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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(dòng)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(dòng)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(dòng)物尸體和皮毛，接觸被感染動(dòng)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(shí)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(shí)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(shí)，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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jià)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?；咸烟前泛虳半乳糖組成，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(shí)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(shí)才會(huì)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(shí)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(duì)受染炭疽有保護(hù)作用。但單純的莢膜抗體對(duì)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(duì)碘特別敏感，對(duì)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(duì)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(dòng)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(shí)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(shí)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?？谘实陌Y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(shí)，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(duì)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(xiǎn)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(shí)指出，使用炭疽桿菌治療癌癥的實(shí)驗(yàn)必須在動(dòng)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(bào)紙編輯的公寓。而最早的炭疽桿菌的例子就發(fā)生在這個(gè)編輯的辦公室。
事件
2012年8月份，有消息稱：暫時(shí)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(huì)議。請(qǐng)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(duì)該條傳言進(jìn)行了辟謠。此后謠言偃旗息鼓，2個(gè)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(duì)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(cè)；急性期和恢復(fù)期可進(jìn)行血清學(xué)檢測(cè)；胸膜及支氣管活檢。
皮膚炭疽
采集破損皮膚組織進(jìn)行革蘭染色、培養(yǎng)和PCR檢測(cè)；組織活檢；急性期和恢復(fù)期可進(jìn)行血清學(xué)檢測(cè)；有全身感染癥狀的患者可進(jìn)行血培養(yǎng)。
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(cè)；急性期和恢復(fù)期可進(jìn)行血清學(xué)檢測(cè)；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(cè)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(shí)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(shí)涂片作革蘭染色鏡檢。
3、動(dòng)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(dòng)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(shí)，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(dòng)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(gè)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(cè)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(cè)從動(dòng)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(cè)動(dòng)物體內(nèi)的炭疽莢膜抗體進(jìn)行診斷。
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