Escherichia coli thuộc họ Enterobacteriaeceaei được Escherich phân lập và miêu tả lần đầu tiên vào năm 1885.
Đặc điểm vi khuẩn
E. coli là trực khuẩn hình gậy ngắn, kích thước từ 2-3x6 μm, có khi xếp thành chuỗi ngắn. E. coli có thể di động nhờ có lông quanh thân, không hình thành
Vi khuẩn bắt màu Gram âm, có thể bắt màu đều hoặc sẫm ở hai đầu, khoảng giữa nhạt hơn. Nếu lấy vi khuẩn từ khuẩn lạc nhầy để nhuộm có thể thấy giáp mô, còn khi soi tươi thì không thấy được (Nguyễn Như Thanh và ctv, 1977).
Đặc tính nuôi cấy
E. coli là loại trực khuẩn hiếu khí và yếm khí tùy tiện, có thể sinh trưởng ở nhiệt độ từ 5-40oC, pH từ 5-8. Trong đó nhiệt độ thích hợp nhất là 37oC và pH 7,2-7,4 (Nguyễn Như Thanh và ctv, 1977).
Khi nuôi cấy trong môi trường thạch thường thì sau 24 giờ sẽ hình thành những khuẩn lạc tròn, ướt, không trong suốt, màu tro trắng nhạt, hơi lồi, đường kính 2-3 mm. Nếu nuôi lâu khuẩn lạc sẽ có màu nâu nhạt, mọc rộng ra. Trong nước thịt thì vi khuẩn phát triển tốt làm cho môi trường rất đục và có cặn màu tro nhạt lắng xuống đáy, đôi khi có màng xám nhạt trên mặt môi trường, canh trùng có mùi phân thối (Nguyễn Vĩnh Phước, 1977).
Trong môi trường EMB (Eosin Methylen Blue): E. coli hình thành những khuẩn lạc màu tím than, óng ánh kim loại (Warren Levinson, 2004).
Trên môi trường MC, E. coli hình thành những khuẩn lạc to tròn đều, hơi lồi, màu hồng nhạt, kích thước 2-3 mm (Nguyễn Vĩnh Phước, 1977).
Đặc tính sinh hóa
E. coli có khả năng lên men sinh hơi các loại đường fructose, glucose, levulose, galactose, xylose, ramnose, mannit, H2S: âm tính (Nguyễn Như Thanh và ctv, 1977).
Ngoài đặc tính lên men đường thì E. coli còn có các phản ứng khác như: sinh Idole, Methyl Red dương tính, không có khả năng sử dụng citrate, khử nitrate thành nitrite và lên men decarboxylase với arginine, lysine (Trần Linh Thước, 2007).
Cấu trúc kháng nguyên
Theo Lưu Hữu Mãnh (2010), E. coli có cấu trúc kháng nguyên phức tạp, có đủ 3 loại kháng nguyên: O, H và K.
Kháng nguyên O: kháng nguyên thân, ký hiệu bằng số học
Kháng nguyên H: kháng nguyên lông, ký hiệu bằng số 1,2,3,4,…
Kháng nguyên K: kháng nguyên bề mặt hay kháng nguyên vỏ bọc. Trong kháng nguyên K có nhiều loại L, A, B nên tạo nhiều type huyết thanh khác nhau. Phần lớn E. coli có kháng nguyên K bao phủ kín kháng nguyên O nên khi còn sống vi khuẩn không gây ngưng kết với kháng nguyên O tương ứng.
Dựa vào cấu trúc kháng nguyên O, E. coli được chia làm nhiều nhóm; căn cứ vào cấu tạo kháng nguyên O, K, H E. coli lại chia làm nhiều type, mỗi type được ghi thứ tự các yếu tố kháng nguyên O, K, H. Ví dụ công thức kháng nguyên đầy đủ: O133:K4(B),H2.
Trong trường hợp K88 và K99, ký hiệu này dùng chỉ kháng nguyên pili. Ngoài ra E. coli còn có kháng nguyên F: kháng nguyên bám dính.
Hiện nay, kháng nguyên của chi Escherichia được biết gồm trên 167 loại kháng nguyên O, 72 loại kháng nguyên K, 54 loại kháng nguyên H và 12 loại kháng nguyên F (Phạm Hồng Sơn, 2006).
