何谓肠出血性大肠杆菌O104∶H4及防治

任成山 赵晓晏

所谓肠出血性大肠杆菌O104∶H4(enterohemorrhagic E.coli，O104∶H4)，是由德国分离的一种新菌珠O104∶H4型大肠杆菌，含有志贺毒素2(vtx2a)的基因，没有(enterohemorrhagic Escherichia coli，EHEC)溶血素、志贺毒素1、肠致病性大肠埃希菌(enteropathogenic Escherichia coli)基因毒力岛基因;但含有肠集聚性粘附大肠杆菌(enteroaggragtive Escherichia coli)(第5类致泻性大肠杆菌)毒力质粒上的3个基因:aatA、aggR、aap［1］。显示其为EHEC家族的一个新成员。

一、O104∶H4的概念

EHEC是能引起人感染性腹泻的5类大肠杆菌之一，因能引起出血性肠炎而得名。典型病例的粪便为鲜血样。常见的EHEC血清型有3种，即O157、O26、O111;分离出的主要致病菌株为O157∶H7。目前不断发现其他型菌株与出血性肠炎的关系。O157∶H，具有含60MD质粒的纤毛，此纤毛能与Henle407细胞粘附。EHEC能产生一种细胞毒素，对Hela细胞和非洲绿猴肾细胞均有毒性作用，在肠道能使肠黏膜细胞坏死，引起组织病变。分泌的毒素中有一种称志贺氏样毒素，与志贺痢疾杆菌I型产生的毒素相似。不常见的血清型有40多种。最近在德国引起暴发疫情的O104∶H4是EHEC家庭一种罕见的血清型。

根据德国明期特大学卫生研究所和溶血性尿毒症综合征(haemolytic uraemic syndrome，HUS)国家咨询实验室对2011年5月23日至6月2日间收集的80例并发HUS肠炎患者粪便标本进行分析。首先经过标准聚合酶链式反应(polymerase chain reaction，PCR)进行产志贺毒素E.coli致病基因筛选，然后采用多重PCR对此次致病菌株(rfbO104，fliCH4，stx2 and terD)进行特征分析。结果为，全部分离株均为HUS EC041克隆(序列型678)，具有产志贺毒素(stx2，iha，lpf026，lpf0113)和肠聚集性 E.coli(aggA，aggR，set1，pic，aap)毒力特征和基因位点［2］，可产生志贺毒素 2 并在肠上皮细胞处黏附聚集。此外，分离株具有超广谱β-内酰胺酶(extended spectrum β-lactamases，ESBLs)表型特性。

大肠杆菌是1885年由德国科学家埃舍里希(Escherich)发现的，此后大肠杆菌即用这位发现者的名字命名。大肠杆菌的一些特殊血清型具有致病性，包括肠致病性大肠杆菌(enteropathoginc Escherichia coli，EPEC)、肠产毒性大肠杆菌(enterotoxic Escherichia coli，ETEC)、肠侵袭性大肠杆菌(enteroinvasive Escherichia coli，EIEC)、EHEC 和肠聚集性大肠杆菌(enteroaggrative Escherichia coli，EAEC)。

EHEC引起肠道侵袭性病变，主要在结肠部位。最近研究认为ETEC产生的志贺样毒素与肠壁组织的微血管内皮细胞上的受体结合，引起血管损伤，同时激发局部细胞因子，如肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)、脂多糖(lipopolysaccharides，LPS)及白介素 1-β(Interleukin 1-β)增加。这些细胞因子又增强受体对毒素的敏感性，促使血管损伤进一步加重。此毒素还作用于其他脏器内皮细胞，激发产生细胞因子，引起局部损伤。

二、O104∶H4流行病学

自世界卫生组织(World Health Organization，WHO)2011年5月26日通报德国EHEC感染暴发至今，这场疫情已在欧洲迅速蔓延，除了德国，尚有少数病例发生在瑞士、波兰、荷兰、瑞典、丹麦、英国、加拿大和美国［3-4］。感染及死亡人数不断攀升，成为一场“灾难”。截至2011年6月8日，德国共报告3222例病例，其中810例(25%)出现HUS，39例死亡。此次流行以德国北部为中心，于5月21～23日达到高峰，多数患者为成人(89%，中位年龄43岁)，女性较多(68%)，估计中位潜伏期为8 d，从开始腹泻到出现HUS［5］，发生与未发生HUS患者的性别、初始症状和体征无显著差异。

