肠杆菌科（Enterobacteriaceae)细菌是一大群生物学性状近似的革兰阴性杆菌，常寄居在人和动物的肠道内，亦存在于土壤、水和腐物中。其中大多数是肠道的正常菌群，但当宿主免疫力降低或细菌移位至肠外部位时可成为条件致病菌而引起疾病；少数为病原菌，例如伤寒杆菌、志贺菌、致病性大肠杆菌等。
肠杆菌科细菌种类繁多。根据生化反应、抗原结构、核酸杂交和序列分析，目前至少有30个菌属，120个以上的菌种。与医学有关的有埃希菌属、志贺菌属、沙门菌属、克雷伯菌属、变形杆菌属、摩根菌属、枸橼酸菌属、肠杆菌属、沙雷菌属和耶尔森菌属10个菌属，包括25个菌种。
肠杆菌科细菌具有下列共同生物学特性：
1．形态与结构 0.3-1.0×1-6um中等大小的革兰阴性杆菌。无芽孢。多数为周毛菌。少数有荚膜或包膜。大多有菌毛。
2．培养 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形成湿润、光滑、灰白色的直径2-3mm中等大小菌落。在血琼脂平板上，有些菌可产生溶血圈。在液体培养基中，呈均匀浑浊生长。
3．生化反应 活泼，分解多种糖类和蛋白质，形成不同代谢产物，常用以区别不同菌属和菌种。乳糖发酵试验在初步鉴别肠杆菌科中致病菌和非致病菌上有重要价值，一般非致病菌能分解乳糖，而致病菌多数不能。
4．抗原构造 复杂，主要有菌体（O)抗原、鞭毛（H)抗原和荚膜（K)或包膜抗原。其他尚有菌毛抗原。
（1)． O抗原：存在于细胞壁脂多糖（LPS)层，具有属、种特异性。其特异性取决于LPS分子末端重复结构多糖链的糖残基种类的排列。O抗原耐热，100℃不被破坏。从病人新分离菌株的菌落大多呈光滑（S)型，在人工培养基上多次传代移种保存日久后，LPS失去外层O特异性侧链，此时菌落变成粗糙（R)型，是为S-R型变异。R型菌株的毒力显著低于S型株。
（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排列顺序和空间结构。细菌失去鞭毛后，运动随之消失；同时O抗原外露，是为H-O变异。
（3)．荚膜或包膜抗原：位于O抗原外围，能阻止O凝集现象。多糖性质，但60℃30分钟可去除之。重要的有伤寒杆菌的Vi抗原，大肠杆菌的K抗原等。
5．抵抗力 因无芽孢，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、煌绿等染料对非致病性肠杆菌科细菌有抑制作用，藉以制备选择培养基来分离有关病原菌。
6．变异 肠杆菌科细菌易出现变异菌株。除自发突变外；更因相互处于同一密切接触的肠道等微环境，可以通过转导、结合或溶原性转换等转移遗传物质，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转移；此外，尚有毒素产生、生化反应特性改变，以及H-O抗原和S-R菌落变异等。这种易变性在其致病性、诊断和防治中都有重要意义。
第一节 埃希菌属
埃希菌属（Escherichia)有5个种，其中大肠埃希菌（E,coli)是最常见的临床分离菌。
大肠埃希菌，通称大肠杆菌，婴儿出生后数小时就进入肠道，并终生伴随。当宿主免疫力下降或菌侵入肠外组织或器官，可引起肠外感染。有些特殊菌株能导致腹泻。
大肠杆菌在环境卫生和食品卫生学中，常用作被粪便污染的检测指标。在分子生物学和基因工程研究中，大肠杆菌是重要的实验材料。
一、生物学性状
大小0.4-0.7χ1-3um。多数菌株有周身鞭毛。有普通菌毛和性菌毛。肠外感染菌株常有多糖包膜（微荚膜)。
S型菌株在普通琼脂平板培养37℃24小时后，形成直径2-3mm的圆形凸起灰白色菌落。有些菌株在血琼脂平板上呈β溶血。
能发酵葡萄糖等多种糖类，产酸并产气。发酵乳糖，可同沙门菌、志贺菌等区别。吲哚、甲基红、VP、枸橼酸盐（IMViC)试验结果为“++––”。凡IMViC试验示此结果的，判为典型的大肠杆菌，表明被检物已有粪便污染，有传播肠道传染病的危险。
大肠杆菌抗原主要有O、H和K三种。O抗原>170种，是血清学分型的基础；H抗原>56种；K抗原在100种以上。根据耐热性不同，K抗原又分L、A、B三型。一个菌株中，一般只含一个型别的K抗原。表示大肠杆菌血清型的方式是按O：K：H排列，例如O111：K58（B4)：H2。
二、致病性
多数大肠杆菌在肠道内不致病，但如移位至肠道外的组织或器官则引起肠外感染，病变以化脓性炎症最为常见。肠外感染中以泌尿系统感染为主，例如尿道炎、膀胱炎、肾盂肾炎。亦可引起腹膜炎、阑尾炎、手术创口感染等。在婴儿、老年人或免疫功能低下者，可引起败血症。在新生儿，大肠杆菌脑膜炎并不少见。
某些血清型可引起人类腹泻。根据其致病机制不同，主要有五种类型。
