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大肠杆菌（Escherchiacoli）为革兰阴性、中等大小的杆菌，无明显荚膜，有芽孢，有鞭毛能运动，但也有无鞭毛、不运动的变异株。对人和动物致病的大肠杆菌不同菌株及其与肠道中正常寄生的非致病性大肠杆菌间，在形态特征、染色反应、培养特性和生化反应等方面没有差别，但近年来的研究表明，它们在抗原结构、质粒编码等方面似乎有一定区别。
大肠杆菌的抗原结构较复杂，由菌体（O）抗原、表面（K）抗原、鞭毛（H）抗原以及菌毛抗原（F）组成。到目前为止至少有O抗原173种、K抗原1O3种、H抗原6O种、F抗原也正陆续被鉴定。根据大肠杆菌O抗原、K抗原、H抗原的鉴定结果，可以写出大肠杆菌的抗原结构式，即血清型。
致猪水肿病的大肠杆菌能产生一种生物活性物质--水肿因子，证明大肠杆菌菌株能产生水肿因子，但只有少数几个血清型的大肠杆菌能产生该因子，其中重要的是O138：K81，O139：K82，O141：K85，此外还有O2、O8、O45、O75、O157等，且这些菌株多数具有溶血性，而这个特性与质粒有关。从病死猪肠道和肠系膜淋巴结中分离到溶血性大肠杆菌，在我国以O139：K83、O2、O45等为主，另外常见的还有O9、O138、O1O1、O157等。引起禽类发病的血清型主要以O1、O78、O1O3等较为常见。O8、O78、O101多见于兔。引起仔猪黄痢和猪水肿病的大肠杆菌多具有F4（K88）抗原及产生肠毒素的能力，而使犊牛和羔羊致病的多带有F5（K99）。
根据大肠杆菌的致病机理，将病原性大肠杆菌分为产肠毒素大肠杆菌（enterotoxigenicK．coli，ETEC）、肠侵袭性大肠杆菌（enteroinvasive且coli，EIEC）、肠致病性大肠杆菌（enteropathogenicK．coli，EPEC）、肠出血性大肠杆菌（enterohemorrhagicZ．coli，EHEC）和肠凝聚性大肠杆菌（enteroaggreganver．coli，EAEC）。多数ETEC株带有P4、F5、F6（987P）或F41等黏附素，可引起幼龄动物的腹泻，且ETEC还可产生不耐热肠毒素（LT）、耐热的肠毒素（ST）、细胞毒素、神经毒素和p型溶血素等参与菌株的致病作用。在动物肠道外疾病方面，脑膜炎多与K1型有关，而败血症和尿道感染则多由某些特定血清型菌株引起。
随着KJ药物在兽医临床和畜牧养殖业中日益广泛地应用，以及许多耐药性质粒在肠杆菌之间的转移，致病性大肠杆菌对许多KJ药物的敏感性逐渐降低，耐药菌株越来越多。各地和各种不同动物的分离株对KJ药物的敏感性差异很大，因此很难确定一个能普遍适用的药物敏感谱。但从监测的情况看，对庆大霉素、丁胺卡那霉素、痢特灵等抗生素敏感的菌株比例很高。
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