腸產(chǎn)毒素性大腸桿菌的生物特性與毒力因子及防治措施！
小楊 / 2024-07-31 09:15:51
一、菌種簡(jiǎn)介
產(chǎn)腸毒素性大腸桿菌（Enterotoxigenic Escherichia coli，ETEC）是一類引起人和幼畜（初生仔豬、犢牛、羔羊及斷奶仔豬）腹瀉的重要病原菌，初生幼畜被ETEC感染后，常因劇烈水樣腹瀉和迅速脫水而死亡，發(fā)病率和死亡率均很高。
這是養(yǎng)殖業(yè)研究熱點(diǎn)之一。據(jù)估計(jì)，國(guó)內(nèi)約有35%的仔豬腹瀉是由ETEC引起的，美國(guó)等國(guó)家新生仔豬腹瀉中，由ETEC引起的占45%以上，給養(yǎng)殖業(yè)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。
二、生物特性
ETEC屬于腸桿菌科（Enterobacteriaceae）埃希氏菌屬（Escherichia）成員，為革蘭氏陰性的直桿菌。大小約5～0.8 μm×1.0～3.0 μm，無芽孢，大多數(shù)菌株有動(dòng)力，普通菌毛與性菌毛，有些菌株有多糖類莢膜。ETEC最佳生長(zhǎng)溫度為37℃，最佳pH值為7.2～7.4。在普通瓊脂上生長(zhǎng)良好，可形成圓形、邊緣整齊、稍隆起、光滑、半透明的灰白色菌落。在鑒別性或選擇性培養(yǎng)基上形成有顏色、直徑2～3mm的光滑型菌落。
生化反應(yīng)：能分解多種糖(醇、苷)類，使其產(chǎn)酸或產(chǎn)氣；吲哚試驗(yàn)和M.R.試驗(yàn)均為陽性；V. P.試驗(yàn)和檸檬酸鹽利用試驗(yàn)均為陰性。易產(chǎn)生耐藥性。膽鹽、煌綠等對(duì)大腸桿菌有抑制作用。對(duì)磺胺類、鏈霉素、氯霉素等敏感，但易耐藥。
三、病原學(xué)特性
ETEC具有較為復(fù)雜的抗原組成，主要有菌體抗原(0抗原)，表面抗原(K抗原)和鞭毛抗原(H抗原)。0抗原為多糖、磷脂與蛋白質(zhì)的復(fù)合物，存在于菌體胞壁中,多為菌體內(nèi)毒素，具有耐熱性質(zhì)(120℃，2h難以破壞其結(jié)構(gòu))。因此，0抗原在大腸桿菌血清型分類中起到重要作用。K抗原為菌體表面多糖或蛋白質(zhì)抗原,它影響著產(chǎn)腸毒素性大腸桿菌毒力的強(qiáng)弱，主要在于菌毛、被膜或莢膜中被發(fā)現(xiàn)。H抗原系不耐熱的蛋白質(zhì)抗原,在細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)性中具有重要作用,主要存在于鞭毛中，抗原性質(zhì)良好。另外，產(chǎn)腸毒素性大腸桿菌抗原還包括蛋白質(zhì)性質(zhì)的菌毛抗原,如定居因子、點(diǎn)附素、纖毛等。
四、毒力因子
ETEC產(chǎn)生毒力因子有粘附素(adhesin)、腸毒素(enterotoxin，Ent)、水腫病毒素(edema diseaseprinciple，EDP)、內(nèi)毒素(endotoxin)、溶血素(haemolysin)等。其中腸毒素和粘附素?zé)o論是從發(fā)病學(xué)還是免疫學(xué)角度來講都起著重要的作用。腸毒素一般可分為耐熱腸毒素(heat-stable enterotoxin，ST)和熱敏腸毒素(heat-labile enterotoxin，LT)，兩種腸毒素既可單獨(dú)產(chǎn)生，又可同時(shí)產(chǎn)生，在遺傳學(xué)上兩種毒素的產(chǎn)生均受質(zhì)?？刂啤?/div>
1、黏附素
粘附是微生物定殖（colonization）的基礎(chǔ)，也是細(xì)菌致病感染的先決條件之一。凡具有粘附作用的細(xì)菌結(jié)構(gòu)成分，統(tǒng)稱為粘附素或定居因子（colonizationfactor）。通常是細(xì)菌表面的一些大分子結(jié)構(gòu)成分，主要是革蘭氏陰性菌的菌毛，其次是非菌毛粘附素，如某些外膜蛋白以及革蘭氏陽性菌的脂磷壁酸等。ETEC的蛋白性菌毛呈纖維型包在菌體抗原表面，具有保護(hù)細(xì)菌免受補(bǔ)體的殺滅和巨噬細(xì)胞的吞噬作用。這種ETEC特有的菌毛與普遍存在于大腸桿菌的I型菌毛不同，對(duì)紅細(xì)胞的凝集反應(yīng)不被D-甘露糖抑制，是一種甘露糖抵抗的血凝反應(yīng)。粘附素抗原主要有K88即F4（K88ab， K88ac， K88ad），K99（F5），987p（F6），F(xiàn)41，F(xiàn)42等幾種，其中K88是最常見的，而K88變異體的主要形式是K88ac。
