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大部分城里人從小就被教導“飯前便后要洗手”，“生水要燒開了才能喝”，但是你知道這是為什么嗎？ 
有人可能覺得只是衛生習慣，有人會說“應該為了避免食物中毒，防止感染”，了解初級微生物常識的人可能會進一步指出“這樣就不會手上的微生物（比如糞便中的病菌、寄生蟲或其他病原微生物）進入口腔，避免喝被微生物污染的水。”確實是為了防止微生物感染！很多人聽說過沙門氏菌，志賀氏菌，霍亂菌等等......。到底是什么東西令我們談菌色變呢？
有沒有微生物常識的人也都知道，這就是大腸桿菌家族，學名腸桿菌科細菌，英文常常看到的是 E. Coli。腸桿菌科細菌（Enterobacteriaceae）是一類革蘭氏陰性菌的大家族，廣泛存在于自然環境和人類及動物的腸道中，與人類的安全和健康密切相關。腸桿菌科屬于革蘭氏陰性菌，細胞壁外層含有脂多糖（LPS），其內毒素可引發炎癥反應。形狀多為桿狀，通常大小通常在1-5微米，可單獨存在或呈鏈狀排列。大多數具有周毛鞭毛，可運動；少數如志賀菌（Shigella）無鞭毛。腸桿菌科屬于人類腸道微生物組的核心成員。大腸桿菌等腸桿菌是正常菌群的重要組成部分，能幫助人體分解食物、合成維生素（如維生素K和部分B族維生素），還能通過與有害微生物競爭抑制病原菌的定植。大腸桿菌（Escherichia coli），腸埃希氏菌屬的最常見代表。我們常常聽說某種食品大腸桿菌超標而被下架或者銷毀，讓人們覺得它是個十惡不赦的家伙。其實近年來更多研究證明，一般大腸桿菌對人體無害，有些菌株如大腸桿菌Nissle 1917還被用作益生菌，甚至你在檢索益生菌的時候，竟然發現名單里有大腸桿菌；而檢索有害菌的時候，原本被稱作益生菌的糞腸球菌則被放進了有害菌的名單中。不過大腸桿菌也有一些不同的馬甲，有些菌株產毒性大腸桿菌（ETEC）、腸出血性大腸桿菌（EHEC）可引起腹瀉,大腸桿菌 O157：H7甚至會引起嚴重急性出血性腹瀉。
大腸桿菌顧名思義，在大腸里生活和工作的菌菌們。食品行業對它們算得上是讓人咬牙切齒地痛恨對象。罐頭和沙拉里不允許有一定數量的出現。人們日常生活中吃了被蒼蠅爬過的西瓜等食物的后的腹瀉也往往與蒼蠅將大腸桿菌帶到了食物中有關。
克雷伯氏菌（Klebsiella spp.）是一種常見的人類共生菌，通常可在人的呼吸道、口腔和胃腸道表面檢測到。克雷伯氏菌一般情況下并不會致病，甚至有時候也能為人體做一點好事，但它們是機會主義分子，你健康它們就幫你，你出點問題時，它們會趁著你的菌群被擾亂時迅速擴張壯大，引起或加重疾病。比如肺炎克雷伯氏菌引起的肺炎頻率約占醫院獲得性肺炎的11.8%。除此之外，肺炎克雷伯氏菌還有引起泌尿道感染、腹膜感染、腦膜炎、敗血癥和插管感染等多種惡行記錄。近年來的一些研究還發現，白血病和肝癌肺癌等致人于死地的惡性腫瘤的發生跟它們有關。腸桿菌屬（Enterobacter spp.）也是一種常見的中性人類共生菌，同時也是機會主義分子一類，當人體遭受免疫力低下的情況下它們可能會落井下石地傷害人類。臨床上受關注較多的包括產氣腸桿菌和陰溝腸桿菌等。克雷伯氏菌和腸桿菌屬是肺炎、敗血癥和手術部位感染的重要病原菌。沙門氏菌（Salmonella spp.）是食物中毒案例中的最常見元兇，感染和擴散都來得相當迅猛。當人食用了被沙門氏菌污染的禽肉、雞蛋、牛肉、水果、蔬菜和水時，很快就會出現惡心、嘔吐、腹瀉、腹痛等癥狀。目前已經發現超過2500種沙門氏菌血清型，均可引起食物中毒。即便在當前各種有效治療手段和醫療迅速對應的情況下，沙門氏菌仍然幾乎每年都會奪掉很多人的性命。在古代，沙門氏菌感染有一個更可怕的名字，那就是傷寒（Typhoid）。民間所說“大災之后必有大疫”這里的瘟疫指的就是傷寒，中外歷史中有很多名人就是死于傷寒。