导致这次疫情的致病菌株为大肠杆菌O104∶H4型，这种大肠杆菌虽属肠出血性(enterohemorrhagic)，但仍携带部分肠聚集性(enteroaggregative)大肠杆菌的基因，并携带许多抗药基因，对至少八种主要抗生素有抗药性。EHEC的主要毒素是志贺样毒素(Shiga-like toxin)可损伤肠道黏膜，甚至进入血液中破坏红血球，导致溶血性病变，这种症状在肾脏中最为明显，常导致急性肾功能衰竭，并发HUS。大部分出血性肠炎均是由O104∶H7型大肠杆菌引起。

此次暴发于德国的EHEC性肠炎应属于新发传染病，即由新发现的病原微生物或业已存在病原体的新的突变体，包括新的血清型O104∶H4或基因型引起的传染病。由于人们对新发传染病往往缺乏认识和有力的预防与诊断及治疗手段，所以通常危害甚大。

三、O104∶H4传播途径

EHEC有三个主要传播途径，即食物、水源和密切接触者:EHEC可存在于牛、羊等动物肠道内。用受污染的水灌溉或清洗，或者接触过受污染的动物粪便的生鲜蔬菜也会携带细菌。人在如厕之后，如果没有洗净双手，也会造成细菌感染。也可通过食用被污染的食物感染人类，例如生的或者没有煮熟的牛肉。

此次暴发于德国的O104∶H4型大肠杆菌，最初报道是由食用生番茄、小黄瓜及莴苣［6］，虽然在受测的小黄瓜中测出有大肠杆菌，但测到的大肠杆菌非患者人体中发现的O104菌珠，所以经研究后被否认，以后证实为豆芽等可能是这次疫情的源头［7］，发现食用过豆芽菜的人发生出血性腹泻的比率是其他人的9倍［8-9］。根据德国联邦风险评估研究所(German Federal Institute for Risk Assessment)的国家大肠杆菌实验室研究表明，这次爆发的大肠杆菌菌株已在德国境内传了10年，对象是人类而非牲畜，食物则疑似遭到人类排泄物的污染［10］。

四、O104∶H4临床特征

O104∶H4的临床表现轻重不一。轻者症状常不典型，表现为腹痛，水样便，低热或无发热。重者表现为出血性肠炎，起病急聚，右下腹部痉挛性疼痛，初始为水样腹泻，随后出现血性腹泻，并可伴有恶心、呕吐。部分患者出现神经系统受累症状，如焦躁不安，语言障碍或抽搐等［11］。

HUS多发生在感染后5～7 d，起病急，进展快，病情危重，出现少尿甚至无尿，血尿、血红蛋白尿，病情严重者可导致患者死亡。

此次EHEC O104∶H4以血液系统、急性肾功能衰竭为主要临床表现，与上世纪暴发于美国、日本和中国等多国的O157∶H7大肠杆菌感染极为类似，病原应同属于EHEC，但血清型和基因结构发生了变异。本次流行株是血清型O104大肠杆菌(80%)与另一种大肠杆菌(20%)基因组合而成的新型EHEC。O104型EHEC所致的主要临床症状分类志贺毒素引发，该毒素可造成肠黏膜上皮细胞破坏、肠黏膜溃疡、出血、血管内皮细胞损伤、溶血和血小板减少等，更重要的是，肾小管上皮细胞坏死、堵塞和肾小球破坏，可引发严重的HUS，表现为急性肾功能衰竭。严重者可发展为多器官功能障碍综合征，因而导EHEC O104∶H4患者死亡。

EHEC感染后一般为3～4 d，如潜伏期8 d，HUS发生率更高，最长不超过14 d的潜伏期。

1.实验室常规检查

(1)血常规 外周血白细胞及中性粒细胞增高，合并HUS者可有贫血、血小板减少。血涂片可见皮碎的红细胞。

(2)便常规 轻症患者以水样便为主，显微镜检查可见少量红白细胞;出血性肠炎患者大便为血水样或血样便，镜下可见大量红细胞、白细胞。

(3)尿常规 合并HUS者可出现血尿、血红蛋白尿、管型尿。

(4)生化检查 合并HUS者血尿素氮、肌酐升高。乳酸脱氢酶(lactic dehydrogenase，LDH)、丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase amino，ALT)、门冬氨酸氨基转移酶(asparate aminotransferase，AST)、肌酸激酶(creatine kinase，CK)、肌酸激酶同工酶(creatine kinase，CK-MB)、胆红素等升高，血清纤维蛋白降解产物E增加。

