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与生俱来_大肠杆菌_喜忧参半的细菌

时间:2020-02-11 百科知识
与生俱来_大肠杆菌_喜忧参半的细菌

1.与生俱来——大肠杆菌

大肠杆菌是从人们出生以来都一直伴随人体的一类细菌。它们对人类既有有益的一面也有有害的一面。

在生物学的分类方面,大肠杆菌属细菌域、变形菌门、γ-变形菌纲、肠杆菌目、肠杆菌科、埃希氏菌属、大肠杆菌种。

大肠埃希氏菌,通常称为大肠杆菌,是德国儿科医生埃舍里希在1885年发现的。在相当长的一段时间内,它一直被当作正常肠道菌群的组成部分,认为是非致病菌。直到20世纪中叶,人们才认识到一些特殊血清型的大肠杆菌对人和动物有病原性,尤其对婴儿和幼畜(禽),常引起严重腹泻和败血症。

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大肠埃希氏菌

它是一种普通的原核生物,一般多不致病,为人和动物肠道中的常居菌,是人类和大多数温血动物肠道中的正常菌群,但也有某些血清型的大肠杆菌致病性较强,可引起不同症状的腹泻。

大肠杆菌是兼性厌氧菌,在环境卫生不良的情况下,常随粪便散布在周围环境中。如果在水和食品中检出此菌,可被认为是被粪便污染的指标,从而可能有肠道病原菌的存在。因此,大肠菌群数(或大肠菌值)常作为饮水和食物(或药物)的卫生标准。

大肠杆菌是研究微生物遗传的重要材料,如局限性转导就是1954年在大肠杆菌K12菌株中发现的。科学家采用两株大肠杆菌的营养缺陷型进行实验,奠定了研究细菌接合方法学上的基础,开辟了基因工程的研究道路。

大肠杆菌是人和许多动物肠道中存在的最主要而且数量最多的一种细菌,它们主要寄生在大肠内。它侵入人体一些部位时,可引起感染,如腹膜炎、胆囊炎、膀胱炎及腹泻等。人在感染大肠杆菌后的症状为胃痛、呕吐、腹泻和发热。感染可能是致命性的,尤其是孩子及老人。

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培养血上的菌斑

该菌对热的抵抗力较其他肠道杆菌强,55℃加热60分钟或60℃加热15分钟仍有部分细菌存活。它在自然界的水中可存活数周至数月,在温度较低的粪便中存活更久。胆盐、煌绿等对大肠杆菌有抑制作用大肠杆菌在人体内的潜伏期通常为3~4天,但有时候也会长达9天。

大肠杆菌对磺胺类、链霉素、氯霉素等敏感,但容易产生耐药性是由带有R因子的质粒转移而获得的。

常见的大肠杆菌种类

根据不同的生物学特性可将致病性大肠杆菌分为5类,即致病性大肠杆菌、肠产毒性大肠杆菌、肠侵袭性大肠杆菌、肠出血性大肠杆菌、肠黏附性大肠杆菌。

大肠杆菌O—157:H7血清型属肠出血性大肠杆菌,自1982年在美国首先发现以来,包括我国在内的许多国家都有报道,而且日见增加。日本近年来因食物污染该菌导致的数起大暴发,格外引人注目。在美国和加拿大通常分离的肠道致病菌中,目前它已排在第二或第三位。

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O-157大肠杆菌

大肠杆菌O—157:H7会引起肠出血性腹泻,约2%~7%的病人会发展成溶血性尿毒综合征,儿童与老人最容易出现后一种情况。致病性大肠杆菌通过污染饮水、食品、娱乐水体引起疾病暴发流行,病情严重者可危急生命。

感染大肠杆菌O—157:H7的临床治疗方法主要属于支持性治疗。若患者出现腹泻,补充失去的水分及电解质十分重要。约50%有肾并发症的患者在出现急性症状时需要特别治疗或输血。

大肠杆菌革兰氏阴性短杆菌周身有鞭毛,能运动,无芽孢,大小在1~3微米之间。它能发酵多种糖类产酸、产气,是人和动物肠道中的正常栖居菌。婴儿出生后这种菌即随哺乳进入肠道,与人终身相伴,其代谢活动能抑制肠道内分解蛋白质的微生物生长,减少蛋白质分解产物对人体的危害,还能合成维生素B和K,以及有杀菌作用的大肠杆菌素。

正常栖居条件下,这种菌不会导致人类的疾病,但如果进入胆囊膀胱等处可引起炎症。它在肠道中大量繁殖,几乎占到了粪便净重的1/3。

大肠杆菌的致病物质

大肠杆菌具有很多毒力因子,包括内毒素、荚膜、Ⅲ型分泌系统黏附素和外毒素等。

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Ⅲ型分泌系统

Ⅲ型分泌系统指能向真核靶细胞内输送毒性基因产物的细菌效应系统,其约由20余种蛋白质组成。

黏附素能使细菌紧密黏附在泌尿道和肠道的细胞上,避免因排尿时尿液的冲刷和肠道的蠕动作用而被排除。大肠杆菌黏附素的特点是具有高特异性,其包括:定植因子抗原Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ;集聚黏附菌毛Ⅰ和Ⅲ;束形成菌毛;紧密黏附素;P菌毛;侵袭质粒抗原蛋白和Dr菌毛等。

