炭疽病原体

炭疽病是人类和动物（家畜和野生动物）的一种急性传染病。

这种疾病的俄语名称是由SS Andrievsky在18世纪末乌拉尔地区爆发的一场大规模流行病中命名的。1788年，他通过一次英勇的自我感染实验，证实了炭疽病在人类和动物中的真实存在，并最终确认了其在疾病分类学上的独立性。其病原体——炭疽芽孢杆菌——曾被不同作者反复描述（Pollender A.，1849年；Dalen K.，1850年；Braun F.，1854年），但其病原学地位最终由R. Koch（1876年）和L. Pasteur（1881年）确立。

炭疽杆菌（芽孢杆菌属）属于芽孢杆菌科（芽孢杆菌纲）。其呈大型杆状，长5-8微米，有时可达10微米，直径1.0-1.5微米。活杆状菌的末端略圆，死杆状菌的末端被切断并略微凹陷。涂片中的杆状菌成对出现，通常成链状，尤其是在培养基中的长杆状菌，形似竹竿。炭疽杆菌能与所有苯胺染料良好染色，呈革兰氏阳性。它没有鞭毛，只能在人体或动物体外有氧气和一定湿度的情况下形成孢子。孢子形成的最佳温度为30-35°C（低于12°C和高于43°C时不会形成孢子）。孢子位于细菌中心，其直径不超过细菌细胞的直径。当细菌缺乏能量来源、氨基酸或碱基时，就会形成孢子。由于这些细菌的营养来源存在于血液和组织中，因此孢子不会在体内形成。炭疽病的病原体会形成荚膜，但仅限于动物或人体；在营养培养基（含血液或血清的培养基）中很少观察到。病原菌的荚膜形成是一种保护机制。它由血液和组织中的因子诱导，因此，当细菌在体内或在含血液、血浆或血清的培养基中生长时，就会形成荚膜。DNA中G+C的含量在32-62摩尔%之间（就整个菌属而言）。

炭疽病的病原体是一种需氧菌或兼性厌氧菌。其最适生长温度为37-38°C，培养基pH值为7.2-7.6。对营养培养基要求不高。在致密培养基中，其可形成特征性的大型、无光泽、粗糙的R型菌落。菌落的结构由于杆状菌丝呈链状排列，从中心向外延伸形成线状，类似于卷发或狮子鬃毛（图98）。在含有青霉素（0.05-0.5单位/毫升）的琼脂培养基中，生长3小时后，杆菌分解成单个球状菌丝，这些球状菌丝呈链状排列，形成“珍珠项链”状。在肉汤中，R型杆状菌丝生长在培养底，形成棉絮状沉淀，而肉汤保持透明。炭疽杆菌在R型时具有毒性，转变为S型时则失去毒性。这些炭疽杆菌在致密培养基中形成圆形、光滑、边缘光滑的菌落，在肉汤中呈现均匀的浑浊度。在这种情况下，炭疽杆菌在涂片中无法成链排列，而是呈现出球菌状排列，呈簇状。

炭疽芽孢杆菌的生化活性极高：它能发酵葡萄糖、蔗糖、麦芽糖和海藻糖，生成酸性物质（不产气），生成硫化氢（H2S），使牛奶凝固并使其胨化，呈过氧化氢酶阳性，并具有硝酸还原酶。将其注射到10-12%肉胨明胶柱中，可使其逐层液化。

为了区分炭疽杆菌与其他芽孢杆菌种，需要使用一组特征。

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

炭疽病病原体的抗原结构

炭疽病原体具有体细胞抗原和一种蛋白质性质的荚膜抗原（由D-谷氨酸组成），主要在动物和人体中形成。多糖性质的体细胞抗原耐热，可在外部环境和动物尸体中长期保存。诊断性阿斯科利菌热沉淀反应基于其检测。炭疽杆菌也具有与芽孢杆菌属相同的抗原。

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

炭疽病病原体的致病因素

炭疽杆菌最重要的毒力因子是荚膜。荚膜的脱落会导致其失去毒力。荚膜保护炭疽杆菌免受吞噬作用的侵害。另一种重要的毒力因子，也是导致动物死亡的原因，是一种复合毒素，包含三种不同的成分：因子I，由蛋白质和碳水化合物组成；以及两种纯蛋白质成分的因子（因子II和因子III）。复合毒素的合成由分子量为110-114 mm的pXOl质粒控制。pXOl质粒包含三个基因，决定外毒素主要成分的合成：

• 基因 cua - 水肿因子 (EF)；
• pag基因-保护性抗原（PA）；
• lef 基因 - 致死因子 (LF)。

Cua(OF)基因的产物是腺苷酸环化酶，能催化真核细胞内cAMP的积累，水肿因子引起血管通透性增加。

保护性抗原诱导保护性抗体的合成（然而，最具免疫原性的是中和毒素所有三种成分的复合物），而致死因子则导致动物死亡。毒素的所有三种成分协同作用。炭疽荚膜的合成也受质粒рХ02（mm 60 MD）的控制。

