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腸內桿菌科 (大腸桿菌(Escherichia coli) (常見六大致病菌腸病原性大腸桿菌(enteropathogenic E. coli,…

- - - - 分布盛行
        出現在溫暖的季節，以已開發國家最常見
      - 血清型：
        美國常見的EHEC 血清型是O157:H7
      - 臨床症狀
        
        便便：
        從溫和、不複雜的腹瀉(diarrhea)以至嚴重的血便(hemorrhagic colitis)都有
        
        尿尿：
        也可能會因為急性腎衰竭(acute renal failure)導致腎臟的黏膜細胞受到破壞，引起溶血尿毒症候群(Hemolytic uremic syndrome, HUS，即血尿)
        
        紫斑症(Thrombocytopenia)：
        10 歲以下小孩較常見也較危險
        
        溶血性貧血(microangiopathic hemolytic anemia)
      - 毒素：
        Shiga toxin
        
        類別
        Stx-1(主要)、Stx-2
        
        Stx-1 和Shigella dysenteriae(志賀氏) 所分泌的Shiga toxin 基
        本上相同
        
        Stx-2 和Shigella dysenteriae(志賀氏) 所分泌的Shiga toxin 僅有60%相同
        
        來源
        二者皆來自於潛溶性噬菌體(lysogenic bacteriophages)
        
        結構
        (參考志賀氏痢疾桿菌屬)
        1 個A subunit，5 個相同的B subunit
        
        A subunit 會結合到28SrRNA，破壞蛋白質合成
        
        B subunit 會結合到GB3(Globotriaosylceramide)
        
        臨床疾病
        會引起血便和血尿(HUS)
        ＊HUS 與Stx-2 在腎小球內皮細胞上產生A/E 病變使其被破壞有關
    - - 致病的特性與表現
        和Shigella 相似(血便、血尿)
      - 會穿入(invade)並破壞腸的表皮
      - 臨床症狀：
        似痢疾，有發燒(fever)，腹痛(abdominal cramps)，且便便中可驗出血液(些微血絲)和白血球
      - 毒素：溶血素(Hemolysin, HlyA)<背>
    - - 好發於發展中國家的年輕人或旅行者，
        稱為旅行者瀉痢
      - 傳染途徑：
        食用被糞便汙染的水或食物
      - 為產生最多毒素的E. coli 種類
        
        熱不穩定毒素(兩型)
        
        LT-1
        
        結構：由1A subunit 和5 個相似的B subunit 組成，其中B subunit 和霍亂毒素都接到同樣的受器上(即GM1 gangliosides)
        ＊受器會考<必考>
        
        致病機轉
        
        A subunit 具ADP-核糖轉移酶((ADP)-ribosyltransferase)活性可與膜蛋白Gs 互動，進而調節AC(adenylate cyclase)
        
        使cAMP 增加導致通透性增加，產生瀉痢。
        
        通透性增加：
        cAMP 增加會攻擊腸道粘膜，增加氯離子分泌，減少鈉和氯的吸收)
        
        結構與功能類似霍亂毒素(cholera toxin)，與人類疾病有關
        
        LT-2
        與致病較無關連
        
        熱穩定毒素(兩型)
        
        STa
        
        結構：小單分子肽
        
        致病機轉：
        其會附著到穿膜的guanylate cyclase receptor 上，使cGMP 增加，導致體液過度分泌，水份流失(subsequent hypersecretion of fluids)
        
        與人類疾病有關
        
        STb
        與致病較無關連
    - - 透過P 線毛(P pili)和繖毛(fimbriae)，黏附在腸細胞，使腸細胞上的微絨毛被拉長。
      - 被拉長的微絨毛其腸道的通透性被影響，造成1-5 歲嬰兒水樣瀉痢。
      - 為尿路感染(Uropathogen)
      - 無毒素
    - - 臨床症狀：
        引起嬰兒瀉痢，較少發生在稍大的孩童成人
      - 致病機轉
        細菌透過黏著素(attachment/effacement[A/E])，附著在小腸上皮細胞並破壞微絨毛，影響腸道通透性，使小腸吸收能力降低，造成下痢。整個過程無毒素！
    - - 好發於發展中國家的嬰兒或旅行者
        (旅行者的瀉痢的代表仍然以ETEC 為主)
      - 臨床症狀：
        嬰兒之持續水瀉至脫水(watery diarrhea with dehydration)
      - 自我凝集(Autoaggregation)(背)：
        在感染部位(主要是腸道細胞)產生凝集現象(stacked-brick，堆積成磚塊狀)，影響腸胃道通透性
      - 具有凝集附著用的線毛：
        AAF/I 與AAF/II(aggregative adherence fimbriae I and II)，此線毛基因位於質體上
      - 產生EAST (heat stable toxin)和Pet (Plasmid-encoded toxin)
  - - - 繖毛/線毛(fimbriae)
      - 特殊蛋白(如bundle forming protein, Bfp)
    - - 熱不穩定毒素(Heat-labile toxin)：LT-1 和LT-2
      - Shiga toxin：Stx-1 和Stx-2
      - 熱穩定毒素(Heat-stable toxin)：STa 和ST
      - 溶血素(Hemolysin)
- - - - 沙門氏鼠傷寒桿菌(S. typhimurium)
      - 腸炎傷寒桿菌(S. enteritidis)
      - 傷寒桿菌(S. typhi)
        造成人類的傷寒
      - 豬霍亂沙門氏菌(S. choleraesuis)
    - - 作用原理為何？抗原抗體凝集
  - - - 結合到小腸末端Peyer’s patch 的M cell
      - 透過endocytosis 進入M cell
      - 入侵腸道粘膜
      - 在小泡內複製
      - 殺死宿主細胞、造成發燒、痙攣、腹瀉
      - 進入血液中，造成菌血症
    - - SPI-1: 入侵腸道黏膜細胞。
        (Salmonella pathogenicity island 1)
      - SPI-2: 幫助散播，造成全身性疾病。
        (Salmonella pathogenicity island 2)
  - - - S. typhi 造成的傷寒熱
        typhoid fever 是這類細菌中最嚴重的疾病
      - S. paratyphi A
        造成的傷寒熱----paratyphoid fever 則較輕微
      - 細菌在進入肝臟、脾臟或骨髓後開始複製
      - 若在膽囊中寄生，則之後便是無症狀帶原
  - - - 只感染人，是傷寒熱的主要致病菌
        
