一、发病原因
本菌为革兰阴性杆菌，大小为(1.1～1.5)m×(2.0～6.0)m(活菌)或(0.4～0.7)m×(1.0～3.0)m(染色菌)。多数菌株有周身鞭毛，能运动，周身还有菌毛，无芽孢。某些菌株有包膜。菌毛位于菌体表层，纤维状附着物，属疏水蛋白质成分，具有较好的抗原性，可刺激机体产生相应的抗体。为兼性厌氧菌，15～45℃可发育，最适宜生长温度为37℃，最适宜pH为7.4～7.6。在肠道菌选择培养基上，因能发酵乳糖产糖，使指示剂变色而形成有色菌落。而肠杆菌科中的致病菌多数不分解乳糖，菌落无色，此点对肠杆菌科致病菌的分离有选择作用。发酵葡萄糖、乳糖、麦芽糖、甘露醇等多种糖醇产酸产气；对蔗糖、卫矛醇、棉籽糖、鼠李糖等因菌株而异。IMVC试验为--，脲酶、苯丙氨酸、丙二酸盐等阴性。抗原构造较复杂，主要有O、H、K3种抗原。O抗原为耐热多糖磷脂复合物，目前已有171种，是血清分型的基础；H抗原为不耐热的蛋白质，至今已建立了56个抗原；K抗原为包膜抗原，至今已知有100种。本菌在自然界水中可存活数周至数月，在温度较低的粪便中存活更久。易产生耐药性。耐药性的产生，主要是由带有耐药因子(R因子)的质粒的传递而获得。
二、发病机制
1、侵袭力大肠埃希杆菌具有K抗原和菌毛。K抗原有抗吞噬作用，有抵抗补体和抗体的作用；菌毛能帮助细菌的黏附作用。产毒性大肠埃希杆菌的这种纤毛样菌毛称定居因子或定植因子(colonizationfactor)，包括CFAI、CFAⅡ。它们由细菌质粒控制，可以通过质粒传递给其他菌株，抗原性很强，能刺激宿主机体产生特异性抗体。有侵袭力的菌株可以侵犯肠道黏膜表层引起炎症。
2、肠毒素ETEC在生长繁殖过程中释放出来的毒素称大肠埃希杆菌肠毒素。按其对热的稳定性分为：耐热肠毒素(heat-stableenterotoxin，ST)、不耐热肠毒素(heat-labileenterotoxir，LT)。ST与LT均由染色体外的遗传物质质粒所编码，控制合成。EFEC某些菌株产生细胞毒性物质。
（1）不耐热肠毒素(LT)：类似霍乱弧菌的肠毒素，可刺激小肠上皮细胞腺苷环化酶，使ATP转化为cAMP，促进小肠液体过度分泌，超过肠道再吸收能力，以致出现腹泻。耐热肠毒素(ST)是通过激活细胞上的鸟苷酸环化酶，使胞内cGMP量增加，导致液体平衡紊乱而引起腹泻。
（2）内毒素：大肠埃希杆菌细胞壁有内毒素活性，其毒性部位为脂类A；O特异多糖有助于细菌抗宿主的防御功能。
3、黏附素黏附素(BFP)即以前所称的致病性大肠埃希杆菌黏附因子(EAF)，是该菌的一个大质粒所编码的一种菌毛，与黏附作用密切相关。由BFP介导的黏附为局部黏附，细菌不是均匀地分布在细胞表面，而是呈丛状或微菌落样存在于细胞上。同时，这种黏附为远距离黏附，细菌菌体并不直接与细胞接触，两者靠菌毛相连。
4、紧密素紧密素以前曾称为EAE蛋白，是肠致病性大肠埃希杆菌的一种次要外膜蛋白，分子量为94kD。与耶尔森菌的侵袭素N末端区域有高度的同源性。其编码基因eaeA位于菌体的染色体上。新近发现出血性大肠埃希杆菌等也有eaeA的类似结构。
紧密素是致病性大肠埃希杆菌近距离黏附和侵入宿主细胞的主要物质基础。它与宿主细胞膜上的相应受体结合后，导致细胞内Ca2浓度上升及蛋白质的磷酸化等作用，使得细胞支架发生重排，在细菌黏附处形成一个致密的纤维样肌动蛋白垫，从而使细菌侵入细胞。此时感染的细胞表现为刷状缘脱落，并失去微绒毛。
5、eaeA基因族应用TnphoA插入含质粒的EPEC诱发突变，结果在329株鉴定出有22株无侵袭力，其中5株TnphoA插入在染色体的eaeA基因中，证明侵袭力与紧密贴着、紧密素的产生有关。另有2株TnphoA插入在eaeA的下方，则失去对上皮细胞紧贴能力，但仍能产生紧密素。这说明在：EPEC中存在一个eae基因簇，在eaeA下方的基因称为eaeB。
