何謂腸出血性大腸桿菌O104∶H4及防治

任成山 趙曉晏

所謂腸出血性大腸桿菌O104∶H4(enterohemorrhagic E.coli，O104∶H4)，是由德國分離的一種新菌珠O104∶H4型大腸桿菌，含有志賀毒素2(vtx2a)的基因，沒有(enterohemorrhagic Escherichia coli，EHEC)溶血素、志賀毒素1、腸致病性大腸埃希菌(enteropathogenic Escherichia coli)基因毒力島基因;但含有腸集聚性粘附大腸桿菌(enteroaggragtive Escherichia coli)(第5類致瀉性大腸桿菌)毒力質(zhì)粒上的3個基因:aatA、aggR、aap［1］。顯示其為EHEC家族的一個新成員。

一、O104∶H4的概念

EHEC是能引起人感染性腹瀉的5類大腸桿菌之一，因能引起出血性腸炎而得名。典型病例的糞便為鮮血樣。常見的EHEC血清型有3種，即O157、O26、O111;分離出的主要致病菌株為O157∶H7。目前不斷發(fā)現(xiàn)其他型菌株與出血性腸炎的關(guān)系。O157∶H，具有含60MD質(zhì)粒的纖毛，此纖毛能與Henle407細(xì)胞粘附。EHEC能產(chǎn)生一種細(xì)胞毒素，對Hela細(xì)胞和非洲綠猴腎細(xì)胞均有毒性作用，在腸道能使腸黏膜細(xì)胞壞死，引起組織病變。分泌的毒素中有一種稱志賀氏樣毒素，與志賀痢疾桿菌I型產(chǎn)生的毒素相似。不常見的血清型有40多種。最近在德國引起暴發(fā)疫情的O104∶H4是EHEC家庭一種罕見的血清型。

根據(jù)德國明期特大學(xué)衛(wèi)生研究所和溶血性尿毒癥綜合征(haemolytic uraemic syndrome，HUS)國家咨詢實(shí)驗(yàn)室對2011年5月23日至6月2日間收集的80例并發(fā)HUS腸炎患者糞便標(biāo)本進(jìn)行分析。首先經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerase chain reaction，PCR)進(jìn)行產(chǎn)志賀毒素E.coli致病基因篩選，然后采用多重PCR對此次致病菌株(rfbO104，fliCH4，stx2 and terD)進(jìn)行特征分析。結(jié)果為，全部分離株均為HUS EC041克隆(序列型678)，具有產(chǎn)志賀毒素(stx2，iha，lpf026，lpf0113)和腸聚集性 E.coli(aggA，aggR，set1，pic，aap)毒力特征和基因位點(diǎn)［2］，可產(chǎn)生志賀毒素 2 并在腸上皮細(xì)胞處黏附聚集。此外，分離株具有超廣譜β-內(nèi)酰胺酶(extended spectrum β-lactamases，ESBLs)表型特性。

大腸桿菌是1885年由德國科學(xué)家埃舍里希(Escherich)發(fā)現(xiàn)的，此后大腸桿菌即用這位發(fā)現(xiàn)者的名字命名。大腸桿菌的一些特殊血清型具有致病性，包括腸致病性大腸桿菌(enteropathoginc Escherichia coli，EPEC)、腸產(chǎn)毒性大腸桿菌(enterotoxic Escherichia coli，ETEC)、腸侵襲性大腸桿菌(enteroinvasive Escherichia coli，EIEC)、EHEC 和腸聚集性大腸桿菌(enteroaggrative Escherichia coli，EAEC)。

EHEC引起腸道侵襲性病變，主要在結(jié)腸部位。最近研究認(rèn)為ETEC產(chǎn)生的志賀樣毒素與腸壁組織的微血管內(nèi)皮細(xì)胞上的受體結(jié)合，引起血管損傷，同時激發(fā)局部細(xì)胞因子，如腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)、脂多糖(lipopolysaccharides，LPS)及白介素 1-β(Interleukin 1-β)增加。這些細(xì)胞因子又增強(qiáng)受體對毒素的敏感性，促使血管損傷進(jìn)一步加重。此毒素還作用于其他臟器內(nèi)皮細(xì)胞，激發(fā)產(chǎn)生細(xì)胞因子，引起局部損傷。

二、O104∶H4流行病學(xué)