2.病原学检查

(1)从粪便标本中分离到EHEC O104∶H4菌株，stx1和/或stx2基因检测阳性;

(2)从粪便标本中检测到stx1和/或stx2基因阳性，同时aggR、wzy(O104)和fliC(H4)基因检测全部阳性。

3.O104∶H4的诊断

依据流行病学史(发病前10 d内有在O104∶H4感染流行区居住或旅行史等)、临床表现和实验室检测结果进行诊断。

(1)疑似病例 发病前10 d内曾在EHEC O104∶H4流行地区旅行或居住，或者发病前10 d内与临床诊断/确诊病例有密切接触，且符合下列条件之一者:有血性腹泻或腹部痉挛性疼痛等症状，无实验室证据诊断为其他非EHEC O104∶H4感染性;有微血管病性溶血性贫血(外周血涂片破碎红细胞≥2%)、血小板减少、肾脏受累(血尿、蛋白尿、急性肾损伤)等HUS临床表现者。

(2)确诊病例 从粪便标本中分离到EHEC O104∶H4菌株，stx1和/或stx2基因检测阳性;从粪便标本中检测到stx1和/或stx2基因阳性，同时aggR、wzy(O104)和flic(H4)基因检测全部阳性。在同一起暴发疫情中，与确诊病例流行病学密切相关，并排除其他疾病的疑似病例。

五、O104∶H4如何预防

对于O104∶H4应针对三个主要传播途径，即食物、水源和密切接触开展防范。必须加强饮食卫生，要用70℃以上的温度充分烹制肉类，避免生食不卫生的蔬菜水果等，必要时可用冷开水充分冲洗浸泡后再食用;不饮用未煮沸的水;对于EHEC感染者应严格按肠道传染病隔离。

开展“三管一灭”(管水、管粪、管饮食，消灭苍蝇)，加强食品和饮用水的卫生监督管理，对不符合食品安全要求的生产、经营单位要进行依法处理，对可疑食品和水源立即封存，暂停其销售和使用。疫情流行期间，减少聚餐、宴请活动。加强对集中式供水、单位自备水源的管理，对疫区周围及相关水源的检测，并采取严格的消毒措施，确保供水安全。同时，要积极开展爱国卫生运动，改善环境卫生状况，落实各项防蝇措施。EHEC尽管是细菌感染所致，但仍然属于自限性疾病。

六、O104∶H4治疗原则

1.对症处理

EHEC O104∶H4感染者，一旦确诊应即进行消化道隔离。卧床休息，流质、易消化、少渣饮食。对症状较严重者，要进行血肌酐、尿素氮、血小板及尿常规检查，及时发现可能出现的严重并发症。止泻药和抑制肠蠕动的药物有可能延长志贺样毒素在肠道的滞留时间，原则上不使用［11］。

2.补液治疗

O104∶H4感染症状轻者给予口服补液。感染重者应尽快静脉补充液体，补液量根据脱水程度而定，避免水、电解质紊乱及酸碱失衡的发生，适当碱化尿液。

3.综合性治疗

可考虑输注新鲜血浆或血浆置换疗法。加强对症综合及支持治疗，预防和治疗出血及急性肾功能衰竭等严重并发症，要密切监测病情变化，一旦出现急性肾功能衰竭，尽早进行血液净化治疗。

4.中医中药治疗

根据现有文献资料及中医中药治疗感染性腹泻的临床经验，中医中药治疗应当依据临床特征辩证论治:

(1)疫毒伤中 治以解毒化湿，可选用藿朴夏苓汤、葛根芩连汤，中药注射液可选用喜炎平注射液。

(2)疫毒伤络 治以清热、凉血、解毒，可选用白头翁汤、芍药汤，中药注射液可选用喜炎平注射液、丹红注射液等。

(3)疫毒伤肾 治以凉血、解毒、化瘀，可选用猪苓汤、小蓟饮子、桃核承气汤，中药注射剂可选用喜炎平注射液、丹红注射液、参麦注射液等。

若出现焦躁不安，语言障碍或抽搐等，可加用安宫牛黄丸口服、醒脑静注射液等。

5.抗菌药物

目前认为抗菌药物的应用可能增强细菌释放志贺样毒素，增加HUS的发生率，因此确诊为EHEC O104∶H4感染的病例，不建议使用抗菌药物治疗。

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 中华人民共和国卫生部，关于印发《肠出血性大肠杆茵O104∶H4感染诊疗指导原则(试行)》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］.