细说大肠杆菌

肠埃希氏菌(E. coli)通常称为大肠杆菌，是Escherich在1885年发现的，在相当长的一段时间内，一直被当作正常肠道菌群的组成部分，是非致病性的。直到20世纪中叶，才认识到一些特殊血清型的大肠杆菌对人和动物有病原性，尤其对婴儿和幼畜、禽。常引起严重腹泻和败血症，根据不同的生物学特性将致病性大肠杆菌分为5类，致病性大肠杆菌(EPEC)、肠产毒性大肠杆菌(ETEC)、肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)、肠出血性大肠杆菌(EHEC)、肠黏附性大肠杆菌(EAEC)。大肠杆菌属于细菌。

大肠杆菌是人和许多动物肠道中最主要且数量最多的一种细菌，周身鞭毛，能运动，无芽孢，是原核生物具有由肽聚糖组成的细胞，只含有核糖体简单的细胞器，没有细胞核但有拟核，细胞质中的质粒常用作基因工程中的运载体。

大肠杆菌一般多不致病，为人和动物肠道中的常居菌，能发酵多种糖类产酸、产气，是人和动物肠道中的正常栖居菌，婴儿出生后即随哺乳进入肠道与人终身相伴，其代谢活动能抑制肠道内分解蛋白质代谢的有害物质和抑制微生物的生长，还能合成维生素B和K，以及有杀菌作用的大肠杆菌素，但在一定条件下可引起肠道的外感染某些血清型菌株的致病性强，引起腹泻，统称致病性大肠杆菌。大肠杆菌的检测，在培养基培养时无需添加生长因子，向培养基中加入伊红美蓝遇大肠杆菌，菌落呈深紫色，并有金属光泽，可鉴别大肠杆菌是否存在。虽然绝大多数大肠杆菌与人类有着良好合作，但是仍有少部分特殊类型的大肠杆菌具有相当强的毒力，一旦感染，将造成严重疫情。其中最具代表性的就是代号为O157:H7的大肠杆菌， O157:H7感染后的主要症状正是出血性腹泻，严重者可伴发溶血尿毒综合征HUS，危及生命。由于O157:H7危害较大，且可经食物和饮用水在人群中广泛传播，因此食品卫生主管部门已将O157:H7列为常规检测项目。 大肠杆菌O157:H7是肠出血性大肠埃希菌的主要血清型,能引起人的出血性肠炎和溶血性尿路综合征.大肠杆菌O157:H7致病机制与其毒力岛编码的毒力因子有关,这些毒力岛包括染色体上的LEE岛、前噬菌体上的slt基因、大质粒上的hly、katP、espP、toxB、stcE基因.大肠杆菌O157:H7致病机理不是由单一毒力因子所决定,而是多种毒力因子共同作用的结果。

传播途径主要有食物传播，水传播和接触传播三种，O157:H7大肠杆菌主要是通过污染食物而引起人的感染，O157:H7大肠杆菌的致病能力和对胃酸的抵抗力均较强对细胞的破坏性大。 动物来源的食物，如牛肉、鸡肉、牛奶、奶制品等是O157:H7大肠杆菌经食物传播的主要因素，尤其是在动物屠宰过程中这些食物更易受到寄生在动物肠道中的细菌污染。另外蔬菜、水果等被O157:H7大肠杆菌污染也可造成大肠杆菌感染爆发。O157:H7在外环境中的生存能力较强，引起人类感染可能并不需要在外环境中进行增菌,除了饮用水受到污染可造成感染外，其他被污染的水体如游泳池、湖水及其他地表水等都可造成传播。在上述三条传播途径中，以食物传播为主。有人对自1982年起发生的100多起 O157:H7爆发流行的感染途径进行统计，发现食源性的占71%，52%为牛肉制品，大部分与快餐店中的汉堡包有关，14%为水果、蔬菜、5%来源于未知食品、16%为人与人接触感染、12%为水源性感染。要避免被具有致病作用的大肠杆菌感染，其实非常简单，大肠杆菌其实是非常脆弱的，像沸水这样的温度可以瞬间将其灭活，因为完全不需要对它们有任何恐慌。你只要把食品煮熟，不要吃生食，同时装食品的各类用具也注意清洁，那就不可能被感染了。 生物技术中的应用，微生物这些小小的生物，是人眼不能看到的，虽然这些微生物为我们健康带来了一些威胁，像是当受伤是不能及时处理伤口，会使细菌入侵我们的身体，造成创面感染，严重的会造成败血症，甚至会引起死亡的发生，但是，自发现微生物之后，人们将微生物进行培养，生产出了许多对人类有用的激素、药物等。大肠杆菌也不例外，作为外源基因表达的宿主，遗传背景清楚，技术操作简单，培养条件简单，大规模发酵经济等特点，成为了基因工程主要原核受体菌，此外还应用于外源DNA克隆和扩增，原核基因高效表达，基因文库构建等一些生物技术方面。 

胰岛素是一个很好的例子，起初，胰岛素发现时并不能够大规模的生产，因而生产出来的胰岛素也就有了很高的身价，由于糖尿病是由于身体不能正常吸收葡萄糖，而使得身体渐渐消瘦，而蛋白质在消化过程中又会产生酸性物质，而使得糖尿病患者酸中毒，于是当时的主要的治疗手段就是饥饿治疗，使得糖尿病成为了绝症。而现在科学家们把人的胰岛素基因送到大肠杆菌的细胞里，将编码截短的门冬酰胺酶突变体(ansB-C),天然C肽,人IgG1铰链区(hinge),额外的酸敏感二肽(DP)以及富含碱性氨基酸的8肽(KRKRKKSR)的核苷酸序列依次分别插入pET28a载体中,构建表达载体pEDCC.在乳糖的诱导下,融合蛋白ansB-C-hinge-DPKRKRKKSRNGSGR-C-peptide以包涵体形式高效表达.融合蛋白经洗涤和乙醇分级沉淀纯化后,通过酸水解将PKRKRKKSRNGSGR-C-peptide释放出来.C肽N端14肽用胰蛋白酶切割,通过DE52柱与C-peptide分离.结果:构建的表达载体pEDCC序列正确,融合蛋白经分离纯化得到了高纯度的重组人源胰岛素原C肽.胰岛素基因和大肠杆菌的遗传物质相结合，人的胰岛素基因在大肠杆菌的细胞里指挥着大肠杆菌生产出了人的胰岛素。并随着它的繁殖胰岛素基因也一代代的传了下去，后代的大肠杆菌也能生产胰岛素了。这样越来越多的人能够使用胰岛素来治疗糖尿病了。

[1]王学军, 顾凯,曹荣月,林洁 ,吴洁 ,刘景晶.《重组人源胰岛素原C肽在大肠杆菌中的克隆、表达与纯化》[J]《中国药科大学学报》2006 第2期  

[2]周勇,综述,万成松.《大肠杆菌O157、H7的毒力岛与毒力因子的研究进展》[J]《微生物学免疫学进展》 2006 第2期  

[3]卡尔·齐默《小生命--大肠杆菌解开生命奥秘》