肠产毒素型大肠杆菌（enterotoxigenic E.coli，ETEC) 是婴幼儿和旅游者腹泻的重要病原菌。临床症状可从轻度腹泻至严重的霍乱样腹泻。致病物质主要是肠毒素和定植因子。
ETEC的肠毒素有不耐热和耐热两种，均由质粒介导。不耐热肠毒素(heat labile enterotoxin，LT)对热不稳定，65℃30分钟可被破坏。LT由1个A亚单位和5个B亚单位组成。A亚单位是毒素的活性部位。B亚单位与肠粘膜上皮细胞表面的GM1神经节苷脂结合后，使A亚单位穿越细胞膜与腺苷环化酶作用，令胞内ATP转化为cAMP。胞质内cAMP水平增加后，导致肠粘膜细胞内水、钠、氯、碳酸氢钾等过度分泌至肠腔，导致腹泻。LT一般不引起肠粘膜的炎症或组织病变。LT与霍乱肠毒素两者间的氨基酸组成同源性达75%左右；它们的抗原性高度交叉；两者B亚单位的肠粘膜结合受体都是同一个GM1神经节苷脂。
ETEC的耐热肠毒素（heat stable enterotoxin ，ST)对热稳定，100℃加热20 分钟仍不失活性。ST的作用机制与LT的不同，其引起腹泻是通过激活肠粘膜细胞上的鸟苷环化酶，使胞内cGMP量增多而导致。
LT 又可分LT-I和LT-II两型，ST亦可分Sta和STb。LT-I型和Sta型由人源株产生，而LT-II型STb型则源自动物菌株。
菌毛是ETEC致病的另一重要因素。能形成肠毒素而无菌毛的菌株，不会引起腹泻。ETEC菌毛的粘附作用具有高度专一性，并将这类粘附素（adhesin)常称之为定植因子（colonization factor)。例如ETEC的定植因子有1型菌毛、CFA/I（colonization factor antigen type I)和CAF/II；猪ETEC的有K88、987P、F41、F107等；K99是猪、羊、牛ETEC所共有。定植因子具有很强的抗原性，能刺激宿主产生特异性抗体。在兽医界已制成口饲菌毛疫苗，在猪群中人工免疫后，可抵抗猪ETEC的侵袭。
CAF/I和CAF/II均由质粒介导，这些质粒也可同时偏码LT和（或)ST。
与ETEC致病有关的物质尚有其内毒素LPS，以及具有抗吞噬作用的K抗原等。
肠侵袭型大肠杆菌（enteroinvasive E.coli，EIEC) 较少见，主要侵犯较大儿童和成人。所致疾病很像菌痢，腹泻呈脓血便，有里急后重，故曾称志贺样大肠杆菌（shigelloid E.coli)。EIEC不产生肠毒素，能侵袭结肠粘膜上皮细胞并在其中生长繁殖。菌死亡崩解后释放出内毒素，破坏细胞形成炎症和溃疡，导致腹泻。EIEC的侵袭与含编码侵袭性pINV基因的一种大质粒（120-140MD)有关，携带该质粒的菌株可引起豚鼠角膜Sereny试验阳性，并可侵袭HeLa细胞。对EIEC的大质粒与志贺菌编码侵袭性基因的大质粒高度同源。含侵袭性基因的探针，EIEC和志贺菌中的有毒株均能发生特异性反应。
EIEC无动力、生化反应和抗原结构也近似志贺菌。因此，若不注意，容易误诊为志贺菌。
肠致病型大肠杆菌（enteropathogenic E.coli，EPEC)是婴幼腹泻的主要病原菌，严重者可致死；成人少见。不产生肠毒素。病菌在十二指肠、空肠和回肠上段粘膜表面大量繁殖，粘附于微绒毛，导致刷状缘被破坏、微绒毛萎缩、上皮细胞排列紊乱和功能受损，造成严重腹泻。
EPEC粘附和破坏肠粘膜结构的步骤有三：①Bfp（bundle forming pili)介导菌与细胞的疏松粘附，Bfp由EAF（EPEC adherence factor)质粒上的bfpA基因编码和受dsbA基因的调控使之活化；②信号传递，由染色体上的eaeB （E.coli attachment B)基因介导，eaeA基因受per（plasmid encoded regulator)基因产物而活化；③紧密粘附素（intimin)介导菌与细胞的紧密结合。紧密粘附素由染色体上eaeA基因编码，它是一种外膜蛋白。在此最末阶段，细胞内肌动蛋白重排，导致微绒毛的破坏。严重干扰对肠道中液体等的吸收功能。
EPEC对细胞的粘附有两种类型。局限性粘附指病菌呈块状粘附在肠粘膜细胞表面的某一部分，弥散性粘附是病菌主要是单个分散粘附在细胞表面。由于两者在生物学特征、致病特点等方面存在较大差异，有学者建议称弥散粘附的EPEC为EPEC II型或弥散粘附型大肠杆菌（diffusely adherent E.coli，DAEC)。
肠出血型大肠杆菌（enterohemorrhagic E.coli，EHEC)亦称为vero毒素大肠杆菌（verotoxigenic E.coli，VTEC)。1982年首先在美国发现，其血清型为0157：H7。俟后世界各地有散发或地方小流行，1996年日本大阪地区为主发生流行，患者逾万，死亡11人。5岁以下儿童易感染，感染菌量可低于100个。症状轻重不一，可为轻度水泻至伴剧烈腹痛的血便。约10%<10岁患儿可并发有急性肾衰竭、血小板减少、溶血性贫血的溶血性尿毒综合征（hemolytic uremic syndrome，HUS)，死亡率达10%左右。
