大肠埃希氏菌 O157(VTEC/STEC)的检测:风险特点与检验思路

2026-06-30 11:53:41
逗点生物
简介

大肠埃希氏菌 O157(VTEC/STEC)的检测:风险特点与检验思路

大肠埃希氏菌 O157 是食品安全检验中最受关注的致泻性大肠埃希氏菌之一。它属于产志贺毒素大肠埃希氏菌,英文常写作 STEC(Shiga toxin-producing Escherichia coli);早期文献也常称 VTEC(Vero toxin-producing Escherichia coli),二者本质上都强调该类菌能产生志贺毒素或 Vero 毒素。FDA BAM 将 EHEC 描述为以产生志贺毒素为特征、可引起出血性结肠炎和溶血性尿毒综合征的一类致泻性 E. coli,其中 O157 是最典型、最常被关注的血清型之一。

原文中“内细胞毒素”的说法不准确,应修正为志贺毒素Vero 毒素。原文中“O157:87”也应修正为 O157。另外,当前食品安全领域不仅关注 O157,也越来越重视非 O157 STEC,例如 O26、O45、O103、O111、O121、O145 等重要血清群;但在传统食品检验标准中,O157/NM 仍是独立重点检测对象。

一、为什么 O157 风险高?

普通大肠埃希氏菌多为肠道正常菌群或卫生指示菌,而 O157 的风险在于其携带毒力因子,尤其是 stx1、stx2 等志贺毒素基因。感染后可出现腹泻、腹痛、血便,严重者可发展为溶血性尿毒综合征(HUS),引起急性肾损伤甚至死亡。CDC 指出,STEC 感染可导致 HUS,HUS 可进一步导致肾衰竭、长期健康问题甚至死亡。

O157 的感染剂量较低。FDA BAM 资料估计,O157 的感染剂量约为 10~100 个细胞,因此食品中即使污染量很低,也可能造成风险。这也是 O157 检测不能只依赖普通大肠菌群或大肠埃希氏菌计数的原因:食品中总大肠菌群数量不高,并不代表不存在特定致病性 STEC。

二、污染来源与高风险食品

反刍动物,尤其是牛,是 O157 的重要储存宿主。该菌可通过粪便污染屠宰环境、肉品表面、原料乳、灌溉水、果蔬、加工设备和食品接触面。食品链中任何环节发生粪源污染,都可能把 O157 带入食品。

高风险食品包括未充分加热的牛肉及肉馅制品、未经巴氏杀菌的乳及乳制品、未经杀菌的果汁、受污染的生鲜蔬菜和芽苗菜、污染水源加工的即食食品等。FDA BAM 明确列举了 O157 相关食品或水源传播场景,包括未煮熟牛肉、原料乳、未巴氏杀菌苹果汁、芽苗菜和蔬菜等。

原文中关于苹果汁暴发的描述具有代表性:如果落果被动物粪便污染,榨汁前未充分清洗,且果汁未经巴氏杀菌,即使苹果汁酸度较高,仍可能成为传播载体。酸性环境可抑制部分细菌增殖,但不等于能立即杀灭所有 O157;该菌只要在食品中存活,就可能造成摄入风险。

三、O157 的典型鉴别特征

O157 与普通 E. coli 在常规生化特征上高度相似,都是革兰氏阴性杆菌、氧化酶阴性、触酶阳性,多数可发酵葡萄糖并产酸产气。因此,不能只凭“疑似 E. coli”就判定为 O157。

O157 的传统筛查特征主要有两点:第一,多数 O157 对山梨醇发酵慢或不发酵,因此在山梨醇麦康凯琼脂上常表现为无色或浅色菌落;第二,多数 O157 缺乏 β-葡萄糖醛酸酶活性,MUG 试验常为阴性。FDA BAM 指出,EHEC O157 通常表现为山梨醇慢发酵或不发酵,并且不具有葡萄糖醛酸酶活性,因此这些特征常用于食品中 O157 的分离筛查。

但这些特征不是绝对的。少数 O157 可出现非典型反应,部分非 O157 E. coli 也可能在选择性培养基上表现相似。因此,筛查结果必须结合 O157/H7 血清学、E. coli 生化确认以及 stx 毒力基因或毒素检测,不能只靠山梨醇阴性或 MUG 阴性作最终报告。

四、标准检测依据与基本流程

我国食品中 O157/NM 的检验主要依据 GB 4789.36-2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 大肠埃希氏菌 O157/NM 检验》。该标准代替 GB/T 4789.36-2008,规定了食品中大肠埃希氏菌 O157/NM 的检验方法,适用于食品中 O157/NM 的检验。

从实验室逻辑看,O157/NM 检测通常包括以下环节:样品前处理和增菌、选择性分离或免疫富集、可疑菌落筛选、E. coli 确认、O157 和 H7 抗原确认、毒力基因或毒素确认,最后根据标准要求报告结果。FDA BAM 也强调,O157 的确认应结合 O157/H7 抗原、E. coli 鉴定、MUG 阴性、吲哚阳性、山梨醇反应以及 stx 毒力潜能验证等信息。

