大肠埃希氏菌抗原较复杂，由菌体O抗原、鞭毛H抗原、夹膜K抗原组成。
1）O抗原成分为细胞壁上的糖、类脂和蛋白质复合物，也是细菌的内毒素，热稳定性较强，高压蒸汽处理2小时不被破坏。本菌已发现有167种O抗原。
2）H抗原成分为蛋白质，无鞭毛则无H抗原，H抗原能在80度被破坏，H抗原共有64种。
3）K抗原是细胞外部的荚膜或表面物质，又称包膜抗原。新分离的大肠埃希氏菌大多具有K抗原。根据K抗原耐热的敏感性，可把K抗原分为A、B、L三类共有103种，致病性大肠埃希氏菌的抗原主要为B抗原，少数为L抗原，B抗原与L抗原均可在煮沸后被破坏，A抗原耐热性强，
可耐受煮沸1小时而不被破坏。
O抗原可将大肠埃希氏菌分成若干血清群，再根据K 抗原和H抗原进一步分为若干个血清型或亚型，根据大肠埃希氏菌抗原的鉴定结果写出其抗原式如O111：K58(B)：H12 ，一般认为H抗原与致病性无关，因此一般不需要进行H抗原的鉴定。
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