EHEC的致病因子主要有菌毛和毒素。病菌进入消化道后，由紧密粘附素介导与宿主末端回肠、盲肠和结肠上皮细胞结合，然后释放毒素，引起血性腹泻。该毒素能使vero细胞产生病变，故称vero毒素；又因同志贺菌的毒素相似，亦称志贺样毒素（shiga-like toxin,SLT)；实则vero毒素和SLT之间仅1个氨基酸不同，有学者认为EHEC的vero毒素即志贺毒素（shiga toxin,ST)。EHEC的VT 分两型，VT-I与痢疾志贺菌的ST基本相同，VT-II则与ST有60%的同源。两型毒素均由溶原性噬菌体介导。VT由1个A亚单位和5个B亚单位组成。B亚单位与宿主细胞特异糖脂（globotriaosylceramide)结合；A亚单位内在化后裂解成两个分子，其中A1片段与28SrRNA的4324位腺嘌呤作用，使核糖体灭活，终止蛋白质合成。HUS在产生VT-II的EHEC中较多，实验表明VT-II能选择性地破坏肾内皮细胞。与EHEC致病有关的尚有内毒素和溶血素。
EaeA基因编码紧密粘附素，它与EPEC的eaeA高度相。Stx基因编码VT毒素。溶血素hiyA基因与大肠杆菌α溶血素基因（hlyA、hlyC)约有60%的同源性。
能产生VT的大肠杆菌血清型至少有160种可从人、动物和食物中分离得，另发现非大肠杆菌中亦有产VT的菌株，如枸橼酸菌属中的某些种。产VT的大肠杆菌血清型以O157：H7为主，但不同国家的流行株不一定相同。例如美国、日本为O157：H7；意大利为O111：H11；澳大利亚为O111：Hˉ；德国为弗劳地枸橼酸杆菌（Citrobacter freundii)等。
肠集聚型大肠杆菌（enteroaggregativeE.coli,EaggEC) 引起婴儿持续性腹泻，脱水，偶有血便。不侵袭细胞。可产生毒素和粘附素。毒素为肠集聚耐热毒素（enteroaggregative heat-stable toxin,EAST)，抗原上与ETEC的ST有关，可导致大量液体分泌。另一毒素似大肠杆菌的α溶血素。有4种不同形态的菌毛，其中集聚性粘附菌毛I（aggregative adherence fimbriae I,AAF/I)与EPEC中bfp基因编码的菌毛很相似。
大肠杆菌的某些血清型可引起泌尿系统感染，这些菌株统称为尿路致病大肠杆菌（uropathogenic E,coli)。其致病因子有粘附素、毒素、LPS、荚膜、血清抵抗因子等。粘附素主要有P菌毛，AFPI、III和Dr，这些粘附素能以Dr血型抗原为受体与之结合。溶血素HlyA能溶解红细胞和其他组织细胞，引起细胞因子释放和诱发炎症反应。
三、微生物学检查法
标本 肠外感染采取中段尿、血液、脓液、脑脊液等；腹泻则取粪便。
分离培养与鉴定
1．肠外感染。
（1)涂片染色检查：除血液标本外，均需作涂片染色检查。脓、痰、分泌物可直接涂片，革兰染色后镜检。尿液和其它液体先低速离心，再取沉淀物作涂片。
（2)分离培养：血液接种肉汤增菌，待生长后再移种血琼脂平板。体液标本的离心沉淀物和其它标本直接划线分离于血琼脂平板。35-37℃孵育18-24小时后观察菌落形态。
（3)鉴定：初步鉴定根据IMViC（++--)试验，最后鉴定靠系列生化反应。尿路感染尚需记数菌落量，每毫升≥10万才有诊断价值。
2．肠内感染 将粪便标本接种于鉴别培养基，挑选可疑菌落并鉴定为大肠杆菌后，再分别检测不同类型致腹泻大肠杆菌的肠毒素、毒力因子和血清型等特征。
（1)ETEC：过去用动物或细胞培养测定LT或ST，较为复杂；现可用ELISA法或基因探针检测这些肠毒素。
（2)EIEC：与志贺菌相似，多数EIEC无动力，乳糖不发酵或迟缓发酵。毒力试验可将被检菌液接种于豚鼠眼结膜囊内，可产生典型的角膜结膜炎症状，并在角膜上皮细胞内有大量细菌，是为Senery试验阳性。
（3)EPEC：用特异O、H抗血清测定特异血清型，亦可以ELISA和细胞培养法来检测。
（4)EHEC：O157：H7血清型多数对山梨醇不发酵或缓慢发酵。VT毒素可用ELISA法测定，灵敏度达60pg/ml，亦可用PCR法结合基因探针检测VT基因。
（5)EAggEC：用液体培养-集聚试验（liquid-culture clump aggregation)检测受检菌的粘附性，或用探针技术测定EAST基因。
四、防治原则
在ETEC的免疫预防研究中，发现其菌毛抗原在自然感染和人工主动免疫中是关键抗原之一。在家畜中，用菌毛疫苗防治新生畜崽腹泻已获得成功。例如在孕牛产前6个月接种大肠杆菌K99株的菌毛抗原，则新生牛犊吮乳后可被动获得特异菌毛抗体而受到同型菌毛型大肠杆菌感染的免疫保护。
