第一节杆菌概述
杆菌与球菌不同，它是外形呈现杆状或类似杆状的一类细菌。杆菌广泛分布在自然界，过着腐生或寄生生活，如大肠杆菌、枯草杆菌等。
各种杆菌的大小、长短、弯度、粗细差异较大。大多数杆菌中等大小，长2～5微米，宽0.3～1微米。大的杆菌如炭疽杆菌(3～5微米)，小的如野兔热杆菌(0.3～0.7微米)。
菌体的形态多数呈直杆状，也有的菌体微弯。菌体两端多呈钝圆形，少数两端平齐（如炭疽杆菌），也有两端尖细（如梭杆菌）或末端膨大呈棒状（如白喉杆菌）。
杆菌的排列一般分散存在，没有一定的排列形式，偶有成对或链状，个别呈特殊的排列如栅栏状或v、y、l字样。
根据其排列组合情况，也可有单杆菌、双杆菌和链杆菌之分。不过杆菌是一类不安分的家伙，它们的排列特征远不如球菌那样固定，同一种杆菌往往可以有3种形态同时存在。
例如，有长杆菌和短杆菌（或近似球形），产芽孢杆菌有枯草芽孢杆菌，梭状的芽孢杆菌有溶纤维梭菌。
第二节杆菌家庭成员
1.与生俱来——大肠杆菌
大肠杆菌是从人们出生以来都一直伴随人体的一类细菌。它们对人类既有有益的一面也有有害的一面。
在生物学的分类方面，大肠杆菌属细菌域、变形菌门、γ-变形菌纲、肠杆菌目、肠杆菌科、埃希氏菌属、大肠杆菌种。
大肠埃希氏菌，通常称为大肠杆菌，是德国儿科医生埃舍里希在1885年发现的。在相当长的一段时间内，它一直被当作正常肠道菌群的组成部分，认为是非致病菌。直到20世纪中叶，人们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。
它是一种普通的原核生物，一般多不致病，为人和动物肠道中的常居菌，是人类和大多数温血动物肠道中的正常菌群，但也有某些血清型的大肠杆菌致病性较强，可引起不同症状的腹泻。
大肠杆菌是兼性厌氧菌，在环境卫生不良的情况下，常随粪便散布在周围环境中。如果在水和食品中检出此菌，可被认为是被粪便污染的指标，从而可能有肠道病原菌的存在。因此，大肠菌群数（或大肠菌值）常作为饮水和食物（或药物）的卫生标准。
大肠杆菌是研究微生物遗传的重要材料，如局限性转导就是1954年在大肠杆菌K12菌株中发现的。科学家采用两株大肠杆菌的营养缺陷型进行实验，奠定了研究细菌接合方法学上的基础，开辟了基因工程的研究道路。
大肠杆菌是人和许多动物肠道中存在的最主要而且数量最多的一种细菌，它们主要寄生在大肠内。它侵入人体一些部位时，可引起感染，如腹膜炎、胆囊炎、膀胱炎及腹泻等。
人在感染大肠杆菌后的症状为胃痛、呕吐、腹泻和发热。感染可能是致命性的，尤其是孩子及老人。
该菌对热的抵抗力较其他肠道杆菌强，55℃加热60分钟或60℃加热15分钟仍有部分细菌存活。它在自然界的水中可存活数周至数月，在温度较低的粪便中存活更久。胆盐、煌绿等对大肠杆菌有抑制作用。
大肠杆菌在人体内的潜伏期通常为3～4天，但有时候也会长达9天。
大肠杆菌对磺胺类、链霉素、氯霉素等敏感，但容易产生耐药性，是由带有R因子的质粒转移而获得的。
常见的大肠杆菌种类
根据不同的生物学特性可将致病性大肠杆菌分为5类，即致病性大肠杆菌、肠产毒性大肠杆菌、肠侵袭性大肠杆菌、肠出血性大肠杆菌、肠黏附性大肠杆菌。
大肠杆菌O-157：H7血清型属肠出血性大肠杆菌，自1982年在美国首先发现以来，包括我国在内的许多国家都有报道，而且日见增加。日本近年来因食物污染该菌导致的数起大暴发，格外引人注目。在美国和加拿大通常分离的肠道致病菌中，目前它已排在第二或第三位。
