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致病性E. coli的致命武器：它們是如何在人體內生存的？
Escherichia coli, 通常簡稱為 E. coli，是一種顆粒陰性、桿狀細菌，主要存在於溫血動物的下腸道中。儘管大多數 E. coli 的菌株是無害的，但一些致病性變種則可能導致嚴重的食物中毒、敗血症、腦膜炎或尿道感染。這些致病的E. coli 不僅能在人體內生存，還能產生毒素和其他致病因子，進而對宿主細胞造成損害。
這些致病特徵是由僅由病原體攜帶的致病基因編碼的。
引言
E. coli 和相關的細菌約佔腸道菌群的0.1%。病原性菌株的傳播主要是通過糞口途徑進行。E. coli 細胞在體外生存的時間有限，使其成為測試環境樣本是否受糞便污染的理想指標生物。自1885年德國小兒科醫生兼細菌學家 Theodor Escherich 發現 E. coli 以來，這種細菌便成為生物科技和微生物學領域內研究最多的原核生物模型生物，並在重組DNA的工作中擔任了主要的宿主生物。
病原性菌株的分類
病原性E. coli 菌株可以根據能引發動物免疫反應的元素進行分類，包括：O抗原、K抗原和H抗原。例如，E. coli 菌株 EDL933 就屬於O157:H7組。這些分類對於理解其如何在人體內生存和引發疾病至關重要。
O抗原
細菌外膜含有數百萬個脂多糖(LPS)分子，包含O抗原、核心區域及脂質A等多個部分。O抗原是由免疫性重複寡糖的聚合物組成，是用來為E. coli 進行血清分型的依據。在這方面，O抗原的多樣性使細菌能夠適應不同的宿主環境。
K抗原
某些病原性E. coli周圍有一層黏液狀的多糖，稱為酸性膠囊多糖(CPS)。基本上，K抗原可以進一步分為兩組，其不同的結構與功能使得E. coli 在宿主中具有更強的生存能力。K抗原使細菌能夠逃避宿主的免疫系統，增加了感染的風險。
H抗原
H抗原是鞭毛的主要成分，與E. coli的運動相關，並由fliC基因編碼。這些抗原的多樣性使得不同的菌株在宿主間傳播的能力有所不同。
疾病的角色
在自然界中，包括人類在內的各種動物體內，致病性E. coli菌株可引發多種疾病。在人類中，它們可能導致胃腸炎、尿道感染及新生兒腦膜炎。
胃腸感染
某些E. coli菌株例如O157:H7能夠釋放致命毒素，造成食物中毒。這類毒素可通過食用未清洗的蔬菜或處理不當的肉類而產生，導致嚴重甚至致命的併發症。特別是O157:H7菌株，與2006年在美國的菠菜疫情有關聯，突顯了這些病原菌在食品安全中的重要性。
食物中毒可以引發對腸道微生物的免疫反應，一些研究者疑慮這可能導致腸道炎症疾病。
尿道感染
尿道致病性E. coli（UPEC）是導致90%尿道感染的主要病原體。這些細菌能夠有效地附著在尿路上皮細胞上，擴散至膀胱及腎臟，特別是在女性中，尿道較短使得感染風險大幅提升。
抗生素治療及抗藥性
通常抗生素可用於治療細菌感染，但不同屬性的E. coli對抗生素的敏感性有巨大差異。某些株系因過度使用抗生素而逐漸對其產生抗藥性。這對公共健康帶來了日益嚴重的挑戰。
結論
隨著病原性E. coli菌株的傳播越來越普遍，其引發的疾病和感染率無疑給人類健康帶來威脅。了解這些細菌如何在人體內生存及其致病機制，將是未來研究的重要方向。面對未來，我們能否找到有效的對策來抵禦這些隱藏在我們生活中的「小殺手」呢?
