专业领域：生物与医药、食品加工与安全
适用课程：《畜产品加工新技术》
编写目的：《畜产品加工新技术》案例教学与案例库建设
知识点：产志贺氏毒素大肠杆菌是最常见的食源性致病微生物之一，是一类携带stx基因，能够产生具有细胞毒、神经毒和肠毒的Vero毒素的大肠杆菌。在人体肠道中定植，大量毒素基因的表达会导致肾脏、肠道的出血以及神经系统的破环，最终导致腹泻、出血性结肠炎、溶血性尿毒综合症（HUS）和瘫痪等严重后果，对人体健康威胁较大。
关键词：产志贺氏毒素大肠杆菌、肉类食品、污染源、热处理。
中文摘要：本案例介绍了2011年德国“毒豆芽”事件以及沙门氏菌致病性和危害，总结了产志贺氏毒素大肠杆菌的主要污染源和主要控制方法，以期学生能够正确解读产志贺氏毒素大肠杆菌的属性、分类及其引起的食源性疾病，并掌握肉类产业中产志贺氏毒素大肠杆菌的控制方法。
英文摘要：This case introduced an incident of the pollution of Shiga Toxin-producing Escherichia coli in bean sprouts which happened in Germany in 2011 which was caused by the pollution of Shiga Toxin-producing Escherichia coli. The pathogenicity, the sources of pollution and the harm to human of Shiga Toxin-producing Escherichia coli and the control methods was summarized. The purpose of this teaching case was to make the students understand the Shiga Toxin-producing Escherichia coli food borne diseases and know how to stop these cases meat industry.
英文关键词：Shiga Toxin-producing Escherichia coli, Meat product, Source of pollution, Heat treatment
产志贺氏毒素大肠杆菌（STEC）引发的食源性疾病案例
——2011年德国豆芽污染“产志贺氏毒素大肠杆菌”事件
一、案例标题
产志贺氏毒素大肠杆菌（STEC）引发的食源性疾病案例——2011年德国豆芽污染“产志贺氏毒素大肠杆菌”事件
二、案例正文
（一）案例概述
2011年欧盟食品安全管理局（EFSA）发布报告显示[1]，自该年5月1日至7月4日两个月期间发生了大规模的由产志贺氏毒素大肠杆菌（STEC）引发的食源性源性疾病的爆发。同年7月26日，罗伯特·科赫研究所最终确认该爆发终止，共向欧洲疾控中心（ECDC）和世界卫生组织（WHO）汇报了共计3911个病例。该次爆发首先被德国疾控中心报告，共引发了德国3126人发生腹泻症状，17人死亡，随后在欧盟相继发生了773起与此致病菌有关的严重的溶血性尿毒症的报告，29人死亡。随着时间的推移，法国、美国、加拿大也相继出现与德国相关的病例。此次欧盟大规模食源性疾病的爆发使欧盟各国人心惶惶，并在各国媒体广泛报道。虽然最初判断STEC来源于鲜切蔬菜，但通过综合对比法国、美国、德国相关数据，最终溯源结果显示引起此次大规模疾病爆发的源头是从埃及进口的豆芽种子（fenugreek seeds），这些种子在德国一家企业进行豆芽生产，最终销售到欧盟境内，引发了包括豆芽生产厂工人在内的大量欧盟消费者的感染。研究者进一步对该菌进行生物学鉴定，确认其是STEC中比较罕见血清型——STEC E. coli O104:H4。
（二）产志贺氏毒素大肠杆菌（STEC）导致的其他疾病爆发案例
大肠杆菌一直以来被认为是对人类无害的，自1980年第一起E.coli O157:H7引发的感染被报道以来引发了世界范围的广泛关注，随后关于此致病菌污染的情况被广泛报道[2]。2007年9月位于美国新泽西州的肉类生产企业托普斯公司宣布召回其生产的33.1582万磅（约合15万公斤）冰冻牛肉食品，召回原因是怀疑这批牛肉食品感染了肠出血性O157:H7型大肠杆菌。2010年1月美国农业部18日宣布紧急召回加州一家肉品加工厂生产的约390吨碎牛肉，因为这批牛肉产品被怀疑感染了E.coli O157:H7。据一项最近的调查每年因E.coli O157:H7致病造成40500万美金的损失，其中包括因动物成年前死亡造成的37000万美金，3000万美金用于医疗以及因动物失去生产能力造成的500万美金损失[3]。2010年纽约时报记者迈克尔·莫斯以食品巨头嘉吉（Cargill）公司生产的被致病性大肠杆菌污染的肉饼导致了年轻舞蹈教练的瘫痪为典型事例，系列报道了STEC这一严重危害食品安全的致病菌，引起了巨大反响，并获得了当年普利策奖。与此同时，嘉吉公司生产的，召回了844812磅碎牛肉，并据估计有940人的患病与这批牛肉有关[4]。
我国早在1986年就发现由此菌引起的潜在感，1999年5月-9月在徐州、江苏爆发了一起E.coliO157:H7感染，引发了95例溶血性尿毒综合症（HUS）的发生，83人死亡，死亡率达到了87.37%。该次爆发的主要原因是摄入了被污染的畜禽产品[5]。