现已明确，有的牛群肠道中可以存在EHEC。因此，加热不彻底而被牛粪污染的牛肉、牛奶，以及果汁等都可能罹患出血性结肠炎。例如美国多次EHEC流行，传染源是汉堡包中污染EHEC的牛肉馅。
第二节 志贺菌属
志贺菌属（Shigella)是人类细菌性痢疾最为常见的病原菌，通称痢疾杆菌（dysentery bacterium)。
一、生物学性状
大小为0.5-0.7×23um的短小杆菌。无芽孢。无鞭毛。有菌毛。
营养要求不高，在普通琼脂平板上生长形成中等大小、半透明的光滑型菌落。志贺菌属中的宋内菌常出现扁平的粗糙型菌落。
分解葡萄糖，产酸不产气。除宋内志贺菌个别菌株迟缓发酵乳糖（一般需3—4天)外，均不分解乳糖。
志贺菌属细菌有O和K两种抗原。O抗原是分类的依据，分群特异抗原和型特异抗原，藉以将志贺菌属分为4群（种)40余血清型（包括亚型)（表9-2)。K抗原在分类上无意义。
二、致病性和免疫性
致病物质 主要是侵袭力和内毒素，有的菌株尚产生外毒素。
1．侵袭力 志贺菌有菌毛，能粘附于回肠末端和结肠粘膜的上皮细胞。继而穿入上皮细胞内生长繁殖，一般在粘膜固有层内繁殖形成感染灶，引起炎症反应。细菌侵入血流罕见。
志贺菌穿透上皮细胞的能力由质粒编码的ipaB，ipaC和ipaD基因介导，病菌在邻近细胞的扩散则由质粒编码的icsA和icsB基因控制。志贺菌只有侵入肠粘膜后才能致病。否则，即使菌量再大也不引起疾病。
2．内毒素 志贺菌所有菌株都有强烈的内毒素。内毒素作用于肠粘膜，使其通透性增高，进一步促进对内毒素的吸收，引起发热、神志障碍，甚至中毒性休克等一系列症状。内毒素破坏肠粘膜，可形成炎症、溃疡，呈现典型的脓血粘液便。内毒素尚能作用于肠壁植物神经系统，使肠功能发生紊乱，肠蠕动失调和痉挛。尤其是直肠括约肌痉挛最明显，因而出现腹痛、里急后重等症状。
3．外毒素 A群志贺菌I型II型能产生一种外毒素称为志贺毒素（shiga toxin,ST)。ST能引起vero细胞病变，故亦称vero毒素（vero toxin，VT)。VT分VT-I和VTII两种，A群志贺菌产生的ST属VT-I型。ST具有3种生物学活性：①肠毒素性。具有类似大肠杆菌、霍乱弧菌肠毒素的作用，此可解释疾病早期出现的水样腹泻；②细胞毒性。对人肝细胞、HeLa细胞、绿猴vero细胞均有毒性，以HeLa细胞最为敏感；③神经毒性。注射于家兔或小鼠，引起动物麻痹、死亡。
ST由位于染色体上的stxA和stxB基因编码。与EHEC产生的毒素相同，ST亦由1个A亚单位和5个B亚单位组成。B亚单位与宿主细胞糖脂（Gb3)结合，导入细胞内的A 亚单位作用于60S核糖体亚单位的28SrRNA，阻止与氨酰tRNA的结合，致使蛋白质合成中断。
志贺菌侵入宿主后，机体内的IL-1、IL6、TNF-α和INF-γ等细胞因子将增多。IL-1和TNF-α可提高ST受体在内皮细胞表面的表达，因而内皮细胞成为ST攻击的主要靶细胞。ST 和内毒素有协同作用，两者在体外可加重对人血管内皮细胞的损伤。在志贺菌感染的溶血性尿毒综合征（HUS)等并发症中，ST和内毒素的持续存在联合作用可能与之有关。
志贺菌的粘附、侵袭、胞内繁殖、细胞间扩散等活性编码的基因，均存在于一个140MD的大质粒上。这个大质粒一旦丢失，有毒株就成无毒株。
所致疾病 志贺菌引起细菌性痢疾。传染源是病人和带菌者，无动物宿主。主要通过粪-口传播。人类对志贺菌较易感，少至200个菌就可发病。
志贺菌随饮食进入肠道，潜伏期一般1-3天。痢疾志贺菌感染患者病情较重，宋内志贺菌多引起轻型感染，福氏志贺菌感染易转变为慢性，病程迁延。
志贺菌感染有急性和慢性两种类型，病程在两个月以上者属慢性。急性细菌性痢疾常有发热、腹痛、里急后重等症状，并脓血粘液便。若及时治疗，预后良好。如治疗不彻底，可转为慢性。症状不典型者，易被误诊，影响治疗而造成慢性和带菌。急性感染中有一种中毒性痢疾，以小儿为多见。无明显的消化道症状，主要表现为全身中毒症状。此因其内毒素致使微血管痉挛、缺血和缺氧，导致DIC、多器官功能衰竭、脑水肿，死亡率高。各型志贺菌都有可能引起。
免疫性 志贺菌感染局限于肠粘膜层，一般不入血，故其抗感染免疫主要是消化道粘膜表面的分泌型IgA（SIgA)。病后免疫期短，也不巩固，除菌停留在肠壁局部外，其型别多也是原因之一。
三、微生物学检查法
标本 取材应挑取粪便的脓血或粘液部分。若不能及时送检，宜将标本保存于30%甘油缓冲盐水或专门运送培养基内。中毒性痢疾患者可取肛拭。
分离培养与鉴定 标本接种于肠道鉴别或选择培养基上，37℃孵育18-24小时。挑取无色半透明可疑菌落，作生化反应和血清学试验，以确定其菌群（种)和菌型。
