1、 炭疽芽孢杆菌炭疽芽孢杆菌 通化市中心医院感染科 张利环1 什么是芽孢杆菌属？ 芽孢杆菌属有212个种和亚种，是一群需氧、能形成芽孢的革兰氏阳性大杆菌。包括：枯草芽孢杆菌属、蜡样芽孢杆菌和炭疽芽孢杆菌。 炭疽芽孢杆菌，俗称炭疽杆菌，它是人类历史上第一个被发现的病原菌。 炭疽其名字来源于希腊词“anthrakos”,因其形成一种特征性的皮肤炭样焦痂而得名。 炭疽杆菌能引起羊、牛、马等动物及人类的炭疽病。第二次世界大战时，炭疽杆菌曾被日本帝国主义作为致死战剂之一；2001年美国发生生物恐怖袭击，通过邮寄含炭疽杆菌的信件导致5人死亡，17人感染。 炭疽为中华人民共和国传染病防治法规定的乙类传染病。2
2、 炭疽的流行现状 炭疽是由炭疽杆菌所致，一种人畜共患的急性传染病。 炭疽散布于世界各地，尤以南美洲、亚洲及非洲等牧区较多见，呈地方性流行，为一种自然疫源性疾病。近年来由于世界各国的皮毛加工等集中于城镇，炭疽也暴发于城市，成为重要职业病之一。 我国是炭疽的高发国家，据资料记载，有三十多个省市自治区（除台湾）曾经不同程度的发生过这种疾病，有时还会引流流行。 目前我国炭疽主要集中在西北西南地区，贵州、新疆、广西、四川、甘肃、云南、西藏、内蒙古、青海等是我国的高发省，每年都有数十甚至上百例病例发生，占全国炭疽病例的90%以上。3 生物学性状 （一）炭疽杆菌是致病菌中最大的革兰阳性粗大杆菌，长510m，
3、宽13m，两端平切，排列如竹节，无鞭毛，不能运动。 新鲜标本直接涂片时，常单个或呈短链；人工培养的成竹节样排列的长链。 在有氧的条件形成芽孢，芽孢椭圆形，位于菌体中央。有毒菌株在机体内或血清的培养基中可形成荚膜。 本菌繁殖体的抵抗力同一般细菌，其芽胞抵抗力很强，在土壤中可存活数十年，在皮毛制品中可生存90年。4 5 生物学性状 （二）培养特性 条件：需氧或兼性厌氧（有氧或无氧均可），最适温度30-35，有毒株，有毒株在在NaHCO3NaHCO3的血脂平板或的血脂平板或5%5%的血清的营养基内，的血清的营养基内，5%5%CO2CO2孵箱培养孵箱培养24-4824-48小时，小时，形成粘液样菌落（
4、有荚膜），而无毒菌株则为粗糙状。形成粘液样菌落（有荚膜），而无毒菌株则为粗糙状。6 7 8 9 10 11 12 13 14 生物学性状 （三）抗原结构结构抗原：1）荚膜多肽抗原：由D谷氨酸多肽组成，由质粒PXO2的基因编码，抗原性单一，较弱。具抗吞噬作用，与细菌毒力有关。 2）菌体多糖抗原：由D-葡萄糖胺和D-半乳糖组成，能耐热，与毒力无关。能产生Ascoli热沉淀反应（抗原在病畜皮毛、腐败脏器中长时间煮沸仍可与相应抗体产生沉淀反应），用于流行病学调查。 3）芽孢抗原 ：由芽孢外膜和皮质组成，是特异性抗原，具有免疫原性，有血清学诊断价值。15 生物学性状 炭疽毒素：包含水肿因子（EF）,保护
5、性抗原（PA）及致死因子（LF）。此复合物由质粒PXO1的基因编码，具有抗吞噬作用和免疫原性。 这三种成分均具有抗原性，不耐热，是致病的物质基础之一，单独作用不致病，当联合2种或三种时才会致病。水肿因子EF为腺苷酸环化酶，保护性抗原PA为菌体蛋白抗原，致死因子LF锌金属氧化物。 EF与PA形成水肿毒素（ET），导致皮肤水肿，肺水肿，出血；LF与PA形成致死毒素(LT),有强于ET的致病致死作用，三者联合时表现出炭疽。16 生物学性状 （四）抵抗力 芽孢抵抗力强，在干燥的室温环境中可存活20年以上，在皮毛中可存活数十年。牧场一旦被污染，芽孢可存活20-20年，经直接日光暴晒100小时、煮沸40分
