“大肠杆菌”这个公众原本熟悉的细菌,由于它的很多种类是非致病性的,多少年来,一直与人类和平相处。
这种细菌第一次被人类认识,是由于一名年仅28岁的德国医生——T·埃舍里希。当时,受到“病*之父”路易·巴德斯理论的影响,他相信,通过细菌学的研究可以解决儿童所遭受的很多疾病问题。
年,T·埃舍里希在儿童的粪便样本中“追捕”到了引起儿童死亡的肠道疾病的“元凶”。在这些微生物中,有一种杆状细菌快速地增长着。埃舍里希称它为“大肠杆菌”。
在埃舍里希去世之后,“大肠杆菌”也被命名为“大肠埃希氏菌”(E.coli)。这种杆菌会在婴儿出生之后,随着哺乳进入人体的肠道中,而后,与人如影随形,相伴一生。它是人体肠道中最为主要、数量也最多的一种细菌,在肠道中大量的繁殖,几乎占了粪便干重的1/3。
在正常的栖居条件下,大肠杆菌并不会致病。它反而会抑制肠道内分解蛋白质的微生物生长,减少蛋白质分解产物对人体的危害,合成维生素B、维生素K。
两端钝圆的短小杆菌
大肠杆菌是短杆菌,两端呈钝圆形,革兰阴性。有时因环境不同,个别菌体出现近似球杆状或长丝状;大肠杆菌多是单一或两个存在,但不会排列呈长链形状;大多数的大肠杆菌菌株具有荚膜或微荚膜结构,但是不能形成芽孢;多数大肠杆菌菌株生长有菌毛,其中一些菌毛是针对宿主及其他的一些组织或细胞具有黏附作用的宿主特异性菌毛[1]。
大肠杆菌在世界各地曾引发多次疫情在上个世纪40年代,医院和托儿所中,就被报道暴发了小儿肠炎的疫情。
一开始,无论是对病源还是对传染的方式,人们都没有认识。不过,人们发现,如果对奶瓶进行杀菌,可以控制疫情。于是,对喂养婴幼儿的牛奶,在食用前的短时间内,进行了巴氏杀菌等严格的处理,以此控制疾病在病人之间的传播。
研究表明,这种流行病最终是由大肠杆菌引起。这一类治病的大肠杆菌在后来,被称为“致病性大肠杆菌(EPEC)”。
虽然大多数实验室掌握的疫情,都只是在未满3岁的婴幼儿身上。可EPEC同样会感染成年人,患上肠炎,这主要因为它由饮水、食物进行传播。
事实上,大肠杆菌被发现之后,医学微生物学家就一直面临着一些问题:识别哪些大肠杆菌会引起腹泻,哪些则可以在人体的肠道内与人“和谐共处”。
一些研究表明,另有一类大肠杆菌会产生肠*素,有着独特的致病性。这是一种新的大肠杆菌——肠*素大肠杆菌(ETEC)。它引起的腹泻中,患者会排出水状的粪便。
第一次报告由ETEC引起的小儿肠炎疫情,是在年。医院的婴儿室,25名婴儿受到了一种病菌的感染,其中5名需要接受静脉注射的治疗。致病的微生物属于一种先前没有描述过的血清型大肠杆菌。
在卫生条件、营养状况良好的地区,这种大肠杆菌并不常见。医院护婴室的婴儿中、在社区各年龄的人群中,偶尔引发腹泻。不过,当人们前往一个卫生条件差的地区旅游,特别是到热带,ETEC就成了腹泻的一个最常见的原因。而在发展中国家,腹泻病伴随着潜在的营养不良一起,成了导致5岁以下儿童死亡的主要“杀手”。
同一型的大肠杆菌还侵袭了日本。
在致病的大肠杆菌“家族”中,还有一类引发的感染会表现出像痢疾杆菌引发痢疾一样的症状,它们被称为“肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)”。
最早关于EIEC的描述,是在年。“故事”发生在~年地中海的美国士兵身上。两年之后,研究人员报告了一场在英国学校的儿童中暴发的肠胃炎。这一次的罪魁也是一种杆菌,后来被确定为一种新的大肠杆菌。
事实上,这一致病菌在医院、匈牙利的社区都留下了足迹。年在美国,受到污染的法国奶酪又一次引爆了疾病。罪魁正是这一新型的大肠杆菌。而第一次“捕捉”到它是在年,研究人员从英国一名患上痢疾的监狱犯人的粪便中,首次将它分离了出来。随后,在澳大利亚、以色列等国都出现了病例。
大多数的研究表明,无论是儿童,还是成年人,都会受到这种大肠杆菌的感染。通常情况下,患者会表现出类似于痢疾的症状,如发烧、腹泻,频繁却少量的排便。粪便中,还会带有血液和黏稠物等。
美国最早发现EHEC在人类对大肠杆菌的认识史上,年无疑又成了一个不平凡的年份。
这一年,一场出血性结肠炎袭击了美国。研究人员从中分离出了一种新型的大肠杆菌。它是肠出血性大肠杆菌(EHEC),也是本次肆虐欧洲的大肠杆菌类型。它能产生一种细胞*素,使肠黏膜细胞坏死,引起组织病变,从而引起肠出血性腹泻。