毒力试验 测定志贺菌的侵袭力可用Senery试验。系将受试菌18—24小时的固体培养物，以生理盐水制成9亿/ml菌悬液，接种于豚鼠眼结膜囊内。若发生角膜结膜炎，则Senery试验阳性，表明受试菌有侵袭力。志贺菌ST的测定，可用HeLa细胞或vero细胞，也可用PCR技术直接检测其产毒基因stxA、stxB。
快速诊断法
1．免疫染色法 将粪便标本与志贺菌抗血清均匀，在光镜下观察有无凝集现象。
2．免疫荧光菌球法 将标本接种于含有荧光素标记的志贺菌免疫血清液体培养基中，37℃孵育4-8小时。若标本中含有相应型别的志贺菌存在，则生长繁殖后与荧光抗体凝集成小球，在荧光显微镜下易被检出。
3．协同凝集试验 是以志贺菌IgG抗体与Cowan I葡萄球菌结合成为试剂，用来检测病人粪便中有无志贺菌可溶性抗原。
4．胶乳凝集试验 用志贺菌抗血清致敏胶乳，使与粪便中的志贺菌抗原起凝集反应。也可用志贺菌抗原致敏胶乳，来诊断粪便中有无志贺菌抗体。
5．分子生物学方法 PCR技术、基因探针检测140MD的大质粒等。
四、防治原则
鉴于志贺菌的免疫防御机制主要是分泌至肠粘膜表面的SIgA，而SgA需由活菌作用于粘膜局部才能诱发。因此，接种死疫苗防御志贺菌感染的试验已经放弃，现致力于活疫苗的研究。例如链霉素依赖株（streptomycin dependent strain,Sd)活疫苗是一种变异株，环境中存在有链霉素时始能生长繁殖。将其制成活疫苗给志愿者口服后因正常人体内不存在链霉素，该Sd株不能生长繁殖；但也不立即死亡，尚可有一定程度的侵袭志愿者肠粘膜而激发局部免疫应答，产生SIgA。同时，血清中的IgM、IgG特异抗体也增多。Sd活疫苗的免疫保护具有特异性。目前已能产生多价志贺菌Sd活疫苗。又多种杂交株活疫苗也在研究之中。如将志贺菌的大质粒导入另一弱毒或无毒菌中，形成二价减毒活疫苗。曾被选为研究对象的有宋内志贺菌与伤寒杆菌Ty2la的杂交疫苗等。
治疗志贺菌感染的药物颇多，但菌很易出现多重耐药菌株。同一菌株可对5-6种甚至更多药物耐药，给防治工作带来很大困难。
第三节 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关的革兰阴性杆菌。根据生化反应，DNA同源性等，沙门菌属分为肠道沙门菌（S.enterica)和邦戈沙门菌(S.bongori)两个种。肠道沙门菌又分为6个亚种，即肠道亚种（Subsp.enterica)、萨拉姆亚种（subsp .salamae)、亚利桑那亚种（subsp.enterica)、双亚利桑那亚种（subsp.diarigonae)、豪顿亚种（subap.houtenae)、和英迪加亚种（subsp.indica)。
沙门菌属细菌的血清型在2000种以上，但对人致病的只是少数，例如引起肠热症的伤寒、副伤寒的沙门菌。其他对动物的致病，有些沙门菌偶可传染给人，引起食物中毒或败血症，如鼠伤寒沙门菌、肠炎沙门菌、鸭沙门菌、猪霍乱沙门菌等十余种。
一．生物学性状
大小0.6-1.0×2-4μm。除鸡沙门菌和雏沙门菌（S.pullorum)等个别外，都有周身鞭毛。一般无荚膜。均无芽孢。
营养要求不高，在普通琼脂平板上形成中等大小、无色半透明的S型菌落。
不发酵乳糖或蔗糖。对葡萄糖、麦芽糖和甘露糖发酵，除伤寒沙门菌不产气外，其它沙门菌均产酸产气。生化反应对沙门菌属的种和亚种鉴定有重要意义。
沙门菌属细胞的抗原主要有0和H两种抗原，少数菌中尚有一种表面抗原，功能上与大肠杆菌的K抗原类同。因一般认为它与毒力（virulence)有关，故称Vi抗原。
沙门菌0抗原至少有58种，以阿拉伯数字顺序排列，现已排至67（其中有9种被删除)。每个沙门菌的血清型含一种或多种O抗原。凡含有相同抗原组分的归为一个组，则可将沙门菌属分成A-Z、O51-O63、O65-O67 42个组。引起人类疾病的沙门菌大多数在A-E组。
据Popoff 等报道，1995年时沙门菌属血清型已有2399个，其中绝大部分分布在肠道沙门菌各亚种：计肠道亚种1416。萨拉姆亚种477、亚利桑那亚种94、双亚利桑那亚种371、豪顿亚种66和英迪加亚种10个血清型。至于邦戈沙门菌，仅19个血清型。
沙门菌O抗原分第I相和第II相两种。第I相特异性高，又称特异相，以a、b、c……表示。第II相特异性低，可为多种沙门菌共有，故亦称非特异相，以1、2、3……表示。一个菌株同时有第I相和第II相H抗原的称双相菌，仅有一种相者为单相菌。每一组沙门菌根据H抗原不同，可进一步将组内沙门菌分成不用菌型。
沙门菌的表面抗原主要是Vi抗原，新分离的伤寒沙门菌和希氏沙门菌（原称丙型副伤寒沙门菌，S.paratyphi C)有Vi抗原。Vi抗原由聚-N-乙酸-D-半乳糖胺糖醛酸组成，不稳定，经60℃加热、石炭酸处理或传代培养后易消失。Vi抗原存在于菌表面，可阻止O抗原与其相应抗体的凝集反应。
二、致病性与免疫性
致病物质 沙门菌有较强的内毒素，并有一定的侵袭力。个别菌尚能产生肠毒素。
