首先,什么是大肠杆菌
1.埃希氏菌(Escherich)于1885年发现的大肠杆菌,长期以来被认为是正常肠道菌群的组成部分,被认为是非致病菌。
2.直到20世纪中叶,人们才认识到大肠杆菌的某些特殊血清型对人和动物有致病性,尤其是对婴幼儿动物(家禽),常引起严重腹泻和败血症。它是一种常见的原核生物,根据不同的生物学特性,致病性大肠杆菌可分为六类:肠致病性大肠杆菌(EPEC)、肠产毒性大肠杆菌(ETEC)、肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)和大肠杆菌。
3.大肠杆菌(E.coli)是一种革兰氏阴性短杆菌,大小为0.5 1 ~ 3微米。围产期鞭毛,能移动,无孢子。它可以发酵各种糖产生酸和气体,是人类和动物肠道中的正常栖息细菌。婴儿出生后随母乳进入肠道,陪伴人一生,几乎占粪便干重的三分之一。根据国家规定,每毫升饮用水中菌落总数小于100,每100毫升饮用水中检测不到总大肠菌群。
4.大肠杆菌的抗原成分复杂,可分为细菌抗原(O)、鞭毛抗原(H)和表面抗原(K)。后者具有抗吞噬和补体的能力。根据细菌抗原的不同,大肠杆菌可分为150多种类型,其中16种血清型为致病性大肠杆菌,常引起流行性婴幼儿腹泻和成人胸膜炎。大肠杆菌是研究微生物遗传的重要材料。例如,1954年在大肠杆菌K12菌株中发现了有限的转导。莱德伯格利用两株大肠杆菌作为营养缺陷型进行实验,为细菌接合方法学和基因工程的研究奠定了基础。
E.大肠杆菌是埃希氏菌的代表菌株。大部分是非致病性的,是人和动物肠道内的永久性细菌,在一定条件下可引起肠外感染。一些血清型菌株具有高致病性并引起腹泻,统称为致病性大肠杆菌。
这种细菌对热的抵抗力比其他肠杆菌科强,有些细菌在55加热60分钟或60加热15分钟后仍能存活。它可以在天然水中存活数周至数月,在温度较低的粪便中存活时间更长。胆盐和亮绿对大肠杆菌有抑制作用。对磺胺类、链霉素、氯霉素等敏感。但易产生耐药性,是用R因子转移质粒获得的。
二、大肠杆菌的主要特征
1.大肠杆菌是一种细菌,属于原核生物。
它有一个由肽聚糖组成的细胞壁,只含有核糖体的简单细胞器,没有细胞核,只有准细胞核;细胞质中的质粒在基因工程中常被用作载体。
2.大肠杆菌的代谢类型为异养厌氧。
人体与大肠杆菌的关系:在没有疾病的情况下(正常情况),可以认为是互利共生(高中一般认为是这种关系);如遇疾病,可认为是寄生。
3.培养基中无需添加生长因子。
培养基中加入曙红亚甲基蓝,菌落呈深紫色,呈金属色,可以鉴别大肠杆菌的存在。大肠杆菌在生物技术中的应用:大肠杆菌作为外源基因表达的宿主,遗传背景明确,技术操作简单,培养条件简单,大规模发酵经济,受到基因工程专家的高度重视。
4.大肠杆菌在生态系统中的地位。
如果它生活在大肠里,它属于消费者,如果它生活在体外,它属于分解者。其基因组DNA是假核中的环状分子,可以同时存在多个环状质粒DNA。
5.大肠杆菌细胞的假核中有一个DNA分子。
长度约为470万个碱基对,DNA分子上分布着约4400个基因,每个基因的平均长度约为1000个碱基对。
三.致病物质
1.结算系数(cf):
又称粘附素,即大肠杆菌的菌毛。致病性大肠杆菌必须附着在宿主的肠壁上,避免被肠蠕动和肠道分泌物清除。定殖因子、CTA (CFA、CTA)引起人类腹泻。定殖因子具有很强的免疫原性,能刺激机体产生特异性抗体。
2.大肠杆菌粘附素的特点是高特异性
粘附素能使细菌紧密附着在尿路和肠道的细胞上,避免排尿时因尿液冲刷和肠道蠕动而被清除。大肠杆菌粘附素的特点是特异性高。包括:殖民因子抗原、和;菌毛的聚集和粘附;束形成菌毛;紧密粘附素;p菌毛;侵袭性质粒抗原蛋白和Dr菌毛等。
3.外毒素大肠杆菌可以产生多种外毒素。
包括:志贺毒素X和X;耐热肠毒素和;和.的不耐热肠毒素此外,溶血素A在泌尿致病性大肠杆菌引起的疾病中起重要作用。
4.肠毒素:
是产肠毒素大肠杆菌在生长繁殖过程中释放的外毒素,分为耐热型和不耐热型。热不稳定肠毒素(lt):对热不稳定,在65下30分钟后失活。它是一种具有高分子量和免疫原性的蛋白质。
耐热肠毒素(ST):对热稳定,10020分钟不破坏,分子量低,免疫原性弱。ST可激活小肠上皮细胞内鸟苷酸环化酶,增加细胞内cGMP,改变空肠内液体流量,因肠腔积液引起腹泻。ST与霍乱毒素没有共同的抗原关系。
5.其他:
脂壁多糖的脂质A有毒性,O-特异性多糖能抵抗宿主防御屏障。大肠杆菌的k抗原具有吞噬作用。