病理生理学ppt课件-第九章----肠道杆菌.ppt
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1、第九章第九章 肠道杆菌道杆菌病原生物学病原生物学学习目标1.掌握掌握:肠道杆菌的共同特点,形道杆菌的共同特点,形态结构,抗原构,抗原构造及生化反构造及生化反应,主要,主要肠道杆菌属的种道杆菌属的种类名称、名称、分型(群),致病物分型(群),致病物质和所致疾病。和所致疾病。2.熟悉熟悉:肠道杆菌的致病机制,微生物学道杆菌的致病机制,微生物学鉴别要要点,防治原点,防治原则。肠道杆菌道杆菌(enteric bacilli)是一大群寄居于人和是一大群寄居于人和动物物肠道中,生物学性状相似的革道中,生物学性状相似的革兰阴性杆菌阴性杆菌。随随人和人和动物的物的粪便排出,广泛分布于水、土壤或腐物中便排出,广
2、泛分布于水、土壤或腐物中。肠道道杆菌多数杆菌多数为肠道的正常菌群,道的正常菌群,仅少数少数为肠道致病菌,道致病菌,如如伤寒沙寒沙门菌、志菌、志贺菌、致病性大菌、致病性大肠埃希菌等,一旦侵入埃希菌等,一旦侵入机体,将分机体,将分别引起沙引起沙门菌病、志菌病、志贺菌病以及腹泻等特有的菌病以及腹泻等特有的外源性感染。外源性感染。肠道杆菌属道杆菌属肠杆菌科杆菌科(Enterobacteriaceae),根据生化反,根据生化反应、血清学、血清学试验、DNA同源性研同源性研究等方法,目前已有究等方法,目前已有44个菌属、个菌属、170多个种已多个种已确定。尽管种属复确定。尽管种属复杂,但其中与医学关系密切
3、的,但其中与医学关系密切的菌属主要有埃希菌属、志菌属主要有埃希菌属、志贺菌属、沙菌属、沙门菌属等菌属等。肠道道杆菌具有下列共同特性:杆菌具有下列共同特性:1形形态与与结构构 宽0.31.0m,长16m,中中等等大大小小的的革革兰阴阴性性杆杆菌菌。无无芽芽胞胞,多多数数有有鞭鞭毛,少数有毛,少数有荚膜或包膜,大多有菌毛。膜或包膜,大多有菌毛。2培养特性培养特性 营养养要要求求不不高高,兼兼性性厌氧氧或或需需氧氧。在在普普通通琼脂脂平平板板上上生生长形形成成光光滑滑、湿湿润、灰灰白白色色的的直直径径23m的的中中等等大大小小菌菌落落;在在血血琼脂脂平平板板上上,有有些些菌菌可可产生生溶溶血血环;在
4、液体培养基中,呈均匀;在液体培养基中,呈均匀浑浊生生长。肠道道杆菌具有下列共同特性:杆菌具有下列共同特性:3生化反生化反应 生化反生化反应活活泼,可分解多种糖,可分解多种糖类和氨基酸,和氨基酸,产生不同的代生不同的代谢产物,是物,是鉴定菌定菌属和菌种的主要依据。其中乳糖属和菌种的主要依据。其中乳糖发酵酵试验在初步区在初步区别肠道非致病菌与致病菌道非致病菌与致病菌上有重要意上有重要意义,前者多能分解乳糖,而后者大多不分解乳糖。,前者多能分解乳糖,而后者大多不分解乳糖。肠道杆菌具有下列共同特性:道杆菌具有下列共同特性:4抗原构造抗原构造 抗原抗原构造复构造复杂,主要有菌体,主要有菌体(O)抗原、鞭
5、毛抗原、鞭毛(H)抗原、抗原、荚膜抗原及包膜膜抗原及包膜(K)抗原、菌毛抗原和抗原、菌毛抗原和肠道杆菌共同抗原。道杆菌共同抗原。菌体菌体(O)抗原抗原:存在存在于于细胞壁脂多糖胞壁脂多糖(LPS)的最外的最外层,具有种特异性。,具有种特异性。O抗原耐抗原耐热,100不被破不被破坏。从患者体内分离出的菌株大多具有坏。从患者体内分离出的菌株大多具有O抗原,菌落呈光滑抗原,菌落呈光滑(S)型。在人工培养型。在人工培养基上多次基上多次传代后,代后,LPS失去外失去外层O特异性特异性侧链,菌落,菌落变为粗糙粗糙(R)型,型,为S-R变异。异。R型菌株的毒力明型菌株的毒力明显低于低于S型菌株型菌株。肠道杆
