好心肝會刊肝病資訊

第56期

出刊日:2011-10-15

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大腸桿菌是敵,是友? 

數月前歐洲爆發大腸桿菌疫情,至少造成30多人死亡,數千人感染,疫情造成全球恐慌。大腸桿菌是什麼?
 
諮詢/王錦堂(臺大醫院內科部主治醫師、臺大醫學院微生物學科教授)
撰稿/林如平
 
數月前歐洲爆發大腸桿菌疫情,至少造成30多人死亡,數千人感染,疫情更波及數十個國家,各國紛紛陷入恐慌,一時之間人人自危。不少民眾喜愛的黃瓜、萵苣、番茄、豆芽等新鮮食材,反而成了眾矢之的,許多人不敢再吃生菜沙拉。
 
為追查大腸桿菌汙染來源,德國一開始直指西班牙的黃瓜是元兇,後來又改口禍首是本國生產的豆芽,食品汙染事件造成農民損失慘重,歐盟痛批德國沒有證據就亂放消息,要求農損賠償。
 
到底大腸桿菌是什麼?為何會在短時間內狂掃數國,引起大規模感染?它對人體健康是敵或友?讓我們一起揭開老細菌的神秘面紗。
 

大腸桿菌是腸道最主要的細菌 

大腸桿菌的學名Escherichia coli,簡稱E. coli,它是人類與動物腸道中最常見、也是最主要的細菌之一,幾乎每個人體內都有大腸桿菌。大腸桿菌發現的時間相當早,距今至少有一百多年。基本上,大腸桿菌如同它的名字一樣,外觀像一根短桿子,兩端鈍圓,繁殖速度非常快,體外培養約20至40分鐘就能分裂一次。
 
其實,人體中存在各種細菌,科學界發現,人體正常菌落大約有1000種,除了大腸之外,包括口腔、咽喉、鼻黏膜、皮膚等處皆有細菌,其中又以大腸的數量最多。目前已知大腸內約有400種左右的細菌,除了大腸桿菌及相近的腸內桿菌科外,還有厭氧菌及少量乳酸菌等其他細菌;至於小腸、胃等部位,除了部分的人的胃會有幽門桿菌感染,僅少數細菌是因為通過而存在,否則一般多是無菌狀態。
 

大腸桿菌對健康的益處 

大腸桿菌是人體的一種正常菌落,正常情況下,對人體並無害處,體內還會達成一種平衡狀態,不僅不會致病,甚至對人類還有正面助益,除了能幫助體內維他命的合成以及免疫系統發育外,還可阻擋病菌的侵襲。
 
一般而言,腸壁其實黏附許多細菌,大腸桿菌佔據腸壁位置後,一旦外來有害細菌進入體內,就必須與原來的「住戶」——大腸桿菌——競爭養分與地盤,經過一番激烈廝殺才有機會佔據腸壁。因此,大腸桿菌能夠保護腸壁,避免有害細菌侵襲。
 
此外,大腸桿菌還能運用在生物科技等基因工程上,讓它表現科學家想要的蛋白質,並幫助蛋白質的製造。例如,有一種蛋白質可作為食品或醫療用途,如果利用天然純化,成本較高,現在透過大腸桿菌,把製造此種蛋白質的基因送到大腸桿菌,就可得到非常大量的蛋白質,大幅降低時間及成本耗費,因此大腸桿菌對人類而言,並非百害而無一利。

 

使用特定抗生素、免疫缺乏或特殊族群  大腸桿菌會作亂 

不過,不少民眾習慣服用抗生素,卻可能破壞體內菌落的平衡狀態,造成大腸發炎。舉例來說,梭狀桿菌是一種厭氧菌,雖然在腸道中的數量不多,可是若使用抗生素,無辜的大腸桿菌及其他腸內細菌被殺死後,梭狀桿菌因有抗藥性,並在腸道中大量繁殖,就會引發大腸發炎。
 
此外,免疫功能缺乏,或是新生兒、癌症病患及特定年齡的女性,大腸桿菌則可能危害健康。基本上,腸壁黏膜平時就黏附許多大腸桿菌,大腸長度超過1公尺,但是當人體免疫力下降,或癌症病患接受化學治療,白血球急遽下降,此時,黏附在腸壁上的大腸桿菌就可能出現發炎反應,或是鑽入腸壁縫隙,在血液中繁殖、引發敗血症。此外,新生兒或幼童也因免疫發育未完全,大腸桿菌容易跑到血液,造成敗血症與腦膜炎。
 
不只如此,女性的泌尿道開口與大腸、肛門出口的距離接近,部份女性先天的泌尿道及膀胱表面的受體表現特別高,容易造成大腸桿菌沾黏與快速繁殖,引發泌尿道感染。
 
通常大腸桿菌所引起的泌尿道感染,是一種自己體內細菌造成自我感染的「內源性」感染,易好發在10歲左右女童與20至40歲女性身上,由於她們的泌尿道表面的受體表現量高,稍微喝水不足便無法藉由排尿方式,順利沖刷沾黏在膀胱上的大腸桿菌,因而感染發炎。
 

