肠杆菌科细菌共同特性

肠杆菌科(Enterobacteriaceae)归属于假单胞菌门(Pseudomonadota)，y-变形菌纲(Gammaproteo-bacteria)、肠杆菌目(Enterobacteriales)，是一大群生物学性状相似的革兰氏阴性杆菌，其自然栖息地是人和动物的肠道，亦存在于土壤、水和腐物中。肠杆菌科细菌种类繁多。根据生化反应、抗原结构、核酸杂交和基因组 DNA序列等分析，目前肠杆菌科已有53个菌属，另有部分分类还未确定的细菌。大多数是肠道微生物群成员，如埃希菌属、克雷伯菌属、肠杆菌属等，在特定条件下如寄居部位改变、免疫力下降等原因可成为机会致病菌，引发肠外感染，包括泌尿生殖系统、呼吸系统、伤口、胆囊、阑尾、腹膜、肝脏等多系统、器官和组织的感染；严重时可引发败血症甚至感染性休克、DIC等。可见于医院感染和社区获得性感染。肠杆菌科少数细菌包括志贺菌属、沙门菌属和某些型别大肠埃希菌为致病菌，侵入机体后可引起外源性感染。大多数经粪-口途径感染,通过产生侵袭力(如菌毛、侵袭素、荚膜或微荚膜、亚型分泌系统(type II secretion systems,T3SS)等)和释放内毒素，部分菌株可合成外毒素等致病物质，引发肠热症、细菌性痢疾、胃肠炎等。

一、共同的生物学特性

1.形态与结构  为中等大小(0.3~1.0)μmx(1~6)μm的革兰氏阴性杆菌。大多有菌毛，多数有周鞭毛，少数有荚膜或微荚膜，不产生芽胞。

2.培养特性与生化反应  兼性厌氧或需氧。营养要求不高,在普通琼脂平板上生长繁殖后可形成湿润、光滑、灰白色的中等大小菌落。在血琼脂平板上，有些菌落可产生溶血环。在液体培养基中呈均匀浑浊生长。肠杆菌科细菌触酶阳性，能还原硝酸盐为亚硝酸盐，氧化酶阴性(邻单胞菌属除外)，在鉴别肠道杆菌和其他革兰氏阴性杆菌上有重要价值。乳糖发酵能力和速度在肠杆菌科不同细菌间呈现差异，志贺菌属和沙门菌属不发酵乳糖。乳糖发酵试验可用于肠杆科的致病菌如志贺菌、沙门菌与大多数的非致病菌的初步鉴别。依据肠杆菌科细菌分解乳糖能力、对胆盐的抗性以及多种生化特性，可制备应用多种选择鉴别培养基,包括麦康凯(MacConkey,MAC)琼脂、伊红亚甲蓝(Eosin-methylene-blue,EMB)琼脂、SS(Salmonella-Shigella)琼脂、克氏双糖铁琼脂(Kliger iron agar,KIA)等。肠杆菌科细菌在这些培养基上可形成有重要鉴别价值的生长现象。

3.抗原结构  主要有菌体(0)抗原、鞭毛(H)抗原和荚膜抗原，其他尚有菌毛抗原。

(1)0抗原：是存在于细菌细胞壁 LPS最外层的0特异性多糖成分，其特异性取决于其分子末端重复结构多糖链的糖残基种类和序列。0抗原耐热,100℃不被破坏。临床分离菌株的菌落大多呈S型，失去0抗原后将发生S-R变异，毒力降低。0抗原刺激机体产生IgM型抗体。

(2)H抗原:存在于鞭毛蛋白，不耐热,60℃ 30分钟即被破坏。H抗原的特异性决定于多肽链上氨基酸的种类、排列序列和空间结构。细菌失去鞭毛后，运动随之消失，同时0抗原外露。H抗原刺激机体产生IgG型为主的抗体。

(3)荚膜抗原：多糖成分，位于0抗原外围，能阻止0抗原凝集现象，具有型特异性,经60℃ 30分钟可被破坏。重要的有伤寒沙门菌和丙型副伤寒沙门菌Vi抗原，大肠埃希菌K抗原等。

4.抵抗力   对理化因素抵抗力不强，60℃ 30分钟即死亡。易被一般化学消毒剂杀灭，常用氯进行饮水消毒。胆盐对革兰氏阳性菌有抑制作用，煌绿等染料对非致病性肠杆菌科细菌有抑制作用，借以制备选择培养基来分离有关病原菌。

5.变异   易变异。除自发突变外,经噬菌体、质粒和转座子等介导，通过转导、接合、溶原性转换等基因转移和重组方式，使受体菌获得新的性状而导致变异。其中最常见的是耐药性变异，可通过产生多种酶(β-内酰胺酶、钝化酶等)、靶位改变、泵出作用、屏障作用等机制，导致对多种抗菌药物产生耐药，甚至形成泛耐药，成为临床抗菌药物治疗失败的重要原因。此外，尚有毒素产生、生化反应、抗原性等特性的改变。

二、微生物学检查法

肠外感染标本中血液、尿液、脑脊液等需要增菌后再进行鉴定，而脓汁、痰等标本需要经过染色观察、血平板分离培养、生化反应、血清学鉴别等。粪便标本需要接种至肠道菌选择和鉴别培养基(MAC琼脂、EMB琼脂、SS琼脂等)，根据生长现象选择可疑菌落接种KIA等培养基进行生化反应鉴定，最后进行血清学鉴别。针对肠杆菌科细菌检验的自动化检测系统已经投人使用。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱法(MALDI-TOF MS)也已被广泛应用于临床标本中包括肠杆菌科细菌培养物在内的多种细菌的分型鉴定，逐步取代传统的生化反应。