炭疽杆菌:一種細菌-中文百科頻道

概念

炭疽杆菌也稱炭疽芽孢杆菌（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杆菌。該菌主要引起皮膚炭疽、肺炭疽或腸炭疽等病。炭疽杆菌一直是生命科學的研究熱點之一。

曆史

德國醫師兼科學家羅伯特·科赫首先于1870年分離出導緻炭疽病的細菌，此項研究亦于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，他揭開炭疽杆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緻病機制，于1905年因研究結核杆菌獲得諾貝爾生理學或醫學獎，被視為細菌學之父。

生特學特點

形态染色

為兩端平切，呈竹節狀長鍊的革蘭氏陽性粗大竹節狀杆菌，體内形成莢膜，體外形成芽孢，芽孢呈橢圓形位于菌體中央。營養要求不高，抵抗力非常強。

抗原結構

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杆菌作用，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酰基葡萄糖胺和D半乳糖組成，能耐熱，與毒力無關。這種抗原沒有特異性，能與其他需氧芽胞杆菌，肺炎球菌14型及人類A血型物質發生交叉反應。能産生Ascoli熱沉澱反應（抗原在病畜皮毛、腐敗髒器中長時間煮沸仍可與相應抗體發生沉澱反應），用于流行病學調查。

3.芽胞抗原有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．外毒素複合物炭疽杆菌具有外毒素，包含水腫因子，保護性抗原（因子）及緻死因子。此複合物具有抗吞噬作用和免疫原性。三種成份均具有抗原性，不耐熱，是緻病的物質基礎之一，單獨作用不緻病，當聯合兩種或三種時才會緻病。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，緻死因子LF為鋅金屬氧化酶。EF與PA形成ET，導緻皮膚水腫、肺水腫、出血；LF與PA形成LT，有強于ET的緻病緻死作用；三者聯合時表現出炭疽及其中毒症狀。

培養特性

1、需氧或兼性厭氧。

2、在普通瓊脂平闆上培養24小時，可形成灰白色菌落，表面粗糙、扁平、幹燥、邊緣不整齊。呈卷發狀。

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、炭疽芽孢杆菌在血瓊脂平闆上的形态為：灰白色、半透明、中等大小、常不規則、玻璃樣、周圍無溶血環。

免疫性

注射炭疽外毒素中保護性抗原于機體，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。

抵抗力

炭疽芽孢可在土壤，污水和皮毛上多年不死，在幹燥狀态下可存活20—30年。

感染過程

炭疽孢子先被局限并且受到免疫系統專門用來對付侵入者的吞噬作用吞食，在吞噬細胞内，孢子轉變為杆菌，開始大量複制并且最後脹破被寄生的細胞，釋放大量細菌進入血液循環，并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、水腫因子及緻死因子，攻擊許多特定的細胞和組織。

研究者認為緻死因子可能造成巨噬細胞制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，最終導緻敗血性休克、甚或死亡；然而研究證據進一步指出，炭疽杆菌也會針對血管最内層的内皮細胞，造成類似出血的血管細縫，将可進一步成為缺血性休克，而非敗血性休克。

所緻疾病

1、炭疽杆菌主要是羊、牛等食草動物的病原菌。

2、皮膚炭疽最常見，多發生于屠宰、制革或毛刷工人及飼養員。該菌由體表破損處進入體内，開始在入侵處形成水疖、水疱、膿疱、中央部呈黑色壞死，周圍有浸潤水腫、如不及時治療，細菌可進一步侵入局部淋巴結或侵入血流，引起敗血症死亡。

3、縱隔障炭疽少見，由吸入病菌芽胞所緻，多發生于皮毛工人，病死率高。病初似感冒，進而出現嚴重的支氣管肺炎，可在2～3天内死于中毒性休克。

4、腸炭疽由食入病獸肉制品所緻，以全身中毒症狀為主，并有胃腸道潰瘍、出血及毒血症，發病後2～3日内死亡。

上述疾病若引起敗血症時，可繼發“炭疽性腦膜炎”。炭疽杆菌的緻病性取決于莢膜和毒素的協同作用。

預防

抗菌防治

青黴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。

特異防治

預防人類炭疽首先應防止家畜炭疽的發生。家畜炭疽感染消滅後，人類的傳染源也随之消滅。

中國使用的炭疽活疫菌，作皮上劃痕接種，免疫力可維護半年至一年。

美研究用炭疽杆菌治療癌症

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拟腫瘤生長狀态的老鼠，通過在老鼠身上注射這種經過改良的炭疽杆菌毒素後發現，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杆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杆菌毒素影響的是黑色毒瘤，結腸腫瘤和乳腺癌等。由于炭疽杆菌具有相當大的危險性，稍有不慎将有可能導緻一些難以想像的後果，因此科學家也同時指出，使用炭疽杆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。