病原性大腸桿菌 (Enteropathogenic Escherichia coli)
大腸桿菌是人類和其他溫血動物腸道中的正常菌種，所以食品一旦出現大腸桿菌，即意味著食品直接或間接的被糞便污染，故在衛生學上，常被用做飲水、食品的衛生檢定指標。大部分的大腸桿菌屬於「非病原性」，只有少部分大腸桿菌會引起下痢、腹痛等症狀，稱之為「病原性」大腸桿菌。
出外旅遊，最常造成「旅行者腹瀉」的元兇就是大腸桿菌。另外腸道出血性大腸桿菌感染症是新興傳染病的一種，台灣地區於 2001 年首次發現一例病例，之後未再有確定病例報告，列屬第二類法定傳染病。
病原性大腸桿菌特性
- 革蘭氏陰性 (G(-)) 桿菌。
- 具鞭毛，可運動。
- 兼性厭氧菌，有氧或無氧狀態下皆可生長。
- 不會形成芽胞。
- 最適合生長的 pH 值為 6～7。
- 最適合生長的溫度為 37℃。
- 耐熱性差，一般烹調溫度即可殺死本菌。
以上摘錄自：食藥署 各類食品中毒原因介紹－病原性大腸桿菌
Escherichia coli: Scanning electron micrograph of Escherichia coli, grown in culture and adhered to a cover slip.
Photo Credit: Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH
食品衛生檢驗指標菌 大腸桿菌
大腸桿菌存於溫血動物及人類的腸道中，在健康狀態，其存在有益於宿主，在食品衛生檢驗上，將一般棲息在人體上的大腸桿菌作為衛生指標菌，但有些菌株可經由食品媒介引起人類腹瀉，依其毒力性質分為五群，每一群以不同機轉引起疾病，其在小腸或大腸表皮細胞之黏附特性係由質體上的基因所支配；同樣地，其等所產生之毒素亦由質體或噬菌體所媒介。
引起腹瀉之大腸桿菌群包括
- 腸病原性大腸桿菌 (Enteropathogenic E. coli, EPEC)
常引起嬰兒之腹瀉，尤其在開發中國家常引起育嬰室嬰兒之突發性感染。EPEC 黏附至小腸之腸細胞 (enterocyte)，破壞鄰近之微絨毛 (microvilli)；有二種黏附因數：一為質體媒介，一由染色體媒介，可增強其緊密之黏附。EPEC 進入小腸之黏膜細胞而引起特有之病灶；EPEC 感染將導致水便 (watery diarrhes)，可能自限或轉變為慢性。可致病之 EPEC 包括幾種血清型。
- 腸產毒性大腸桿菌 (Enterotoxigenic E. coli, ETEC)
在已發展國家的成人旅行至未開發國家中，容易得到大腸桿菌腹瀉，因為其在孩童期並未發展出免疫力。這種旅行者的腹瀉 (traveler’s diarrhea) 又叫莫氏復仇 (Montezuma’s revenge) （因為 Aztec 酋長被西班牙的探險者 Cortez 殺死）。
ETEC 因有線毛（黏附因子，pili），可以幫助大腸桿菌黏附至小腸上皮細胞。由此處其放出外毒素，其毒素有熱不穩定毒素 (heat-labile, LT)，很像霍亂毒素；並且有熱穩定毒素 (heat-stable, ST)，此兩種毒素均由質體媒介；這些外毒素可以抑制鈉離子與氯離子的再吸收，且刺激氯離子 (Cl–)、重碳酸根離子 (HCO3–) 分泌至腸腔中。水分就跟著這些離子的滲透拉力 (osmotic pull) 流出，導致水與電解質的流失，並造成嚴重的水瀉，每天可流失 20 公升的水份，其糞便看起像淘米水樣 (rice water) －如同霍亂一樣。
- 腸侵襲大腸桿菌 (Enteroinvasive E. coli, EIEC)
EIEC 引起的腹瀉疾病與志賀菌所引起者相同。事實上主要的毒力因子為由志賀菌與大腸桿菌共享的質體所攜帶，此質體使得此菌有能力侵入細胞內。腸侵襲性大腸桿菌 (EIEC) 亦會產生少量的類似志賀氏菌毒素 (Shiga-like toxin)。
宿主試著將入侵的細菌移除，因此，導致免疫媒介的發炎反應，而有發燒 (fever)、抽痛及血便的症狀，如同志賀菌症(shigellosis)。疾病與特異之 O 血清型有關，但血清學分類並不可靠，需以 Sereny 試驗 [將 EIEC 種入天竺鼠之眼睛將會引起角膜結膜炎 (keratoconjunctivitis) ] 證實。
- 腸出血性大腸桿菌 (Enterohemorrhagic E. coli, EHEC)
- 腸凝集性大腸桿菌 (Enteroaggregative E. coli, EAggEC)
此群細菌原稱腸黏附性 (enteroadherent) 大腸桿菌，可引起開發中國家嬰兒之持續性腹瀉；EAggEC 可凝集黏附至HEp-2 養殖細胞，凝集型試之表現係由 60 MDa質體所控制。
表一、引起腹瀉之大腸桿菌群的類別、感染部位、引起的疾病及機轉