6、钟、140干热干热3 3小时、小时、110110高压蒸汽高压蒸汽6060分钟、以及浸泡于分钟、以及浸泡于10%10%的甲醛溶液的甲醛溶液1515分钟、新配苯酚（分钟、新配苯酚（5%5%）和）和20%20%含氯石灰溶液数日以上，才含氯石灰溶液数日以上，才能将芽孢杀灭。能将芽孢杀灭。炭疽杆菌对炭疽杆菌对碘特别敏感碘特别敏感，对，对等敏感。等敏感。17 炭疽的发病机制 当一定数量的芽胞进入皮肤破裂处，吞入胃肠道或吸入呼吸道，加上人体抵抗力减弱时，病原菌借其荚膜的保护，首先在局部繁殖，产生大量毒素，导致组织及脏器发生出血性浸润和严重水肿，形成原发性皮肤炭疽、肠炭疽及肺炭疽等。当机体抵抗力降低时致病菌即
7、迅速沿淋巴管及血循环进行全身播散，形成败血症和继发性脑膜炎。皮肤炭疽因缺血及毒素的作用，真皮的神经纤维发生变性，故病灶处常无明显的疼痛感。如人体健康，而进入体内的芽胞量少或毒力低，则可以不发病或出现隐性感染。 炭疽杆菌的致病主要与其毒素中各组分的协同作用有关。炭疽毒素可直接损伤微血管的内皮细胞，使血管壁的通透性增加，导致有效血容量不足；加之急性感染时一些生物活性物质的释放增加，从而使小血管扩张，加重血管通透性，减少组织灌注量；又由于毒素损伤血管内膜，激活内凝血系统及释放组织凝血活酶物质，血液呈高凝状态，故DIC和感染性休克在炭疽中均较常见。此外，炭疽杆菌本身可堵塞毛细血管，使组织缺氧缺血和微循
8、环内血栓形成。18 流行病学 1.传染源：患病的牛、马、羊、骆驼等食草动物是人类炭疽的主要传染源。猪可因吞食染菌青饲料；狗、狼等食肉动物可因吞食病畜肉类而感染得病，成为次要传染源。炭疽患者的分泌物和排泄物也具传染性。 2.传播途径：人感染炭疽杆菌主要通过工业和农业两种方式。接触感染是本病流行的主要途径。皮肤直接接触病畜及其皮毛最易受染，吸入带大量炭疽芽胞的尘埃、气溶胶或进食染菌肉类，可分别发生肺炭疽或肠炭疽。应用未消毒的毛刷，或被带菌的昆虫叮咬，偶也可致病。 3.易感者人群：主要取决于接触病原体的程度和频率。青壮年因职业（农民、牧民、兽医、屠宰场和皮毛加工厂工人等）关系与病畜及其皮毛和排泄物、
9、带芽胞的尘埃等的接触机会较多，其发病率也较高。19 20 炭疽感染的途径21 致病性与免疫性 （一）致病物质 主要是荚膜和炭疽毒素，其致病力取决于生成荚膜和毒素的能力。 荚膜有作用，有利于细菌在 炭疽毒素是造成感染者致病和死亡的主要原因，毒性作用直接损伤微血管内皮细胞，增加血管通透性而形成水肿。22 致病性与免疫性 （二）所致疾病1.皮肤炭疽：最为多见，约占病例的95%，可分炭疽痈和恶性水肿两型。炭疽多见于面、颈、肩、手和脚等裸露部位皮肤，初为丘疹或斑疹，第2日顶部出现水疱，内含淡黄色液体，周围组织硬而肿，第34日中心区呈现出血性坏死，稍下陷，周围有成群小水疱，水肿区继续扩大。第57日水疱坏死
10、破裂成浅小溃疡，血样分泌物结成黑色似炭块的干痂，痂下有肉芽组织形成为炭疽痈。周围组织有非凹陷性水肿。黑痂坏死区的直径大小不等，自12cm至56cm，水肿区直径达520cm，坚实、疼痛不著、溃疡不化脓等为其特点。继之水肿渐退，黑痂在12周内脱落，再过12周愈合成疤。发病12日后出现发热、头痛、局部淋巴结肿大及脾肿大等。23 致病性与免疫性 （二）所致疾病 潜伏期15日，最短仅12小时，最长12日。临床可分以下五型。 1.皮肤炭疽1、皮肤炭疽：少数病例局部无黑痂形成而呈现大块状水肿，累及部位大多为组织疏松的眼睑、颈、大腿等，患处肿胀透明而坚韧，扩展迅速，可致大片坏死。全身毒血症明显，病情危重，若治
