消化道感染细菌

第二节　消化道感染细菌

消化道感染细菌是通过消化道途径传播即粪-口途径传播，病原菌经粪便排出，污染食物、水源等经口进入机体，多引起肠道内感染的一大类细菌。主要包括埃希菌属、志贺菌属、沙门菌属、霍乱弧菌等。

一、埃希菌属

埃希菌属（Escherichia）为人和动物肠道中的正常菌群，其中以大肠埃希菌（E.coli）最为常见。大肠埃希菌俗称大肠杆菌，婴儿出生后数小时即随哺乳进入肠道寄居，并伴随其终生。它在肠道中合成B族维生素和维生素K等供人体吸收利用。当人体免疫力下降或侵入肠道外组织、器官时，引起肠道外感染。少数菌株为致病菌，引起肠道内感染，导致腹泻。

（一）生物学性状

（1）形态与染色　大肠杆菌为中等大小杆菌，多数菌株有周鞭毛和菌毛，少数菌株有荚膜或包膜，无芽胞（图9-4、图9-5），革兰染色阴性。

图9-4　大肠杆菌

图9-5　大肠杆菌（电镜照片）

（2）培养特性　兼性厌氧，营养要求不高，在普通琼脂平板上，37℃培养24h后，形成直径为2～3mm的圆形、凸起、灰白色、光滑型菌落。生化反应活泼，能分解多种糖类，产酸、产气。IMViC试验结果为“＋＋--”。在SS琼脂等肠道选择培养基上，因发酵乳糖产酸使菌落呈现颜色。

（3）抗原结构　大肠杆菌表面有菌体抗原（O）、鞭毛抗原（H）和荚膜抗原（K）三类，是血清学分型的基础。目前，已知O抗原有170多种，H抗原有60多种，K抗原有100多种。表示大肠埃希菌血清型的方式是按O∶K∶H排列，例如O111∶K58∶H2。

（4）抵抗力　对理化因素抵抗力不强，60℃30min即死亡。能耐低温，对常用的化学消毒剂敏感。胆盐、煌绿等对大肠杆菌有抑制作用。该菌对链霉素、卡那霉素、氯霉素等敏感，但易产生耐药。

（二）致病性与免疫性

1.致病物质

致病物质包括定居因子、K抗原和外毒素。

（1）定居因子：又称黏附素，是由质粒编码的特殊菌毛，能使细菌紧密黏附在肠道和泌尿道黏膜上皮细胞。

（2）K抗原：具有抗吞噬作用。

（3）外毒素：大肠杆菌产生多种外毒素。①不耐热肠毒素（heat labile enterotox in，LT）：能激活肠黏膜细胞内的腺苷酸环化酶，使细胞内cAMP水平增高，导致肠黏膜细胞分泌功能亢进。②耐热肠毒素（heat stable enterotoxin，ST）：能激活肠黏膜细胞内的鸟苷酸环化酶，使细胞内cGMP水平增高，导致肠黏膜细胞分泌功能亢进。③肠集聚耐热毒素（enteroaggregative heat stable toxin，EAST）：可导致肠黏膜细胞分泌功能亢进，引起腹泻。④志贺样毒素（shiga like toxin，SLT）：能使Vero细胞（非洲绿猴肾细胞）产生病变，故又称为Vero毒素。

2.所致疾病

（1）肠外感染　多为机会感染，以泌尿系统感染和化脓性感染最为常见。在泌尿系统感染中，常见尿道炎、膀胱炎、肾盂肾炎等。化脓性感染中，如阑尾炎、胆囊炎、腹膜炎、手术创口感染、新生儿脑膜炎等。婴幼儿、老年人或免疫力低下者可引起败血症。

（2）肠道感染　多为外源性感染，引起腹泻的大肠埃希菌常见有以下五种类型。其致病机制与临床症状如下（表9-1）。

表9-1　引起腹泻的大肠埃希菌

（三）微生物学检查

（1）标本采集　根据感染部位不同，可采取粪便、血液、中段尿、脓液、分泌物等标本。

（2）分离培养与鉴定　标本接种于肠道选择培养基和血琼脂平板，观察菌落并涂片染色镜检，进一步做生化反应鉴定和血清学鉴定。若诊断泌尿系统感染，应做细菌计数，每毫升尿液中细菌数超过10万个才有诊断价值。

