腸產毒素性大腸桿菌

產腸毒素性大腸桿菌（Enterotoxigenic Escherichia coli，ETEC）是一類引起人和幼畜（初生仔豬、犢牛、羔羊及斷奶仔豬）腹瀉的重要病原菌，初生幼畜被ETEC感染後，常因劇烈水樣腹瀉和迅速脫水而死亡，發病率和死亡率均很高。

這是養殖業研究熱點之一。據估計，國內約有35%的仔豬腹瀉是由ETEC引起的，美國等國家新生仔豬腹瀉中，由ETEC引起的占45%以上，給養殖業帶來嚴重的經濟損失。

基本介紹

• 拉丁學名：EnterotoxigenicEscherichia coli
• 界：細菌界
• 門：變形菌門(Proteobacteria)
• 綱：γ-變形菌綱(Gammaproteobacteria)
• 目：腸桿菌目(Enterobacteriales)
• 科：腸桿菌科(Enterobacteriaceae)
• 屬：埃希氏菌屬(Escherichia)
• 種：大腸桿菌種(coli)
• 中文學名：產腸毒素性大腸桿菌

生物特性

ETEC屬於腸桿菌科（Enterobacteriaceae）埃希氏菌屬（Escherichia）成員，為革蘭氏陰性的直桿菌。大小約5～0.8 μm×1.0～3.0 μm，無芽孢，大多數菌株有動力，普通菌毛與性菌毛，有些菌株有多糖類莢膜。ETEC最佳生長溫度為37℃，最佳pH值為7.2～7.4。在普通瓊脂上生長良好，可形成圓形、邊緣整齊、稍隆起、光滑、半透明的灰白色菌落。在鑑別性或選擇性培養基上形成有顏色、直徑2～3mm的光滑型菌落。

生化反應：能分解多種糖(醇、苷)類，使其產酸或產氣；吲哚試驗和M.R.試驗均為陽性；V. P.試驗和檸檬酸鹽利用試驗均為陰性。易產生耐藥性。膽鹽、煌綠等對大腸桿菌有抑制作用。對磺胺類、鏈黴素、氯黴素等敏感，但易耐藥。

病原學特性

ETEC具有較為複雜的抗原組成，主要有菌體抗原(0抗原)，表面抗原(K抗原)和鞭毛抗原(H抗原)。0抗原為多糖、磷脂與蛋白質的複合物，存在於菌體胞壁中,多為菌體內毒素，具有耐熱性質(120℃，2h難以破壞其結構)。因此，0抗原在大腸桿菌血清型分類中起到重要作用。K抗原為菌體表面多糖或蛋白質抗原,它影響著產腸毒素性大腸桿菌毒力的強弱，主要在於菌毛、被膜或莢膜中被發現。H抗原系不耐熱的蛋白質抗原,在細菌的運動性中具有重要作用,主要存在於鞭毛中，抗原性質良好。另外，產腸毒素性大腸桿菌抗原還包括蛋白質性質的菌毛抗原,如定居因子、點附素、纖毛等。

毒力因子

ETEC產生毒力因子有粘附素(adhesin)、腸毒素(enterotoxin，Ent)、水腫病毒素(edema diseaseprinciple，EDP)、內毒素(endotoxin)、溶血素(haemolysin)等。其中腸毒素和粘附素無論是從發病學還是免疫學角度來講都起著重要的作用。腸毒素一般可分為耐熱腸毒素(heat-stable enterotoxin，ST)和熱敏腸毒素(heat-labile enterotoxin，LT)，兩種腸毒素既可單獨產生，又可同時產生，在遺傳學上兩種毒素的產生均受質粒控制。

黏附素

粘附是微生物定殖（colonization）的基礎，也是細菌致病感染的先決條件之一。凡具有粘附作用的細菌結構成分，統稱為粘附素或定居因子（colonizationfactor）。通常是細菌表面的一些大分子結構成分，主要是革蘭氏陰性菌的菌毛，其次是非菌毛粘附素，如某些外膜蛋白以及革蘭氏陽性菌的脂磷壁酸等。ETEC的蛋白性菌毛呈纖維型包在菌體抗原表面，具有保護細菌免受補體的殺滅和巨噬細胞的吞噬作用。這種ETEC特有的菌毛與普遍存在於大腸桿菌的I型菌毛不同，對紅細胞的凝集反應不被D-甘露糖抑制，是一種甘露糖抵抗的血凝反應。粘附素抗原主要有K88即F4（K88ab， K88ac， K88ad），K99（F5），987p（F6），F41，F42等幾種，其中K88是最常見的，而K88變異體的主要形式是K88ac。