上述描述的是公元前430年的雅典瘟疫，據推測是傷寒。由于沙門氏菌的主要傳播途徑是糞口傳播，當人口大量聚集，糞便無法衛生處理時，飲用水可能被沙門氏菌污染，此時如果消滅飲用水中的沙門氏菌，就可能導致大量人口感染。但受限于科學發展，人們并不知道傷寒的原因是什么，也不知道傷寒的傳播途徑，所以在古代傷寒成了常見的嚴重瘟疫。實際上，直到1866年英國科學家威廉·巴德（William Budd）才確定傷寒是通過糞口傳播，消毒飲用水就能遏制傳播。1880 年，卡爾·約瑟夫·埃伯斯（Karl Joseph Eberth）才發現了傷寒的病原體——傷寒桿菌。20世紀初，食品加工和醫學史上有過一個著名的案例，“傷寒瑪麗”就與沙門氏菌有關。愛爾蘭裔美國人瑪麗 梅倫是一位無癥狀的傷寒菌感染者、攜帶者，也是超級傳播者。作為廚師，當便后沒有徹底洗手，她攜帶的傷寒沙門就會污染食物，導致吃經她手的食物的人患上傷寒。
現在食品行業的從業人員都需要定期接受檢查，確定沒有攜帶傳染性致病菌才能上崗，也是為了避免這種悲劇。
不能忽略的是，寵物（貓狗）感染沙門氏菌后并無癥狀，它們可以作為健康的攜帶者將病原微生物遞給人類。所以鏟屎官們鏟屎后需要好好洗手，盡量讓寵物遠離廚房和餐桌等場所。
志賀氏菌（Shigella spp.），又稱痢疾桿菌，包含4個種，引起細菌性痢疾，傳播途徑與沙門氏菌類似。耶爾森菌（Yersinia spp.）中一些種類是重要的人類和動物病原體，比如鼠疫（黑死病）的元兇鼠疫耶爾森菌。隨著抗生素的發明和科學的發展，人們對腸桿菌科細菌的認識越來越深入，這些細菌感染造成的死亡率大幅降低。人們一般吃了不潔食物腹瀉或者胃腸感冒時才會想起“是不是腸桿菌感染了？”，但由于腸桿菌與人類的緊密關聯，腸桿菌對人類健康的影響從未遠去。腸桿菌科細菌的耐藥性問題已經成為影響全球公共衛生的重大挑戰，特別是在醫院感染和重癥監護環境中。腸桿菌科細菌可通過多種機制獲得抗生素耐藥性，比如酶介導的耐藥性、靶位改變、外排泵、細胞壁通透性改變、基因水平轉移等。特點：對大多數頭孢菌素和單環β-內酰胺類藥物耐藥。特點：CRE對碳青霉烯類藥物完全耐藥，治療選擇極其有限。全球影響：WHO將CRE列為“危急優先級”病原體。特點：廣泛耐藥，限制了環丙沙星和左氧氟沙星等喹諾酮類抗生素的使用。有人可能會覺得，即便攜帶了很多腸桿菌科細菌，只要沒生病，就沒什么問題吧？答案比你想象的要嚴重很多。2020年的一項研究發現，與不攜帶耐碳青霉烯類腸桿菌科 （CRE）的住院者相比，攜帶有CRE的住院者存在明顯腸道菌群失調，全身性感染（如菌血癥)風險顯著升高。【1】2021年的一項芬蘭研究對7211名成年人進行了15年的追蹤，分析了腸道微生物組成對死亡風險的影響。【2】- 腸道菌群α多樣性與死亡率無顯著關聯，而β多樣性或整體群落變異與升高的死亡風險之間存在穩定的顯著關聯。
- 影響微生物組組成和死亡風險的因素是穩健的，包括年齡、性別、BMI、吸煙、糖尿病、抗腫瘤或免疫調節劑的使用、收縮壓和抗高血壓藥物的使用。健康食品選擇評分與降低死亡風險相關。
- 由腸桿菌科驅動的腸道菌群組成與死亡率風險升高有關。
- 原因特異性死亡分析中，腸桿菌科豐度的增加與胃腸道和呼吸系統原因導致的死亡特別密切相關。分類共生網絡分析再次確認，由腸桿菌科屬組成網絡和死亡率關聯最強。
也就是說，當一個人生病時，如果他/她的腸道中腸桿菌科細菌較多，死亡風險會明顯增加。腸桿菌可能并不是導致生病的原因，但一旦宿主生病免疫力降低，抗生素的使用不僅可能消滅不了病原菌還能幫助腸桿菌科細菌開疆拓土，引起腸桿菌科細菌大量增殖，升高局部炎癥、導致誘發全身感染，甚至可能導致死亡。與其他超級細菌不同的是，腸桿菌科細菌原本是腸道微生物的重要成員，大部分人腸道中都存在，占腸道菌群的0.1-10%之間。隨著人類頻繁使用抗生素或者由糞便微生物的抗藥性基因的擴散和轉移，使得那些穩定的抗藥性狀得已在人類呈水平傳遞（即人與人之間傳播擴散）而且讓身體在有越來越多不受藥物控制的微生物增多，從而家庭內傳播比院內傳播更為常見。
注重健康的朋友可能就開始緊張了，怎么辦啊？其他超級細菌肚子里不一定有，有也很少，但是誰的肚子里沒有大腸桿菌啊。首先，我們需要分清楚腸桿菌科細菌的朋友和敵人是誰。2025年1月的一項研究對全球12238個人類宏基因組樣本進行了深入分析，結果發現：【3】- 腸桿菌科在人類中的總體感染率在66%，即100個人中就有66個人感染。