（3）卫生细菌学意义　大肠埃希菌寄居于肠道，随粪便排出体外，污染周围环境、水源、食物等。因此以大肠埃希菌作为检测饮水、食品及饮料等卫生细菌学重要指标之一。目前，我国规定的卫生标准是：每毫升饮用水细菌总数不得超过100个；每1 000mL饮用水中大肠杆菌群数不得超过3个；瓶装汽水、果汁等每100mL大肠杆菌群数不超过5个。

（四）防治原则

目前，尚无用于人群免疫的疫苗。治疗可选用链霉素、庆大霉素、磺胺类、喹诺酮类等药物，但易产生耐药性。

二、志贺菌属

志贺菌属（Shigella）是引起人类细菌性痢疾（简称菌痢）的病原菌，俗称痢疾杆菌。

（一）生物学性状

（1）形态与染色　痢疾杆菌为革兰阴性杆菌，大小（2～3）μm×（0.5～0.7）μm，多数有菌毛，无芽胞、荚膜、鞭毛。

（2）培养特性　痢疾杆菌为需氧或兼性厌氧，营养要求不高，在普通琼脂平板上生长，形成直径约为2mm、半透明的光滑型菌落。分解葡萄糖，产酸不产气。除志贺菌个别菌株迟缓发酵乳糖外，均不分解乳糖。故在SS选择培养基上，形成无色、半透明菌落。

（3）抗原结构　有O抗原和K抗原，无H抗原。根据O抗原的不同将志贺菌属分为4群40余种血清型（表9-2）。我国以B群志贺菌感染最常见，其次为D群。

表9-2　志贺菌属的分类

注：“-”表示不发酵，“L”表示迟缓发酵。

（4）抵抗力　较弱，加热60℃10min可被杀死。对酸和一般消毒剂敏感。在粪便中，由于其他肠道菌产酸使本菌在数小时内死亡，故用于志贺菌分离培养粪便标本应迅速送检。对氯霉素、磺胺类、链霉素、氟哌酸等敏感，但易产生耐药性变异。

（二）致病性与免疫性

1.致病物质

致病物质包括菌毛和内毒素，有的菌株还能产生外毒素。

（1）菌毛　志贺菌借助菌毛黏附于回肠末端和结肠黏膜上皮细胞，继而穿入上皮细胞内生长繁殖，引起局部炎症反应。

（2）内毒素　可作用于肠黏膜，使其通透性增高，进一步促进内毒素吸收，引起机体发热、神志障碍，甚至中毒性休克等；内毒素破坏肠黏膜，形成炎症、溃疡、出血，表现为典型的脓血黏液便；内毒素还可作用于肠壁自主神经系统，导致肠功能紊乱、肠蠕动失调、肠道平滑肌痉挛，其中以直肠括约肌最为明显而出现腹痛，里急后重等症状。

（3）外毒素　A群志贺菌能产生志贺毒素，具有神经毒性、细胞毒性、肠毒性，可引起中枢神经系统麻痹、上皮细胞损伤和水样腹泻。

2.所致疾病

志贺菌引起细菌性痢疾（菌痢），传染源为患者和带菌者。主要通过粪-口途径传播。人类对志贺菌普遍易感。菌痢在临床上有三种类型。

（1）急性菌痢　发病急，主要有发热、腹痛、腹泻、里急后重、黏液脓血便等典型临床症状。若治疗及时，预后良好。

（2）中毒性菌痢　多见于小儿，常无明显的消化道症状而表现为全身中毒症状。如高热、休克、中毒性脑病，病情凶险，病死率高。

（3）慢性菌痢　急性菌痢治疗不彻底或症状不典型被误诊，可转为慢性。病程往往迁延2个月以上。

3.免疫性

病后免疫主要依赖消化道黏膜表面的SIgA的作用，免疫维持时间短，也不牢固。

（三）微生物学检查

（1）标本采集　取患者新鲜粪便或脓血黏液便，不可混有尿液，应立即送检。中毒性菌痢患者可取肛门拭子。

（2）分离培养与鉴定　将标本接种于肠道选择培养基上，挑取无色半透明可疑菌落做生化反应和血清学鉴定，确定菌群。

（四）防治原则

加强饮水、食品卫生管理，防止病从口入。及时发现菌痢患者和带菌者，一旦发现，彻底治疗。目前，可采用口服减毒活疫苗进行特异性预防。治疗常用药物有磺胺类、氯霉素、诺氟沙星、环丙沙星等，易出现耐药性。

