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炭疽桿菌
炭疽的病原菌
炭疽桿菌屬于需氧芽孢桿菌屬，能引起羊、牛、馬等動物及人類的炭疽病。炭疽桿菌的自然宿主包括草食性野生動物（象、鹿、羚羊等）和家畜（牛、羊、馬、驢和駱駝等）。人類自然感染主要是因?yàn)榻佑|污染的動物尸體和皮毛，接觸被感染動物污染的土壤；也可因食用加熱不充分的病畜肉導(dǎo)致腸炭疽或吸入帶有芽孢的塵埃引起肺炭疽。另一種重要的感染途徑就是生物武器襲擊，以氣溶膠方式散布的炭疽芽孢能夠同時大面積污染空氣、水源、食物。以感染途徑不同可分為皮膚型、腸型和肺型3種炭疽。皮膚型炭疽是通過皮膚損傷而感染的；腸型炭疽是通過胃腸黏膜損傷而致；肺型炭疽是通過吸入炭疽芽孢所致。潛伏期一般為12小時至12天，平均2~5天，3種類型的炭疽均有可能致死，但如果早期治療及時，80%的皮膚型炭疽能恢復(fù)正常。
概念
炭疽桿菌瓊脂培養(yǎng)基菌落
歷史
皮膚炭疽
致病性
炭疽桿菌可引起各種家畜、野獸和人類的炭疽病，牛、綿羊、鹿的易感性最強(qiáng)，馬、駱駝、豬、山羊等次之，犬、貓、食肉獸則有相當(dāng)大的抵抗力，禽類一般不感染。實(shí)驗(yàn)動物中，小白鼠、豚鼠、家兔和倉鼠最敏感，大鼠則有抵抗力。
炭疽桿菌的毒力主要與莢膜和毒素有關(guān)，在入侵機(jī)體生長繁殖后，形成莢膜，從而增強(qiáng)細(xì)菌抗吞噬能力，使之易于擴(kuò)散，引起感染乃至敗血癥。炭疽桿菌產(chǎn)生的毒素有水腫毒素、致死毒素兩種，其毒性作用主要是直接損傷微血管的內(nèi)皮細(xì)胞，增強(qiáng)微血管的通透性，改變血流循環(huán)動力學(xué)，損害腎臟功能，干擾糖代謝，血液呈高凝狀態(tài)，易形成感染性休克和彌散性血管內(nèi)凝血，最后導(dǎo)致機(jī)體死亡。
生物學(xué)特點(diǎn)
形態(tài)染色
為兩端平切，呈竹節(jié)狀長鏈的革蘭氏陽性粗大竹節(jié)狀桿菌，體內(nèi)形成莢膜，體外形成芽孢，芽孢呈橢圓形位于菌體中央。營養(yǎng)要求不高，抵抗力非常強(qiáng)。
炭疽桿菌菌體粗大，兩端平截或凹陷，排列似竹節(jié)狀，無鞭毛，無動力，革蘭染色陽性。本菌在氧氣充足、溫度適宜（25~30℃）的條件下易形成芽孢。芽孢呈橢圓形。位于菌體中央，其寬度小于菌體的寬度。在人和動物體內(nèi)能形成莢膜，在含血清和碳酸氫鈉的培養(yǎng)基中，孵育于CO2環(huán)境下，也能形成莢膜，形成莢膜是毒性特征。炭疽桿菌受低濃度青霉素作用，菌體可腫大形成圓珠，稱為“串珠反應(yīng)”，為炭疽桿菌特有的反應(yīng)。
抗原結(jié)構(gòu)
莢膜多肽抗原由D-谷氨酸多肽組成，抗原性單一，具有抗吞噬作用，與細(xì)菌毒力有關(guān)。菌體多糖抗原由等分子量的乙酰基葡萄糖胺和D-半乳糖組成，能耐熱，與毒力無關(guān)。炭疽毒素為水腫因子、保護(hù)性抗原（因子）及致死因子3種蛋白質(zhì)組成的復(fù)合物，注射給試驗(yàn)動物可出現(xiàn)炭疽病的典型中毒癥狀。3種成分均具有抗原性，不耐熱，是炭疽桿菌致病的物質(zhì)基礎(chǔ)之一。