恐怖的致病性大腸桿菌 

基本上,免疫力下降、新生兒與特定年齡女性引起的大腸桿菌感染,都是屬於「內源性感染」,而此次在歐洲爆發的大腸桿菌疫情,卻是外在細菌感染人體的「外源性汙染」,也就是俗稱的致病性大腸桿菌,它與體內普遍存在的腸內菌大腸桿菌並不相同。
 
近年來美國、歐洲與日本均傳出腸道出血性大腸桿菌病例,美國每年都有數百例個案,這種致病性的大腸桿菌與無害的腸內菌不同,一旦民眾吃到遭病菌汙染的食物,症狀輕者可能引起腸胃炎,出現腹瀉等症狀;嚴重者恐怕會造成腸道出血、血便、急性腎衰竭、甚至死亡。
 
一般而言,致病性大腸桿菌主要症狀可分為水瀉及血便兩類,通常水瀉是因致病性大腸桿菌釋放毒素,導致腸道黏膜細胞排出水分,造成腹瀉症狀,但細菌並未破壞腸道黏膜細胞。另一型則會破壞腸道黏膜,民眾將出現肚子痛、血便;若大腸桿菌分泌的志賀氏毒素(Shiga toxin,最早由日本微生物學者志賀所發現,因此命名)跑到血液,毒素干擾蛋白質合成,會造成溶血性貧血、急性腎衰竭甚至死亡。
 
以往出血性大腸桿菌汙染均為O157H7型,亦即O抗原157型,H抗原第7種(大腸桿菌血清分型主要依據二種抗原:O抗原,又稱表面抗原;H抗原,又稱鞭毛抗原)。這種細菌可以感染大部分人,但只有10歲以下幼童或老年人,容易併發出血性腎衰竭症候群;至於成人以血便症狀為主,極少出現腎衰竭個案。不過,今年5月歐洲爆發的大腸桿菌疫情,主角卻是O104H4型大腸桿菌,它屬於O抗原104型,H抗原第4種,雖然發現時間較O157早,過去卻極少傳出相關汙染事件,這也是德國第一次出現如此嚴重且感染人數眾多的腸道出血病例。
 
相較於傳統的O157大腸桿菌,O104是否較容易引發一般成人急性腎衰竭或溶血性症候群,有可能出現嚴重併發症?目前並無相關研究或論文提出,必須等德國政府公布相關研究調查,才能獲得進一步資訊。
 

致病性大腸桿菌與衛生、飲食有關 

台灣至今仍未傳出相關致病性大腸桿菌病例,大多數腸道出血性個案都來自西方國家及日本。這些國家為什麼出現致病性大腸桿菌?其實與衛生環境與飲食習慣有關。
 
歐美各國的衛生環境佳,食物崇尚天然有機,農民在採收農作物前,嚴格遵守禁止使用農藥的規定,較無農藥殘留的問題,加上民眾平時喜歡吃生菜沙拉,一旦食物已遭細菌感染,但未經高溫烹調,就容易因致病性大腸桿菌而出問題。反觀國內,多數民眾習慣熟食,蔬菜常以70、80度C高溫拌炒或煮熟,加上部份食物採收前仍會噴農藥(對人體有害,也可能殺死細菌),自來水多半煮沸後才飲用,因此大幅降低感染致病性大腸桿菌的機會。
 
有別以往,為何這次O104型大腸桿菌會在歐洲短時間內就掀起如此嚴峻的大腸桿菌疫情?研判應該與動物成為細菌帶原者有關。這類致病性大腸桿菌對某些動物來說,屬於腸道內的正常菌落,平時維持在一種平衡狀態,對動物健康無害。不過它對人類而言,卻可能產生致病性,透過動物的排洩物汙染土壤、食物或飲水,進而引發大規模感染。
 
但基本上,致病性大腸桿菌不至於出現人傳人,患者主要都是透過「糞口傳染」。簡單來說,動物排洩物被當作肥料、汙染食物所致,民眾染病的主要原因都與不噴農藥、食物未清洗、沒煮熟有關,並非人與人之間打噴嚏等飛沫傳染所致。
 

對付腸道出血性大腸桿菌  抗生素治療有爭議 

其實,如果吃下肚的致病性大腸桿菌數量不多,通常胃酸就能殺死細菌。致病性大腸桿菌之所以出現症狀,與其食用較高的量有關。大體上,血便患者中有5%至10%的幼童會出現溶血及急性腎衰竭症狀,10歲以下幼童的死亡率約1%。一旦患者的腸壁黏膜細胞遭到毒素破壞,除了必須立即輸血或血小板外,有時還得洗腎,以免腎臟功能受損。
 
