細菌學?
大腸埃希氏菌是革蘭氏陰性桿菌,能運動,周身長短鞭毛不一,直徑約1 μm。在固體培養基上24 h就可長成較大的菌落,菌落表面平滑或粗糙,可在多種選擇性培養基上生長。一些菌株能產生溶血素,主要根據生化特性進行菌種鑒定,但應記住任何單一的生化特性都有例外,因此,應用市售診斷試劑盒需鑒定至少50個特性以獲得高度準確性,并通過計算輔助程序對數據進行分析。DNA相關性的確定,即菌種鑒定的科學基礎僅局限于實驗室研究。?
血清分型?
血清型可用多種方法分類,但各血清型一般與菌種的毒力相關。完整的血清分型應包括菌體抗原(O抗原)、莢膜抗原(K抗原)、鞭毛抗原(H抗原)及菌毛抗原(F抗原)的鑒定。血清分型局限于已證實或被懷疑的病原分離株,因此,與沙門氏桿菌不同,只有少部分大腸桿菌分離株可以通過現有抗血清來分型。到目前為止,已有173個O抗原,80個K抗原,56個H抗原及一些F抗原被正式鑒定。在診斷室通常使用1類或2類抗原和限定的抗血清進行血清分型。這種方
法非常適用,因為在特定地區,動物種類、器官、病原菌的血清型保持它們特有的抗原成分,可以通過使用活培養物的簡單的玻片凝集試驗來推測完整的血清型。血清分型對有限數量的血清型引起的傳染性疾病,如斷奶后大腸桿菌腹瀉及水腫病等的診斷有幫助。?
毒力因子能夠引起病理變化的細菌性狀被稱為毒力因子。目前,人們已經對這個快速發展領域有了一定認識,但還遠遠不能說對本菌引起的各種疾病發展的每一步都了解。外毒素可以在感染時使動物腸道大量分泌液體,同時也是造成腸毒性大腸桿菌引起系統病變的原因。腸毒素一般在大腸桿菌細胞外膜,只在腸道外感染,如毒血癥、乳房炎及泌尿系統感染,并被證明。?
多數大腸桿菌的感染需要在粘膜上附著。ETEC和ETEEC之所以能吸附在小腸主要依靠宿主特異性菌毛。有些菌株的莢膜多糖有助于細菌的吸附。腸致病性大腸桿菌(EPEC)是通過吸附及定居機制而附著在腸道下部,但對豬泌尿道感染機制還不十分清楚。?
有些大腸桿菌有極強的鐵離子納入系統而與宿主爭奪鐵離子。在腸道外,本菌必須抵抗由血清造成的自然殺菌作用,又稱血清拮抗。在一個特定的病原菌株可能存在一系列致病因子,即多個毒素及三個以上吸附因子。有希望檢測到更多的毒力因子。?
毒力因子的遺傳學特征?
引起某種特別的疾病需要非常特異的毒力因子,因此,引起腸道內疾病的菌株不引起腸道外病變,反之亦然。大腸桿菌可以根據特定毒力因子確定致病特性。目前許多被檢測的毒力因子都是確定的質粒。這尤其適用于溶血素、毒素及ETEC的粘附素。在多數腸外感染的品系中,菌毛基因、細胞毒素基因及溶血素基因多在染色體上。在實驗室很容易將質粒從供體轉到受體菌株中,但在實際情況中這種轉導不是主要的。致病性大腸桿菌的遺傳物質非常穩定,
這是因為特定品系的毒力因子是受許多因素影響的,而有些受菌體不表達轉導的質粒特征。臨床上較為重要的抗菌劑抗性的產生是個例外。?
目前雜交技術和聚合酶鏈式反應技術(PCR)已經逐漸地取代了費時又繁瑣的毒力因子檢測法,但這些方法還沒在所有診斷室應用。?
病原學?
致病性大腸桿菌的病原學還不十分清楚。由ETEC和ETEEC引起的腸道感染多是傳染性的。同樣的菌株通常發現于許多病豬中,也常見于連續幾批豬中。當丹麥流行水腫病時,人們發現63%病豬多是來自一個感染種豬群(Jarsal等,1996);另一方面,臨床水腫病一般由交易接觸而發病的少于豬群的5%。這些菌株多在健康豬群存在但不發病,通常僅在幾天內大量排出。這種顯著的減少與局部免疫有關,但是腸道外感染的表現不像傳染病一樣。在特定群中某些個別豬可被不同菌株感染,通常發生多種菌株的混合感染。人類糞便中的菌群顯然是病原菌的蓄存庫,在67例母豬乳房炎病例中,有18例可從糞便中分離出與在乳汁中存在的同樣O型大腸桿菌(Awad?Masalmeh等,1990),這突出了豬大多數腸道外感染中的內源特性。豬的大腸桿菌多存在于胃腸道,個別豬的大腸桿菌群較為復雜。聯合運用O血清型生物分型和抗革蘭氏性分型的方法進行細菌分型,在一個豬體中可鑒定出25種以上的菌株。(Hinton等,1985)很多顯性品系在腸道內1天或數周內就發生改變而引起顯性菌群的連續變化(Katouli等,1995年)。大腸桿菌的繁殖多在小腸內進行,一般在回腸與結腸間無大區別(McAllister等,1979)。在大腸中可分離出1×10?7左右的活菌,但大腸桿菌數小于全部細菌數的1%。大腸桿菌可在飼料飲水及土壤中發現,這多是來自于糞便的污染。在諸多因素中,低溫和充足的水分是大腸桿菌在環境中長期存在的促進因素。在從5個泥土樣品中分離出的豬大腸桿菌O139、K82(B)可保持其活力在?5~11周?以上(Burrows和Rankin,1970)。