        S. paratyphi 副傷寒桿菌
        
        S. typhi 傷寒桿菌
      - 常見的人畜共通感染菌，導致沙門氏菌病
        
        S. typhimurium 沙門氏鼠傷寒桿菌
- - - - 少侵入血液(有菌血症案例但極少見)
      - 發酵葡萄糖而非乳糖(可與其他腸道菌區別)
      - 無芽胞和鞭毛(無運動性)
    - - S. sonni
        好發於已開發國家，如：歐美、日本。
        
        S. flexneri
        好發於開發中國家，如：東南亞。
        
        S. dysenteriae
        好發於東南亞，四者中產生的感染最為嚴重。
        
        S. boydii
        較不常見，感染後不會立刻發病。
  - - - 內毒素(endotoxin)
        黏著到宿主腸道細胞上(adherence)
      - 外毒素(exotoxin, Shiga toxin)
        
        是一種神經毒素，典型的A-B 毒素
        (類似於後面會提到的大腸桿菌EHEC 製造的toxin)
        
        組成
        熱不安定的蛋白質，由六個subunit (1A,5B)構成
        
        機轉
        
        單位破壞28s rRNA
        使蛋白質合成受阻，並破壞小腸上皮細胞
        
        單位結合宿主細胞表面的glycolipid(Gb3)
        <必考>
        
        症狀
        阻礙小腸吸收能力，造成腹瀉、神經毒素假性腦脊髓膜炎、昏迷
  - - - 為較嚴重的S. dysenteriae 感染
        同時會產生發燒、嘔吐、裡急後重(tenesmu)等情形
      - 腎臟被破壞則會造成血便、溶血性
        尿毒症候群(HUS，即Hemolytic Uremic Syndrome)
- - - - Enterobacteriaceae 的一般特性
        
        造成腸胃性疾病，如：傷寒熱、細菌性腹瀉
        
        腸內桿菌科細菌之伺機性感染
        
        Gram-negative(染色是紅色)
        
        多重抗藥性者多
      - 致病菌
        (不會在健康的人身上出現的菌)
        
        Salmonella enterica
        
        Shigella sonnei
        
        Yersinia pestis
      - Enterobacteriaceae 的
        Phsiology and Structure
        
        血清學分類
        
        莢膜具有K 抗原或稱Vi 抗原
        Capsular K antigens(K-Ag)/(Vi-Ag)
        
        鞭毛具有H 抗原
        Flagella(H-Ag)
        
        體抗原在LPS 的最外層，由重複的糖單位構成
        Somatic O polysaccharide(O-Ag)
        
        Lipid A 為真正引起免疫反應的成分
        
        缺乏氧化酶(Oxidase)
        與其他Gram-negative 桿菌區別的主要依據
        
        乳糖發酵
        腸內桿菌均可發酵葡萄糖，因此須由乳糖的發酵鑑別
        
        不發酵乳醣者 (其他都發酵
        
        無運動性(?)、無色菌落
        
        Proteus
        具有遊走性，且他可以水解尿素產生氨
        （與腎結石的產生有關）
        
        Shigella
        無鞭毛、無運動性
        
        Yersinia
        
        Salmonella
        
        乳糖發酵者
        (有很多，至少知道這個)
        
        E. coli
        發酵得快且厲害，發酵後產酸
        因此在EMB agar 上呈現金屬光澤。
        
        致病菌、伺機性感染菌種
        
        Opportunities Pathogens
        伺機性感染
        
        Proteus
        
        介於兩者之間
        
        E. coli
        
        Klebsiella pneumoniae
        
        Primary Pathogens
        致病菌
        
        Yersinia
        
        Salmonella
        
        Shigella
      - Enterobacteriaceae 的
        Pathogenesis and immunity
        (致病因子)
        
        抗原相變異(Antigenic phase variation)
        改變抗原的表現（K-Ag, H-Ag），使得抗體無法辨認。
        沙門氏菌(Salmonella enterica)常見
        
        第三類分泌系統(Type 3 secretion system)
        20 個蛋白質聚集成一個較大的槍型結構連結宿主細胞膜
        致病因子可以透過槍管送進宿主細胞
        
        莢膜(Capsule)
        能避免被吞噬、干擾抗原抗體結合、不易活化補體
        
        生長因子擷取(Sequestration of growth factors)
        含鐵蛋白(Siderophores)是一種鐵螯合物(Iron-chelating compounds)競爭鐵離子、獲取各類營養物質
        
        內毒素(Endotoxin)
        Gram-negative 特有LPS 的lipid A 上
        
        抗血清毒殺力(Resistance to serum killing)
        保護自己不被補體毒殺。
        
        抗藥性(Antimicrobial resistance)
        抗藥性的基因位於質體上
        ＊腸道菌常出現抗藥性，超級細菌也都是在腸道菌為主