三、沙门菌属

沙门菌属（Salmonella）是一群寄生在人类和动物肠道中，生化反应和抗原结构相似的革兰阴性杆菌。沙门菌属血清型目前已发现2 500多种，对人致病的只有少数几种，如伤寒沙门菌、甲型副伤寒沙门菌、肖沙门菌、希沙门菌可引起肠热症；鼠伤寒沙门菌、猪霍乱沙门菌、肠炎沙门菌可引起人和动物的感染。

（一）生物学性状

（1）形态与染色　革兰阴性杆菌，大小为（2～3）μm×（0.5～1.0）μm，无芽胞、荚膜，多数菌株有周鞭毛和菌毛。

（2）培养特性　兼性厌氧，营养要求不高，在普通琼脂平板上生长，形成中等大小、无色半透明的光滑型菌落。在SS选择培养基上，因不发酵乳糖而形成无色半透明菌落。部分菌株可产生硫化氢。

（3）抗原结构　主要有O抗原和H抗原，少数菌株有Vi抗原。其中O抗原和H抗原是分群和分型的主要依据。Vi抗原是一种表面抗原，与毒力有关。

（4）抵抗力　抵抗力不强，湿热65℃15～30min即被杀死。对一般消毒剂敏感，但对胆盐、煌绿等耐受性比其他肠道菌强。沙门菌在水中能存活2～3周，粪便中可存活1～2个月。对氯霉素、磺胺甲唑等药物敏感。

（二）致病性与免疫性

1.致病物质

致病物质包括侵袭力、内毒素，个别菌株（如鼠伤寒沙门菌）可产生肠毒素。

（1）侵袭力　沙门菌有毒株借助菌毛吸附于小肠黏膜上皮细胞。菌体表面的Vi抗原能抵抗吞噬细胞的吞噬和杀伤。

（2）内毒素　为主要致病物质，可引起宿主体温升高，白细胞减少，大剂量可导致中毒症状和休克。

（3）肠毒素　可引起严重腹泻。

2.所致疾病

（1）肠热症　即伤寒与副伤寒，分别由伤寒沙门菌和甲型副伤寒沙门菌、肖沙门菌和希沙门菌引起。伤寒与副伤寒的致病机制、临床症状、治疗措施相似，只是副伤寒的病情较轻，病程较短。

传染源为患者和带菌者。病原菌经口进入消化道，到达小肠，借助菌毛黏附于小肠黏膜表面，进而穿过小肠黏膜，进入黏膜下层被吞噬细胞吞噬，沙门菌为胞内寄生菌，在吞噬细胞中生长繁殖，部分细菌通过淋巴管到肠系膜淋巴结中大量增殖。此时机体不出现临床症状，为潜伏期。细菌在淋巴组织中大量繁殖后，经胸导管进入血流引起第一次菌血症，此时相当于病程的第1周，患者出现发热、乏力、全身酸痛等症状。细菌随血流到达骨髓、肝、肾、脾、胆囊等器官大量繁殖，再次进入血流，引起第二次菌血症，该时期相当于病程的第2～3周，症状明显，持续高热（高于39℃）保持7～10d、相对缓脉、肝脾肿大、皮肤玫瑰疹、外周血白细胞减少等。此时，胆囊中的细菌通过胆汁排入肠道，一部分随粪便排出体外，另一部分经刺激已致敏的肠壁淋巴组织发生迟发型超敏反应，导致局部黏膜坏死、溃疡，若饮食不注意易致肠出血或肠穿孔；肾脏中的细菌随尿液排出。若无并发症，第3～4周病情开始好转。

（2）食物中毒　最常见的伤寒沙门菌感染，是因食入含有被大量鼠伤寒沙门菌、猪霍乱沙门菌、肠炎沙门菌等污染的食物而引起。主要症状为发热、恶心、呕吐、腹痛。一般2～5d可自愈。