炭疽杆菌的耐药性

炭疽病菌的营养体对环境因素和化学物质的抵抗力与其他无芽孢细菌相同——在75°C以上的温度下，炭疽病菌在5-10分钟内死亡；在动物尸体中，受腐败细菌排泄物的影响，炭疽病菌在几天内死亡。炭疽杆菌的芽孢极其稳定：在土壤中可存活数十年，在水中可存活数年；在阳光直射下，炭疽病菌在20天或更长时间内死亡；在水煮中，炭疽病菌在45-60分钟内死亡；在110°C高压灭菌下，炭疽病菌在5分钟内死亡；在140°C干热下可存活长达3小时。炭疽杆菌芽孢在用于各种鞣制的动物羊毛和毛皮以及腌制肉类中可长期存活。

炭疽病流行病学

炭疽病的主要传播途径是患病的食草动物。在患病期间，它们会通过尿液、粪便和唾液将病原体排泄到土壤中，从而感染土壤。因此，土壤，尤其是富含有机质的土壤，会成为病原体的另一个储存器。动物主要通过消化道（通过被孢子污染的食物和饮用水）感染，较少情况下，通过苍蝇、蜱虫、马蝇等叮咬传播，这些昆虫会将病原体从患病动物、尸体和外部环境中的感染物中传播；极少数情况下，通过空气传播。病原体不会通过患病动物与健康动物的直接接触传播。

人类通过直接接触动物尸体、切割被强制宰杀的动物尸体、照料患病动物、食用患病动物的肉或肉制品，或接触被病原体或其孢子感染的羊毛、兽皮、皮革或鬃毛而感染炭疽病。健康人被病人传染的情况极为罕见。

炭疽的入侵门户是皮肤、肠道和呼吸道黏膜。根据入侵门户，人炭疽可分为皮肤炭疽（最常见，占炭疽病例的98%）、肠道炭疽和肺部炭疽。潜伏期从数小时到6-8天不等，最常见为2-3天。皮肤炭疽表现为炭疽痈，通常发生在身体开放部位（面部、颈部、上肢），较少发生在衣物覆盖的身体部位。痈是一种出血性坏死灶，其顶部形成含有浆液性血性内容物的囊泡或致密的黑褐色痂。痈肿处及周围皮肤、皮下组织水肿，充满浆液性或血性渗出液，通常不形成化脓或脓肿。在炎性组织和渗出液中，可见大量杆菌，其周围有荚膜。

肠道感染表现为全身中毒，伴有胃肠道卡他性和出血性症状（恶心、呕血、血性腹泻、腹部和腰痛）。病程持续2-4天，多导致死亡。

肺炭疽病极为罕见，表现为支气管肺炎，伴有全身深度中毒、胸痛、全身不适、高烧、咳嗽咳痰（最初为粘液痰，后转为血痰）。患者通常于第2-3天死亡。所有类型的炭疽病通常伴有高烧（39-40°C）。最严重的炭疽病类型为脓毒症，可为原发性炭疽病，也可由其他炭疽病并发症引起。其特征为大量出血症状，患者血液、脑脊液和多个器官内存在大量病原体。人群炭疽病呈散发性。

感染后免疫与抗毒素和抗菌（保护性）抗体的出现有关。

[ 7 ]、[ 8 ]、[ 9 ]、[ 10 ]、[ 11 ]、[ 12 ]

炭疽病的实验室诊断

研究材料如下：皮肤病原体为囊泡内容物、痈或溃疡的分泌物；肠道病原体为粪便和尿液；肺部病原体为痰液；脓毒症病原体为血液。各种环境对象（土壤、水）、食品、动物源性原料和其他材料均可作为研究对象。病原体检测采用细菌镜检法：检测被荚膜包裹的革兰氏阳性杆菌（在动物或人体材料中）或含有孢子（在环境对象中）。主要的诊断方法是细菌学方法：分离纯培养物并进行鉴定，对实验动物必须进行致病性检测。如果研究对象被伴随的、尤其是腐败的微生物群严重污染，则采用生物学试验：用小白鼠或豚鼠进行皮下感染。感染炭疽杆菌后，小鼠和豚鼠在24-26小时内死亡，家兔在2-3天内死亡，并出现全身败血症的症状；脾脏急剧肿大，注射部位出现浸润物。血液和器官涂片中可见荚膜杆菌。

在血清学反应中，阿斯科利热沉淀反应主要用于诊断。该反应用于难以分离病原体纯培养物的情况（尤其是在检查羊毛、皮革、鬃毛和其他物品时）。阿斯科利反应基于检测病原体的耐热抗原，这些抗原的保存时间比炭疽杆菌的活营养细胞和孢子长得多。对于炭疽病的回顾性诊断，可使用炭疽毒素进行过敏试验。

炭疽病的治疗

炭疽病的治疗比较复杂。治疗的目的是中和毒素并对抗病原体：使用抗炭疽免疫球蛋白和抗生素（青霉素、四环素、红霉素等）。

[ 13 ]、[ 14 ]、[ 15 ]、[ 16 ]、[ 17 ]、[ 18 ]、[ 19 ]

炭疽病的特异性预防

第一种炭疽疫苗由L.巴斯德于1881年在我国发明，L.S.岑科夫斯基于1883年从炭疽杆菌弱毒株中发明。目前，俄罗斯使用一种无芽孢、无胶囊的活疫苗STI来预防人和动物的炭疽病。该疫苗由炭疽杆菌的无毒菌株制成。炭疽疫苗效果显著。对于因职业原因可能感染炭疽病的人员，疫苗接种一次，可通过皮肤或皮内注射进行。一年后需再次接种。