- 埃希氏菌屬、克雷伯菌氏屬和腸桿菌屬在各個年齡組、健康狀態和不同大陸中最為普遍，其中大腸桿菌、肺炎克雷伯氏菌和荷爾馬切腸桿菌是各自屬中最常見的種。
- 腸桿菌科細菌可以共定植，在亞洲樣本中發現了大腸桿菌和肺炎克雷伯氏菌顯著共定植，在非洲和大洋洲的樣本中檢測到大腸桿菌、肺炎克雷伯菌和荷爾馬切腸桿菌的顯著共定植。也就是說，雖然腸桿菌科細菌會競爭相似的營養資源，但是依然可以共同生存在同一個人的腸道中。
- 腸桿菌科定植影響腸道微生物組成。307個原核生物物種與腸桿菌科、大腸桿菌和/或肺炎克雷伯氏菌的定植和豐度顯著相關。其中172 個被鑒定為腸桿菌科共定植菌（相互促進），135個被鑒定為腸桿菌科共排除菌（相互抑制）。
- 糞桿菌屬的物種（可產生短鏈脂肪酸）是最強的共排除因子之一，其中一種未表征的糞桿菌（Faecalibacterium sp.900539885） 被確定為最主要的共排除候選者。腸桿菌屬、韋榮氏菌屬和腸球菌屬的成員是最強的共定植候選者。
這項研究提示，腸道微生物中那些能抑制腸桿菌的微生物可能幫人類對抗腸桿菌帶來的健康風險。
2024年9月的一項研究對10699名成年參與者的腸道微生物組成與感染情況進行了追蹤和驗證分析，結果發現：【4】- 產丁酸鹽細菌的相對豐度增加與未來因傳染病住院的風險降低相關，產丁酸鹽細菌的相對豐度每增加10%，感染住院的風險就能降低75-85%。
- 即使根據年齡、性別、種族、吸煙、酒精使用、體力活動、BMI指數、抗生素暴露和合并癥等因素進行調整，產丁酸鹽細菌豐度與感染風險的關聯依然顯著。
2024年2月的一項研究發現，三種短鏈脂肪酸（乙酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽）在盲腸和升結腸的生理 pH 值下能強烈抑制腸道共生大腸埃希氏菌、肺炎克雷伯氏菌、陰溝腸桿菌、沙門氏菌等腸桿菌科細菌。【5】也就是說，如果能增加腸道中產短鏈脂肪酸的微生物，就能抑制腸桿菌科細菌生長，進而減小傳染病感染率和死亡率。看起來這比藥物干預的方法更為簡單和安全，無需擔心藥物的副作用。飲食是決定腸道菌群組成的主要因素，有些飲食會促進腸桿菌科細菌生長，而有些飲食則會促進產短鏈脂肪酸的細菌生長，抑制腸桿菌生長。2021年的一項大規模調查發現，富含植物性食物和膳食纖維的飲食選擇與多樣化更高腸道菌群組成有關，并且這樣的菌群產生短鏈脂肪酸的能力更強。【6】
2024年的調查進一步發現，植物性食物消費與腸道多種產丁酸細菌有正相關，而紅肉和加工肉類食用則與產丁酸鹽細菌呈負相關；乳制品消費和乳酸桿菌和雙歧桿菌類有益微生物呈正相關，但也與弗氏檸檬酸桿菌（屬腸桿菌科）等條件致病菌正相關；全谷物消費也與雙歧桿菌呈正相關。【7】對于益生菌的研究發現，補充益生菌能顯著減少腸桿菌科細菌定植，減少炎癥和感染，但不能將腸桿菌科從腸道中完全清除出去。【8】
由于腸桿菌科細菌進化出了非常適應腸道環境的生存能力，感染后非常難以完全清除。好消息是可以通過有意識地控制飲食，特別是增加膳食纖維攝入，增加腸道中的長短鏈脂肪酸微生物和乳酸菌含量，讓腸桿菌科細菌處于數量劣勢，只能作為中性菌為人體健康做貢獻，而不能興風作浪。這，毫無疑問是最小投入最大獲益的安全方法。
食與心溫馨總結：腸桿菌科細菌是腸道菌群的重要成員之一，非常適應人體的腸道環境。雖然大部分腸桿菌科細菌都是無害的，能跟人類互利共生，但也有腸道菌科細菌能引起嚴重疾病。在人類歷史中，腸桿菌科細菌曾帶來過很多讓人聞之色變的大瘟疫，比如沙門氏菌造成的傷寒、耶爾森氏菌造成的鼠疫（黑死病）、志賀氏菌造成的痢疾等。隨著抗生素的發明，大部分腸桿菌科感染都可控可治，及時治療大都不會造成死亡。
但隨著抗生素高頻率使用，或者說濫用，腸桿菌科細菌已經進化出了強大的耐藥性，且還能通過質粒等方式與腸道其它看上去無關的細菌們分享耐藥性，目前多種常見的抗生素已經不能消滅腸桿菌科細菌。對于已經攜帶耐藥性腸桿菌科細菌的人來說，一旦感染，抗生素不僅不能幫他/她們消滅感染菌，反而為腸桿菌科細菌掃除了競爭者，更加便于腸桿菌科細菌大肆增殖。
