知识讲堂 | 肠毒性大肠杆菌与健康：致病机理、传播途径及防控措施

肠毒性大肠杆菌与健康：致病机理、传播途径及防控措施

引言：

肠毒性大肠杆菌（Enterotoxigenic Escherichia coli，简称ETEC），是指包含至少一种两类已知肠毒素成员的大肠杆菌菌株，这两类毒素分别是耐热毒素（heat-stable toxin，ST）和耐热性肠毒素（heat-labile toxin，LT）。ETEC是这样一类大肠杆菌的统称，它们会产生特殊的毒素，这些毒素会刺激肠道内壁过度分泌液体，从而导致腹泻。ETEC菌株最初是在仔猪中被确认为引起腹泻疾病的原因，并且这种疾病在新生动物中仍可造成致命感染。与ETEC相关的常见血清型包括06、08、015、025、027、0153、0159等。

图1、肠毒性大肠杆菌 （来源：https://www.cdc.gov/ecoli/etec.html）

肠毒性大肠杆菌的致病性：

肠毒性大肠杆菌（Enterotoxigenic E. coli，ETEC）是发展中国家最常见引起细菌性腹泻病的病因之一。据数据统计，在前往这些国家后出现腹泻疾病的旅行者中有大约30%的病例由ETEC引起。由ETEC引发的疾病在不同情况下被称为旅行者腹泻或发展中国家幼畜（婴儿）腹泻。

肠毒性大肠杆菌的传播途径：

感染主要通过摄入被粪便污染的食物或水而获得，人与人之间并不会直接传播此病。

肠毒性大肠杆菌的毒素和致病机制：

肠毒性大肠杆菌（ETEC）通过质粒介导的耐热稳定型（ST）和耐热不稳定性（LT）肠毒素刺激水分和电解质过度分泌而导致疾病。

● 这些细菌会在小肠粘膜表面定植并分泌质粒编码的肠毒素，形成一种净分泌状态，进而引发腹泻。

● ETEC菌株通过LT和ST肠毒素的作用导致腹泻，可能单独表达LT、单独表达ST，也可能同时表达LT和ST。要引发疾病，细菌必须通过其表面蛋白（即定植因子[CFA]）附着在小肠上皮，并分泌耐热稳定性和耐热不稳定性肠毒素。定植因子和肠毒素的基因都位于可转移的质粒上。

● 定植因子被细分为多个家族，其中最常见的包括CFA/I、CFA/II和CFA/IV，并进一步根据抗原性特征（大肠表面抗原[CS]）进行细分。目前已描述超过20种CS定植因子，它们对宿主细胞受体的亲和力决定了其宿主特异性。

● ETEC产生的肠毒素分为两大类：耐热稳定毒素（STa和STb）和耐热不稳定毒素（LT-I、LT-II）。其中，耐热稳定毒素STa仅与人类疾病相关，出现在75%至80%的ETEC菌株中，无论是单独存在还是与LT共同存在，通常比仅含LT的ETEC菌株更容易引发严重疾病。

● STa是一种小型单体肽，它与小肠上皮细胞上的跨膜鸟苷酸环化酶C受体结合，导致细胞内环鸟苷酸（cGMP）水平升高，进而引发水分过度分泌以及吸收抑制。

● 对于耐热不稳定的毒素，LT-I更常与人类疾病相关。LT-I在功能和结构上与霍乱毒素相似（具有80%同源性），由一个A亚单位和五个相同的B亚单位组成。B亚单位与霍乱毒素相同的受体（GM1神经节苷脂）及小肠上皮细胞表面的其他糖蛋白结合。内吞后，A亚单位穿过溶酶体膜并与调控腺苷酸环化酶的膜蛋白（Gs）相互作用，最终导致细胞内环腺苷酸（cAMP）水平上升，增强氯离子分泌并减少钠和氯离子的吸收，表现为水样腹泻。

● 暴露于毒素还会刺激前列腺素分泌和炎症细胞因子生成，从而导致进一步的体液流失。

发病症状：

症状出现时间与病程： 感染后1-3天内发病，且症状一般不会持续超过3周。

典型症状表现：

● 清水样、无血丝的腹泻

● 腹部绞痛

● 较少伴随恶心和呕吐

这些症状与霍乱类似，但通常病情较轻。然而，在营养不良个体以及有基础疾病的人群中，尤其是儿童和老年人，死亡率较高。尽管整体病症较温和，但在特定弱势群体中可能会变得较为严重并带来高风险。

诊断方法：

● 长期以来，ETEC的确诊依赖于检测其产生的肠毒素LT和/或ST。

● 商业化的免疫测定方法可用于从临床样本和培养物中检测ST。

● PCR检测技术也被应用于临床样本的检测工作。

治疗和预防：

● 该疾病通常持续3-4天，部分感染可能需要一周或更长时间才能痊愈。大多数患者仅需采取支持性治疗措施即可康复，无需住院或使用抗生素治疗。

● 预防肠毒性大肠杆菌（ETEC）感染的关键在于避免摄入可能被细菌污染的食物和饮料，并且要经常用肥皂洗手。对于在发展中国家旅行的人来说，尤其需要注意避免食用和饮用可能含有细菌的食品和饮品，以预防ETEC感染。

总结：

肠毒性大肠杆菌作为引发细菌性腹泻的重要原因之一，其在全球公共卫生领域中的地位不容忽视。这类病原体通过污染的食物和饮水进入人体，利用其携带的毒素ST、LT及定植因子在小肠内定植并刺激异常分泌，导致腹泻、腹痛等症状。尽管多数病例症状较轻且自限，但在营养不良和基础疾病患者中可能导致严重后果。因此，预防ETEC感染的核心策略在于加强食品安全和个人卫生习惯，特别是在资源匮乏环境下的旅行者更应警惕饮食安全。确诊依赖于毒素检测，治疗上多采用支持疗法，强调水源和食品安全对于减少ETEC感染至关重要。

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更新日期：2024-03-27