[科普中国]-肠产毒素性大肠杆菌

生物特性

ETEC属于肠杆菌科（Enterobacteriaceae）埃希氏菌属（Escherichia）成员，为革兰氏阴性的直杆菌。大小约5～0.8 μm×1.0～3.0 μm，无芽孢，大多数菌株有动力，普通菌毛与性菌毛，有些菌株有多糖类荚膜。ETEC最佳生长温度为37℃，最佳pH值为7.2～7.4。在普通琼脂上生长良好，可形成圆形、边缘整齐、稍隆起、光滑、半透明的灰白色菌落。在鉴别性或选择性培养基上形成有颜色、直径2～3mm的光滑型菌落。

生化反应：能分解多种糖(醇、苷)类，使其产酸或产气；吲哚试验和M.R.试验均为阳性；V. P.试验和柠檬酸盐利用试验均为阴性。易产生耐药性。胆盐、煌绿等对大肠杆菌有抑制作用。对磺胺类、链霉素、氯霉素等敏感，但易耐药1。

病原学特性ETEC具有较为复杂的抗原组成，主要有菌体抗原(0抗原)，表面抗原(K抗原)和鞭毛抗原(H抗原)。0抗原为多糖、磷脂与蛋白质的复合物，存在于菌体胞壁中,多为菌体内毒素，具有耐热性质(120℃，2h难以破坏其结构)。因此，0抗原在大肠杆菌血清型分类中起到重要作用。K抗原为菌体表面多糖或蛋白质抗原,它影响着产肠毒素性大肠杆菌毒力的强弱，主要在于菌毛、被膜或荚膜中被发现。H抗原系不耐热的蛋白质抗原,在细菌的运动性中具有重要作用,主要存在于鞭毛中，抗原性质良好。另外，产肠毒素性大肠杆菌抗原还包括蛋白质性质的菌毛抗原,如定居因子、点附素、纤毛等。

毒力因子ETEC产生毒力因子有粘附素(adhesin)、肠毒素(enterotoxin，Ent)、水肿病毒素(edema diseaseprinciple，EDP)、内毒素(endotoxin)、溶血素(haemolysin)等。其中肠毒素和粘附素无论是从发病学还是免疫学角度来讲都起着重要的作用。肠毒素一般可分为耐热肠毒素(heat-stable enterotoxin，ST)和热敏肠毒素(heat-labile enterotoxin，LT)，两种肠毒素既可单独产生，又可同时产生，在遗传学上两种毒素的产生均受质粒控制2。

黏附素粘附是微生物定殖（colonization）的基础，也是细菌致病感染的先决条件之一。凡具有粘附作用的细菌结构成分，统称为粘附素或定居因子（colonizationfactor）。通常是细菌表面的一些大分子结构成分，主要是革兰氏阴性菌的菌毛，其次是非菌毛粘附素，如某些外膜蛋白以及革兰氏阳性菌的脂磷壁酸等。ETEC的蛋白性菌毛呈纤维型包在菌体抗原表面，具有保护细菌免受补体的杀灭和巨噬细胞的吞噬作用。这种ETEC特有的菌毛与普遍存在于大肠杆菌的I型菌毛不同，对红细胞的凝集反应不被D-甘露糖抑制，是一种甘露糖抵抗的血凝反应。粘附素抗原主要有K88即F4（K88ab， K88ac， K88ad），K99（F5），987p（F6），F41，F42等几种，其中K88是最常见的，而K88变异体的主要形式是K88ac。

ETEC菌毛，与肠粘膜上皮不同的受体结合，定居在肠道上皮细胞上，避免因动物消化道不断蠕动而被迅速排出，为细菌大量生长繁殖和产生肠毒素致病创造条件。报道K88、K99抗原在小白鼠模型中可能不是必须的致病因子。ETEC受体在肠道各段的分布不均匀，使表达不同粘附因子的ETEC表现出相应的组织嗜性。其中D-半乳糖是K88的受体，主要表达在小肠；神经节苷（GM）和D-半乳糖是K99的受体；糖蛋白、D-半乳糖和L-岩藻糖是987P的受体，两种菌毛受体主要在回肠表达；D-半乳糖是F41的受体，主要在小肠表达。

粘附素是一种具有良好免疫原性的蛋白质性抗原，用带有粘附素的菌体或纯化的粘附素抗原免疫动物体均可以产生高效价的相应抗体，这也是研究粘附素疫苗的理论基础1。

肠毒素肠毒素是一种外毒素，是ETEC在生K和增殖进程中所产生的。按作用机制和热稳定性等性质的不同，肠毐素被分为耐热肠毐素(heat-stable enterotoxin，ST)和热敏性肠毒(heat-labileenterotoxin， LT)两种类型进入肠道后，肠毒素宵先与肠壁上皮细胞受体GM1结合。耐热肠毒素与GM1受体结合后可刺激肠上皮细胞中的腺苷酸环化酶(AC)的分泌，能够促使细胞质中的环磷酸腺tf (cAMP)含持续增高；不耐热肠毒素与GM1受体结合后，可以刺激肠上皮细胞中鸟苷酸环化KKGC)的分泌，可使细胞浆中环磷酸鸟苷酸(cGMP)的分泌上升。环磷酸腺苷和环磷酸鸟甘酸都可以导致肠腺细胞分泌水平的升高，致使小肠内积聚大最肠液，从而超过肠道的吸收能力，最终导致腹泄，使H2O、Na+、CO3-严重流失，致使机体高血钾、脱水、代谢性酸中毐等症状，严重会引起心力衰竭，其至死亡由于肠毒素在ETEC性腹汚中扮演重要角色，因此研究其致病机理和免疫原性对预防和控制大肠杆菌引起的腹汚性疾病具有重要意义。研究结果表明，20 %-30 %的为LT阳性/ST阴性；30%-40%的为LT阳性且ST阳性；而LT阴性/ST阳性的占 50%左右。因此，与LT相比，ST在产肠毒素性大肠杆菌引起的幼畜腹汚性疾病中具有重要地位2。

防治措施对于 ETEC 引起疾病的治疗以药物和疫苗为主，由于近年来抗生素的滥用而带来的药物残留及细菌产生抗药性等问题的出现，采用疫苗预防接种还不失为控制此病的最佳方法。目前，预防ETEC 的商品化或实验性菌苗在国内外已经存在很多。不仅为现有或是研究中的灭活全菌疫苗、亚单位疫苗以及基因工程菌苗提供新的想法，也为新近出现的 DNA 疫苗、转基因植物疫苗为疫苗的研制提供了新的思路。目前，在市面上的疫苗大体可包括一下几类：以抗肠毒素免疫为主的的类毒素苗或 LT B 亚单位苗；以抗粘附素免疫为基础的的含单价或多价粘附素抗原的灭活全菌苗或亚单位苗；同时表达肠毒素和粘附素抗原或表达一种或几种粘附素抗原的基因工程菌苗等。怀孕母畜用这些菌苗免疫后，均可以使仔畜获得保护3。