腸桿菌科

腸桿菌科細菌分布廣，寄主範圍大，人、動物、植物都有寄生或共生、附生、腐生，也可在土壤或水中生存，與人類關係密切。腸桿菌科細菌易於培養，繁殖快（在適宜條件下每20～30分鐘可增殖1代）。有些種如大腸桿菌是研究遺傳學和分子生物學的重要材料。

基本介紹

• 中文學名：腸桿菌科
• 拉丁學名：Enterobacteriaceae
• 界：細菌界
• 門：變形菌門(Proteobacteria)
• 綱：γ-變形菌綱(γ-proteobacteria)
• 目：腸桿菌目(Enterobacteriales)

主要功能

腸桿菌科包括無芽孢、周身鞭毛或無鞭毛的革蘭氏染色陰性直桿菌。

化能有機營養，兼營呼吸代謝和發酵代謝；可通過氧化多種簡單有機化合物或發酵糖、有機酸或多元醇來獲取能量；大部分能在含有一種碳源的無機氮培養基上生長；有些種生長時需要某種胺基酸或水溶性維生素；除個別血清型外，接觸酶均為陽性，氧化酶陰性；除歐文氏菌屬中的少數種外，均還原硝酸鹽為亞硝酸鹽；DNA（脫氧核糖核酸）中的G+C（鳥嘌呤和胞嘧啶）克分子含量為39～59%。

分類依據

1937年拉恩提出建立腸桿菌科以來，所含屬的範圍幾經變動。一般該科下分5族、12屬，發酵反應和血清反應是腸桿菌科細菌分類的重要依據。對糖類發酵有兩個主要途徑：一是代謝主要終產物為混合有機酸，包括琥珀酸、乳酸、乙酸和甲酸；另一代謝主要終產物為中性溶劑，包括乙醇和丁二醇。在前一途徑中如有甲酸脫氫酶，則該種細菌發酵糖類產生相當數量的二氧化碳和氫氣，比值為1∶1。後一途徑在形成丁二醇時產生二氧化碳，而且二氧化碳與氫氣的比例大於1。發酵途徑的檢測和能利用某些糖發酵為腸桿菌科分族和屬的重要依據。

鑑別特徵

族和屬	G+C克分子%	最適生長溫度	發酵產物	動力	對乳糖發酵	從糖產氣	備註
1、埃希氏菌族
①埃希氏菌屬	50-53	37℃	混合酸	+	+	+	腸道病菌
②愛德華氏菌屬	50-53	37℃	混合酸	+	－	+	腸道病菌
③檸檬酸桿菌屬	50-53	37℃	混合酸	+	+	+	腸道病菌
④沙門氏菌屬	50-53	37℃	混合酸	+	－	+	腸道病菌
⑤志賀氏菌屬	50-53	37℃	混合酸	－	多數陰性	－	腸道病菌
2、克雷伯氏菌族
①克雷伯氏菌屬	52-59	37℃	中性溶劑	－	±	+	呼吸道病菌，產紅色素
②腸桿菌屬	52-59	37℃	中性溶劑	+	+	+	呼吸道病菌，產紅色素
③哈夫尼菌屬	52-59	37℃	中性溶劑	+	+（遲）	+	呼吸道病菌，產紅色素
④沙雷氏菌屬	52-59	37℃	中性溶劑	+	±（遲）	±	呼吸道病菌，產紅色素
3、變形桿菌族
①變形桿菌屬	39-42	37℃	混合酸和中性溶劑	+	－	+
4、耶爾森氏菌族
①耶爾森氏菌屬	45-47	30-37℃	混合酸	±	多數陰性（遲）	－	嚙齒類和人類致病菌
5、歐文氏菌族
①歐文氏菌屬	50-58	27-30℃	混合酸和中性溶劑	+	－	±	植物致病菌

+：陽性；±：多數陽性；－：陰性

常見種屬

①埃希氏菌屬：包括5個種，即大腸埃希菌、蟑螂埃希菌、弗格森埃希菌、赫爾曼埃希菌和傷口埃希菌。本菌屬細菌DNA的GC比為48%~52%。臨床最常見的是大腸埃希菌。大腸埃希菌俗稱大腸桿菌，大多數菌株是人類和動物腸道正常菌群。致病性：主要是侵襲力、內毒素、腸毒素等致病因素引起各種炎症（如膽囊炎、泌尿系感染、肺炎、新生兒腦膜炎、傷口感染、菌血症及腹瀉等）。內毒素還可引起發熱、休克、DIC等。

大腸桿菌

②沙門氏菌屬：菌體大小（0.6～0.9）微米×（1～3）微米，無芽孢，一般無莢膜，除雞白痢沙門氏菌和雞傷寒沙門氏菌外，大多周身有鞭毛。沙門氏菌通過動物的消化道傳染致病，統稱為沙門氏菌病。病型有傷寒與副傷寒（統稱腸熱症）、食物中毒、敗血症，還可引起慢性腸炎。