自世界衛(wèi)生組織(World Health Organization，WHO)2011年5月26日通報德國EHEC感染暴發(fā)至今，這場疫情已在歐洲迅速蔓延，除了德國，尚有少數(shù)病例發(fā)生在瑞士、波蘭、荷蘭、瑞典、丹麥、英國、加拿大和美國［3-4］。感染及死亡人數(shù)不斷攀升，成為一場“災(zāi)難”。截至2011年6月8日，德國共報告3222例病例，其中810例(25%)出現(xiàn)HUS，39例死亡。此次流行以德國北部為中心，于5月21～23日達(dá)到高峰，多數(shù)患者為成人(89%，中位年齡43歲)，女性較多(68%)，估計中位潛伏期為8 d，從開始腹瀉到出現(xiàn)HUS［5］，發(fā)生與未發(fā)生HUS患者的性別、初始癥狀和體征無顯著差異。

導(dǎo)致這次疫情的致病菌株為大腸桿菌O104∶H4型，這種大腸桿菌雖屬腸出血性(enterohemorrhagic)，但仍攜帶部分腸聚集性(enteroaggregative)大腸桿菌的基因，并攜帶許多抗藥基因，對至少八種主要抗生素有抗藥性。EHEC的主要毒素是志賀樣毒素(Shiga-like toxin)可損傷腸道黏膜，甚至進(jìn)入血液中破壞紅血球，導(dǎo)致溶血性病變，這種癥狀在腎臟中最為明顯，常導(dǎo)致急性腎功能衰竭，并發(fā)HUS。大部分出血性腸炎均是由O104∶H7型大腸桿菌引起。

此次暴發(fā)于德國的EHEC性腸炎應(yīng)屬于新發(fā)傳染病，即由新發(fā)現(xiàn)的病原微生物或業(yè)已存在病原體的新的突變體，包括新的血清型O104∶H4或基因型引起的傳染病。由于人們對新發(fā)傳染病往往缺乏認(rèn)識和有力的預(yù)防與診斷及治療手段，所以通常危害甚大。

三、O104∶H4傳播途徑

EHEC有三個主要傳播途徑，即食物、水源和密切接觸者:EHEC可存在于牛、羊等動物腸道內(nèi)。用受污染的水灌溉或清洗，或者接觸過受污染的動物糞便的生鮮蔬菜也會攜帶細(xì)菌。人在如廁之后，如果沒有洗凈雙手，也會造成細(xì)菌感染。也可通過食用被污染的食物感染人類，例如生的或者沒有煮熟的牛肉。

此次暴發(fā)于德國的O104∶H4型大腸桿菌，最初報道是由食用生番茄、小黃瓜及萵苣［6］，雖然在受測的小黃瓜中測出有大腸桿菌，但測到的大腸桿菌非患者人體中發(fā)現(xiàn)的O104菌珠，所以經(jīng)研究后被否認(rèn)，以后證實(shí)為豆芽等可能是這次疫情的源頭［7］，發(fā)現(xiàn)食用過豆芽菜的人發(fā)生出血性腹瀉的比率是其他人的9倍［8-9］。根據(jù)德國聯(lián)邦風(fēng)險評估研究所(German Federal Institute for Risk Assessment)的國家大腸桿菌實(shí)驗(yàn)室研究表明，這次爆發(fā)的大腸桿菌菌株已在德國境內(nèi)傳了10年，對象是人類而非牲畜，食物則疑似遭到人類排泄物的污染［10］。

四、O104∶H4臨床特征

O104∶H4的臨床表現(xiàn)輕重不一。輕者癥狀常不典型，表現(xiàn)為腹痛，水樣便，低熱或無發(fā)熱。重者表現(xiàn)為出血性腸炎，起病急聚，右下腹部痙攣性疼痛，初始為水樣腹瀉，隨后出現(xiàn)血性腹瀉，并可伴有惡心、嘔吐。部分患者出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)受累癥狀，如焦躁不安，語言障礙或抽搐等［11］。

HUS多發(fā)生在感染后5～7 d，起病急，進(jìn)展快，病情危重，出現(xiàn)少尿甚至無尿，血尿、血紅蛋白尿，病情嚴(yán)重者可導(dǎo)致患者死亡。

此次EHEC O104∶H4以血液系統(tǒng)、急性腎功能衰竭為主要臨床表現(xiàn)，與上世紀(jì)暴發(fā)于美國、日本和中國等多國的O157∶H7大腸桿菌感染極為類似，病原應(yīng)同屬于EHEC，但血清型和基因結(jié)構(gòu)發(fā)生了變異。本次流行株是血清型O104大腸桿菌(80%)與另一種大腸桿菌(20%)基因組合而成的新型EHEC。O104型EHEC所致的主要臨床癥狀分類志賀毒素引發(fā)，該毒素可造成腸黏膜上皮細(xì)胞破壞、腸黏膜潰瘍、出血、血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷、溶血和血小板減少等，更重要的是，腎小管上皮細(xì)胞壞死、堵塞和腎小球破壞，可引發(fā)嚴(yán)重的HUS，表現(xiàn)為急性腎功能衰竭。嚴(yán)重者可發(fā)展為多器官功能障礙綜合征，因而導(dǎo)EHEC O104∶H4患者死亡。

