5.体内分布、致病性及毒力因子
大肠杆菌在人和动物的肠道内，大多数于正常条件下是不致病的共栖菌，在特定条件下(如各种因素导致肠道菌群失调、侵入肠外组织或器官)可致病。
但少数大肠杆菌与人和动物的大肠杆菌病密切相关，它们是致病性大肠杆菌，正常情况下极少存在于健康机体。
根据其致病特点，可将各种致病性大肠杆菌分为以下11种致病型。
(1)产肠毒素大肠杆菌(Enterotoxigenic E.coli，ETEC)：
是致儿童和幼龄动物腹泻最常见的致病性大肠杆菌，常因剧烈水样腹泻和迅速脱水而死亡，如仔猪黄痢。
其致病力主要由黏附素性菌毛和肠毒素(enterotoxins)两类毒力因子构成。
肠毒素包括对热不稳定毒素(heat-labile, LT；分为LT-1和LT-Ⅱ)和对热稳定毒素(heat-stable，ST；分为STa和STb)。
LT的分子质量大，其抗原性和毒性与霍乱毒素(cholera toxin，CT)相似，引起腹泻的机制也与霍乱毒素相同。
一般猪源ETEC往往带有K88、K99、987P和/或F41黏附素，而来自犊牛和羔羊的ETEC多带有K99、F41黏附素。
ETEC常见血清型有O6、08、015、O25、O27、042、O63、O87、O148、O159等。
(2)产类志贺毒素大肠杆菌(Shiga toxin-producing E.coli， STEC)：
又称产Vero毒素大肠杆菌(Verocytotoxin-producing E.coli，或Verotoxigenic E.coli, VTEC)，因为某些菌株产生的毒素与志贺毒素相似，能使Vero细胞坏死。
STEC主要引起猪的水肿病、犊牛出血性结肠炎、幼兔腹泻以及人的水样腹泻、出血性肠炎及溶血性尿毒综合征等。
类志贺毒素(shiga toxin, Stx)是一种外毒素，其毒性是神经毒剂沙林的倍，小鼠LD??仅为1ng，因此成为潜在的生物恐怖病原。
Sx家族包括Stx1和Stx2，其中Stx2又有多种变体，如Stx2c、Six2d、Stx2e和Stx2f等。
在幼兔腹泻大肠杆菌中查到Stx，而引起猪水肿病的STEC通常具有黏附性菌毛F18??（下标）和Six2e。断奶仔猪腹泻(postweaning diarrhoe,PWD)的STEC有类似的F18ac（下标）和Stx2e；它们还产生F4、F5和/或F6黏附素，只有少数产生Stx2e，多数分离株可产生肠毒素STa。
STEC所含血清型可分为O157和非O157两种，前者的典型代表是O157：H7，后者如O2、O8、O45、O75、O138：K81、O139：K82及0141:K85等，且这些菌株多数具有溶血性。我国从病死猪中分离到的有O2、O9、06、045、O101、O103、0104：H4、O111、O121、O138、O139：K83及O145等。
(3)肠致病性大肠杆菌(Enteropathogenic E.coli，EPEC)：
常引起幼龄动物、儿童严重腹泻，死亡率高。
大多数不产生肠毒素及其他外毒素，最主要的致病因素是细菌的黏附力，黏附在十二指肠、空肠和回肠上段黏膜，使微绒毛刷状缘破坏，但不具有侵袭性。
EPEC常见的血清型包括O26:H11、O55：H6、O86：H2、O111：H2、O119、O125：H4、O126：H5、O127、O128ab及142等。
不同国家、甚至一个国家不同地区，EPEC菌株型别往往不同，且在不断变化。
(4)肠侵袭性大肠杆菌(Enteroinvasive E.coli，EIEC)：
可引起人和动物类似痢疾症状的炎症、溃疡和腹泻，不产生肠毒素，而是侵袭和破坏结肠黏膜上皮细胞，造成大便带血。
(5)肠出血性大肠杆菌(Enterohemorrhagie E.coli，EHEC)：
可引起人和多种动物感染、发病，导致血便、血尿甚至死亡。
1982年在美国首次发现，后相继在英国、加拿大、日本、德国等国家暴发流行。其典型代表是O157：H7和O104:H4，毒力极强，100个细菌即可致病。我国已在食品(含进口食品)、病人、家畜等分离到0157：H7。
EHEC均产Stx，可致细胞死亡。
EHEC的一种吸附蛋白称为紧密黏附素(intimin)，可增强其在肠道的吸附能力。
(6)肠黏附性大肠杆菌(Enteroadhesive E.coli)：
或称为肠聚集性大肠杆菌(Entero-aggregative E.coli,EAEC)。
引起婴儿持续性腹泻，脱水，不侵袭细胞，不产生肠毒素。
细菌会黏附在小肠内皮细胞膜上，通过菌落定居因子的作用在局部致病，损伤微绒毛细胞而引起腹泻。
特征是具有与Hep-2(人喉上皮细胞癌细胞系)细胞黏附的能力，但黏附方式与EPEC不同。
(7)黏附和损伤性大肠杆菌(Attaching and effacing E.coli， AEEC)：
可以引起人、牛、羊、兔、犬、猫及仔猪腹泻或死亡。
通过紧密黏附素或黏附损伤因子(Eae)黏附于小肠上皮细胞，致微绒毛脱落。