（3）败血症　患者多见于儿童和免疫力低下的成年人。多由鼠伤寒沙门菌、猪霍乱沙门菌、希沙门菌等引起。症状严重，有高热、寒战、厌食和贫血等。

3.免疫性

肠热症后可获得牢固的免疫力，以细胞免疫为主。消化道黏膜局部SIgA对阻止病原菌的黏附有一定作用。

（三）微生物学检查

（1）标本采集　对于肠热症，根据病程的不同采集不同的标本，第1周取血液，第2～3周取粪便、尿液，全程可取骨髓。食物中毒取粪便、呕吐物和可疑食物。败血症取血液。

（2）分离培养与鉴定　血液和骨髓标本先进行增菌培养，再接种于肠道选择培养基；粪便标本直接接种肠道选择培养基，挑取可疑菌落涂片染色镜检，进一步选择生化反应和血清学试验进行鉴定。

（3）血清学诊断　用于伤寒与副伤寒辅助诊断的血清学试验最常用的是肥达试验（widal test）。即用已知伤寒沙门菌O、H抗原以及甲型副伤寒沙门菌、肖沙门菌和希沙门菌H抗原与受检者血清做半定量凝集试验，测定受检者血清中相应抗体的效价。其结果需结合临床表现、病程、病史等进行综合分析。正常人因隐性感染或预防接种，血清中可存在一定量的抗体，其效价随地区而有差异。通常伤寒沙门菌O抗体效价≥1∶80、H抗体效价≥1∶160、副伤寒沙门菌H抗体效价≥1∶80时，才有辅助诊断价值。

（四）防治原则

做好水源和食品的卫生管理；及时发现患者，隔离治疗。目前国际上公认新一代疫苗为Vi荚膜多糖疫苗，注射后可获得一定免疫力，有效期至少3年。治疗可选用氯霉素和环丙沙星等抗生素。最佳方法是根据药敏试验结果选择抗菌药物。

四、霍乱弧菌

霍乱弧菌（V.cholerae）属于弧菌属（Vibrio），是引起烈性肠道传染病霍乱的病原菌。

（一）生物学性状

（1）形态与染色　霍乱弧菌为革兰阴性弧菌，呈弧形或逗点状（图9-6）。大小为（1.5～3）μm×（0.3～0.8）μm，有单鞭毛（图9-7）和菌毛，有些菌株（如O139）有荚膜，无芽胞。若取患者米泔水样便作悬滴观察，细菌运动非常活泼，呈流星穿梭样。

（2）培养特性　兼性厌氧，营养要求不高，耐碱不耐酸，最适pH值为8.4～9.2。在普通培养基上形成凸起、表面光滑、圆形菌落。在pH值为8.8～9.2的碱性蛋白胨水和碱性琼脂平板生长良好。

（3）抗原构造与分型　霍乱弧菌有耐热的O抗原和不耐热的H抗原。根据O抗原不同可将霍乱弧菌分为155个血清群，其中O1群和O139群可引起霍乱。其余血清群可引起人类胃肠炎等疾病，未见引起霍乱流行。O1群包括两种生物型：古典生物型和艾尔托（EI Tor）生物型。

图9-6　霍乱弧菌

图9-7　霍乱弧菌单鞭毛

（4）抵抗力　该菌对酸、热、干燥、日光、化学消毒剂均敏感，耐低温，耐碱。在正常胃酸中仅存活4min，湿热55℃15min、100℃1～2min死亡。0.1%高锰酸钾浸泡蔬菜、水果可达到消毒目的，用1∶4漂白粉水溶液处理患者的排泄物或呕吐物1h可达消毒目的。霍乱弧菌对链霉素、氯霉素和四环素等敏感，对庆大霉素有耐药性。

（二）致病性与免疫性

1.致病物质

致病物质包括侵袭力和霍乱肠毒素（choleraic entrotoxin，CE）。

（1）侵袭力　鞭毛运动有助于细菌穿过肠黏膜表面黏液层，黏液素酶有液化黏液的作用；菌毛的黏附作用可使细菌吸附定植于小肠黏膜，定植后方可致病。

（2）霍乱肠毒素　CE由A亚单位和B亚单位组成，其中A亚单位为毒性单位；B亚单位为结合单位，本身无毒性，与小肠黏膜上皮细胞神经节苷脂（GM1）受体结合，介导A亚单位进入细胞内。A亚单位进入细胞后可活化腺苷环化酶，使ATP转化为cAMP，导致肠黏膜上皮细胞分泌功能亢进，使大量水分和电解质进入肠腔而引起剧烈呕吐和腹泻。

