埃希氏菌屬的唯一種。菌體大小(0.4~0.7)×(1.0~3.0)微米。大多有周身鞭毛,能運動。某些菌株有菌毛。無芽胞,兼性厭氧,在普通培養基上生長良好,菌落直徑2~3毫米。在血瓊脂平板上某些菌株呈B型溶血。發酵乳糖、葡萄糖中甘露醇等,產酸,產氣。吲哚及甲基紅試驗陽性,VP試驗陰性,檸檬酸鹽利用試驗陰性,不產生硫化氫。不分解尿素,在氰化鉀培養基中不生長,有賴氨酸脫羧酶。DNA中的G+C克分子含量為50~51%。

  有O(菌菌體)、H(鞭毛)、K(莢膜)等抗原,可用於血清學分型。目前,已知至少有164種O抗原、60種H抗原和103種K抗原。K抗原按其耐熱性(50℃30分鐘)不同,又分為A(耐熱)、L(不耐熱)和B(耐熱性界於A、L之間)3種。

  有3型大腸桿菌可引起人類的急性腹瀉。

  產腸毒素型大腸桿菌(ETEC) 小兒腹瀉的主要病原菌之一,也是旅遊者腹瀉的病原菌,能引起嚴重的霍亂樣腹瀉。ETEC能產生兩種腸毒素,一種不耐熱的腸毒素(LT),是大分子蛋白質,與霍亂腸毒素有共同抗原。另一種耐熱的腸毒素(ST),分子量小,抗原性微弱。腸毒素的產生受控於質粒,它們能在菌株間轉移。ETEC在不同地區有其特定的O,K,H血清型,某些O群如O8O25O78O115O128常伴隨不同的K和H抗原。

  腸致病性大腸桿菌(EPEC) 能引起嬰幼兒腹瀉,傳染性強,死亡率極高。EPEC是分屬於19個O群的一些特殊的血清型,其中常見的是O26:B66、O55B59O86K61O111K58O119:K69等。

  腸侵襲性大腸桿菌(EIEC) 引起年齡較大的兒童和成人的痢疾樣腹瀉,不產生腸毒素,但具有侵犯上皮細胞的能力。EIEC常呈不典型的生化反應,如對乳糖遲緩發酵或不發酵。EIEC與志賀氏菌間有共同抗原,如EIEC的O124O164與志賀氏菌屬第3組間有交叉反應。

  對畜禽有致病性的大腸桿菌可分為腸毒素性、神經毒素性和組織侵襲性3類。腸毒素性大腸桿菌主要引起仔豬黃痢、犢白痢和羔羊下痢。致仔豬黃痢的大腸桿菌已有20餘個血清型,均具有菌毛,能特異地吸著於仔豬小腸粘膜,稱為吸著因子,其血清型已發現的有K88K99K987pK3p-等,其中以 K88最常見。所有這些菌型能產生LT,有的能同時產生ST。引起犢白痢和羔羊下痢的大腸桿菌吸著因子的血清型主要為K99,能產生ST而不產生LT。此外,還有一些菌型與斷乳前後的幼兔腹瀉有關。神經毒素性大腸桿菌無吸著因子,但能產生一種蛋白質性質的神經毒素,稱為致水腫因子,可引起斷乳仔豬的水腫病。組織侵襲性大腸桿菌可引起多種畜、禽疾病,包括雞、火雞和鴨的全眼球炎、輸卵管炎、心包炎,雛雞的敗血癥和氣囊炎,母鵝的卵黃性腹膜炎和初生犢的敗血癥。畜、禽致病大腸桿菌的主要血清型見表。

畜、禽致病大腸桿菌的主要血清型

  大腸桿菌於自然界的生存力較強,在土壤和水中可存活數月,冷藏條件下生存更久。對青黴素中度敏感,對磺胺、鏈黴素、氯黴素、金黴素等均敏感,但目前耐藥株普遍,其中很多是通過質粒轉移所致。

  在分子遺傳學的基因工程中,常將雜交基因移植至大腸桿菌,使其復制並表達出某一特定性狀。