大肠杆菌O-157：H7会引起肠出血性腹泻，约2％～7％的病人会发展成溶血性尿毒综合征，儿童与老人最容易出现后一种情况。致病性大肠杆菌通过污染饮水、食品、娱乐水体引起疾病暴发流行，病情严重者可危急生命。
感染大肠杆菌O-157：H7的临床治疗方法主要属于支持性治疗。若患者出现腹泻，补充失去的水分及电解质十分重要。约50%有肾并发症的患者在出现急性症状时需要特别治疗或输血。
大肠杆菌革兰氏阴性短杆菌周身有鞭毛，能运动，无芽孢，大小在1～3微米之间。它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。婴儿出生后这种菌即随哺乳进入肠道，与人终身相伴，其代谢活动能抑制肠道内分解蛋白质的微生物生长，减少蛋白质分解产物对人体的危害，还能合成维生素B和K，以及有杀菌作用的大肠杆菌素。
正常栖居条件下，这种菌不会导致人类的疾病，但如果进入胆囊、膀胱等处可引起炎症。它在肠道中大量繁殖，几乎占到了粪便净重的1/3。
大肠杆菌的致病物质
大肠杆菌具有很多毒力因子，包括内毒素、荚膜、Ⅲ型分泌系统、黏附素和外毒素等。
黏附素能使细菌紧密黏附在泌尿道和肠道的细胞上，避免因排尿时尿液的冲刷和肠道的蠕动作用而被排除。大肠杆菌黏附素的特点是具有高特异性，其包括：定植因子抗原Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ；集聚黏附菌毛Ⅰ和Ⅲ；束形成菌毛；紧密黏附素；P菌毛；侵袭质粒抗原蛋白和Dr菌毛等。
大肠杆菌能产多种的外毒素，其包括：志贺毒素Ⅰ和Ⅱ；耐热肠毒素Ⅰ和Ⅱ；不耐热肠毒素Ⅰ和Ⅱ。此外，溶血素A在尿路致病性大肠杆菌所致疾病中有重要的作用。
大肠杆菌血清学分型基础（即其抗原）
大肠埃希菌主要有三种抗原：O抗原，为细胞壁脂多糖最外层的特异性多糖，由重复的多糖单位所组成。该抗原刺激肌体主要产生IgM类抗体（出现早，消失快）。K抗原位于O抗原外层，为多糖，与细菌的侵袭力有关，K抗原分为A、B、L三型。H抗原位于鞭毛上，加热和用酒精处理，可使H抗原变性或丧失。H抗原主要刺激肌体产生IgG类抗体，与其他肠道菌基本没有交叉反应。
大肠杆菌导致的疾病
肠道外感染：多为内源性感染，以泌尿系感染为主，如尿道炎、膀胱炎、肾盂肾炎，也可引起腹膜炎、胆囊炎、阑尾炎等。婴儿、年老体弱、慢性消耗性疾病、大面积烧伤患者，大肠杆菌可侵入血流，引起败血症。早产儿，尤其是生后30天内的新生儿，易患大肠杆菌性脑膜炎。
急性腹泻：某些血清型大肠杆菌能引起人类腹泻。其中肠产毒性大肠杆菌会引起婴幼儿和旅游者腹泻，患者出现轻度水泻，也可呈现严重的霍乱样症状。腹泻常为自限性，一般2～3天即愈，营养不良者可达数周，也可反复发作。肠致病性大肠杆菌是婴儿腹泻的主要病原菌，有高度传染性，严重者可致死。细菌侵入肠道后，主要在十二指肠、空肠和回肠上段大量繁殖。此外，肠出血性大肠杆菌会引起散发性或暴发性出血性结肠炎，可产生志贺氏毒素样细胞毒素。
例如，大肠杆菌O-157：H7是大肠杆菌的其中一个类型，该种病菌常见于牛等温血动物的肠内。这一型的大肠杆菌会释放一种强烈的毒素，并可能导致肠管出现严重症状，如带血腹泻。患者可能出现各种症状，包括严重的水泻、带血腹泻、发热、腹绞痛及呕吐。
情况严重时，患者更可能并发急性肾病。5岁以下的儿童出现该类并发症的风险较高。若治疗不当，这种菌可能会致命。