EHEC感染后一般為3～4 d，如潛伏期8 d，HUS發(fā)生率更高，最長不超過14 d的潛伏期。

1.實(shí)驗(yàn)室常規(guī)檢查

(1)血常規(guī) 外周血白細(xì)胞及中性粒細(xì)胞增高，合并HUS者可有貧血、血小板減少。血涂片可見皮碎的紅細(xì)胞。

(2)便常規(guī) 輕癥患者以水樣便為主，顯微鏡檢查可見少量紅白細(xì)胞;出血性腸炎患者大便為血水樣或血樣便，鏡下可見大量紅細(xì)胞、白細(xì)胞。

(3)尿常規(guī) 合并HUS者可出現(xiàn)血尿、血紅蛋白尿、管型尿。

(4)生化檢查 合并HUS者血尿素氮、肌酐升高。乳酸脫氫酶(lactic dehydrogenase，LDH)、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(alanine aminotransferase amino，ALT)、門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(asparate aminotransferase，AST)、肌酸激酶(creatine kinase，CK)、肌酸激酶同工酶(creatine kinase，CK-MB)、膽紅素等升高，血清纖維蛋白降解產(chǎn)物E增加。

2.病原學(xué)檢查

(1)從糞便標(biāo)本中分離到EHEC O104∶H4菌株，stx1和/或stx2基因檢測陽性;

(2)從糞便標(biāo)本中檢測到stx1和/或stx2基因陽性，同時aggR、wzy(O104)和fliC(H4)基因檢測全部陽性。

3.O104∶H4的診斷

依據(jù)流行病學(xué)史(發(fā)病前10 d內(nèi)有在O104∶H4感染流行區(qū)居住或旅行史等)、臨床表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)室檢測結(jié)果進(jìn)行診斷。

(1)疑似病例 發(fā)病前10 d內(nèi)曾在EHEC O104∶H4流行地區(qū)旅行或居住，或者發(fā)病前10 d內(nèi)與臨床診斷/確診病例有密切接觸，且符合下列條件之一者:有血性腹瀉或腹部痙攣性疼痛等癥狀，無實(shí)驗(yàn)室證據(jù)診斷為其他非EHEC O104∶H4感染性;有微血管病性溶血性貧血(外周血涂片破碎紅細(xì)胞≥2%)、血小板減少、腎臟受累(血尿、蛋白尿、急性腎損傷)等HUS臨床表現(xiàn)者。

(2)確診病例 從糞便標(biāo)本中分離到EHEC O104∶H4菌株，stx1和/或stx2基因檢測陽性;從糞便標(biāo)本中檢測到stx1和/或stx2基因陽性，同時aggR、wzy(O104)和flic(H4)基因檢測全部陽性。在同一起暴發(fā)疫情中，與確診病例流行病學(xué)密切相關(guān)，并排除其他疾病的疑似病例。

五、O104∶H4如何預(yù)防

對于O104∶H4應(yīng)針對三個主要傳播途徑，即食物、水源和密切接觸開展防范。必須加強(qiáng)飲食衛(wèi)生，要用70℃以上的溫度充分烹制肉類，避免生食不衛(wèi)生的蔬菜水果等，必要時可用冷開水充分沖洗浸泡后再食用;不飲用未煮沸的水;對于EHEC感染者應(yīng)嚴(yán)格按腸道傳染病隔離。

開展“三管一滅”(管水、管糞、管飲食，消滅蒼蠅)，加強(qiáng)食品和飲用水的衛(wèi)生監(jiān)督管理，對不符合食品安全要求的生產(chǎn)、經(jīng)營單位要進(jìn)行依法處理，對可疑食品和水源立即封存，暫停其銷售和使用。疫情流行期間，減少聚餐、宴請活動。加強(qiáng)對集中式供水、單位自備水源的管理，對疫區(qū)周圍及相關(guān)水源的檢測，并采取嚴(yán)格的消毒措施，確保供水安全。同時，要積極開展愛國衛(wèi)生運(yùn)動，改善環(huán)境衛(wèi)生狀況，落實(shí)各項防蠅措施。EHEC盡管是細(xì)菌感染所致，但仍然屬于自限性疾病。