6、菌具有下列共同特性:道杆菌具有下列共同特性:4抗原构造抗原构造 鞭毛鞭毛(H)抗原抗原:存在于鞭毛蛋白。存在于鞭毛蛋白。细菌失去鞭毛后,菌失去鞭毛后,动力消失,菌体力消失,菌体O抗原外露,抗原外露,为H-O变异。异。荚膜或包膜抗原膜或包膜抗原:多糖或蛋白多糖或蛋白质性性质,不耐,不耐热。位于。位于O抗原外抗原外围,能阻断,能阻断O凝集凝集现象。重要的有象。重要的有伤寒沙寒沙门菌的菌的Vi抗原,大抗原,大肠杆菌的杆菌的K抗原等。抗原等。肠道杆菌具有下列共同特性:道杆菌具有下列共同特性:5抵抗力抵抗力 因因无芽胞,无芽胞,对理化因素抵抗力不理化因素抵抗力不强,6030分分钟即死亡。常用即死亡。常用
7、氯进行行饮水消毒。胆水消毒。胆盐、煌、煌绿等染料等染料对非致病性非致病性肠杆菌科杆菌科细菌有抑制作用,借以菌有抑制作用,借以制制备选择培养基来分离有关病原菌。培养基来分离有关病原菌。6变异性异性 肠道杆菌易道杆菌易发生生变异,除自异,除自发突突变外,更因相互外,更因相互处于同一密切接触的于同一密切接触的肠道微道微环境,可通境,可通过转导、溶原性、溶原性转换或接合等方式,或接合等方式,转移移遗传物物质,导致致细菌某些特性菌某些特性发生改生改变,其中最常,其中最常见的是耐的是耐药性性变异。异。这种种变异在宿异在宿主体内及自然界中均可主体内及自然界中均可发生,生,对肠道杆菌的致病性、道杆菌的致病性、
8、细菌学菌学诊断、断、预防防和治和治疗均有重要意均有重要意义。第一第一节 埃希菌属埃希菌属v埃埃希菌属(希菌属(Escherichia)有)有6个种,其中大个种,其中大肠埃希埃希菌菌(E.coli)是最常是最常见的的临床分离菌床分离菌。v该菌自人体出生数小菌自人体出生数小时后即后即进入入肠道,并伴随道,并伴随终身身。v大大肠埃希菌是埃希菌是肠道内重要的正常菌群成道内重要的正常菌群成员。v一般一般不致病,在一定条件下可引起不致病,在一定条件下可引起肠道内外的感染。道内外的感染。是腹泻和泌尿道感染的主要病原菌。是腹泻和泌尿道感染的主要病原菌。v大大肠埃希菌在埃希菌在环境境卫生和食品生和食品卫生学中,
9、常被用作生学中,常被用作粪便便污染的染的检测指指标;在分子生物学和基因工程研究中,;在分子生物学和基因工程研究中,也是重要的也是重要的实验材料。材料。第一第一节 埃希菌属埃希菌属一、生物学性状一、生物学性状(一)形(一)形态染色染色G-短杆菌,有周鞭毛、普通菌毛和性菌毛,短杆菌,有周鞭毛、普通菌毛和性菌毛,肠外感染菌株常有多外感染菌株常有多糖包膜。糖包膜。(二)培养与生化反(二)培养与生化反应在普通培养基上形成中等大小的在普通培养基上形成中等大小的S型菌落。本菌生化反型菌落。本菌生化反应活活泼,发酵葡萄糖等多种糖酵葡萄糖等多种糖类,产酸并酸并产气。气。发酵乳糖,可同沙酵乳糖,可同沙门菌、菌、志
10、志贺菌等区菌等区别。典型的大。典型的大肠埃希菌埃希菌IMViC“+-”,凡,凡检材中材中检出出的的细菌菌发酵乳糖,酵乳糖,产酸酸产气,且气,且IMViC试验结果果为“+-”者,者,证明被明被检物已被物已被粪便便污染,有染,有传播播肠道道传染病的可能染病的可能。第一第一节 埃希菌属埃希菌属一、生物学性状一、生物学性状(三)抗原三)抗原结构构大大肠埃希菌抗原主要有埃希菌抗原主要有O、H、K三种。三种。现已已发现O抗原有抗原有170种种以上,以上,H抗原多于抗原多于60种,种,K抗原抗原100余种。大余种。大肠埃希菌血清型的埃希菌血清型的表示方法按表示方法按O:K:H排列,如排列,如O111:K58