五、常用培养基和试剂的作用

培养基或试剂 主要用途 作用要点
增菌液 目标菌复苏和增殖 提高低水平污染样品的检出机会
CT-SMAC / 改良山梨醇麦康凯琼脂 O157 选择性分离 利用山梨醇阴性或慢发酵特征筛选可疑菌落
O157 显色培养基 选择性显色分离 提高可疑菌落识别效率,但仍需确证
免疫磁珠 富集 O157 目标菌 从复杂样品背景中提高 O157 捕获率
MUG 相关试剂 β-葡萄糖醛酸酶检测 O157 多为 MUG 阴性
O157 / H7 抗血清或乳胶试剂 血清学确认 判断 O157 和 H7 抗原,需排除自凝集
生化鉴定系统 确认 E. coli 身份 防止把非 E. coli 可疑菌落误判为目标菌
PCR 或毒素检测 stx、eae 等毒力标志物确认 区分携毒性和非携毒性 O157 菌株

这里要强调:O157 抗原阳性不等于一定是致病性 O157。FDA BAM 指出,O157 和 O157 分离株若携带 stx,可被认为具有致病性;但不携带 stx 或其他 EHEC 毒力因子的 O157 可能不具备相同致病风险。

六、O157、O157 与非 O157 STEC 的区别

O157 表示菌株具有 O157 菌体抗原和 H7 鞭毛抗原。O157 中的 NM 指 non-motile,即无动力型或 H 抗原不表达型,可能无法检出 H7 凝集反应,但仍可能与 O157 有密切关系。因此,O157 阳性而 H7 阴性的分离株不能简单排除,应进一步检测毒力基因和相关确认项目。

非 O157 STEC 则是指不属于 O157 血清群、但能产生志贺毒素的 E. coli。它们可能不表现为山梨醇阴性,也可能 MUG 阳性,因此仅依赖 CT-SMAC 和 MUG 特征容易漏检。食品企业若需要全面评估 STEC 风险,应根据产品类别、出口法规或客户要求,增加非 O157 STEC 的分子筛查和确认方法。

七、实验室安全不能弱化

O157 感染剂量低,且可造成严重疾病。原文中提醒实验室感染风险是必要的,但表述应更规范:涉及 O157/NM 或可疑 STEC 的样品和分离物,应在符合实验室生物安全要求的条件下操作,使用合格个人防护用品,避免气溶胶、飞溅、交叉污染和样品外泄。实验室应根据样品类型、菌株状态和检测环节进行风险评估,并按机构生物安全管理制度处理可疑阳性培养物。

对于食品生产企业内部实验室,如果不具备相应病原菌检测和生物安全条件,不建议自行开展活菌分离确证,应委托具备资质的第三方实验室或按规定送检。企业内部可重点建立原料验收、过程卫生监控、加工控制和环境预警机制。

八、食品企业的控制重点

控制 O157 风险的核心是防止粪源污染和交叉污染。肉制品企业应重点控制屠宰、分割、绞肉、成型和热加工环节;乳制品企业应确保原料乳质量和巴氏杀菌有效性;果蔬和果汁企业应控制灌溉水、清洗水、落果使用、设备清洁和杀菌工艺;即食食品企业则应避免熟制后再次污染。

热加工仍是最可靠的控制措施之一。对于肉制品,尤其是肉馅制品,内部受污染风险高于完整肌肉块,必须确保中心温度和时间达到工艺要求。对于果汁、乳及即食冷藏食品,应通过原料控制、杀菌工艺、冷链管理、环境监测和货架期控制共同降低风险。

九、容易误解的几个问题

第一,O157 不是“普通大肠菌群”。大肠菌群或普通 E. coli 检测只能反映卫生状况,不能替代 O157 或 STEC 专项检测。

第二,山梨醇阴性不是最终结论。山梨醇麦康凯平板只能筛选可疑菌落,必须进一步确认 O157/H7 抗原和毒力基因。

第三,MUG 阴性有价值,但不是绝对标准。多数 O157 为 MUG 阴性,但鉴定仍要结合血清学、生化和分子检测。

第四,低菌量也有风险。O157 感染剂量低,食品中不需要大量繁殖也可能造成危害。

第五,非 O157 STEC 不能忽视。若只检测 O157/NM,可能无法覆盖 O26、O45、O103、O111、O121、O145 等重要非 O157 STEC 风险群。

结语

大肠埃希氏菌 O157 是 STEC/VTEC 中最典型、最受关注的血清型之一。它可产生志贺毒素,引起出血性肠炎和溶血性尿毒综合征,感染剂量低,常与未充分加热牛肉、未经巴氏杀菌乳及果汁、受污染果蔬和水源有关。原文中关于牛、羊、山羊等动物传播来源和未巴氏杀菌苹果汁风险的描述有参考价值,但应修正“内细胞毒素”“O157:87”等错误,并补充非 O157 STEC 的现代风险认识。

对实验室而言,O157 检测不能停留在“山梨醇阴性菌落”。规范流程应包括增菌、选择性分离、E. coli 确认、O157/H7 血清学确认和 stx 等毒力标志物检测。对食品企业而言,控制重点应放在原料卫生、充分热加工、防止交叉污染、加工用水安全和高风险环节的环境监控上。