六、O104∶H4治療原則

1.對癥處理

EHEC O104∶H4感染者，一旦確診應(yīng)即進(jìn)行消化道隔離。臥床休息，流質(zhì)、易消化、少渣飲食。對癥狀較嚴(yán)重者，要進(jìn)行血肌酐、尿素氮、血小板及尿常規(guī)檢查，及時發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的嚴(yán)重并發(fā)癥。止瀉藥和抑制腸蠕動的藥物有可能延長志賀樣毒素在腸道的滯留時間，原則上不使用［11］。

2.補(bǔ)液治療

O104∶H4感染癥狀輕者給予口服補(bǔ)液。感染重者應(yīng)盡快靜脈補(bǔ)充液體，補(bǔ)液量根據(jù)脫水程度而定，避免水、電解質(zhì)紊亂及酸堿失衡的發(fā)生，適當(dāng)堿化尿液。

3.綜合性治療

可考慮輸注新鮮血漿或血漿置換療法。加強(qiáng)對癥綜合及支持治療，預(yù)防和治療出血及急性腎功能衰竭等嚴(yán)重并發(fā)癥，要密切監(jiān)測病情變化，一旦出現(xiàn)急性腎功能衰竭，盡早進(jìn)行血液凈化治療。

4.中醫(yī)中藥治療

根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)資料及中醫(yī)中藥治療感染性腹瀉的臨床經(jīng)驗(yàn)，中醫(yī)中藥治療應(yīng)當(dāng)依據(jù)臨床特征辯證論治:

(1)疫毒傷中 治以解毒化濕，可選用藿樸夏苓湯、葛根芩連湯，中藥注射液可選用喜炎平注射液。

(2)疫毒傷絡(luò) 治以清熱、涼血、解毒，可選用白頭翁湯、芍藥湯，中藥注射液可選用喜炎平注射液、丹紅注射液等。

(3)疫毒傷腎 治以涼血、解毒、化瘀，可選用豬苓湯、小薊飲子、桃核承氣湯，中藥注射劑可選用喜炎平注射液、丹紅注射液、參麥注射液等。

若出現(xiàn)焦躁不安，語言障礙或抽搐等，可加用安宮牛黃丸口服、醒腦靜注射液等。

5.抗菌藥物

目前認(rèn)為抗菌藥物的應(yīng)用可能增強(qiáng)細(xì)菌釋放志賀樣毒素，增加HUS的發(fā)生率，因此確診為EHEC O104∶H4感染的病例，不建議使用抗菌藥物治療。

1 Frank C，Werber，D，Cramer，J P，et al.Epidemic profile of shiga-toxin － producing Escherichia coli O104 ∶H4 outbreak in Germany －preliminary report［J］.N Engl J Med，June 22，2011(10.1056/NEJMoa 1106483).

2 Bielaszewska M，Mellmann，A，Zhang W，et al.Characterisation of the Escherichia coli strain associated with an outbreak of haemolytic uraemic syndrome in Germany，2011:a microbiological study［J］.Lancet Infect Dis，June 23，2011，DOI:10.1016/S1473-3099(11)70165-7.

3 Health Alert:2011 E.coli O104:H4 outbreak.Web E.Two in U.S.infected in German E.coli outbreak［J］.MSNBC Online.May 31，2011［2 June 2011］.

4 Two in U.S.infected in German E.coli outbreak.MSNBC Online.31 May 2011［2 June 2011］.

5 CDC-germany outbreak.C.cdc.gov［2011-06-04］.

6 Deadly E.coli found in Spanish cucumbers-The Local，Thelocal.de［2011-06-05］.

7 Dossiers-the ematiques/Maladies-infectieuses/Risques-infectieux-d-orgine-alimentaire/Syndrome-hemolytique-et–uremique/Actualites/Cas-groupes-d-infections-a-Escherichia-coli-entero-hemorragique-EHEC-en-Gironde-Point-au-24-juin-2011.

8 Germany says sprouts are most likely source of E.coli.The Jerusalem Post.June 10，2011.

9 German tests link bean sprouts to deadly E.coli.BBC News.June 10，2011.

10 Mackenzie Debra.Bean sprouts to blame for decade-old’E.coli.New Scientist［June 11，2011］.

11 中華人民共和國衛(wèi)生部，關(guān)于印發(fā)《腸出血性大腸桿茵O104∶H4感染診療指導(dǎo)原則(試行)》的通知.www.mon.gov.cn，2011.Ministry of health p.r.China.Notice on the issuance of“EHEC infection treatment guildlines(Trial)”.www.mon.gov.cn，［2011］.