通过遗传学研究，结合上述致病因素，Donnenberg提出EPEC致病机制共分3期进行。第1期由EAF质粒上bfpA编码的BFP介导，使细菌相互黏附并黏附于微绒毛上。同时质粒及染色体位点导致初期的局部黏附。第2期染色体基因启动信号转换，导致蛋白质的酪氨酸磷酸化、细胞内钙浓度升高、早期细胞支架破坏、微绒毛改变以及液体分泌。第3期随感染的进展，eae基因簇被激活，产生的紧密素使细菌与上皮细胞膜紧贴，使细胞支架破坏增强。细菌黏附下方肌动蛋白、肌球蛋白等大量集聚。此时一部分细菌侵入上皮细胞。
由于恶心呕吐，腹泻，水样便出现频繁。从而机体明显呈现脱水和酸中毒症状，以及低钾血症、低钙血症、也可并发急性肾衰。严重者出现软瘫甚至呼吸肌麻痹、心律失常、昏迷，手足抽搐、惊厥等严重并发症，若治疗不及时，婴幼儿患者可在数天内死亡。如能及早发现治疗，无并发症出现，预后良好。
由于5种不同类型的大肠埃希杆菌各菌型间的毒力，侵袭情况不同及机体抵抗力的差异，临床表现亦不一致。
一类是细菌只附着于肠黏膜上生长繁殖并产生肠毒素，通过活化肠壁细胞的腺苷环化酶，当胞内环磷腺苷(cAMP)水平升高时，可促进小肠肠液分泌亢进(LT)，而ST毒素引起的肠液分泌亢进是环化鸟苷(cGMP)介导，同时肠毒素亦能损伤周围血管的上皮，引起腹泻，排出大量水样便(临床上类似霍乱样疾病)，另一类型是细菌能侵入肠黏膜上皮细胞，大量繁殖并能产生毒性物质引起一种网状液体溢出物流进肠腔，最后上皮细胞破裂，导致肠黏膜坏死和产生溃疡，大便则带脓血(临床类似痢疾样疾病)，主要病变以回肠为主。
大肠埃希杆菌性胃肠炎应该如何预防：
一、管理传染源
1、早期发现：通过自报，互报，门诊，巡诊等办法，早期发现病人，已有疫情发生的场所，对炊管人员，给水人员，食品加工销售人员和保育人员应特别加强医学观察，经常了解大便情况，必要时作粪便检查，及时发现病人和病原携带者，对出院患者要定期随访，了解大便情况，有无症状与体征，及时检出复发者及慢性病人
2、隔离与治疗：由病人或携带者作为传染源的腹泻病，病人应立即送医院实施肠道隔离，治疗，治疗要及时，彻底，确已痊愈后，方可出院，隔离期间要对病人加强卫生宣教和管理，病人应遵守各项规定，自觉注意不与健康人接触，不随便倾倒排泄物，以防污染环境
二、切断传播途径
1、搞好给水卫生：卫生部门要定期对水源水质和消毒效果进行检查，分散式给水要选好水源，饮用水(包括伙房用水，洗漱用水)必须消毒处理，用含氯消毒剂时，要注意有效氯含量和消毒时余氯应保持0.2～0.3mg/L
2、管好饮食卫生：
①经常对炊事人员进行询问与体格检查，发现可疑病人立即送医院检查处理，炊管人员工作前和饭前(包括做饭前)便后要坚持洗手，工作时穿工作服，保持整洁，炊管人员，饮食业服务人员及保育员患病后应立即离开工作岗位，待完全恢复后，方可恢复工作
②实行分餐制，流水洗碗，碗筷各自保管，公用餐具要餐餐消毒，剩饭菜食用前要充分加热，不吃凉拌菜与生或半生的各类食品，不购，不做，不吃霉变食物，生熟刀，板及盛放容器要分开
3、抓好粪便管理：粪便，垃圾，污水要进行无害化处理，厕所，畜圈，垃圾场等，应有专人管理，每天清扫冲刷，保持清洁卫生，无蝇无蛆
4、搞好环境卫生：要经常打扫卫生，清除垃圾，门窗(包括厕所门窗)要有完好的防蝇设备，在苍蝇活动季节，应定期喷洒药物消灭苍蝇
5、讲究个人卫生：通过卫生宣教，养成良好的卫生习惯，做到不喝生水，不吃不洁瓜果及生冷食物，坚持饭前和便后用流水洗手
