中毒性菌疾腸道病變輕微，多見充血水腫，個別病例結腸有淺表潰瘍，但全身病變重要多臟器的微血管痙攣及通透性增加，突出的病理改變為大腦及腦干水腫，神經細胞變形及點狀出血，腎小管上皮細胞變性壞死，部分病例腎上腺充血、皮質出血和萎縮。
診斷檢查
1、大便常規
病初可正常，以后出現膿血粘液便、鏡檢有成堆膿細胞、紅細胞和吞噬細胞。
2、大便培養
可分理處志賀菌屬痢疾桿菌。
3、外周血象
白細胞總數多增高至（10—20）×109/L以上，中性粒細胞為主，賓可見核左移，當有DIC時，血小板明顯減少。
4、免疫學檢測
已經有關應用熒光物質標記的痢疾桿菌特異性多價抗體來檢測大便標本中的致病菌，方法各異，都較快速，但特異性有待進一步提高。
5、特異性核酸檢測
采用核酸雜交或PCR可直接檢查糞便中的痢疾桿菌核酸，具有靈敏度高、特異性強、快速簡便，對于標本要求較低等優點，是較有發展前途的方法。2—7歲健壯兒童，夏秋季節突起高熱，伴反復驚厥，腦病和（或）休克表現者，均應考慮中毒型菌痢，可用肛拭子或灌腸取糞便鏡檢有大量膿細胞或紅細胞可初步確診。本病應注意與高熱驚厥，流行性乙型腦炎等疾病相鑒別。高熱驚厥多見于6個月—3歲小兒，常常再生上感體溫突然升高時出現驚厥，抽搐時間短、止驚后一般情況好、無感染中毒的其他癥狀。一次病程多發生1次驚厥，分常規正常。流行性乙型腦炎發病季節、高熱、驚厥與本病相似，但昏迷多在2—3天后發生、多不出現循環衰竭，腦脊液檢查可異常而糞便檢查正常，與其他侵襲腸粘膜細菌所致腸炎、結腸炎的鑒別主要依據大便致病菌培養結果確診。
