沙門菌具有三種不同性質的抗原（O、H和Vi)。這些抗原往往出現各種各樣的變異現象，給菌型的鑒定和結果的判定造成許多困難，具體有：
1）形體變異：
包括：O1、O6、O:12抗原、其它O抗原的變異主要表現為已知由噬菌體溶源化而產生變異，導致這個O抗原在一些O群中表現為單顆菌落抗原含量的變化，即在同一平板上不同菌落與抗血清的玻片凝集表現為+++或 ++或+或--，考夫曼稱此為形體變異。
2）HO-O變異（HO-O Variation)
此變異是有動力沙門菌喪失鞭毛變為無動力菌的變異如，傷寒O901株；甲型副傷寒O形株；乙型副傷寒O形株等。
3）S-R變異（S-R Variation）
即光滑型菌株變成粗造型菌株，喪失大部分O抗原，H抗原增多。
4）M-N變異：多見於乙型副傷寒菌株室溫放置3天後產生黏液堤（M抗原）。
5）由噬菌體誘導的抗原變異：細菌由溶源性噬菌體轉換產生的抗原變異，常見的帶下劃線的抗原。另外一張有噬菌體引發的變異是用噬菌體將一個血清型遺傳物質轉移到另一個血清型，如甲型副傷寒加入經噬菌體作用過的鼠傷寒溶液內，在接種於含a血清的半固體，可獲得一個新血清型。
6）V-W變異
7）位相變異：常見的誘導
8）R相：j抗原為R相，由H抗原部分或全部喪失產生的H抗原，已知的有j z5 z11 z27…..他們不是天然抗原，無診斷意義。
9）多位相和不可逆轉的變異：既有兩項、三相、四相的菌株，有些細菌可自發的喪失1個主抗原產生1個或兩個相的能力。
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