6、做好医学防护：处理病人排泄物与呕吐物必须戴手套，接触病人后及饭前应用肥皂，流水彻底洗手，对密切接触者要迅速采取相应预防措施
三、保护易感人群
加强体育锻炼，注意劳逸结合，注意饮食，饮水卫生和个人卫生，根据当时疫情状况，选用适当疫苗，对重点人群进行疫苗预防，战时，抢险救灾，应付突发事件可以考虑服用适当药物预防
四、做好卫生流行病学调查
1、疫源地流行病学调查：做好个案调查，查清传染来源及可能的传播条件，采取预防措施，防止本病扩散，腹泻流行时，及时组织人员进行流行病学调查，查明流行原因及流行因素，采取有效措施，控制流行
2、接触者管理：生活上密切接触者，要进行检疫，了解健康情况，特别要注意防止污染水源
3、验便及预防服药：疫点所有人员自开始处理之日起每天验便1次，连续两天，第1次采便应在服药前进行，预防可服以下药物：
A、复方磺胺甲噁唑：每人2次/d，每次2片，连服3天
B、多西环素：成人首次剂量0.2g，以后每次0.1g，1次/d，连服3天
C、四环素：成人0.5g，每6小时1次，连服3天
D、呋喃唑酮：2次/d，1次0.2g，连服3天
儿童每天量按体重计算：复方磺胺甲噁唑25mg，呋喃唑酮10mg，多西环素6mg
4、疫点的解除：疫区内上述措施均已落实，所有人员验便连续两次阴性，无续发病例或者带菌者出现时可以解除，如无粪检条件，自疫点处理后5天内再无新病例出现时亦可解除，在特殊情况下，如新疫区，新菌型的出现，在流行早期，港口，旅游地，对外开放点及人口稠密地区等，可实行疫点封锁并严格管理
一、采集标本
以无菌棉拭子蘸取腹泻病患者粪便，如无粪便，以浸湿磷酸盐缓冲液的直肠拭子插入肛门4～6cm(婴幼儿2～3cm)处，在直肠内旋转擦取直肠表面黏液后取出，盛于运送或保存液中，如不能及时送检，样品应在4℃冷藏保存，但以不超过8h为宜。
二、增菌和分离培养
对于大肠埃希杆菌的分离应在初代分离时选用弱选择性培养基，如伊红亚甲蓝，中国蓝蔷薇酸式山梨醇麦康凯平板，划线分离，35～37℃培养18～24h后，观察菌落形态特征，选取紫红色或暗红色，大小1～3mm，边缘整齐有光泽，中央凸起的单个菌落进行鉴定。
三、鉴定
1、初步鉴定：根据菌落特征，涂片染色的菌形及染色反应，取纯培养物细菌作生化反应，凡符合相应结果可初步鉴定为大肠埃希杆菌。
2、最后鉴定：一般常规检验做到上述初步鉴定即可，必要时可按《伯杰系统细菌学手册》所列生化反应做出最后鉴定。
3、鉴定试验：某些大肠埃希杆菌，尤其是无动力的不发酵乳精株，应与志贺菌相鉴别，二者的主要鉴别试验可用醋酸钠和葡萄糖铵利用试验及黏质酸盐产酸3种试验，大肠埃希杆菌均为阳性，而志贺菌为阴性。
（1）致病性大肠埃希杆菌：
A、假定试验：于鉴别平板上菌落生长稠密处挑取培养物，以EPEC的3种多价O血清作玻片凝集试验，如与某一种多价O血清凝集，再与该多价血清所包含的O单价血清做试验，如与某个O单价血清凝集，再挑取3～5个单个菌落，与该血清作凝集试验。
B、生化试验：选择O单价血清强凝集的菌落接种三糖铁琼脂，悬挂靛基质试纸片，经36℃培养18～20h，凡是乳糖，蔗糖产酸，葡萄糖产酸并多数产气，H2S阴性，靛基质阳性的菌株，可证实为大肠埃希杆菌，如果靛基质为阴性时，还必须V-P试验为阴性，且不能在西蒙枸橼酸盐琼脂上生长，方可证实为大肠埃希杆菌。
C、血清学证实试验：刮取三糖铁琼脂上的培养物，用生理盐水制成菌悬液，稀释至与MacFarland3号比浊管相当的浓度，0单价血清如果原效价在1∶(160～320)，则可1∶40稀释(用0.5％盐水)，在10mm×75mm试管内，将稀释的抗血清与菌悬液等量混合，于50.6℃水温中16h后观察结果，如果出现凝集，可证实为该O因子。