1．莢膜多肽抗原由D谷氨酸多肽組成，抗原性單一，若以高效價抗莢膜血清與具莢膜炭疽桿菌作用，在其周邊外發(fā)生抗體的特異性沉淀反應(yīng)，鏡下可見莢膜腫脹。
2．菌體多糖抗原由等分子量的乙酰基葡萄糖胺和D半乳糖組成，能耐熱，與毒力無關(guān)。這種抗原沒有特異性，能與其他需氧芽孢桿菌，肺炎球菌14型及人類A血型物質(zhì)發(fā)生交叉反應(yīng)。能產(chǎn)生Ascoli熱沉淀反應(yīng)（抗原在病畜皮毛、腐敗臟器中長時間煮沸仍可與相應(yīng)抗體發(fā)生沉淀反應(yīng)），用于流行病學(xué)調(diào)查。
4．外毒素復(fù)合物炭疽桿菌具有外毒素，包含水腫因子，保護(hù)性抗原（因子）及致死因子。此復(fù)合物具有抗吞噬作用和免疫原性。三種成分均具有抗原性，不耐熱，是致病的物質(zhì)基礎(chǔ)之一，單獨(dú)作用不致病，當(dāng)聯(lián)合兩種或三種時才會致病。水腫因子EF為腺苷酸環(huán)化酶，保護(hù)性抗原PA為菌體蛋白抗原，致死因子LF為鋅金屬氧化酶。EF與PA形成ET，導(dǎo)致皮膚水腫、肺水腫、出血；LF與PA形成LT，有強(qiáng)于ET的致病致死作用；三者聯(lián)合時表現(xiàn)出炭疽及其中毒癥狀。
免疫性
注射炭疽外毒素中保護(hù)性抗原于機(jī)體，能形成抗毒素免疫，對受染炭疽有保護(hù)作用。但單純的莢膜抗體對機(jī)體沒有保護(hù)作用。病后可獲較強(qiáng)的免疫力。
抵抗力
炭疽芽孢可在土壤，污水和皮毛上多年不死，在干燥狀態(tài)下可存活20—30年。繁殖體抵抗力不強(qiáng)，易被一般消毒劑殺滅，而芽孢抵抗力強(qiáng)，在干燥的室溫環(huán)境中可存活數(shù)十年。煮沸10min或干熱140℃條件下3h可將芽孢殺死。炭疽芽孢對碘特別敏感，對青霉素、先鋒霉素、鏈霉素，卡那霉素等高度敏感。
感染過程
炭疽孢子先被局限并且受到免疫系統(tǒng)專門用來對付侵入者的吞噬作用吞食，在吞噬細(xì)胞內(nèi)，孢子轉(zhuǎn)變?yōu)闂U菌，開始大量復(fù)制并且最后脹破被寄生的細(xì)胞，釋放大量細(xì)菌進(jìn)入血液循環(huán)，并釋放具有三部分的毒素，包括保護(hù)細(xì)菌的莢膜成分、炭疽毒素、水腫因子及致死因子，攻擊許多特定的細(xì)胞和組織。
所致疾病
根據(jù)感染部位，炭疽可分為以下3種臨床類型：皮膚炭疽、肺炭疽和腸炭疽。
皮膚炭疽
占95%以上，通過接觸感染的動物及尸體、皮毛、骨頭等
被感染，包括接觸人體受損的皮膚，但很少見。潛伏期2~6日，開始表現(xiàn)為小丘疹，而后24小時內(nèi)發(fā)展為環(huán)狀小水皰，隨之破潰并形成黑色結(jié)痂，黑色結(jié)痂逐漸增厚，周圍形成水腫。一般局部無發(fā)熱、膿性分泌物和疼痛癥狀。
腿部炭疽