Độc tố
Nhiều chủng E. coli gây tiêu chảy và ngộ độc ở người, chúng được xác định là EPEC (enteropathogenic E. coli) (Lý Thị Liên Khai, 1999).
Nhóm ETEC (enterotoxigenic E. coli), các vi khuẩn này gây bệnh bằng cách tiết ra 2 loại độc tố ruột: LT (heat labile toxin: dễ bị nhiệt phá hủy) và ST (heat stable toxin: bền vững với nhiệt). Những dòng ETEC tiết ra 1 hay 2 loại độc tố ruột tùy plasmid của chúng (Trần Thị Phận, 2004).
Sức đề kháng
E. coli không sinh nha bào nên không chịu được nhiệt độ cao, đun 55oC chết trong 1 giờ, 60oC trong 30 phút sẽ chết và chết ngay khi đun sôi đến 100oC. Các chất sát trùng thông thường diệt được E. coli: acid phenic, biclorua thủy ngân, formol, hydroperoxide 1‰ diệt vi khuẩn sau 5 phút.
Ở ngoài môi trường E. coli độc có thể tồn tại đến 4 tháng.
Tính kháng thuốc
Hiện nay, 12% đa kháng với 7 loại kháng sinh, 32% đa kháng với 6 loại kháng sinh, 40% đa kháng với 5 loại kháng sinh, 10% đa kháng với 4 loại kháng sinh và 6% đa kháng với 3 loại kháng sinh (Bùi Thị Tho, 2003).
Một số kháng sinh bị E. coli kháng với tỷ lệ cao: nalidixic acid (100%), streptomycin (84%), trimethoprim/ sulphamethoxazole (68%), neomycin và ampicillin (52%), kanamycin (48%), ciprofloxacin (42%), gentamycin (28%) (Trương Hà Thái và ctv, 2009).
E. coli cũng có khả năng kháng chéo, nghĩa là vi khuẩn kháng với thuốc này thì cũng kháng với các thuốc khác mặc dù chúng chưa hề tiếp xúc với các thuốc đó lần nào. Trong kháng chéo có thể kháng chéo một chiều, có thể
con, khi tiến hành nhân chủng E. coli kháng với decamycin thì nó kháng với furazolidon. Ngược lại khi nhân chủng E. coli kháng furazolidon thì nó cũng kháng chéo với chloramphenicol. Đây là kháng chéo hai chiều (Phạm Khắc Hiếu và Lê Thị Ngọc Diệp, 1997).
Đường xâm nhiễm và tính gây bệnh
Hầu hết các loài động vật đều mẫn cảm với E. coli: các loài gia súc, gia cầm, chim, bò sát đều có thể bị bệnh do E. coli. Chúng bị nhiễm bệnh qua nhiều đường khác nhau, nhưng chủ yếu là qua đường tiêu hóa (Đào Trọng Đạt và
ctv, 2001).
Người ta phân biệt E. coli thành 2 loại : loại cơ hội và loại sinh độc tố đường ruột (enterotoxin). Loại sinh độc tố đường ruột được phân biệt thành nhiều serotype, một số serotype gây bệnh cho gia súc gia cầm (Lưu Hữu Mãnh, 2010).
Trong ruột, vi khuẩn gắn vào niêm mạc ruột nhờ tiêm mao, độc tố do vi khuẩn tiết ra được hấp thu vào biểu mô ruột. Độc tố dễ bị nhiệt phá hủy kích thích men adenylcyclase làm biến đổi ATP thành AMP. Độc tố bền vững với nhiệt làm tăng sự tiết ion Cl- và ức chế sự hấp thu Na+ gây mất nước.
E. coli có sẵn trong ruột của con vật, nhưng chỉ gây bệnh khi sức đề kháng của con vật giảm sút (do chăm sóc nuôi dưỡng hoặc do thời tiết thay đổi). Bệnh cũng có thể xảy ra như bệnh truyền nhiễm kế phát khi con vật bị bệnh do virus hoặc do ký sinh trùng. E. coli thường gây bệnh ở gia súc mới đẻ từ 2-8 ngày tuổi (Nguyễn Như Thanh và ctv, 1997).
Bê nghé sốt cao, tiêu chảy phân vàng sệt sau đó chuyển sang màu trắng xám, hôi thối, dính máu, thường kèm theo nhiễm trùng huyết.
Heo: heo con tiêu chảy, viêm dạ dày ruột xuất huyết và ứ nước. Bệnh lây lan cho cả bầy và bầy khác.