2.所致疾病

传染源为患者和带菌者，传播途径主要是通过污染的食物和水源经消化道感染。在一定条件下，细菌通过胃酸屏障后进入小肠，黏附在小肠黏膜上皮细胞并迅速大量繁殖，细菌不侵入血流，产生大量霍乱肠毒素。霍乱肠毒素是主要致病因素，患者表现出剧烈的呕吐和腹泻，粪便呈“米泔水样”便。由此可导致机体脱水、酸碱和电解质平衡紊乱及微循环功能障碍，严重者出现休克或死亡。

3.免疫性

病后患者可获得牢固免疫力。主要是体液免疫，包括抗毒素抗体、抗菌抗体和肠道黏膜表面的SIgA。

（三）微生物学检查

（1）标本采集　取患者“米泔水样”便或呕吐物。由于霍乱弧菌耐碱不耐酸，标本应快速送检或存放在Cary-Blair保存液中运送。标本须严密包装、专人运送。

（2）直接涂片镜检　直接涂片染色及悬滴法检查，观察细菌形态和运动情况。

（3）分离培养　将标本接种至碱性蛋白胨水增菌培养，并转种于碱性平板进行分离培养，取可疑菌落做生化反应和血清学反应鉴定，进一步做药敏试验分析。

（四）防治原则

加强饮水消毒和食品卫生管理，加强检疫，发现患者及时上报，并严格隔离治疗。接种霍乱死疫苗可增强人群的免疫力。治疗霍乱的关键是及时补充液体和电解质，同时使用四环素、链霉素、氯霉素等进行抗菌治疗。

五、其他消化道感染细菌

（一）空肠弯曲菌

空肠弯曲菌（C.jejuni）属于弯曲菌属（campylobacter），弯曲菌属广泛分布于动物界。对人类致病的主要是空肠弯曲菌，引起急性腹泻。空肠弯曲菌是禽类肠道寄生菌。

空肠弯曲菌为革兰阴性菌，菌体细长，呈逗点状、弧形、S形、螺旋状或海鸥展翅状。一端或两端有单鞭毛，无荚膜，无芽胞。本菌为微需氧菌，营养要求高，在血琼脂平板上生长良好。抵抗力较弱，易被紫外线、一般消毒剂所杀灭。56℃经5min即被杀死，在水、牛奶中存活较久。对红霉素、庆大霉素、四环素、氯霉素等抗生素敏感。

人通过接触某些禽类和患者粪便，或通过其污染的食物、牛奶、水传播。临床表现为痉挛性腹痛、腹泻、血便或果酱样便，量多。伴有头痛、全身不适、发热。通常该病有自限性，病程为5～8d。

微生物检查可取粪便标本涂片、镜检，查找革兰阴性弧菌或海鸥状弯曲菌，或用悬滴法观察动力情况。分离培养可直接接种选择培养基。目前尚无特异性疫苗。预防主要是注意饮水和食品卫生，加强人畜、禽类粪便管理。治疗可用红霉素、氯霉素、氨基糖苷类抗生素等。

（二）幽门螺杆菌

幽门螺杆菌（Helicobacter pylori）是螺杆菌属的代表菌种，该菌与胃炎、胃溃疡、十二指肠溃疡、胃腺癌和胃黏膜相关B细胞淋巴瘤等密切相关。

幽门螺杆菌为革兰阴性菌，菌体细长弯曲呈螺形、S形、U形或海鸥展翅状。菌体一端或两端有多根鞭毛，运动活泼。本菌为微需氧菌，营养要求高，须在含血液或血清等培养基上生长，生长缓慢。生化反应不活泼，不发酵糖类，氧化酶试验和触酶试验均为阳性。尿素酶试验呈强阳性，可作为本菌的快速诊断方法。

幽门螺杆菌的主要致病物质为侵袭力和毒素。该菌在人群中感染非常普遍，感染率为50%，在胃炎、胃溃疡、十二指肠溃疡患者的黏膜中，该菌检出率高达80%以上。其传染源是人，传播途径为粪-口途径传播。

微生物学检查主要采取胃黏膜组织标本，直接涂片和革兰染色镜检，镜下找到形态典型的细长弯曲菌可初步诊断。将活检组织接种于选择培养基上根据菌落特点进行鉴定，采用脲酶试验进行快速诊断。治疗幽门螺杆菌感染多采用胶体铋剂或抑酸剂再加两种抗生素的三联疗法。