| 病原菌 | 腸病原性 (Enteropathogenic) E. coli (EPEC) | 腸產毒性 (Enterotoxigenic) E. coli (ETEC) | 腸侵襲性 (Enteroinvasive) E. coli (EIEC) | 腸溶血性 (Enterohemorrhagic) E. coli (EHEC) | 腸凝集性 (Enteroaggregative) E. coli (EAggEC) |
|---|---|---|---|---|---|
| 感染部位 | 小腸 | 小腸 | 大腸 | 大腸 | 小腸 |
| 疾病 | 嬰兒腹瀉，帶有發燒，噁心，嘔吐及無血便 | 旅行者腹瀉；未開發國家嬰兒腹瀉；水樣腹瀉；痙攣；噁心，輕度發燒 | 發燒，痙攣，水樣腹瀉後接著有少量血便的赤痢。 | 溶血性結腸炎，起初帶有嚴重腹部痙攣，水樣腹瀉，然後有嚴重血便，很少或無發燒 | 持續腹瀉，有時帶有大量的血便，輕度發燒 |
| 致病機轉 | 質體媒介之吸附性可破壞上皮細胞 | 熱穩定及 / 或熱不穩定的腸毒素。可剌線 guanylate 或 adenylate cyclase 的活性，並伴有液體及電解質流失 | 質體媒介侵襲力，可破壞結腸表面上皮細胞。 | 藉具細胞毒性的 verotoxin 而引起出血 | 由 60 MDa 質體媒介凝集黏附 |
表二、腹瀉性大腸桿菌之常見血清型
| ETEC （腸產毒性） | EPEC （腸病原性） | EIEC （腸侵襲性） | STEC （產志賀毒素性） | EAggEC （腸凝集性） |
|
|---|---|---|---|---|---|
| O6:NM | O55:NM | O28:NM | O8:H19 | O118:H12 | O3:H2 |
| O6:H16 | O55:H6 | O29:NM | O22:H8 | O118:H16 | O15:H18 |
| O8:H9 | O55:H7 | O112:NM | O26:NM | O119:NM | O44:H18 |
| O15:H11 | O86:NM | O124:NM | O26:H11 | O119:H4 | O51:H11 |
| O20:NM | O86:H34 | O124:H7 | O28:H25 | O119:H25 | O77:H18 |
| O25:NM | O111:NM | O124:H30 | O45:H2 | O121:H19 | O86:H2 |
| O25:H42 | O111:H2 | O136:NM | O55:H7 | O123:NM | O111ab:H21 |
| O27:NM | O111:H12 | O143:NM | O69:H11 | O123:H11 | O126:H27 |
| O27:H7 | O111:H21 | O144:NM | O76:H19 | O128:NM | O141:H49 |
| O27:H20 | O114:NM | O152:NM | O84:NM | O128:H2 | ONT:H21 |
| O49:NM | O114:H2 | O164:NM | O88:H25 | O128:H45 | ONT:H33 |
| O63:H12 | O119:H6 | O167:NM | O91:NM | O145:NM | |
| O78:H11 | O125:H21 | ONT:NM | O91:H14 | O146:H21 | |
| O78:H12 | O126:NM | O91:H21 | O153:H2 | ||
| O128:H7 | O126:H27 | O103:NM | O153:H25 | ||
| O148:H28 | O127:NM | O103:H2 | O156:H25 | ||
| O153:H45 | O127:H6 | O103:H11 | O157:NM | ||
| O159:NM | O127:H9 | O103:H25 | O157:H7 | ||
| O159:H4 | O127:H21 | O104:H4 | O165:NM | ||
| O159:H20 | O128:H2 | O104:H7 | O165:H25 | ||
| O167:H5 | O128:H7 | O104:H21 | O172:NM | ||
| O169:NM | O128:H12 | O111:NM | O174:H21 | ||
| O169:H41 | O142:H6 | O111:H2 | O174:H28 | ||
| O157:H45 | O111:H8 | O177:NM | |||
| O113:H21 | O178:H19 | ||||
| O118:H2 | O179:H9 | ||||
| O8:H19 | O118:H12 | ||||
以上摘錄自 ：食品微生物檢驗技術 第 16 章 病原性（致瀉性）大腸桿菌之檢驗
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食品微生物常見測項
- 微生物 3 項：總生菌 + 大腸桿菌 + 大腸桿菌群
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