炭疽桿菌

炭疽桿菌也稱炭疽芽孢桿菌（Bacillus anthracis）。是引起人、畜共患急性傳染病——炭疽的病原菌。是細菌學中最早發現的病原菌之一。可形成芽孢和莢膜的革蘭氏陽性菌粗大桿菌。該菌主要引起皮膚炭疽、肺炭疽或腸炭疽等病。炭疽桿菌一直是生命科學的研究熱點之一。

德國醫師兼科學家羅伯特·科赫首先於1870年分離出導致炭疽病的細菌，此項研究亦於19世紀後期，首度證明微生物具有造成疾病的能力，在一系列開創性的實驗中，他揭開炭疽桿菌的生活史和傳播途徑，不僅增進醫學對炭疽的認識，更闡明微生物在疾病中所扮演的重要角色。

科赫進一步研究其他疾病致病機制，於1905年因研究結核桿菌獲得諾貝爾生理學或醫學獎，被視為細菌學之父。

為兩端平切，呈竹節狀長鏈的革蘭氏陽性粗大竹節狀桿菌，體內形成莢膜，體外形成芽孢，芽孢呈橢圓形位於菌體中央。營養要求不高，抵抗力非常強。

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，在其周邊外發生抗體的特異性沉澱反應，鏡下可見莢膜腫脹。

2．菌體多糖抗原由等分子量的乙醯基葡萄糖胺和D半乳糖組成，能耐熱，與毒力無關。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血型物質發生交叉反應。能產生Ascoli熱沉澱反應（抗原在病畜皮毛、腐敗臟器中長時間煮沸仍可與相應抗體發生沉澱反應），用於流行病學調查。

3.芽孢抗原由芽孢外膜和皮質組成，是特異性抗原，具有免疫原性，有血清學診斷價值。

4．外毒素複合物炭疽桿菌具有外毒素，包含水腫因子，保護性抗原（因子）及致死因子。此複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，是致病的物質基礎之一，單獨作用不致病，當聯合兩種或三種時才會致病。水腫因子EF為腺苷酸環化酶，保護性抗原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，導致皮膚水腫、肺水腫、出血；LF與PA形成LT，有強於ET的致病致死作用；三者聯合時表現出炭疽及其中毒癥狀。

1、需氧或兼性厭氧。

2、在普通瓊脂平板上培養24小時，可形成灰白色菌落，表面粗糙、扁平、乾燥、邊緣不整齊。呈捲髮狀。

3、在液體培養基中，形成白色絮狀沉澱。

4、能液化明膠，沿穿刺線向四周呈放射狀生長，如倒松樹狀。

5、炭疽芽孢桿菌在血瓊脂平板上的形態為：灰白色、半透明、中等大小、常不規則、玻璃樣、周圍無溶血環。

注射炭疽外毒素中保護性抗原於機體，能形成抗毒素免疫，對受染炭疽有保護作用。但單純的莢膜抗體對機體沒有保護作用。病後可獲較強的免疫力。

炭疽芽孢可在土壤，污水和皮毛上多年不死，在乾燥狀態下可存活20—30年。

炭疽孢子先被局限並且受到免疫系統專門用來對付侵入者的吞噬作用吞食，在吞噬細胞內，孢子轉變為桿菌，開始大量複製並且最後脹破被寄生的細胞，釋放大量細菌進入血液循環，並釋放具有三部分的毒素，包括保護細菌的莢膜成分、炭疽毒素、水腫因子及致死因子，攻擊許多特定的細胞和組織。

研究者認為致死因子可能造成巨噬細胞製造過多的腫瘤壞死因子α和第一介白質β，這兩種免疫系統經常用來引發發炎反應的介質，最終導致敗血性休克、甚或死亡；然而研究證據進一步指出，炭疽桿菌也會針對血管最內層的內皮細胞，造成類似出血的血管細縫，將可進一步成為缺血性休克，而非敗血性休克。

根據感染部位，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

佔95%以上，通過接觸感染的動物及屍體、皮毛、骨頭等

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，開始表現為小丘疹，而後24小時內發展為環狀小水皰，隨之破潰並形成黑色結痂，黑色結痂逐漸增厚，周圍形成水腫。一般局部無發熱、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行管理，潛伏期4~6日，表現為發熱、乏力、咳嗽、胸痛；影像學顯示胸膜滲出，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，主要表現為消化道潰瘍，主要在迴腸末端和盲腸。口咽的癥狀包括喉嚨痛.吞咽困難和局部淋巴結腫大，伴嚴重的頸、胸部水腫炭疽疽可引起噁心、嘔吐、食慾減退、腹痛、腹瀉、發熱等癥狀。尚未見人與人之間的傳播。

