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由于5种不同类型的大肠埃希杆菌各菌型间的毒力、侵袭情况不同及机体抵抗力的差异，临床表现亦不一致。
一类是细菌只附着于肠黏膜上生长繁殖并产生肠毒素，通过活化肠壁细胞的腺苷环化酶，当胞内环磷腺苷(cAMP)水平升高时，可促进小肠肠液分泌亢进(LT)，而ST毒素引起的肠液分泌亢进是环化鸟苷(cGMP)介导。同时肠毒素亦能损伤周围血管的上皮，引起腹泻，排出大量水样便(临床上类似霍乱样疾病)。另一类型是细菌能侵入肠黏膜上皮细胞，大量繁殖并能产生毒性物质引起一种网状液体溢出物流进肠腔，最后上皮细胞破裂，导致肠黏膜坏死和产生溃疡，大便则带脓血(临床类似痢疾样疾病)。主要病变以回肠为主。
1.潜伏期 短者仅数小时，大肠埃希杆菌性食物中毒，可在2h内出现呕吐、腹泻。一般潜伏期为1～3天。
2.临床表现
(1)轻型：一般不发热，以食欲减退、腹泻为主要表现。每天大便3～6次不等，常呈黄色或绿色消化不良样稀便，多呈混有少量泡沫的稀汤样便，并伴有腹胀、腹痛及恶心。
(2)中型：可有低热，除具有轻型症状外并有恶心呕吐，腹泻次数较频，多呈水样便，可有轻度脱水及酸中毒症状。
(3)重型：体温呈不规则热型，38～40℃持续数天，每天腹泻10～20次，常为黄绿色水样便，混有少量黏液，可有腥臭味，亦见有牛奶色或米汤样便，与霍乱基本相似，多有恶心呕吐，婴幼儿常出现惊厥。由于大量吐泻呈现明显脱水和酸中毒症状，可出现急性肾衰。在孟加拉国ETEG腹泻幼儿中约有30%出现中等或严重脱水，成人病例中严重脱水者更多，常不能与霍乱区别，若治疗不及时，婴幼儿患者可在数天内死亡。EIEC腹泻与急性菌痢相似。EHEC感染症的主要症状，是血便和剧烈的腹痛。EAEC引起的腹泻呈持续性(>14天)，有血性便，并有发热(38℃)和呕吐等症状。
3.脱水与电解质紊乱
(1)脱水：根据体内失水程度可分为轻、中、重3度。轻度脱水眼窝稍凹陷，脉搏尚属正常;中度脱水除眼窝、前囟凹陷外，伴有皮肤缺乏弹性，易抓起，皮肤恢复时间为2～5s，指纹皱瘪，脉细数;重度脱水者发绀，皮肤抓起不易恢复，血压下降，常出现微循环障碍，肌肉痉挛，脉微弱，出现尿少或尿闭。
(2)酸中毒：呼吸明显加深，CO2结合力在18mmol/L以下，口唇呈樱桃红色，呼吸中常有酮味，重症者出现烦躁、嗜睡、昏迷、惊厥，甚至休克。CO2结合力在11.25mmol/L以下。
(3)低钾血症：经补液治疗后，血液浓缩现象得到纠正，尿量增加，加速血钾的排泄，同时输入的葡萄糖合成糖原时需将钾移入细胞内，促使血清钾降低而出现缺钾症状。明显的低血钾症状多在腹泻1周后出现，严重者出现软瘫甚至呼吸肌麻痹、心律失常、昏迷，可危及生命。
(4)低钙血症：常发生在输血或纠正酸中毒后。患儿出现哭闹不安、四肢肌肉紧张、手足抽搐、惊厥和腱反射亢进。
在流行期间，凡是腹泻的婴幼儿，应首先考虑为大肠埃希杆菌性胃肠炎，先隔离治疗，等待病原学检查确诊。在非流行期，特别是散发病例，仅靠临床常难以诊断，必须结合病原学、血清学检查确诊。