（2）出血性大肠埃希杆菌：已知为出血性肠炎患者的粪便，可划线接种以山梨醇代替乳糖的麦康凯琼脂平板，经培养后，挑选3～5个山梨醇不发酵的菌落，以O157血清(最好同时再以H7血清)作玻片凝集试验和单管凝集试验以确定诊断。
分离的菌株应接种三糖铁琼脂，悬挂靛基质试纸片，经36℃培养18～20h，典型的生化特性为乳糖，蔗糖产酸，葡萄糖产酸产气，H2S阴性，靛基质阳性，并接种山梨醇发酵管，为迟缓发酵。
（3）毒性大肠埃希杆菌：
A、生化试验：于鉴别平板上挑取可凝菌落5个，一般挑取乳糖发酵的典型菌落，分别接种三糖铁琼脂，悬挂靛基质试纸片，经36℃培养18～20h，凡是乳糖，蔗糖产酸，葡萄糖产酸并多产气，H2S阴性，靛基质阳性的菌株，可证实为大肠埃希杆菌，如果靛基质为阴性时，还必须V-P试验阴性，且不能在西蒙枸橼酸盐琼脂上生长，方可证实为大肠埃希杆菌。
B、肠毒素试验：产毒性大肠埃希杆菌主要靠肠毒素试验证实，肠毒素试验的方法甚多，国内目前以双相琼脂扩散试验测定LT，以乳鼠灌胃试验测定ST，有时亦采用家兔结扎回肠段试验以测定LT和ST。
当前已有采用基因诊断法测定这两种肠毒素。
a、双向琼脂扩散试验：将被检菌株按5点环形接种于Elek培养基上，以同样操作，共做两份，于36℃培养48h，在每株菌的菌苔上放一片多黏菌素B纸片，于36℃经5～6h，使肠毒素渗入琼脂中，在离菌苔各5mm处的中央，挖一个直径4mm的圆孔，并用一滴琼脂垫底，在孔内滴加LT抗毒素30μl，并用已知产LT和不产毒菌株作对照，于36℃培养15～20h观察结果，在菌斑和抗毒素孔之间出现白色沉淀带者为阳性，否则为阴性。
b、乳鼠灌胃试验：将被检菌株接种于Honda产毒肉汤内，于36℃培养24h，3000r/min离心30min，取上清液经薄膜滤器过滤，60℃加热30min，每毫升滤液内加入2％伊文思蓝溶液0.02ml，将此滤液用塑料小管注入1～4天龄的乳鼠胃内0.1ml，同时接种3～4只，禁食3～4h后用氯仿麻醉，取出全部肠管，称量肠管(包括积液)重量及剩余的体重，肠管重量与剩余体重之比大于0.09为阳性，0.07～0.09为可疑。
c、家兔结扎回肠段试验：将被检菌株接种于Honda产毒肉汤，于36℃培养24h，3000r/min离心30min，取上清液经薄膜滤器过滤，滤液分成两份，一份不加热，供测LT用；另一份60℃加热30min，供测ST用，取体重2kg家兔，禁食1天，麻醉后剖腹，取出回肠段，按10～15cm为一段，分段结扎，取一段注射肉汤2ml作为阴性对照，另一段注射已知产毒菌肉汤培养物的滤液2ml作为阳性对照，其他各段分别注射待试菌株肉汤培养物的滤液2ml，将腹壁缝合，测定ST时，于注射后6～8h剖腹检查；测定LT时，于注射后18h剖腹检查，抽取各肠段内的滤液，测定其容量，并测定肠段的长度，积液量(ml)与肠段长度(cm)之比大于1为阳性。
d、血清学试验：肠毒素试验阳性菌株可用ETEC有关的多价O血清及单价血清作玻片凝集试验，以确定其O抗原。
（4）侵袭性大肠埃希杆菌：
A、生化试验：于鉴别平板上挑取菌落3～5个，一般应多挑取与志贺菌相似的不发酵乳糖的菌落，但发酵乳糖的优势菌落亦可适当挑取，将挑取的菌落接种半固体管，36℃培养18～24h，有动力的菌株一般可以弃去，除非经血清学鉴定为0124，留下无动力的菌株，接种三糖铁琼脂，悬挂靛基质试纸片，36℃培养18～20h，同时并作赖氨酸脱羧酶试验，EIEC的典型生化特性为：乳糖，蔗糖不产酸或产酸，葡萄糖产酸，产气或不产气，H2S阴性，靛基质阳性，赖氨酸脱羧酶阴性，除O124外均无动力，赖氨酸脱羧酸试验亦可以放在血清学试验以后做。