11、疗贻误，可因循环衰竭而死亡。如病原菌进入血液，可产生败血症，并继发肺炎及脑膜炎。24 皮肤炭疽表现25 皮肤炭疽图片26 致病性和免疫性 2.肺炭疽 大多为原发性，由吸入炭疽杆菌芽胞所致，也可继发于皮肤炭疽。起病多急骤，但一般先有24日的感冒样症状，且在缓解后再突然起病，呈双相型。临床表现为寒战、高热、气急、呼吸困难、喘鸣、发绀、血样痰、胸痛等，有时在颈、胸部出现皮下水肿。肺部仅闻及散在的细湿啰音，或有脑膜炎体征，体征与病情严重程度常不成比例。患者病情大多危重，常并发败血症和感染性休克，偶也可继发脑膜炎。若不及时诊断与抢救，则常在急性症状出现后2448小时因呼吸、循环衰竭而死亡。27 肺炭疽感
12、染示意图28 肺炭疽图片29 肺炭疽的胸片30 致病性与免疫性 （二）所致疾病 3.肠炭疽可表现为急性胃肠炎型和急腹症型。前者潜伏期1218小时，同食者可同时或相继出现严重呕吐、腹痛、水样腹泻，多于数日内迅速康复。后者起病急骤，有严重毒血症症状、持续性呕吐、腹泻、血水样便、腹胀、腹痛等，腹部有压痛或呈腹膜炎征象，若不及时治疗，常并发败血症和感染性休克而于起病后34日内死亡。31 消化道炭疽感染示意图32 致病性和免疫性 （二）所致疾病 4.脑膜型炭疽 大多继发于伴有败血症的各型炭疽，原发性偶见。临床症状有剧烈头痛、呕吐、抽搐，明显脑膜刺激征。病情凶险，发展特别迅速，患者可于起病24日内死亡。脑
13、脊液大多呈血性。33 致病性和免疫性 （二）所致疾病 5.败血型炭疽 多继发于肺炭疽或肠炭疽，由皮肤炭疽引起者较少。可伴高热、头痛、出血、呕吐、毒血症、感染性休克、DIC（弥散性血管内凝血）等。34 致病性和免疫性 （三）免疫性 感染炭疽芽孢杆菌后可获得持续免疫力。 一般认为与机体针对炭疽毒素保护性抗原产生的保护性抗体及吞噬功能增强有关。35 实验室检查 1.周围血象：白细胞总数大多增高（1020）109/L，少数可高达（6080）109/L，分类以中性粒细胞为高。 2.涂片检查：取水疱内容物、病灶渗出物、分泌物、痰液、呕吐物、粪便、血液及脑脊液等作涂片，可发现病原菌，涂片中发现病原菌时可作革
14、兰或荚膜染色，亦可作各种特异性荧光抗体（抗菌体，抗荚膜、抗芽胞、抗噬菌体等）染色检查。 3.培养：检材应分别接种于血琼脂平板、普通琼脂平板、碳酸氢钠平板。血标本应事先增菌培养。如见可疑菌落，则根据生物学特征及动物试验进行鉴定，如青霉素串珠和抑制试验、噬菌体裂解试验等。 4.动物接种：取患者的分泌物、组织液或所获得的纯培养物接种于小白鼠或豚鼠等动物的皮下组织，如注射局部处于24小时出现典型水肿，动物大多于3648小时内死亡，在动物内脏和血液中有大量具有荚膜的炭疽杆菌存在。36 实验室检查 5.鉴定试验：用以区别炭疽杆菌与各种类炭疽杆菌（枯草杆菌、蜡样杆菌、蕈状杆菌、嗜热杆菌等），主要有串珠湿片法
15、、特异性荧光抗体（抗菌体、抗荚膜、抗芽胞、抗噬菌体等）染色法，W噬菌体裂解试验、碳酸氢钠琼脂平板CO2培养法、青霉素抑制试验、动物致病试验、荚膜肿胀试验、动力试验、溶血试验、水杨酸苷发酵试验等。 6.免疫学试验：有间接血凝法，ELISA（酶联免疫吸附实验）法、酶标-SPA法、荧光免疫法等，用以检测血清中的各种抗体，特别是荚膜抗体及血清抗毒性抗体，一般用于回顾性诊断和流行病学调查之用。阿斯可里沉淀试验，对已腐败或干涸的标本，作细菌培养有困难时可采用本试验。37 微生物学检查 采集：取皮肤炭疽早期的水疱、脓疱内容物，晚期的血液，肺炭疽的痰，肠炭疽的粪便以及病人的血液等送检。采集时要注意个人防护。