不少人會使用抗生素對抗大腸桿菌,而抗生素的治療仍有爭議。一般而言,每隻細菌具有一定量的毒素分子,通常未使用抗生素的情況下,白血球會包覆吞噬細菌,慢慢釋出毒素;一旦使用抗生素治療,許多大腸桿菌的毒素就會一下子全部跑到血液中,甚至部份未死的細菌遭到抗生素攻擊後,可能崩裂溶開,造成血液中的細菌毒素在短時間內大量釋放,加重腎臟衰竭惡化速度,引發急性腎衰竭。基於此,腎衰竭病患不建議使用抗生素治療,寧願透過白血球慢慢清除細菌,避免毒素分子大量釋出,跑到血液中危害健康。
 
致病性大腸桿菌最有效的治療方式,其實是找出志賀氏毒素的受體,透過人工合成方式,將受體注射至體內、中和毒素。但因腸道出血性大腸桿菌病例的並不常見,在經濟效益與成本考量的前提下,目前投入相關研究者其實不多。
 

清洗、熟食  預防毒菌感染 

如何預防致病性大腸桿菌感染?「清洗、熟食」仍是保身最佳防禦工具,徹底清洗蔬菜水果,食物經煮熟後再吃,避免生食,通常70、80度C就可以殺死無孢子的大腸桿菌,大幅降低感染的機會。
 
 

飲水機為何要驗大腸桿菌?

水淨化及汙水處理過程中,自來水會經過沈澱、殺菌、過濾等過程,最後變成符合生飲標準的水質。由於大腸桿菌是人與動物體內最常見的細菌,它在糞便中的數量極多,所以常被用來當作水源是否遭糞便汙染的標的。
 
國內的自來水都會加氯處理,避免大腸桿菌等細菌大量繁殖;此外,高溫環境也會增加大腸桿菌繁殖的機會。一般而言,水中的大腸桿菌數超過標準值愈多,代表水源遭到汙染的情況愈嚴重,不過,這不是指喝了遭大腸桿菌汙染的水就一定會致病,會生病「不是大腸桿菌會咬人」,而是動物體內可能還有其他傳染病菌,經由排洩物汙染水源而致病。基本上,100 C.C.飲用水的大腸桿菌數不能超過6個菌落,才符合檢驗標準。
 

市面上十分暢銷的益生菌商品,是否真的有益?

益生菌是一個總稱,它的種類很多,對人體有益,卻非人體自身所擁有的,都能稱為益生菌。最早被發現的益生菌其實是乳酸菌,它一開始被當作汙染物,藥廠不知道如何處理牛的乳酸菌,若任意丟棄到英國泰吾士河,又可能遭到處罰,直到某日有個人突發奇想,以高明的行銷方式把乳酸菌改稱為「益生菌」,從此之後,益生菌在保健市場中大發利市、不斷發展,部份業者還訴求可預防孩童過敏,吸引不少家長掏腰包購買,成效如何仍有待實證醫學進一步證實。
 
市面上販售的益生菌產品不見得都來自人的菌落,有可能是動物的乳酸菌或化學藥品所製造。科學實驗發現,吃了乳酸菌後,成人的腸道通常培養不出乳酸菌;不過,小嬰兒因為胃酸的分泌較少,食用乳酸菌後,當天確實可培養出乳酸菌,但時間相當短暫,停止食用就無法培養出來。
 
此外,婦女的陰道其實也有乳酸菌,它能讓陰道保持一個酸性環境,可減少黴菌感染。不過,懷孕期間因荷爾蒙變化、乳酸菌變少,則恐易增加黴菌感染機會。
 
[Q&A]
Q:生機飲食是不是比較容易感染大腸桿菌?熟食就完全沒問題?
A:生機飲食講究天然,除了不使用農藥,烹調方面多半以生食為主,或連皮一起食用。生機飲食確實較容易感染大腸桿菌,因為動物排洩物中會排出大腸桿菌,一旦被當作肥料,不小心汙染土壤、食物或水源,加上,如此一來,若無清洗乾淨恐怕會將汙染大腸桿菌的食物吃下肚。如果食物能先徹底清洗乾淨,高溫煮熟後再食用,就能殺死大腸桿菌,避免吃下汙染病菌。
 
Q:多吃優格可抑制體內滋生大腸桿菌?
A:這是一種沒有根據的傳說。優格雖含益生菌,不過,胃酸卻會殺光大部份細菌,即使少數益生菌能通過胃酸攻擊,順利進入腸道,但腸道內還有400種大腸桿菌,就像地頭蛇一樣,緊緊黏附在腸壁上,益生菌若想在腸道裡面存活,必須與大腸桿菌搶奪地盤與養份,一般情況下幾乎沒有勝算,大部份都是由地頭蛇的大腸桿菌勝出。
 
Q:有機蔬菜是不是就沒有大腸桿菌感染的問題?
A:這種說法可能相反。有機蔬菜強調不噴農藥,以天然方式、傳統施肥等方法自然生長,一旦不慎被動物排洩物汙染,有機蔬菜就可能出現大腸桿菌問題。因此,洗乾淨、必煮熟、勿生食,透過這些方式即可降低發生大腸桿菌汙染事件。
 

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