B、血清学试验：挑取三糖铁琼脂培养物，用EIEC的两个多价O血清作玻片凝集试验，以确定其O抗原的成分。
C、豚鼠角膜试验：将菌液滴入豚鼠眼内2～5天内观察是否有红肿，流泪，充血症状。
D、ELISA试验：用已知EIEC或志贺菌属的有毒菌株免疫家兔，所得之免疫血清用同型的无毒菌株吸收，用ELISA法测定，EIEC各型的有毒菌株及志贺菌属各型的有毒菌株均为阳性，此法系检测被检菌的侵袭性多肽，亦可采用基因探针法检测。
（5）集聚性大肠埃希杆菌：集聚性大肠埃希杆菌(EAEC)的重要特征是在Hap-2细胞周围形成特征性的集聚性黏附，Yamamoto发现在37℃培养时，EAEC的此种聚集性黏附可发生在某些液体培养基的生长表面，形成很厚的黏附聚集性菌块，在25℃或42℃则无此现象，液体培养基以L或M-H培养基最佳，以此可作为EAEC的初步鉴定手段，液体培养基中菌块形成试验：大肠埃希杆菌接种于M-H液体培养基(Difco)，35～37℃温育18～24h，凡表面(部分下沉管底)形成菌块者为阳性，均匀混浊无菌块者为阴性，1996年王梅等对肠道凝聚性-黏附性大肠埃希杆菌进行简易筛查试验，将M-H培养基上的菌块形成试验与Hep-2细胞黏附试验进行对比，发现两者的一致率达77％，如包括弥散型和局限型在内则达88.5％，表明菌块形成试验是可靠的初步筛查EAggEC的方法。
大肠埃希杆菌性肠胃炎吃哪些食物对身体好：
饮食上给予胡萝卜泥分次服食，有助于病情康复。患者的饮食以清淡、易消化为主，多吃蔬果，合理搭配膳食，注意营养充足。此外，患者还需注意忌辛辣、油腻、生冷的食物。
一、治疗
1、治疗原则
急性肠炎自愈倾向颇强，其基本治疗方针是补液和对症处理。老年和婴幼儿患者，以及有基础疾患和重症患者应给予抗生素，以改善临床症状和缩短排菌期。值得注意的是，抗生素体外敏感试验往往与临床疗效不一致。除非必须经静脉补液者，通常以口服补液为好，WHO推荐的葡萄糖电解质口服液为每升茶水或开水中含氯化钠3.5g，碳酸氢钠2.5g，氯化钾1.5g，葡萄糖20g(蔗糖40g或米粉30g也可)。
大肠埃希杆菌肠炎，轻症仅对症处理即可，怀疑有菌血症及重症病例可给予诺氟沙星多黏菌素或复方磺胺甲唑。ETEC处理主要是纠正水、电解质平衡失调。对上述药物耐药者可用氧氟沙星或环丙沙星。一般在腹泻原因不明时可选用氟喹诺酮类药物。
2、治疗方案
（1）一般治疗：婴儿首先减少哺乳量，给口服葡萄糖液及生理盐水，儿童及成人给易消化食物，适当补充维生素C等。
（2）体液疗法：按患者脱水的性质及程度，补充电解质溶液及葡萄糖溶液。目前推广应用一种葡萄糖、电解质口服补液盐(ORS)的补液袋甚方便。婴幼儿第1天补液量按脱水程度每天给予100～200ml/kg。在补液中随时观察患儿眼窝凹陷程度、皮肤弹性度及尿量多少来调节含钠溶液的比例及输液量。有酸中毒者按CO2结合力情况给予5％碳酸氢钠液及时纠正酸中毒。对病期长或营养不良婴幼儿，可适量给予输血浆(25～50ml/次)，每周2次。
（3）中医中药治疗：针灸取合谷、足三里、大肠俞及止泻穴。推拿、捏脊止泻。按辨证施治采用中药方，脾虚泻者用益气健脾方剂：参苓白术散加减；属实热泻者用清热利湿方剂：葛根苓连汤加减。
（4）抗菌治疗：选用较敏感药物足量连用5天。常用药有诺氟沙星、氧氟沙星、多西环素、复方磺胺甲唑、新霉素、卡那霉素、多黏菌素B、庆大霉素、氨苄西林、呋喃唑酮等。有肾损害者用庆大霉素与卡那霉素时要谨慎。
在治疗同时应加强护理，对患儿应勤换尿布，每次大便后用温水冲洗臀部，保持清洁卫生，预防皮肤感染。
二、预后
及早发现治疗，无并发症出现，预后良好。