（三）产志贺氏毒素大肠杆菌（STEC）的致病性和危害
产志贺氏毒素大肠杆菌是指一类携带stx基因，能够产生具有细胞毒、神经毒和肠毒的Vero毒素的大肠杆菌。纯化的Vero毒素有2个亚单位, 即具有酶活性的A单位和能与受体结合的B亚单位。1个分子的A亚单位与5个分子的B亚单位共同构成一个具有生物学活性的毒素分子。该毒素主要受体为灵长类动物肾上皮细胞、肠壁毛细血管内皮细胞和神经细胞，一旦在人体肠道中定植，大量毒素基因的表达会导致肾脏、肠道的出血以及神经系统的破环，最终导致腹泻、出血性结肠炎、溶血性尿毒综合症（HUS）和瘫痪等严重后果。
虽然携带stx基因的大肠杆菌具有潜在的致病威胁，但是其致病机理尚不明确。最终导致人类感染需要多种致病因子的共同作用。作为STEC中报道最为广泛的E.coli O157:H7研究比较深入。其致病因子主要包括Vero毒素1、Vero毒素2、eae基因引发的粘附抹平效应（AE损伤）、溶血素、Ⅲ型分泌系统等，其中部分基因成簇状分布于细菌毒力岛上，形成一套复杂的致病系统，完成了细菌的粘附、定植、毒素注入、抹平、溶血等生化过程，造成宿主细胞的损伤。除E.coli O157:H7外，380多个非O157 STEC血清型被发现与人类疾病有关联，而100多个血清型与食源性疾病暴发以及胃肠道疾病和溶血性尿毒症综合征（HUS）的零星病例有关[6]，除O157外，美国疾病控制和预防中心已确定O145、O121、O111、O103、O45和O26血清群与人类疾病有关，成为STEC六大血清型，在食品生产过程中进行重点防范[7]。与大肠杆菌O157：H7一样，非O157 STEC血清型对公共卫生构成巨大风险，但其构成的威胁情况目前研究一直未得到充分认识和报告[8]。
（四）产志贺氏毒素大肠杆菌（STEC）的来源
牛羊等反刍动物是STEC的主要来源，因为反刍动物胃肠道普遍缺乏Vero毒素受体，这些致病菌能够被其无症状携带，不能通过宰前检疫进行病畜的鉴别，为其防控造成了困难。牛、羊群中某些特殊个体能够持续携带、排放STEC（超级携带者），通过动物粪便、皮毛交差污染，并在屠宰过程中通过去皮、去内脏的过程传递到生鲜肉中[7]。大自然中动物（如鸟类）粪便、水体污染也是引发蔬菜、水果中STEC检出的重要原因。该致病菌在美国引起的几次爆发致使美国食品安全检验局（FSIS）于2002年、2012年两度发布文件，要求食品生产企业在HACCP体系中重新评估STEC可能带来的危害及干预措施，并推荐使用乳酸喷淋等减菌技术对胴体进行有效灭菌。在我国，董鹏程[7]等对屠宰企业进行了STEC流行情况的调研，通过PCR初筛发现其流行率为21.7%，通过培养方法进行进一步分离，明确其流行率为4.3%。
（五）产志贺氏毒素大肠杆菌（STEC）的控制方法
应建立从牧场到餐桌的STEC全链条追溯体系，明确STEC发生交叉污染的关键环节，并针对性地应用减菌措施。关键传播（控制）点主要包括：1、牧场中超级带菌动物的及时发现及隔离，研究结果表明超级带菌者能在兽群中持续排放STEC，造成空间和时间上的持续污染，再通过动物间接触、粪便进一步扩大。2、动物饲料卫生及饲喂方式：饲料中含水量高、青贮混合料的酸性环境有利于STEC生长繁殖，谷饲和草饲的饲养方式会改变瘤胃内发酵环境，引发STEC的增多。3、动物STEC疫苗研制及接种，一些E.coli O157:H7疫苗的研制已进入测试阶段，这些疫苗可以显著减少食用动物的带菌、排菌数量。4、宰前管理（如禁食时间、待宰动物密度）控制，动物宰前运输、待宰圈密度是引发STEC交叉污染的重要环节，宰前禁食能够改变动物肠道环境、减少粪便的排放，据报道，宰前18-24小时的禁食为最为理想的减少STEC流行的措施。5、屠宰过程中关键工序（如去皮、去内脏、包肛等）的控制、良好操作规范的遵守。6、分销过程中冷链及交叉污染的控制等。
大多数STEC感染的爆发流行与食品卫生有关，对于消费者来说，应该注重个人卫生、防止厨房交差污染。低温储存食品、生熟食分开保存、加工后的熟肉尽快食用或低温存储并缩短存储时间。避免食用烹调不足的牛肉等肉类、不干净及变质的食品、来源不可靠的食品、蔬菜水果应充分清洗干净。STEC对热敏感，食物的所有部分均加热到75摄氏度即可消灭。肉类应彻底煮至75摄氏度2-3分钟。加工后的熟制品长时间放置后应再次加热后才能食用。禽蛋类则需要将整个蛋洗净后带壳煮或蒸，煮沸8～10分钟。
（六）案例启示及思考题
产志贺氏毒素大肠杆菌是近年来发现的严重危害公共卫生安全的食源性致病菌，除了E.coli O157:H7典型血清型外，越来越多的血清型也被发现。其中，O145、O121、O111、O103、O45和O26已经被称为“TOP SIX”血清型，对公共卫生安全具有潜在威胁。虽然血清型是表征其威胁的一种方法，但是研究者正努力探究其主要致病机制，以期能够更好地对其毒性进行精确描述和精准控制。因为其主要的宿主是牛、羊等反刍动物，该类细菌具有毒性大、反应并发症严重，随着我国消费者消费水平提高，调理、生鲜牛肉的消费逐渐增加，该类食源性致病菌应该引起重视，并进行基本流行数据、生物学特性以及风险评估的研究，以为食品安全过程控制提供支持。
参考文献
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