被感染，包括接觸人體受損的皮膚，但很少見。潛伏期2~6日，開始表現(xiàn)為小丘疹，而后24小時內(nèi)發(fā)展為環(huán)狀小水皰，隨之破潰并形成黑色結(jié)痂，黑色結(jié)痂逐漸增厚，周圍形成水腫。一般局部無發(fā)熱、膿性分泌物和疼痛癥狀。
肺炭疽
因吸入炭疽孢子被感染，多為生物恐怖事件所致，我國按照甲類傳染病進(jìn)行管理，潛伏期4~6日，表現(xiàn)為發(fā)熱、乏力、咳嗽、胸痛；影像學(xué)顯示胸膜滲出，浸潤或縱隔增寬。尚未見人與人之間的傳播。
腸炭疽
臉部炭疽因食用感染的畜肉被感染，主要表現(xiàn)為消化道潰瘍，主要在回腸末端和盲腸。口咽的癥狀包括喉嚨痛.吞咽困難和局部淋巴結(jié)腫大，伴嚴(yán)重的頸、胸部水腫炭疽疽可引起惡心、嘔吐、食欲減退、腹痛、腹瀉、發(fā)熱等癥狀。尚未見人與人之間的傳播。
當(dāng)機(jī)體抵抗力|降低時，致病菌即迅速沿淋巴管及血管向全身擴(kuò)散，形成敗血癥并繼發(fā)炭疽腦膜炎。
預(yù)防
抗菌防治
特異防治
預(yù)防人類炭疽首先應(yīng)防止家畜炭疽的發(fā)生。家畜炭疽感染消滅后，人類的傳染源也隨之消滅。
中國使用的炭疽活疫菌，作皮上劃痕接種，免疫力可維護(hù)半年至一年。
美研究用炭疽桿菌治療癌癥
多年來各國科學(xué)家的癌癥在治療上不斷探索，希望能找到一種有效的方法以實(shí)現(xiàn)對癌癥的徹底根治?？茖W(xué)家使用的實(shí)驗(yàn)工具是模擬腫瘤生長狀態(tài)的老鼠，通過在老鼠身上注射這種經(jīng)過改良的炭疽桿菌毒素后發(fā)現(xiàn)，它能夠在一定程度上限制老鼠腫瘤所獲得的血流量，抑制腫瘤的生長。此外研究中還發(fā)現(xiàn)經(jīng)過改良的炭疽桿菌毒素還能夠直接摧毀某些腫瘤細(xì)胞的瘤體本身，其中最容易受到炭疽桿菌毒素影響的是黑色毒瘤，結(jié)腸腫瘤和乳腺癌等。由于炭疽桿菌具有相當(dāng)大的危險性，稍有不慎將有可能導(dǎo)致一些難以想象的后果，因此科學(xué)家也同時指出，使用炭疽桿菌治療癌癥的實(shí)驗(yàn)必須在動物身上經(jīng)過幾年嚴(yán)格實(shí)驗(yàn)之后才能用在人體的臨床實(shí)驗(yàn)中。
癥狀實(shí)例
在炭疽桿菌首先被發(fā)現(xiàn)的佛羅里達(dá)州，兩名參加了9．11自殺性攻擊事件的人曾經(jīng)租借過屬于一家報紙編輯的公寓。而最早的炭疽桿菌的例子就發(fā)生在這個編輯的辦公室。
事件
2012年8月份，有消息稱：暫時別吃牛肉或牛肉制品，因遼寧到蘇州570頭牛感染了炭疽桿菌。蘇州剛開完緊急會議。請盡量多通知親朋好友。8月16日，江蘇省衛(wèi)生廳食安處、江蘇省疾控中心均對該條傳言進(jìn)行了辟謠。此后謠言偃旗息鼓，2個月后，10月18日，又出現(xiàn)了相同的傳言，10月23日，蘇州衛(wèi)生部門再次出面辟謠，并稱，截止到目前，未接到任何相關(guān)要求或通知，希望廣大網(wǎng)友和市民對未經(jīng)證實(shí)的網(wǎng)絡(luò)消息持謹(jǐn)慎態(tài)度。
實(shí)驗(yàn)檢查
肺炭疽
