大肠杆菌是革兰氏阴性杆菌,有形态结构、生理生化特性等基本生物学属性,在人体肠道有正常作用也可作为条件致病菌致病,在环境中是污染指示菌,检测方法有常规培养检测法和分子生物学检测法。
一、大肠杆菌的基本生物学属性
大肠杆菌是一种属于埃希氏菌属的革兰氏阴性杆菌。它周身鞭毛,能运动,无芽孢,在自然界中分布广泛,通常存在于人和动物的肠道中。
(一)形态结构方面
其细胞呈短杆状,大小约为(0.5-1.0)μm×(2-6)μm。通过光学显微镜观察,可清晰看到其基本的杆状形态,这种形态使其能够在肠道等环境中适应一定的物理空间并进行活动等生理过程。对于不同年龄的人群,大肠杆菌的这种形态特点在肠道内的生存和代谢等活动中并无特殊的年龄相关显著差异,但儿童由于肠道菌群尚未完全稳定,其肠道内大肠杆菌的数量和代谢等情况可能与成人有所不同;性别方面,性别差异对大肠杆菌在肠道内的基本形态相关特性影响不大;有基础病史的人群,若存在肠道疾病等情况,可能会影响大肠杆菌在肠道内的形态稳定性等,但这主要是疾病状态对肠道微环境的影响,而非大肠杆菌本身形态结构因性别、年龄等的本质性改变。
(二)生理生化特性
大肠杆菌是兼性厌氧菌,在有氧和无氧条件下都能生存。它能发酵多种糖类,产酸产气,利用这一特性可用于一些生化鉴定试验。例如在肠道微生物的检测中,可通过检测其对特定糖类的发酵情况来鉴别是否存在大肠杆菌等肠道细菌。在不同生活方式下,比如饮食结构改变时,肠道内的营养物质成分变化,会影响大肠杆菌的糖发酵等生理生化过程;对于儿童,由于其饮食的多样性和变化性相对较大,可能会使肠道内大肠杆菌的糖发酵等特性有一定波动;有糖尿病等基础病史的人群,若血糖控制不佳,肠道内环境的糖含量等改变,也会影响大肠杆菌的生理生化特性。
二、大肠杆菌与人类及环境的关系
(一)在人体肠道中的正常作用
在正常情况下,大肠杆菌是人体肠道正常菌群的组成部分之一,能合成维生素B族和维生素K等,对人体的营养吸收等有一定的积极作用。对于不同年龄的人群,儿童肠道内大肠杆菌在合成维生素等方面对其生长发育很重要,因为儿童处于生长快速阶段,对维生素等营养物质的需求相对较高;成人肠道内的大肠杆菌维持正常的肠道微生态平衡,有助于食物的消化等;性别对大肠杆菌在肠道内的正常作用影响不明显;有肠道基础疾病的人群,其肠道内大肠杆菌的正常生理作用可能会受到破坏,需要关注肠道微生态的调整。
(二)作为条件致病菌的致病情况
当大肠杆菌离开肠道到达其他部位时,就可能成为条件致病菌而引起疾病。例如进入泌尿系统可引起尿路感染,进入腹腔等部位可引起腹膜炎等。对于不同人群,儿童由于泌尿系统发育尚不完善等原因,相对更容易发生大肠杆菌引起的尿路感染;女性由于生理结构特点,尿道短而直,比男性更易发生大肠杆菌引起的泌尿系统感染;有泌尿系统结石等基础病史的人群,更容易滋生大肠杆菌从而引发感染等问题。在环境中,大肠杆菌常作为水源和食品污染的指示菌,水体中若检测出大肠杆菌超标,说明水体可能受到粪便污染等,这与不同地区的环境状况、水源管理等因素相关,比如一些卫生条件较差的地区,水源中大肠杆菌污染的风险相对较高。
三、大肠杆菌的检测方法
(一)常规培养检测法
通过将样本接种到特定的培养基上,如伊红美蓝培养基等,大肠杆菌在伊红美蓝培养基上会形成具有金属光泽的紫黑色菌落,根据菌落形态等特征初步判断是否存在大肠杆菌。对于不同来源的样本,比如食品样本、临床样本等,培养检测的操作流程基本相似,但需要根据样本特点进行适当的前处理。在儿童临床样本检测中,要注意采集样本的规范性以保证检测结果准确;对于女性泌尿系统感染的临床样本检测,要遵循无菌操作等原则;有基础病史患者的样本检测,要结合其病史综合分析检测结果的意义。
(二)分子生物学检测法
如聚合酶链反应(PCR)技术等,可通过特异性扩增大肠杆菌的相关基因来准确检测大肠杆菌。PCR检测具有灵敏度高、特异性强等优点。在不同环境样本检测中,分子生物学检测法能更精准地检测出微量的大肠杆菌;对于儿童的肠道微生物检测,分子生物学检测可以更细致地分析大肠杆菌的种类等情况;在有复杂基础病史患者的相关检测中,分子生物学检测能为疾病的诊断等提供更精确的依据。