當機體抵抗力|降低時，致病菌即迅速沿淋巴管及血管向全身擴散，形成敗血症並繼發炭疽腦膜炎。

青霉素是治療炭疽的首選藥物。對腸道及吸入性炭疽治療困難，有條件的可用抗血清。

預防人類炭疽首先應防止家畜炭疽的發生。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，作皮上划痕接種，免疫力可維護半年至一年。

美研究用炭疽桿菌治療癌症

多年來各國科學家的癌症在治療上不斷探索，希望能找到一種有效的方法以實現對癌症的徹底根治。科學家使用的實驗工具是模擬腫瘤生長狀態的老鼠，通過在老鼠身上注射這種經過改良的炭疽桿菌毒素后發現，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。此外研究中還發現經過改良的炭疽桿菌毒素還能夠直接摧毀某些腫瘤細胞的瘤體本身，其中最容易受到炭疽桿菌毒素影響的是黑色毒瘤，結腸腫瘤和乳腺癌等。由於炭疽桿菌具有相當大的危險性，稍有不慎將有可能導致一些難以想象的後果，因此科學家也同時指出，使用炭疽桿菌治療癌症的實驗必須在動物身上經過幾年嚴格實驗之後才能用在人體的臨床實驗中。

在炭疽桿菌首先被發現的佛羅里達州，兩名參加了9．11自殺性攻擊事件的人曾經租借過屬於一家報紙編輯的公寓。而最早的炭疽桿菌的例子就發生在這個編輯的辦公室。

2012年8月份，有消息稱：暫時別吃牛肉或牛肉製品，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，江蘇省衛生廳食安處、江蘇省疾控中心均對該條傳言進行了闢謠。此後謠言偃旗息鼓，2個月後，10月18日，又出現了相同的傳言，10月23日，蘇州衛生部門再次出面闢謠，並稱，截止到目前，未接到任何相關要求或通知，希望廣大網友和市民對未經證實的網路消息持謹慎態度。

肺炭疽

採集血液（有胸腔積液患者可採集胸腔積液，有腦膜炎癥狀患者可採集腦脊液）進行革蘭染色培養和PCR檢測；急性期和恢復期可進行血清學檢測；胸膜及支氣管活檢。

皮膚炭疽

採集破損皮膚組織進行革蘭染色、培養和PCR檢測；組織活檢；急性期和恢復期可進行血清學檢測；有全身感染癥狀的患者可進行血培養。

腸炭疽

採集嘔吐物或（和）排泄物進行革蘭染色、培養和PCR檢測；急性期和恢復期可進行血清學檢測；有全身感癥狀的患者者可進行血培養。通過培養分離出炭疽桿菌是診斷的“金標準”，PCR、免疫組化活檢和血清學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。

細菌學檢查

1、塗片鏡檢

病料塗片以鹼性美藍、瑞氏染色或姬姆薩染色法染色鏡檢，如發現有典型的炭疽桿菌，即可作出初步診斷，材料不新鮮時菌體易消失。

2、分離培養

取病料接種於普通瓊脂或血液瓊脂，37℃培養18~24h，觀察有無典型的炭疽桿菌菌落，同時塗片作革蘭染色鏡檢。

3、動物感染試驗

將被檢病料或培養物用生理鹽水製成1：5乳腺液，皮下注射小鼠0.1mL或豚鼠、家兔0.2~0.3mL。動物通常於注射后24~36h（小鼠）或2~3d（豚鼠、家兔）死於敗血症，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、臟器塗片鏡檢，當發現竹節狀有莢膜的大腸桿菌時，即可診斷。

血清學檢查

1、Ascoli沉澱反應

由Ascoli於1902年創立，是用加熱抽提待檢炭疽菌體多糖抗原與已知抗體進行的沉澱試驗。在一支小玻璃管內把疑為炭疽病死亡動物屍體組織的浸出液與特異性炭疽沉澱素血清重疊，如在二液接觸面產生灰白色沉澱環，即可診斷。本法適用於各種病料、皮張，甚至嚴重腐敗污染的屍體材料，方法簡便，反應清晰，故應用廣泛。

2、間接血凝試驗

此法是將炭疽抗血清吸附於炭粉或乳膠上，製成炭粉診斷或乳膠診斷血清。然後採用玻片凝集試驗的方法，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。

3、協同凝集試驗

此法可快速檢測炭疽桿菌或病料中的可溶性抗原。將炭疽標本的高壓滅菌濾液滴於玻片上，加1滴含陽性血清的協同試驗試劑，混勻后，於2min內呈現肉眼可見凝集者，即為陽性反應。此外，還可應用串珠熒光抗體法、瓊脂擴散試驗等檢測從動物體內分離出的細菌；也可應用酶標葡萄球菌A蛋白間接染色法和熒光抗體間接染色法等，檢測動物體內的炭疽莢膜抗體進行診斷。