1．侵袭力 沙门菌有毒株能侵袭小肠粘膜。菌经一类称为M（microfold,微皱摺)细胞的特殊上皮细胞进入机体。其步骤是菌先粘附至M细胞表面；引发细胞肌动蛋白重排、内在化，菌存在于吞噬泡；吞噬泡转送未经降解的菌并释放至上皮下区，菌为固有层中的巨噬细胞吞噬。沙门菌的粘附和穿入宿主细胞，由染色体上的侵袭素基因inv介导。
伤寒沙门菌和希氏沙门菌在宿主体内可以形成Vi抗原。该抗原具有微荚膜功能，能抗御吞噬细胞的吞噬和杀伤，并阻挡抗体、补体等破坏菌体作用。
2．内毒素 沙门菌死亡后释放出的内毒素，可引起宿主体温升高、白细胞数下降，大剂量时导致中毒症状和休克。这些与内毒素的激活补体替代途径产生C3a、C5a等，以及诱发免疫细胞分泌TNT-α、IL-1、IFN-γ等细胞因子有关。
3．肠毒素 个别沙门菌如鼠伤寒沙门菌可产生肠毒素，其性质类似ETEC产生的肠毒素。
所致疾病 只对人类致病的仅有引起伤寒和副伤寒的沙门菌。有不少沙门菌是人畜共患病的病原菌。动物宿主范围很广。家畜有猪、牛、马、羊、猫、狗等，家禽有鸡、鸭等；野生动物如狮、熊、鼠类，以及冷血动物、软体动物、环形动物、节肢动物等均可带菌。人类因食用患病或带菌动物的肉、乳、蛋或被病鼠尿污染的食物等而罹患。
人类沙门菌感染有4种类型：
1．肠热症 包括伤寒沙门菌引起的伤寒，以及甲型副伤寒沙门菌、肖氏沙门菌（原称乙型副伤寒沙门菌，S.paratyphi B)、希氏沙门菌中国卫生人才网引起的副伤寒。伤寒和副伤寒的致病机制和临床症状基本相似，只是副伤寒的病情较轻，病程较短。沙门菌是胞内寄生菌。被巨噬细胞吞噬后，由耐酸应答基因（acid tolerance response gene,atr)介导使菌能在吞噬体的酸性环境中生存和繁殖，同时菌产生过氧化氢酶和超氧化物歧化酶等保护菌勿受胞内杀菌机制的杀伤。部分菌通过淋巴液到达肠系膜淋巴结大量繁殖后，经胸导管进入血流引起第一次菌血症。病人出现发热、不适、全身疼痛等前驱症状。菌随血流进入肝、脾、肾、胆囊等器官并在其中繁殖后，再次入血造成第二次菌血症。该时症状明显，持续高热，出现相对缓脉，肝脾肿大，全身中毒症状显著，皮肤出现玫瑰疹，外周血白细胞明显下降。胆囊中菌通过胆汁进入肠道，一部分随粪便排出体外，另一部分再次侵入肠壁淋巴组织，使已致敏的组织发生超敏反应，导致局部坏死和溃疡，严重的有出血或肠穿孔并发症。肾脏中的病菌可随尿排出。以上病变在疾病的第2-3周出现。若无并发症，自第2-3周后病情开始好转。
2．胃肠炎（食物中毒) 是最常见的沙门菌感染，约占70%。由摄入大量（＞108)鼠伤寒沙门菌、猪霍乱沙门菌、肠炎沙门菌等污染引起。潜伏期6-24小时。起病急，主要症状为发热、恶心、呕吐、腹痛、水样泻，偶有粘液或脓性腹泻。严重者伴迅速脱水，可导致休克、肾功能衰竭而死亡，此大多发生在婴儿、老人和身体衰弱者。一般沙门菌胃肠炎多在2-3天自愈。
3．败血症 多见于儿童和免疫力低下的成人。病菌以猪霍乱沙门菌、希氏沙门菌、鼠伤寒沙门菌、肠炎沙门菌等常见。症状严重，有高热、寒战、厌食和贫血等。败血症因病菌侵入血循环引起，因而菌可随血流导致脑膜炎、骨髓炎、胆囊炎、心内膜炎等发生。
4．无症状带菌者 约有1%-5%伤寒或副伤寒患者，在症状消失后1年仍可在其粪便中检出有相应沙门菌。这些菌留在胆囊中，成为人类伤寒和副伤寒病原菌的储存场所。其他沙门菌的带菌者很少，不到1%，故在人类的感染中不是主要的传染源。
免疫性 肠热症沙门菌侵入宿主1之后，主要在细胞内生长繁殖，因而要彻底杀灭这类胞内寄生菌，特异性细胞免疫是主要防御机制。在致病过程中，沙门菌亦可有存在于血流和细胞外的阶段，故特异性体液抗体也有辅助杀菌作用。胃肠炎的恢复与肠道局部生成SIgA有关。
三、微生物学检查法
标本 肠热症因病程不同采取不同标本。第1周取外周血，第1-3周取骨髓液，第2周起取粪便和尿液。胃肠炎取粪便、呕吐物和可疑食物。败血症取血液。
分离培养和鉴定 血液和骨髓液需要增菌，然后再划种于血琼脂平板；粪便和经离心的尿沉淀物等直接接种于肠道鉴别培养基或SS（Salmonella-Shigella)选择培养基。37℃孵育24小时后，挑取无色半透明的乳糖不发酵菌落接种至双糖或三糖铁培养基。若疑为沙门菌，再继续作系列生化反应，并用沙门菌多价抗血清作玻片凝集试验予以确定。
近有学者采用SPA协同凝集试验、对流免疫电泳、胶乳凝集试验和ELISA法等，来快速早期诊断粪便、血清或尿液中的沙门菌等可溶性抗原。
分子生物学技术也可用于沙门菌感染中。基因探针可检出标本中的伤寒沙门菌量需1000个；而PCR法对10个伤寒沙门菌就可检出。
在流行病学调查和传染源追踪中，Vi噬菌体分型只是一种常用方法。标准Vi噬菌体有33个型，其特异性比血清学分型更为专一。
