Theo Nguyễn Như Thanh (2001) cấu trúc kháng nguyên của E.coli rất phức tạp, gồm các loại: O, H, K và F.
* Kháng nguyên O (kháng nguyên thân): tắnh chất giống như kháng nguyên O của các vi khuẩn ựường ruột khác. Phần lớn vi khuẩn E.coli có kháng nguyên K bao phủ kháng nguyên O.
Kháng nguyên O ựược coi là yếu tố ựộc lực nằm trong thành màng tế bào vi khuẩn, trong trạng thái thuần khiết ựược ựặc trưng bởi lipopolysaccharide. Các nhà khoa học ựã tập trung nghiên cứu về cấu trúc hoá học và tắnh sinh miễn dịch của kháng nguyên O nhiều hơn là mối quan hệ giữa cấu trúc và chức năng. Cấu trúc phân tử lipopolysaccharide của kháng nguyên O gồm hai phần: phần polysaccharide chứa nhóm hydro nằm ngoài, có chức năng tạo ra ựặc trưng của serotyp. Phần lipid có ựộc tắnh nhất ựịnh, ựược cấu trúc bởi ba thành phần cơ bản là a xắt béo, photphat và ựường amino. Nghiên cứu mối liên hệ này là cơ sở giải thắch cơ chế, tác dụng của kháng nguyên O và phản ứng của nó với màng sinh học trong quá trình ựáp ứng miễn dịch.
* Kháng nguyên H (kháng nguyên lông):
Kháng nguyên H ựược cấu tạo bởi thành phần lông của vi khuẩn, có bản chất là protein, rất kém bền vững so với kháng nguyên O và rất dễ bị phá huỷ bởi nhiệt ựộ cao hoặc xử lý bằng cồn, axắt yếu. Kháng nguyên H không có vai trò bám dắnh, nhưng lại có ý nghĩa trong việc xác ựịnh serotyp của vi khuẩn và bảo vệ vi khuẩn khỏi bị tiêu diệt trong tế bào ựại thực bào, giúp vi khuẩn sống lâu và tồn tại trong ựại thực bào. Kháng nguyên H không có tắnh ựộc và không có vai trò trong ựáp ứng miễn dịch phòng vệ, nhưng có ý nghĩa trong xác ựịnh loài vi khuẩn.
* Kháng nguyên K (kháng nguyên bề mặt, vỏ bọc):
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 27 khuẩn trước các yếu tố phòng vệ của cơ thể vật chủ. Kháng nguyên K hay còn gọi là kháng nguyên vỏ bọc (Capsular), bao quanh tế bào vi khuẩn và có bản chất hoá học là polysaccharide, ngăn cản sự ngưng kết của vi khuẩn với kháng thể O tương ứng. Khi ựun nóng ở nhiệt ựộ 100 - 1200C, kháng nguyên mất tác dụng ngưng kết. Kháng nguyên K hỗ trợ trong phản ứng ngưng kết của kháng nguyên O và tạo hàng rào bảo vệ cho vi khuẩn chống lại tác ựộng của ngoại cảnh và hiện tượng thực bào. Kháng nguyên K gồm ba loại là: L, A, B.
* Kháng nguyên F (kháng nguyên fimbriae, kháng nguyên bám dắnh): Kháng nguyên F giúp vi khuẩn bám vào các thụ thể ựặc hiệu trên bề mặt tế bào biểu mô ruột và trên lớp màng nhầy, chống lại khả năng ựào thải vi khuẩn của nhu ựộng ruột. Kháng nguyên bám dắnh của E.coli nằm trên cấu trúc của pili (fimbriae), ngắn, thẳng, xuất phát từ một ựĩa gốc trong màng nguyên sinh chất của tế bào vi khuẩn. Kháng nguyên bám dắnh có bản chất là protein, trên bề mặt tế bào vi khuẩn có số lượng từ 10 - 400/cấu trúc fimbriae.
Hầu hết các chủng E.coli gây bệnh sản sinh ra một hoặc nhiều kháng nguyên bám dắnh. Carter và cs (1995) cho rằng các chủng E.coli không gây bệnh thì không có kháng nguyên bám dắnh