16、取渗出物、血液涂片进行革兰氏染色观察形态及荚膜特征，可以初步帮助诊断。 分离培养与鉴定：将标本接种于血琼脂平板和碳酸氢钠琼脂平板进行分离培养，37.0孵育12-15小时，钩取可疑菌落，进行青霉素串珠试验，噬菌体裂解试验。 荚膜肿胀试验和小白鼠致病力试验等与其他需氧芽孢杆菌进行鉴别确定。38 炭疽的诊断 患者如与牛、马、羊等有频繁接触的农牧民、工作与带芽胞尘埃环境中的皮毛接触，皮革加工厂的工人等，对本病诊断有重要参考价值。皮肤炭疽具一定特征性，一般不难作出诊断。确诊有赖于各种分泌物、排泄物、血、脑脊液等的涂片检查和培养。涂片检查最简便，如找到典型而具荚膜的大杆菌，则诊断即可基本成立。荧光抗体染色
17、、串珠湿片检查、特异噬菌体试验、动物接种等可进一步确立诊断。39 炭疽的鉴别诊断 皮肤炭疽须与痈、蜂窝织炎、恙虫病的焦痂、兔热病的溃疡等相鉴别。 肺炭疽需与各种肺炎、肺鼠疫相鉴别。 肠炭疽需与急性菌痢及急腹症相鉴别。 脑膜炎型炭疽和败血症型炭疽应与各种脑膜炎、蛛网膜下腔出血和败血症相鉴别。40 炭疽的治疗 1.对症治疗：对患者应严格隔离，对其分泌物和排泄物按芽胞的消毒方法进行消毒处理。必要时于静脉内补液，出血严重者应适当输血。皮肤恶性水肿者可应用肾上腺皮质激素，对控制局部水肿的发展及减轻毒血症有效，一般可用氢化可的松，短期静滴，但必须在青霉素的保护下采用。有DIC者，应及时应用肝素、双嘧达莫（
18、潘生丁）等。 2.局部治疗：对皮肤局部病灶除取标本作诊断外，切忌挤压，也不宜切开引流，以防感染扩散而发生败血症。局部可用1：2000高锰酸钾液洗涤，敷以四环素软膏，用消毒纱布包扎。 3.病原治疗：青霉素首选，对皮肤炭疽，青霉素240万-320万单位，分3-4次肌注，疗程710日。对肺炭疽、肠炭疽、脑膜炎型及败血症型炭疽应作静脉滴注，剂量每日1000万U以上，分四次静点，并同时合用氨基糖苷类，疗程需延长至23周以上。 对青霉素过敏者可采用环丙沙星、四环素、链霉素、红霉素及氯霉素等抗生素。抗炭疽血清治疗目前已少用。对毒血症严重者除抗生素治疗外，可同时应用抗炭疽血清肌注或静脉注射，应用前需作皮试。4
19、1 炭疽的预防 （一）管理传染源：病人应隔离至创口愈合，痂皮脱落或症状消失，分泌物或排泄物培养2次阴性（相隔5日）为止。严格隔离病畜，不用其乳类。死畜严禁剥皮或煮食，应焚毁或加大量生石灰深埋在地面2m以下。 （二）切断传播途径：必要时封锁疫区。对病人的衣服、用具、废敷料、分泌物、排泄物等分别采取煮沸、漂白粉、环氧乙烷、过氧乙酸、高压蒸气等消毒灭菌措施。用Ascoli沉淀试验检验皮毛、骨粉等样品，对染菌及可疑染菌者应予严格消毒。畜产品加工厂须改善劳动条件，加强防护设施，工作时要穿工作服、戴口罩和手套。 （三）保护易感者 1.加强卫生宣教养成良好卫生习惯，防止皮肤受伤，如有皮肤破损，立即涂搽3%5%碘酒，以免感染。 2.健畜和病畜宜分开放牧，对接触病畜的畜群进行减毒活疫苗接种。 3.对从事畜牧业、畜产品收购、加工、屠宰业等工作人员和疫区人群，每年接种炭疽杆菌减毒活菌苗1次。目前采用皮上划痕法，每次用菌苗0.1ml，滴于上臂外侧皮肤，划一“井”字即可。四联菌苗（炭疽杆菌、土拉杆菌、鼠疫杆菌和布氏杆菌）也已证明有效。密切接触者应留验8日，必要时早期应用青霉素、四环素等，对疑似患者可采取同一措施。42 43