③志賀氏菌屬：該屬是人類細菌性痢疾的病原菌，通稱痢疾桿菌。菌體大小（0.5～0.7）微米×（2～3）微米，無芽孢，無鞭毛，無莢膜，有的菌株有菌毛，需氧或兼性厭氧，能在普通培養基上生長。

④克雷伯氏菌屬：短粗，無鞭毛，有莢膜，菌體大小（0.3～1.5）微米×（0.6～6.0)微米，單個、成雙或短鏈狀排列，兼性厭氧，營養要求不高，在固體培養基上形成特徵性的粘液狀菌落。存在於土壤、水、穀物等自然界以及人或動物的呼吸道。當肌體免疫力降低時，能引起多種感染。有肺炎克雷伯氏桿菌、臭鼻克雷伯氏桿菌和鼻硬結克雷伯氏桿菌3種。

⑤沙雷氏菌屬：能產生非水溶性的黃、紫和紅色色素。一般存在於土壤、水、植物、動物以及人類的腸道和呼吸道中。有粘質沙雷氏菌、液化沙雷氏菌、深紅沙雷氏菌等。粘質沙雷氏菌，又稱靈桿菌，為細菌中最小者，周身鞭毛，能運動，無莢膜，無芽孢，約半數菌株能產生紅色的靈菌素。因該菌小且有色素，常用於檢定濾菌器的質量。

⑥變形桿菌屬：是一類無芽孢、無莢膜、周身鞭毛、運動活潑、兩端鈍圓的小桿菌。菌體大小（0.4～0.6）微米×（1.0～3.0)微米，兼性厭氧，水、泥土、陰溝及各種腐敗的動、植物中最多，它們是條件致病菌，在特殊情況下能使人致病。

⑦耶爾森氏菌屬：為卵圓形、短小的桿菌。菌體大小（0.5～1.0）微米×（1.0～2.0）微米。無芽孢，無莢膜，兼性厭氧。該屬有鼠疫桿菌、假結核桿菌和腸結腸炎桿菌3種。鼠疫桿菌是鼠疫的病原菌。鼠疫在人群流行之前，常在鼠類中先流行。人患鼠疫後，可通過人蚤或呼吸道（肺型）在人間傳播。

研究進展

在人類的消化系統中，生存著一個由細菌構成的龐大生態系統，叫做腸道菌群或者腸道菌叢。最近的研究表明，這些微生物可以通過操縱大腦，讓宿主吃下不健康的食物，甚至讓宿主感覺緊張和消沉。這些都是細菌的生存環境最佳化策略的一部分。腸道微生物群可以通過迷走神經影響其宿主的進食模式。迷走神經是一條從腦延伸到腸道的神經， 微生物能夠修改迷走神經中的神經信號，改變味覺接收器，產生毒素以及釋放化學獎勵，並通過上述行為達到操控行為和情緒的目的。

除了與迷走神經密不可分，腸道還連線著內分泌系統和免疫系統，這意味著這些微生物群還能夠影響這些系統，但是研究者尚未搞清楚具體的方式。

微生物群與人體的細胞數量比是10比1（最新研究是1.3：1，儘管它們的細胞要遠比人類的小）。細菌能讓它們的宿主渴望富含糖和脂肪的不健康食品，因此被認為是造成肥胖的因素之一。研究人員還發現我們的腸道菌群與腫瘤的生長有關，可能是一些胃癌以及其他類型癌症的肇因。

腸道菌群操控宿主的飲食模式是為了生存和繁殖，也是為了消滅隔壁的微生物競爭對手。腸道是這些細菌的戰場，操縱宿主的腦以使其攝取特定的食物是它們的主要武器。有時候它們甚至會因為令宿主吃下有害的食物而危及宿主。腸道菌群不夠多樣性（也就是說一種細菌憑藉對腦的操控殺光了其他細菌）的人更容易肥胖。

腸道菌群並不是肥胖的唯一因素，微生物群可能具有傳染性，包括那些造成過度進食的細菌。

但是不能馬上用一堆抗生素把腸道里的細菌消滅，因為這些微生物群具備“營養攝取和免疫發展”等重要功能，也就是說它們為身體提供維生素和礦物質，並且建立起身體免疫系統，以此作為居住在體內的回報。這些微生物群還幫助宿主消化特定食物。比如生活在日本的人有一種特殊的細菌幫助他們消化海藻。非洲一些食用高粱稈的兒童擁有能幫助他們消化纖維素的細菌。

不過幸運的是，通過相對簡單的飲食習慣改變，每個人的微生物群也都很容易得到控制。飲食發生改變後腸道菌群自我重建所需的時間是24小時，改變腸道里的細菌有助於改變飲食習慣，反之亦然。