血清学诊断 肠热症由伤寒沙门菌和甲型副伤寒沙门菌、肖氏沙门菌、希氏沙门菌所引起，病程长。因目前使用抗生素普遍，肠热症的症状常不典型，临床标本阳性分离率低，故血清学试验仍有其协助诊断意义。用于肠热症的血清学试验有肥达（Widal)试验、间接血凝法、ELISA法等，其中肥达试验仍较普及。
肥达试验是用已知伤寒沙门菌菌体（O)抗原和鞭毛（H)抗原，以及引起副伤寒的甲型副伤寒、肖氏沙门菌希氏沙门菌H抗原的诊断菌液与受检血清作试管或微孔板凝集试验，测定受检血清中有无相应抗体及其效价的试验。
肥达试验结果的解释必须结合临床表现、病程、病史，以及地区流行病学情况。
1．正常值 人们因沙门菌隐性感染或预防接种，血清中可含有一定量的有关抗体，且其效价随地区而有差异。一般是伤寒沙门菌O凝集效价≥1：80，H凝集效价≥1：160，引起副伤寒的沙门菌H凝集效价≥1：80时才有诊断价值。
2．动态观察 有时单次效价增高不能定论，可在病程中逐周复查。若效价逐次递增或恢复期效价比初次≥4倍者始有意义。
3．O与H抗体的诊断意义患伤寒或副伤寒后，O与H在体内的消长情况不同。IgM类O抗体出现较早，持续约半年，消退后不易受非伤寒沙门菌等病原体的非特异刺激而重现。IgG类H抗体则出现较晚，持续时间长达数年，消失后易受非特异性病原刺激而能短暂地重新出现。因此，O、H凝集效价均超过正常值，则肠热症的可能性大；如两者均低，患病可能性小；若O不高H高，有可能是预防接种或非特异性回忆反应；如O高H不高，则可能是感染早期或与伤寒沙门菌O抗原有交叉反应的其他沙门菌（如肠炎沙门菌)感染。
4．其他 有少数病例，在整个病程中，肥达试验始终在正常范围内。其原因可能由于早期使用抗生素治疗，或患者免疫功能低下等所致。
伤寒带菌者的检出 分离出病原菌是最可靠的方法。标本采取可疑者粪便、肛拭、胆汁或尿液，但检出率不高。一般可先用血清学方法检测可疑者Vi抗体效价，若≥1：10时，再反复取粪便等标本进行分离培养，以确定是否为伤寒带菌者。
四、防治原则
伤寒、副伤寒的免疫预防，过去一直沿用皮下接种死疫苗。虽有一定的保护作用，但效低、副反应大，不够理想。
减毒口服活疫苗是研究方向。目前以伤寒沙门菌Ty21a活疫苗较好。伤寒菌Ty21a株系尿苷二磷酸半乳糖-4-差向异构酶缺失株（gal E 突变株)。由于酶的缺陷，在半乳糖存在时虽能合成有免疫原性的细胞壁LPS；但同时因半乳糖中间产物的堆积，阻碍代谢过程的完成，致使细菌生长停顿渐趋死亡。此可解说为何Ty21a菌在接种者体内能够短期生存，诱发免疫应答的原因。经志愿者试验，口服Ty21a活疫苗后，粪便中排菌仅一天，表明该菌在人体内不能持续生长繁殖。用有毒株攻击，攻击菌很快被排出，提示经口服免疫后的肠道已产生阻止病菌粘附的功能。又经现场试验，Ty21a活疫苗安全、副反应小，接种者有显著免疫以防护作用，有效期至少3年。
第四节 其他菌属
一、克雷伯菌属
克雷伯菌属（klebsiella)有5个种：肺炎克氏菌（K.pneumoniae)、催娩克氏菌（K.axytoca)、解鸟氨酸克氏菌（K.ornithinolytica)、植生克氏菌（K.planticola)和土生克氏菌（K.terrigena)。其中肺炎克氏菌又可分3个亚种：肺炎亚种（subsp.pneumoniae)、鼻炎亚种（subsp.azaenae)和鼻硬结亚种（subsp.rhinoscleromatis)。
肺炎克氏菌肺炎亚种，亦称Friedlánder杆菌通称肺炎杆菌。革兰阴性。大小0.5-0.8×1-2/μm，球杆形，常端端成对排列。无鞭毛。有较厚的荚膜。多数菌株有菌毛。营养要求不高，在普通培养基上生长的菌落大，呈粘液状，相互融合，以接种环挑之易拉成丝，此特征有助于鉴别。有O抗原和K抗原，后者是分型的依据。肺炎克氏菌有80多个型。肺炎亚种大多属于3、12型；臭鼻亚种几乎全为4型，少数5或6型；鼻硬结亚种多数为3型。
肺炎克氏菌肺炎亚种存在于人类肠道、呼吸道以及水和谷物。当机体免疫力降低或长期大量使用抗生素导致菌群失调时引起感染。常见有肺炎、支气管炎、泌尿道和创伤感染，有时引起严重的败血症、脑膜炎、腹膜炎等。目前是除大肠杆菌外的医源性感染最重要条件致病菌。
肺炎克氏菌臭鼻亚种通称臭鼻杆菌。能引起慢性萎缩性鼻炎，侵犯鼻咽部，使组织发生坏死。
二、变形杆菌属
变形杆菌属（Proteus)有4个种：普通变形杆菌（P.vulgaris)、奇异变形杆菌（P.mirabilis)、产粘变形杆菌（P. myxofaciens)和潘氏变形杆菌（P.permeri)。
