大肠杆菌广泛存在于自然界和人体肠道内，是组成肠道正常菌群的主要细菌之一，一般对人体无害，但也有部分大肠杆菌能使人类致病，引起腹泻，因此将这些大肠杆菌命名为病原性大肠杆菌。
病原性大肠杆菌有产肠毒素性大肠杆菌(ETEC)、肠致病性大肠杆菌(EPEC)、肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)、肠出血性大肠杆菌(EHEC)以及肠粘附性大肠杆菌(EAEC)五类。不同病原性大肠杆菌所致的腹泻特点不同：
(1)产肠毒素性大肠杆菌腹泻：产肠毒素性大肠杆菌腹泻为发展中国家婴儿、儿童和成人腹泻以及旅游者腹泻的重要原因。
产肠毒素性大肠杆菌能产生两种毒素，一种为不耐热的肠毒素(LT)，另一种是耐热的肠毒素(ST)。菌株中有单独产生LT或ST，或同时产生LT、ST者。LT具有抗原性，与霍乱弧菌肠毒素有共同抗原，其作用亦相似，LT能提高肠粘膜上皮细胞膜上腺苷环化酶的活性，使细胞内ATP转化为cAMP，引起粘膜细胞分泌增加，大量液体渗出，超过肠道再吸收能力，引起腹泻。ST分子量小，无抗原性，其作用是激活肠粘膜细胞表面的鸟苷酸环化酶，使细胞内的cGMP含量增加，致使肠壁细胞中的电解质向肠腔内释放，引起电解质平衡紊乱而致腹泻。
腹泻时，患者很少有发热，大便性状为水样，轻重不一，重者有如霍乱，可有中至重度失水。病程1～4天不等，由LT与ST所致者病程长，单由ST所致者病程较短。
大便培养出大肠杆菌，同时检测ST、LT为阳性，即可确诊。
本病的治疗主要在于补液。一般来说，成人腹泻较轻，儿童则脱水多较严重，可口服或静脉输液。据报道，四环素可缩短病程，强力霉素每日100mg口服，可用于预防。
(2)肠致病性大肠杆菌腹泻：肠致病性大肠杆菌是婴儿腹泻的主要病原菌，严重者可致死，成人少见，多为带菌者。本菌主要寄居于十二指肠、空肠和回肠上端，并进行大量繁殖，导致腹泻。致病机理尚不清楚，可能与细菌粘附于肠粘膜上皮细胞表面有关。
腹泻时，大多呈肠炎样，表现为水样或粘液便，病程可自限。
治疗主要是纠正脱水，抗菌药物可用丁胺卡那霉素或痢特灵等。
(3)肠侵袭性大肠杆菌腹泻：侵袭性大肠杆菌主要引起较大儿童及成人腹泻。本菌一般不产生肠毒素，但可侵袭结肠粘膜上皮，致使细胞损伤，形成炎症、溃疡，出现类似菌痢的症状，腹泻可呈脓血便，伴发热、腹痛、里急后重感，常易被误诊。
大便培养出大肠杆菌，经血清学、豚鼠角膜试验，证实为本菌者，即可确诊。
本病可自限，新霉素口服有一定疗效，但易产生抗药性，已有多重耐药株出现。
(4)肠出血性大肠杆菌腹泻：肠出血性大肠杆菌能够产生Vero毒素Ⅰ型和Ⅱ型，这两种毒素能使肠粘膜充血、水肿，并能引起结肠广泛的出血。
本病腹泻特点为：①起病急骤，一般无发热，有痉挛性腹痛，腹泻初为水样，继即为血性；②乙状结肠镜检查显示肠粘膜充血、水肿，钡灌肠X线检查可见升结肠、横结肠粘膜下水肿而呈拇指纹状；③感染后约1周可发生溶血尿毒症症侯群； ④病程为7～9天，也有长达12天者。
大便培养，分离出大肠杆菌，并证实能产生VeroⅠ型和Ⅱ型毒素，即可确诊。
(5)肠粘附性大肠杆菌腹泻：肠粘附性大肠杆菌无侵入肠上皮细胞的能力，不产生肠毒素和志贺氏样毒素，其唯一特征是具有与Hep-2细胞粘附的能力，但粘附形式与EPEC不同。
本菌多侵犯小儿，流行中以小儿为主，成人亦可发病，易引起腹泻迁延慢性化。临床表现多无发热，腹泻3～5次/日，大便多为稀蛋花样或带奶瓣样，量多，严重者可出现肠麻痹和粘液血样大便。
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