采集血液（有胸腔積液患者可采集胸腔積液，有腦膜炎癥狀患者可采集腦脊液）進(jìn)行革蘭染色培養(yǎng)和PCR檢測；急性期和恢復(fù)期可進(jìn)行血清學(xué)檢測；胸膜及支氣管活檢。
皮膚炭疽
腸炭疽
采集嘔吐物或（和）排泄物進(jìn)行革蘭染色、培養(yǎng)和PCR檢測；急性期和恢復(fù)期可進(jìn)行血清學(xué)檢測；有全身感癥狀的患者者可進(jìn)行血培養(yǎng)。通過培養(yǎng)分離出炭疽桿菌是診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”，PCR、免疫組化活檢和血清學(xué)檢測僅作為輔助手段，若3種方法均為陽性，可確診；3種方法2種陽性，或1種陽性且有暴露史，作為疑似病例。
微生物學(xué)檢查
細(xì)菌學(xué)檢查
1、涂片鏡檢
病料涂片以堿性美藍(lán)、瑞氏染色或姬姆薩染色法染色鏡檢，如發(fā)現(xiàn)有典型的炭疽桿菌，即可作出初步診斷，材料不新鮮時菌體易消失。
2、分離培養(yǎng)
取病料接種于普通瓊脂或血液瓊脂，37℃培養(yǎng)18~24h，觀察有無典型的炭疽桿菌菌落，同時涂片作革蘭染色鏡檢。
3、動物感染試驗(yàn)
將被檢病料或培養(yǎng)物用生理鹽水制成1：5乳腺液，皮下注射小鼠0.1mL或豚鼠、家兔0.2~0.3mL。動物通常于注射后24~36h（小鼠）或2~3d（豚鼠、家兔）死于敗血癥，剖檢可見注射部位皮下呈膠樣浸潤及脾臟腫大等病理變化。取血液、臟器涂片鏡檢，當(dāng)發(fā)現(xiàn)竹節(jié)狀有莢膜的大腸桿菌時，即可診斷。
1、Ascoli沉淀反應(yīng)
由Ascoli于1902年創(chuàng)立，是用加熱抽提待檢炭疽菌體多糖抗原與已知抗體進(jìn)行的沉淀試驗(yàn)。在一支小玻璃管內(nèi)把疑為炭疽病死亡動物尸體組織的浸出液與特異性炭疽沉淀素血清重疊，如在二液接觸面產(chǎn)生灰白色沉淀環(huán)，即可診斷。本法適用于各種病料、皮張，甚至嚴(yán)重腐敗污染的尸體材料，方法簡便，反應(yīng)清晰，故應(yīng)用廣泛。
2、間接血凝試驗(yàn)
此法是將炭疽抗血清吸附于炭粉或乳膠上，制成炭粉診斷或乳膠診斷血清。然后采用玻片凝集試驗(yàn)的方法，檢查被檢樣品中是否含有炭疽芽孢。若被檢樣品每毫升含炭疽芽孢7.8萬個以上，可判為陽性反應(yīng)。
3、協(xié)同凝集試驗(yàn)
此法可快速檢測炭疽桿菌或病料中的可溶性抗原。將炭疽標(biāo)本的高壓滅菌濾液滴于玻片上，加1滴含陽性血清的協(xié)同試驗(yàn)試劑，混勻后，于2min內(nèi)呈現(xiàn)肉眼可見凝集者，即為陽性反應(yīng)。此外，還可應(yīng)用串珠熒光抗體法、瓊脂擴(kuò)散試驗(yàn)等檢測從動物體內(nèi)分離出的細(xì)菌；也可應(yīng)用酶標(biāo)葡萄球菌A蛋白間接染色法和熒光抗體間接染色法等，檢測動物體內(nèi)的炭疽莢膜抗體進(jìn)行診斷。
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