11、(B4):H2。第一第一节 埃希菌属埃希菌属二、致病性二、致病性(一)致病物(一)致病物质大大肠埃希菌的表面埃希菌的表面结构与构与细菌的侵菌的侵袭力有关,如黏附素能使力有关,如黏附素能使细菌黏附在泌尿道和菌黏附在泌尿道和肠道的黏膜上皮道的黏膜上皮细胞上;胞上;K抗原能抗吞抗原能抗吞噬,并有抵抗抗体和噬,并有抵抗抗体和补体的溶菌作用体的溶菌作用。细菌菌细胞壁所具有的内毒素活性,会引起胞壁所具有的内毒素活性,会引起发热、白、白细胞反胞反应、休克、休克、DIC等病理生理作用等病理生理作用。产毒素菌株在代毒素菌株在代谢过程中所程中所产生的外毒素(如生的外毒素(如肠毒素及溶血毒素及溶血毒素)有致泻及溶血
12、等作用。毒素)有致泻及溶血等作用。第一第一节 埃希菌属埃希菌属(二)所致疾病(二)所致疾病1肠道外感染道外感染 大大肠埃希菌在埃希菌在肠道内一般不致病,移位至道内一般不致病,移位至肠道外道外组织时可引起化可引起化脓性炎症性炎症。肠道道外感染以泌尿系外感染以泌尿系统感染感染为多多见,如尿道炎、膀胱炎、,如尿道炎、膀胱炎、肾盂盂肾炎等炎等。其他其他亦可引起腹膜炎、亦可引起腹膜炎、阑尾炎、胆囊炎、尾炎、胆囊炎、创伤感染等。感染等。第一第一节 埃希菌属埃希菌属2肠道内感染道内感染 某些某些血清型的大血清型的大肠埃希菌可引起埃希菌可引起肠道感染,主要症状道感染,主要症状为腹泻,腹泻,统称称为致病性大致病
13、性大肠埃希菌。根据其致病机制有以下五种埃希菌。根据其致病机制有以下五种类型。型。(1)肠产毒素型大毒素型大肠埃希菌埃希菌(ETEC):是是婴幼儿腹泻及旅游者腹泻的重要病原菌,幼儿腹泻及旅游者腹泻的重要病原菌,临床表床表现从从轻度度肠泻到泻到严重重的霍乱的霍乱样腹泻不等腹泻不等。致病致病因素主要是因素主要是肠毒素和定植因子,毒素和定植因子,ETEC的的肠毒素分毒素分为不耐不耐热肠毒素毒素(LT)和耐和耐热肠毒素毒素(ST)。第一第一节 埃希菌属埃希菌属 LT对热不不稳定,加定,加热6530分分钟即失去活性即失去活性。LT-II与与人人类疾疾病病无无关关,LT-I其其抗抗原原性性、结构构及及致致病
14、病机机制制与与霍霍乱乱肠毒素相似,是引起人毒素相似,是引起人类肠胃炎的致病物胃炎的致病物质。LT-I由由A亚单位位和和B亚单位位组成成。A亚单位位又又分分为A1与与A2两两部部分分,A1为毒毒素素的的活活性性中中心心;B亚单位位的的受受体体是是肠黏黏膜膜上上皮皮细胞胞表表面面的的CM1神神经节苷苷脂脂,两两者者结合合后后,有有利利于于A亚单位位穿穿入入细胞胞。经分分子子生生物物学学分分析析证实:ETEC产生生的的LT与与霍霍乱乱肠毒素分子毒素分子结构有构有80%的同源性。的同源性。第一第一节 埃希菌属埃希菌属ST对热稳定,加定,加热10020分分钟仍不被破坏仍不被破坏。ST与霍乱与霍乱肠毒素毒
15、素间无同源性无同源性。ST分分为STa 与与STb两个活性部分,前者两个活性部分,前者为毒素的活毒素的活性中心。性中心。第一第一节 埃希菌属埃希菌属定植因子定植因子(colonization factor,CF)为致病性大致病性大肠埃埃希菌表面的菌毛希菌表面的菌毛结构,可使构,可使细菌黏附在宿主黏膜表面菌黏附在宿主黏膜表面免被免被肠液清除,是液清除,是导致腹泻的重要致病因子,由致腹泻的重要致病因子,由质粒粒所所编码。第一第一节 埃希菌属埃希菌属(2)肠侵侵袭型大型大肠埃希菌埃希菌(EIEC):主要主要侵犯侵犯较大儿童和成人大儿童和成人。可可引起痢疾引起痢疾样脓血便,故曾称血便,故曾称为志志贺样