大規模調查也發現，腸道中腸桿菌含量更高的人死亡率更高，因胃腸道和呼吸道感染死亡的風險顯著增加。幸運的是，腸桿菌科細菌也有對手，這就是產短鏈脂肪酸的細菌。腸道中產短鏈脂肪酸的細菌越多，感染死亡的風險越低。雖然產短鏈脂肪酸的細菌不能直接消滅腸桿菌，它們產生的短鏈脂肪酸卻能顯著抑制腸桿菌科致病菌或條件致病菌數量，阻止這些細菌生長。益生菌也能抑制腸桿菌科細菌生長，減少它們造成的感染和炎癥，但不能完全清除腸桿菌科細菌。而決定腸道中腸桿菌科細菌數量的關鍵，是飲食中的膳食纖維含量和加工食物含量。前者能促進產短鏈脂肪酸細菌生長，后者則能抑制這些細菌而促進腸桿菌科細菌生長。如果想要避免腸桿菌科細菌過度增殖，需要減少給它們的食物供應，同時增加競爭者（即給競爭者加餐）。具體做法其實也很簡單，增加膳食纖維攝入，也就是多吃蔬菜、全谷物和豆類、無添加堅果等，給產短鏈脂肪酸細菌提供充足的營養，讓它們大量生長；由于乳酸桿菌和雙歧桿菌的食譜與腸桿菌科有一定重疊，通過補充益生菌食用發酵食物等方式增加乳酸菌含量也能抑制腸桿菌科細菌；同時減少加工食品（包括加工肉類和加工谷物）攝入，避免給腸桿菌科細菌單獨加餐。
要想今后在生活中減少這類麻煩，食育看來格外重要，從小父母或幼兒園教導的良好衛生習慣絕不能忽略：飯前便后要洗手！吃生冷涼拌食物要特別注意加工過程，砧板和廚刀，容器和保存過程，這些都是在家里自己可以直接努力做到的、阻止腸桿菌科細菌糞口傳播的有效方法。在流行感染的季節，多吃吃高膳食纖維的植物性食物，少吃肉類食物也是積極有效的方法。
參考材料 1. Intestinal Dysbiosis in Carriers of Carbapenem-Resistant Enterobacteriaceae - PMC 2. Taxonomic signatures of cause-specific mortality risk in human gut microbiome - PMC
3. Ecological dynamics of Enterobacteriaceae in the human gut microbiome across global populations | Nature Microbiology 4. Association between butyrate-producing gut bacteria and the risk of infectious disease hospitalisation: results from two observational, population-based microbiome studies - The Lancet Microbe 5. Short-chain fatty acids of various lengths differentially inhibit Klebsiella pneumoniae and Enterobacteriaceae species - PMC 6. Associations of healthy food choices with gut microbiota profiles - PMC 7. Associations of plant-based foods, red and processed meat, and dairy with gut microbiome in Finnish adults - PMC 8. The Potential of Probiotics to Eradicate Gut Carriage of Pathogenic or Antimicrobial-Resistant Enterobacterales - PMC
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