。2.增菌和分离培养对于大肠埃希杆菌的分离应在初代分离时选用弱选择性培养基，如伊红亚甲蓝、中国蓝蔷薇酸式山梨醇麦康凯平板。划线分离，35～37℃培养18～24h后，观察菌落形态特征，选取紫红色或暗红色、大小1～3mm、边缘整齐有光泽、中央凸起的单个菌落进行鉴定，鉴定程序见图1。实验室检查3.鉴定(1)初步鉴定：根据菌落特征、涂片染色的菌形及染色反应，取纯培养物细菌作图1所示生化反应，凡符合于表1所示结果可初步鉴定为大肠埃希杆菌。(2)最后鉴定：一般常规检验做到上述初步鉴定即可，必要时可按《伯杰系统细菌学手册》所列生化反应做出最后鉴定，其中主要的鉴定试验为：触酶阳性，氧化酶阴性；发酵葡萄糖产酸产气或只产酸，发酵乳糖产酸产气或迟缓发酵产酸，不发酵肌醇；IMVC反应分别为，，-，-(占94.6%)；脲酶阴性，H2S阴性，苯丙氨酸脱氨酶阴性，硝酸盐还原阳性，动力多数阳性。实验室检查简便的方法是采用肠杆菌科试剂盒，根据反应结果编码后做出最后鉴定。(3)鉴定试验：某些大肠埃希杆菌，尤其是无动力的不发酵乳精株，应与志贺菌相鉴别，二者的主要鉴别试验可用醋酸钠和葡萄糖铵利用试验及黏质酸盐产酸3种试验。大肠埃希杆菌均为阳性，而志贺菌为阴性。①致病性大肠埃希杆菌：A.假定试验：于鉴别平板上菌落生长稠密处挑取培养物，以EPEC的3种多价O血清作玻片凝集试验。如与某一种多价O血清凝集，再与该多价血清所包含的O单价血清做试验。实验室检查如与某个O单价血清凝集，再挑取3～5个单个菌落，与该血清作凝集试验。B.生化试验：选择O单价血清强凝集的菌落接种三糖铁琼脂，悬挂靛基质试纸片，经36℃培养18～20h。凡是乳糖、蔗糖产酸，葡萄糖产酸并多数产气，H2S阴性，靛基质阳性的菌株，可证实为大肠埃希杆菌。如果靛基质为阴性时，还必须V-P试验为阴性，且不能在西蒙枸橼酸盐琼脂上生长，方可证实为大肠埃希杆菌。C.血清学证实试