大肠杆菌（学名：Escherichia col'，通常简写爲E. col'）)是生活在温血动物（包括鸟类和哺乳动物）大肠中的重要细菌种类，对食物正常消化具有重要作用。地下水中大肠杆菌的存在标志粪便污染。其属名埃希氏菌（Escherichi'）来源於其发现者Theodor Escherich。大肠杆菌是肠杆菌科的一员，经常作爲细菌的模式生物广泛用於科学研究。

每个人每天平均从粪便中排出1011到1013个大肠杆菌。各种粪便细菌和类似的生活在土壤或植物降解物中的细菌（最常见的是产气肠杆菌，学名Enterobacter aerogene'）一起被归爲“大肠菌群”。技术上，大肠菌群被定义爲所有好氧或兼性好氧，不形成孢子，革兰氏阴性，可利用乳糖在48小时内35℃之下产生气体（在体内，这些气体以屁的形式排出）的杆菌。

在水净化和污水处理领域，大肠杆菌很早就被选作水污染程度的指示性物种，标志着有多少人类粪便存在於水中，其测量标准爲大肠菌群指数。利用大肠杆菌作爲标准的主要理由在於人粪便中大肠菌群的数目远高於致病菌（如可引起伤寒的伤寒杆菌，学名Salmonella typh'），此外大肠杆菌多数情况下无害，不会从实验室“逃脱”而伤害人类。利用大肠杆菌作爲粪便污染的指示物也可能产生误导性的结论，因爲其它环境如造纸厂中，大肠杆菌也可大量存在。

然而一般无害的大肠杆菌在以下三种情况下也会导致疾病：

  1. 当细菌离开肠道进入泌尿道可以导致感染，由於交往会导致细菌进入膀胱，有时被称作“蜜月膀胱炎”。尽管对於女性更爲普遍，尿路感染在两性都可能发生。老年中发病男女比例大体相同。因爲细菌总是通过尿道进入泌尿系统，厕所的不卫生会增大感染机率，但其它因素也很重要（如女性怀孕，男性前列腺肥大），还有一些原因不明。
  2. 当细菌由於如溃疡等导致的穿孔进入腹腔，通常会导致致命性的腹膜炎感染）。然而，大肠杆菌对一些抗生素，如链霉素非常敏感，一般情况抗生素能够有效治疗。
  3. 大肠杆菌的某些株具有毒性（其中一些类似导致痢疾的毒素），可以导致食物中毒，这通常是因爲使用了被污染的肉类（通常是屠宰过程或储藏贩卖过程中的污染所致）。疾病的严重程度可以相差很多，尤其对儿童、老人和免疫缺失病人可以是致命的，但通常是温和的。大肠杆菌的内毒素可能对热稳定或不稳定。後者的结构和功能与霍乱毒素相当接近，全毒素包含一个A亚基和五个B亚基。B亚基起黏附作用，使毒素进入肠道细胞，而A亚基断裂出来，使得细胞脱水引起腹泻。
大肠杆菌的一个株是具有某些能和其它柱区分开的特徵的族群。不同的大肠杆菌菌株生活在不同动物中，因此我们可以通过其判断粪便来源於人或者鸟类等。通过突变，新的大肠杆菌菌株不断出现，其中一些可能对宿主动物造成损害。尽管对於大多数健康成年人，这样的菌株可能只引起一场腹泻，或者根本没有症状，但对於幼儿、大病初癒的人或者进行某些药物治疗的人来説，陌生的菌株可能引起严重疾病甚至死亡。就是一个毒性很强的菌株。

大肠杆菌是现代生物学中研究最多的一种细菌，作爲一种模式生物，其基因组序列已全部测出。用分子生物学方法在大肠杆菌得出的结论可用於其它生物的研究。此外，在生物工程中，大肠杆菌被广泛用於基因复制和表达的宿主。
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