ETEC菌毛，與腸黏膜上皮不同的受體結合，定居在腸道上皮細胞上，避免因動物消化道不斷蠕動而被迅速排出，為細菌大量生長繁殖和產生腸毒素致病創造條件。報導K88、K99抗原在小白鼠模型中可能不是必須的致病因子。ETEC受體在腸道各段的分布不均勻，使表達不同粘附因子的ETEC表現出相應的組織嗜性。其中D-半乳糖是K88的受體，主要表達在小腸；神經節苷（GM）和D-半乳糖是K99的受體；糖蛋白、D-半乳糖和L-岩藻糖是987P的受體，兩種菌毛受體主要在迴腸表達；D-半乳糖是F41的受體，主要在小腸表達。

粘附素是一種具有良好免疫原性的蛋白質性抗原，用帶有粘附素的菌體或純化的粘附素抗原免疫動物體均可以產生高效價的相應抗體，這也是研究粘附素疫苗的理論基礎。

腸毒素

腸毒素是一種外毒素，是ETEC在生K和增殖進程中所產生的。按作用機制和熱穩定性等性質的不同，腸毐素被分為耐熱腸毐素(heat-stable enterotoxin，ST)和熱敏性腸毒(heat-labileenterotoxin， LT)兩種類型進入腸道後，腸毒素宵先與腸壁上皮細胞受體GM1結合。耐熱腸毒素與GM1受體結合後可刺激腸上皮細胞中的腺苷酸環化酶(AC)的分泌，能夠促使細胞質中的環磷酸腺tf (cAMP)含持續增高；不耐熱腸毒素與GM1受體結合後，可以刺激腸上皮細胞中鳥苷酸環化KKGC)的分泌，可使細胞漿中環磷酸鳥苷酸(cGMP)的分泌上升。環磷酸腺苷和環磷酸鳥甘酸都可以導致腸腺細胞分泌水平的升高，致使小腸內積聚大最腸液，從而超過腸道的吸收能力，最終導致腹泄，使H₂O、Na、CO₃嚴重流失，致使機體高血鉀、脫水、代謝性酸中毐等症狀，嚴重會引起心力衰竭，其至死亡由於腸毒素在ETEC性腹汚中扮演重要角色，因此研究其致病機理和免疫原性對預防和控制大腸桿菌引起的腹汚性疾病具有重要意義。研究結果表明，20 %-30 %的為LT陽性/ST陰性；30%-40%的為LT陽性且ST陽性；而LT陰性/ST陽性的占 50%左右。因此，與LT相比，ST在產腸毒素性大腸桿菌引起的幼畜腹汚性疾病中具有重要地位。

防治措施

對於 ETEC 引起疾病的治療以藥物和疫苗為主，由於近年來抗生素的濫用而帶來的藥物殘留及細菌產生抗藥性等問題的出現，採用疫苗預防接種還不失為控制此病的最佳方法。預防ETEC 的商品化或實驗性菌苗在國內外已經存在很多。不僅為現有或是研究中的滅活全菌疫苗、亞單位疫苗以及基因工程菌苗提供新的想法，也為新近出現的 DNA 疫苗、轉基因植物疫苗為疫苗的研製提供了新的思路。在市面上的疫苗大體可包括一下幾類：以抗腸毒素免疫為主的的類毒素苗或 LT B 亞單位苗；以抗粘附素免疫為基礎的的含單價或多價粘附素抗原的滅活全菌苗或亞單位苗；同時表達腸毒素和粘附素抗原或表達一種或幾種粘附素抗原的基因工程菌苗等。懷孕母畜用這些菌苗免疫後，均可以使仔畜獲得保護。