ETEC菌毛，與腸粘膜上皮不同的受體結(jié)合，定居在腸道上皮細(xì)胞上，避免因動(dòng)物消化道不斷蠕動(dòng)而被迅速排出，為細(xì)菌大量生長(zhǎng)繁殖和產(chǎn)生腸毒素致病創(chuàng)造條件。報(bào)道K88、K99抗原在小白鼠模型中可能不是必須的致病因子。ETEC受體在腸道各段的分布不均勻，使表達(dá)不同粘附因子的ETEC表現(xiàn)出相應(yīng)的組織嗜性。其中D-半乳糖是K88的受體，主要表達(dá)在小腸；神經(jīng)節(jié)苷（GM）和D-半乳糖是K99的受體；糖蛋白、D-半乳糖和L-巖藻糖是987P的受體，兩種菌毛受體主要在回腸表達(dá)；D-半乳糖是F41的受體，主要在小腸表達(dá)。
粘附素是一種具有良好免疫原性的蛋白質(zhì)性抗原，用帶有粘附素的菌體或純化的粘附素抗原免疫動(dòng)物體均可以產(chǎn)生高效價(jià)的相應(yīng)抗體，這也是研究粘附素疫苗的理論基礎(chǔ)。
2、腸毒素
腸毒素是一種外毒素，是ETEC在生K和增殖進(jìn)程中所產(chǎn)生的。按作用機(jī)制和熱穩(wěn)定性等性質(zhì)的不同，腸毐素被分為耐熱腸毐素(heat-stable enterotoxin，ST)和熱敏性腸毒(heat-labileenterotoxin， LT)兩種類型進(jìn)入腸道后，腸毒素宵先與腸壁上皮細(xì)胞受體GM1結(jié)合。耐熱腸毒素與GM1受體結(jié)合后可刺激腸上皮細(xì)胞中的腺苷酸環(huán)化酶(AC)的分泌，能夠促使細(xì)胞質(zhì)中的環(huán)磷酸腺tf (cAMP)含持續(xù)增高；不耐熱腸毒素與GM1受體結(jié)合后，可以刺激腸上皮細(xì)胞中鳥苷酸環(huán)化KKGC)的分泌，可使細(xì)胞漿中環(huán)磷酸鳥苷酸(cGMP)的分泌上升。環(huán)磷酸腺苷和環(huán)磷酸鳥甘酸都可以導(dǎo)致腸腺細(xì)胞分泌水平的升高，致使小腸內(nèi)積聚大最腸液，從而超過腸道的吸收能力，最終導(dǎo)致腹泄，使H2O、Na+、CO3-嚴(yán)重流失，致使機(jī)體高血鉀、脫水、代謝性酸中毐等癥狀，嚴(yán)重會(huì)引起心力衰竭，其至死亡由于腸毒素在ETEC性腹汚中扮演重要角色，因此研究其致病機(jī)理和免疫原性對(duì)預(yù)防和控制大腸桿菌引起的腹汚性疾病具有重要意義。研究結(jié)果表明，20 %-30 %的為L(zhǎng)T陽性/ST陰性；30%-40%的為L(zhǎng)T陽性且ST陽性；而LT陰性/ST陽性的占 50%左右。因此，與LT相比，ST在產(chǎn)腸毒素性大腸桿菌引起的幼畜腹汚性疾病中具有重要地位。
五、防治措施
對(duì)于
ETEC 引起疾病的治療以藥物和疫苗為主，由于近年來抗生素的濫用而帶來的藥物殘留及細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性等問題的出現(xiàn)，采用疫苗預(yù)防接種還不失為控制此病的最佳方法。預(yù)防ETEC 的商品化或?qū)嶒?yàn)性菌苗在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)存在很多。不僅為現(xiàn)有或是研究中的滅活全菌疫苗、亞單位疫苗以及基因工程菌苗提供新的想法，也為新近出現(xiàn)的 DNA 疫苗、轉(zhuǎn)基因植物疫苗為疫苗的研制提供了新的思路。
在市面上的疫苗大體可包括一下幾類：以抗腸毒素免疫為主的的類毒素苗或 LT B 亞單位苗；以抗粘附素免疫為基礎(chǔ)的的含單價(jià)或多價(jià)粘附素抗原的滅活全菌苗或亞單位苗；同時(shí)表達(dá)腸毒素和粘附素抗原或表達(dá)一種或幾種粘附素抗原的基因工程菌苗等。懷孕母畜用這些菌苗免疫后，均可以使仔畜獲得保護(hù)。
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