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黏附素

大肠杆菌能产多种的外毒素,其包括:志贺毒素Ⅰ和Ⅱ;耐热肠毒素Ⅰ和Ⅱ;不耐热肠毒素Ⅰ和Ⅱ。此外,溶血素A在尿路致病性大肠杆菌所致疾病中有重要的作用。

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。该抗原刺激肌体主要产生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抗原主要刺激肌体产生IgG类抗体,与其他肠道菌基本没有交叉反应。

大肠杆菌导致的疾病

肠道外感染:多为内源性感染,以泌尿系感染为主,如尿道炎、膀胱炎、肾盂肾炎,也可引起腹膜炎、胆囊炎、阑尾炎等。婴儿、年老体弱、慢性消耗性疾病、大面积烧伤患者,大肠杆菌可侵入血流引起败血症。早产儿,尤其是生后30天内的新生儿,易患大肠杆菌性脑膜炎。

急性腹泻:某些血清型大肠杆菌能引起人类腹泻。其中肠产毒性大肠杆菌会引起婴幼儿和旅游者腹泻,患者出现轻度水泻,也可呈现严重的霍乱样症状。腹泻常为自限性,一般2~3天即愈,营养不良者可达数周,也可反复发作。肠致病性大肠杆菌是婴儿腹泻的主要病原菌,有高度传染性,严重者可致死。细菌侵入肠道后,主要在十二指肠、空肠和回肠上段大量繁殖。此外,肠出血性大肠杆菌会引起散发性或暴发性出血性结肠炎,可产生志贺氏毒素样细胞毒素。

例如,大肠杆菌O—157:H7是大肠杆菌的其中一个类型,该种病菌常见于牛等温血动物的肠内。这一型的大肠杆菌会释放一种强烈的毒素,并可能导致肠管出现严重症状,如带血腹泻。患者可能出现各种症状,包括严重的水泻、带血腹泻、发热、腹绞痛及呕吐。情况严重时,患者更可能并发急性肾病。5岁以下的儿童出现该类并发症的风险较高。若治疗不当,这种菌可能会致命。

大肠杆菌可通过饮用受污染的水或进食未熟透的食物(特别是免治牛肉、汉堡扒及烤牛肉)而感染。饮用或进食未经消毒的奶类、芝士、蔬菜、果汁及乳酪而染病的个案也有发现。此外,如果个人卫生欠佳,也可能会通过人传人的途径,或经进食受粪便污染的食物而感染该种病菌。

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大肠杆菌污染食物可诱发疾病

大肠杆菌在生物技术应用

大肠杆菌作为外源基因表达的宿主,遗传背景清楚,技术操作简单,培养条件简单,大规模发酵经济,倍受遗传工程专家的重视。目前,大肠杆菌是应用最广泛、最成功的表达体系,常做高效表达的首选体系。

大肠杆菌更适合原核基因的表达,外源基因表达产量与单位体积产量是正相相关的,而单位体积产量与细胞浓度和每个细胞平均表达产量呈正相相关。细胞的浓度与生长速率,外源基因拷贝数和表达产物产量之间存在动态平衡,单个细胞的产量又与外源基因拷贝数、基因表达效率、表达产物的稳定性和细胞代谢负荷等因素有关。

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大肠杆菌感染的预防方法

在生活中,我们预防大肠杆菌感染的方法主要有:

保持地方及厨房器皿清洁,并把垃圾妥为弃置。保持双手清洁,经常修剪指甲。进食或处理食物前,应用肥皂及清水洗净双手,如厕或更换尿片后也应洗手。

食水应采用自来水,并最好煮沸后才饮用。

人们还应从可靠的地方购买新鲜食物,不要光顾无牌小贩。避免进食高危食物,例如未经低温消毒法处理的牛奶,以及未熟透的汉堡扒、碎牛肉和其他肉类食品。烹调食物时,应穿清洁、可洗涤的围裙,并戴上帽子。食物应彻底清洗,易腐坏的食物应用盖盖好,存放在冰柜中。生的食物及熟食,尤其是牛肉及牛的内脏,应分开处理和存放(冰柜上层存放熟食,下层存放生的食物),避免交叉污染。冰柜应定期清洁和融雪,温度应保持在4℃或以下。

如果食物的所有部分均加热至75℃,便可消灭大肠杆菌O-157 : H7。因此,碎牛肉及汉堡扒应彻底煮至75℃达2至3分钟,直至煮熟的肉完全转为褐色,而肉汁也变得清澈。

另外,人们不要徒手处理熟食。如有需要,应戴上手套。食物煮熟后应尽快食用。如有需要保留吃剩的熟食,应该加以冷藏,并尽快食用,食用前应彻底翻热,变质的食物应该弃掉。