16、大大肠埃希菌埃希菌。该菌不菌不产生生肠毒素,能侵毒素,能侵袭结肠黏膜上皮黏膜上皮细胞并在其中生胞并在其中生长繁殖,繁殖,产生内毒素,造成生内毒素,造成细胞坏死、炎症、胞坏死、炎症、溃疡,导致腹泻致腹泻。本本菌属菌属许多菌株无多菌株无动力,生化反力,生化反应与抗原构造也与志与抗原构造也与志贺菌相菌相似,易似,易误诊。第一第一节 埃希菌属埃希菌属(3)肠致病型大致病型大肠埃希菌埃希菌(EPEC):是是婴儿儿腹腹泻泻的的主主要要病病原原菌菌,严重重者者可可致致死死,成成人人感感染染少少见。EPEC不不产生生肠毒素及其他外毒素,也无侵毒素及其他外毒素,也无侵袭力力。该菌菌可可黏黏附附于于十十二二指指肠
17、、空空肠、回回肠上上段段微微绒毛毛上上大大量量繁繁殖殖,导致刷状致刷状缘破坏,黏膜上皮破坏,黏膜上皮细胞胞结构和功能受构和功能受损而致腹泻。而致腹泻。第一第一节 埃希菌属埃希菌属(4)肠出血型大出血型大肠埃希菌埃希菌(EHEC):为出血性出血性结肠炎和溶血性尿毒炎和溶血性尿毒综合征的病原体合征的病原体。EHEC易易侵侵犯犯5岁以以下下儿儿童童,引引起起出出血血性性结肠炎炎,表表现为严重重腹痛及血便腹痛及血便。由由O157:H7 引引起起的的腹腹泻泻有有2%7%发展展成成溶溶血血性性尿尿毒毒综合合征征(HUS)和血栓性血小板减少性紫癜)和血栓性血小板减少性紫癜(TTP)。HUS患者死亡率患者死亡
18、率为3%10%。污染染食品是食品是EHEC感染的重要感染的重要传染源。染源。第一第一节 埃希菌属埃希菌属EHEC的致病因子主要有菌毛和志的致病因子主要有菌毛和志贺样毒素毒素(SLT),),有学者也称其有学者也称其为Vero毒素毒素(VT),),分分I和和两型,可抑两型,可抑制蛋白制蛋白质的合成并致的合成并致Vero细胞胞产生病生病变,最具代表性的,最具代表性的血清群血清群为O157:H7,但近年来从腹泻和溶血性尿毒,但近年来从腹泻和溶血性尿毒综合征患者分离的非合征患者分离的非O157的血清型已超的血清型已超过100种。种。第一第一节 埃希菌属埃希菌属(5)肠集聚型大集聚型大肠埃希菌埃希菌(EA
19、EC):此此菌黏附在菌黏附在Hep-2细胞表面之后,菌体凝集呈胞表面之后,菌体凝集呈砖块状排列,可状排列,可致儿童致儿童肠道感染,引起水道感染,引起水样腹泻、呕吐和脱水,偶有腹痛、腹泻、呕吐和脱水,偶有腹痛、发热和血便。和血便。第一第一节 埃希菌属埃希菌属三、微生物学三、微生物学检查(一)(一)临床床标本的本的细菌学菌学检查1标本本 根据根据感染部位不同可采取感染部位不同可采取粪便、中段尿、血液、便、中段尿、血液、脓汁、汁、脑脊液等脊液等标本本。第一第一节 埃希菌属埃希菌属三、微生物学三、微生物学检查(一)(一)临床床标本的本的细菌学菌学检查2分离培养与分离培养与鉴定定 粪便便标本直接接种于本
20、直接接种于选择培养基(中国培养基(中国蓝琼脂、麦康脂、麦康凯琼脂),血液脂),血液标本本需先需先经接种肉接种肉汤增菌后再移种于血增菌后再移种于血琼脂平板,其他脂平板,其他标本可同本可同时接种于血接种于血琼脂及脂及选择培养基。培养基。3537孵育孵育l824小小时后,后,观察菌落形察菌落形态。初步。初步鉴定定根据根据IMViC试验,最后,最后鉴定根据系列生化反定根据系列生化反应。致病性致病性大大肠埃希菌需埃希菌需进行血清学分群定型,必要行血清学分群定型,必要时测定定肠毒素、侵毒素、侵袭力以力以及毒力基因的及毒力基因的鉴定定。尿路感染尿路感染需需计数菌落数,每毫升数菌落数,每毫升10万万cfu才有