革兰阴性。大小0.4-0.6×1-3μm 。有明显多形性，可为球状或丝状。无荚膜。幼龄培养物中有周身鞭毛，运动活泼。有菌毛，可粘附至植物和真菌细胞表面，但不能与动物或人类细胞粘附。营养要求不高。在固体培养基上呈扩散性生长，形成以菌接种部位为中心的厚薄交替、同心圆型的层层波状菌苔，称为迁徙生长现象（swarming growth phenomenon)，其原因不明。若在培养基中加入0.1%石炭酸、0.4%硼酸或4%乙醇，或将琼脂浓度增加至5%，则抑制鞭毛生长，迁徙现象消失，形成一般的菌落。能迅速分解尿素，是本菌属的一个重要特征。个别菌株发酵乳糖。
变形杆菌属根据菌体抗原分解，再以鞭毛抗原分型，现至少有100多个血清型。普通变形杆菌X19、X2和Xk菌株含有的菌体O抗原，可与斑疹伤寒立克次体和恙虫病立克次体的部分抗原发生交叉反应，故可用以代替立克次体作为抗原与患者血清进行凝集反应。此称为外斐试验（Weil-Felix test)，以辅助诊断有关的立克次体病。现证明变形杆菌与立克次体间抗原的相同部分是其耐热、耐稀碱的组分。
变形杆菌在自然界分布很广，存在于土壤、污水和垃圾中，人和动物的肠道也经常存在。在肠道中一般不致病。
奇异变形杆菌和普通变形杆菌是仅次于大肠杆菌的泌尿道感染的主要病原菌。其泌尿酶可分解尿素产氨，使尿液pH增高，碱性环境有利于变形杆菌的生长。肾结石和膀胱结石的形成可能与变形杆菌感染有关。有的菌株尚可引起脑膜炎、腹膜炎、败血症和食物中毒等。潘氏变形杆菌偶从临床标本中分离到，是引起医院感染的病原菌。产粘变形杆菌尚未从人类感染中分离出。
三、摩根菌属
摩根菌属（Morganella)只有摩氏摩根菌（M.morganii)一个种。
形态、染色和生化反应特征与变形杆菌相似，但无迁徙现象。以枸橼酸盐阴性、硫化氢阴性和鸟氨酸脱羧酶阳性为其特征。
摩氏摩根菌可致泌尿道感染和伤口感染，有时可引起腹泻。
四、枸橼酸杆菌属
枸橼酸杆菌属（Citrobacter)有3个种：弗劳地枸橼酸杆菌（C.freundii)、异型枸橼酸杆菌（C.diversus)和无丙二酸盐枸橼酸杆菌（C.amalonaticus)。后又增加了一个无丙二酸盐枸橼酸杆菌生物1群（C.amalonaticus biogroup 1)
革兰阴性杆菌。周身鞭毛。无芽孢。无荚膜。营养要求不高。菌落呈灰白色、湿润、隆起、边缘整齐，直径2—4mm。乳糖发酵，产生硫化氢。
枸橼酸杆菌广泛存在于自然界，是人和动物肠道的正常菌群，也是条件致病菌。弗劳地枸橼酸杆菌引起胃肠道感染，德国报道有的菌株产生vero毒素，曾暴发出血性肠炎流行，并有HUS并发。异型枸橼酸杆菌可引起新生儿脑膜炎和败血症。无丙二酸盐枸橼酸杆菌偶可自粪便标本www.med126.com/zhicheng/中分离到。有时枸橼酸杆菌与产黑色素类杆菌等革兰阴性无芽孢厌氧菌等合并感染。
五、肠杆菌属
肠杆菌属（Enterobacter)有11个种：产气肠杆菌（E.aerogenes)、阴沟肠杆菌（E.cloacae)、杰高维肠杆菌（E.gergoviae)、坂崎肠杆菌（E.sakazakii)、泰洛肠杆菌（E.taylorae)、河生肠杆菌（E.aminigenus)、中间肠杆菌（E.intermedius)、阿氏肠杆菌（E.asburiae)、致癌肠杆菌（E.cancerogenus)、溶解肠杆菌（E.dissolvens)、和超压肠杆菌（E.nimipressualis)。
革兰阴性粗短杆菌。周身鞭毛。无芽孢。有的菌株有荚膜。营养要求不高，在普通琼脂平板上形成湿润、灰白或黄色的粘液状大菌落。发酵乳糖，不产生硫化氢。
肠杆菌属是肠杆菌科中最常见的环境菌群，但不是肠道的常居菌群。是条件致病菌。
产气肠杆菌和阴沟肠杆菌常可从临床标本中分离到，与泌尿道、呼吸道和伤口感染有关，偶引起败血症和脑膜炎。一般不引起腹泻。
杰高维肠杆菌可引起泌尿道感染，从呼吸道和血液中亦曾分离出。
坂崎肠杆菌引起的新生儿脑膜炎和败血症，死亡率可高达75%左右。
泰洛肠杆菌可从血液和脑脊液分离出；阿氏肠杆菌亦曾从血液、粪便、尿液、呼吸道分泌液和伤口渗出液等标本中分离到。
六、沙雷菌属
沙雷菌属（Serratia)有6个种和1个群：粘质沙雷菌（S.marcescens)、深红沙雷菌（S.rubidace)、臭味沙雷菌（S.oderifera)、普城沙雷菌（S.plymuthica)、无花果沙雷菌（S.ficaria)和虫媒沙雷菌（S.etomophila)，以及沙雷菌液化群（S.liquefaciens group)。
革兰阴性小杆菌。周身鞭毛。臭味沙雷菌有微荚膜，其他菌种无。无芽孢。粘质沙雷菌是细菌中最小的，常用于检查除菌滤器的除菌效果。营养要求不高。菌落不透明，白色、红色、或粉红色。色素有两种。灵菌红素（prodigiosin)非水溶性，不扩散；吡羧酸（pyrimine)为水溶性、能扩散的粉红色色素。
沙雷菌可自土壤、水、人和动物的粪便中分离到。长期来认为对人体无害。近发现粘质沙雷菌可引起肺炎、泌尿道感染、败血症，以及外科术后感染；臭味沙雷菌与医院感染败血症有关；普城沙雷菌亦可致败血症。 |