被EHEC感染,是一种人畜共患病。凡是携带这一病菌的人、家畜、家禽等,都可以传播这种疾病。在动物中,牛的带菌率最高,可以达到16%;而感染了这一病菌的牛,要完全将这些病菌排出,至少需要一年。哪怕是身处一个被污染的娱乐水体中,如游泳池等,也可能被感染。
年,日本的大阪发生了世界上最大的一起由这种EHEC引起的大暴发。牛肉和工业化生产的蔬菜,成了被怀疑的对象。正值5~8月,大阪关闭了市内的23个公共游泳池和所学校的游泳池。
目前国际公认的分类,主要有六个种类的大肠杆菌,即能够致使胃肠道感染的肠道致病性的大肠杆菌(EPEC)、肠道产*素性的大肠杆菌(ETEC)、肠道侵袭性的大肠杆菌(EIEC)、肠道出血性的大肠杆菌(EHEC)、肠集聚性的大肠杆菌(EAEC)以及近年来发现的肠产志贺样*素同时具有一定侵袭力的大肠杆菌(ESIES)[2],另外,还有能够致使尿道感染的尿道致病性的大肠杆菌(UPEC),以及最新命名的肠道集聚性的黏附大肠杆菌(EAggEC)[3]。
动物的大肠杆菌病可以发生在多种家畜、家禽、养殖经济动物以及其他陆生动物和某些水产动物,其中猪和鸡是最为易感的,而且危害十分严重[4]。
近年来,随着研究的深入,科学家发现大肠杆菌的内*素(LPS)对动物对动物的生殖发育过程有不利影响[5],它能造成动物以及人的卵泡发育受阻、排卵数减少、胚胎发育停滞、早期胚胎流失、流产、早产等问题[6]。
大肠杆菌和一些癌症的发生也密切相关。北卡罗来纳大学微生物学家ChristianJobin和他的团队在无菌笼中饲养带有突变的小鼠,这种突变使它们容易感染炎症性肠病。然后,他们转移这些老鼠到曾住过全身带菌的老鼠的笼子里。五个月后,所有的突变小鼠都患有肠道疾病,其中的60–80%患结肠癌。突变小鼠还产生了与正常小鼠不同的肠道微生物,有更高比例的大肠杆菌。
欧洲科学家团队通过对类器官展开的全基因组测序首次明确,结直肠癌的一个特殊突变特征与细菌感染有关。这一特征能直接追溯到一种特定的大肠杆菌菌株,而它在20%的健康人体内都存在[7]。香港科技大学跨学科研究团队揭示人体肠道细菌-大肠杆菌(E.coli)释放的*素如何引起结直肠癌,这为我们了解这种流行细菌的健康影响提供了新的视角,也有助于为进一步研究如何阻止结直肠癌这一世界第三大最常见癌症提供了便利[8]。
近年来,无菌小鼠的出现,从一个新的角度帮助人类了解肠道微生物群与机体免疫功能的发生、发展及协调工作。作为研究宿主与微生物关系中生物背景最清晰的动物模型,无菌小鼠在代谢紊乱疾病、成人大脑结构及行为异常相关疾病、肿瘤研究等领域都体现出重要的价值。
随着肠道菌群与疾病研究的开展与深入,无菌小鼠的需求量也与日俱增。集萃药康已建立稳定的无菌小鼠繁育、检测和运输的生产体系,同时掌握了无菌净化技术,已可提供无菌级的B6、BALB/C、ICR等品系小鼠以及无菌净化服务。此外,基于成熟的无菌小鼠繁育和实验操作技术,集萃药康搭建了无菌小鼠实验平台,可承接微生物移植、药物处理、部分模型构建等无菌小鼠实验项目。
参考文献
[1].大肠杆菌的研究综述.万方.-06-27[引用日期-07-26]
[2].探讨食品中大肠杆菌检测方法.知网.-09-25[引用日期-07-26]
[3].GB.3—食品安全国家标准食品微生物学检验大肠菌群计数
[4].高崧,刘秀梵,张如宽等.?我国部分地区禽病原性大肠杆菌的分离与鉴定.《畜牧兽医学报》,
[5].尚秋辰,汤里平,杨云乔.《大肠杆菌诱导小鼠腹泻对肠道组织形态的影响》.知网,
[6].潘文武.《大肠杆菌内*素对小鼠繁殖机能及肝脏部分生化指标影响》.《湖南农业大学》,
[7].Pleguezuelos-ManzanoC,PuschhofJ,HuberAR,etal.Mutationalsignatureincolorectalcancercausedbygenotoxicpks+E.coli[J].Nature,:1-5
[8].Zhong-RuiLietal.MacrocycliccolibactininducesDNAdouble-strandbreaksviacopper-mediatedoxidativecleavage,NatureChemistry().DOI:/s---7
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