21、才有诊断意断意义。第一第一节 埃希菌属埃希菌属(二)(二)卫生生细菌学菌学检查大大肠埃希菌寄居埃希菌寄居肠道并随道并随粪便排出便排出污染染环境境。水水源源、食食物物中中大大肠埃埃希希菌菌数数量量越越多多,表表示示被被粪便便污染染程程度度越越严重重,间接表明有接表明有肠道致病菌道致病菌污染的可能染的可能。卫生生细菌菌学学检查常常以以大大肠菌菌群群指指数数作作为水水、食食物物、饮料料等等是是否否被被粪便便污染的指染的指标。大大肠菌菌群群指指数数是是指指每每升升样品品中中的的大大肠菌菌群群数数,大大肠菌菌群群数数系系指指在在3724小小时内内发酵酵乳乳糖糖产酸酸产气气的的肠道道杆杆菌菌,包包括括埃埃
22、希希菌菌属属、枸枸橼酸酸杆菌属、克雷伯菌属及杆菌属、克雷伯菌属及肠杆菌属等杆菌属等。我我国国的的卫生生标准准为每每升升饮用用水水中中大大肠菌菌群群数数不不得得超超过3个个;瓶瓶装装汽汽水水、果果汁汁饮料料中中每每100毫毫升升大大肠菌菌群群数数不不得得超超过5个个;饮用用水水、饮料料中中细菌菌总数数100cfu/ml。第一第一节 埃希菌属埃希菌属四、防治原四、防治原则近年来近年来对致病性大致病性大肠埃希菌的埃希菌的预防研究有很大防研究有很大进展展。在在ETEC免免疫疫预防防中中,发现菌菌毛毛抗抗原原在在自自然然感感染染和和人人工工免免疫疫中是一种主要保中是一种主要保护性抗原性抗原。用用菌菌毛毛
23、疫疫苗苗防防止止新新生生家家畜畜腹腹泻泻已已获得得成成功功,如如给孕孕牛牛产前前接接种种大大肠埃埃希希菌菌K99株株的的菌菌毛毛抗抗原原,则新新生生牛牛犊吸吸乳乳后后可可被被动获得得特特异异性性菌菌毛毛抗抗体体而而免免受受到到同同型型菌菌毛毛的的大大肠埃埃希希菌菌的的攻攻击,这为制制备人人类致病性大致病性大肠埃希菌菌毛疫苗埃希菌菌毛疫苗带来希望。来希望。第二第二节 志志贺菌属菌属志志贺菌属(菌属(Shigella)是引起人)是引起人类细菌性痢疾最常菌性痢疾最常见的病原菌。本属的病原菌。本属细菌包括痢疾志菌包括痢疾志贺菌、福氏志菌、福氏志贺菌、菌、鲍氏志氏志贺菌和宋内志菌和宋内志贺菌菌4个菌群。
24、我国以福氏和宋内志个菌群。我国以福氏和宋内志贺菌引起的感染菌引起的感染为多多见。第二第二节 志志贺菌属菌属一、生物学性状一、生物学性状(一)形(一)形态染色、培养及生化反染色、培养及生化反应为0.50.7m23m的革的革兰阴性短小杆菌阴性短小杆菌。无无鞭毛,无芽胞,无鞭毛,无芽胞,无荚膜,有菌毛膜,有菌毛。营养养要求不高,在普通要求不高,在普通琼脂平板上形成中等大小、半透明的光脂平板上形成中等大小、半透明的光滑型菌落,宋内志滑型菌落,宋内志贺菌常形成菌常形成较大的粗糙型菌落大的粗糙型菌落。在在肠道道鉴别选择培养基上形成无色半透明菌落培养基上形成无色半透明菌落。分解分解葡萄糖,葡萄糖,产酸不酸不
25、产气气。大多数大多数志志贺菌不分解乳糖,但宋内志菌不分解乳糖,但宋内志贺菌可菌可迟缓分解乳糖分解乳糖。硫化硫化氢阴性,阴性,动力阴性。力阴性。第二第二节 志志贺菌属菌属(二)抗原构造与分(二)抗原构造与分类志志贺菌有菌有O、K两种抗原两种抗原。O抗原是分抗原是分类的依据,借此将志的依据,借此将志贺菌分菌分为4群和群和40余血清型余血清型。K抗原无分抗原无分类意意义。第二第二节 志志贺菌属菌属第二第二节 志志贺菌属菌属二、致病性与免疫性二、致病性与免疫性(一)致病物(一)致病物质主要是侵主要是侵袭力和内毒素,少数菌株可力和内毒素,少数菌株可产生外毒素。生外毒素。1侵侵袭力力 借借助助菌菌毛毛,志
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- 病理 生理学 ppt 课件 第九 肠道 杆菌
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