炭疽病

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炭疽(anthrax)是由炭疽杆菌所致,一种人畜共患的急性传染病。人因接触病畜及其产品及食用病畜的肉类而发生感染。临床上主要表现为皮肤坏死、溃疡、焦痂和周围组织广泛水肿及毒血症症状,偶可引致肺、肠和脑膜的急性感染,并可伴发败血症。

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炭疽病 - 简介

炭疽病炭疽病

炭疽病,曾被作为生物武器,是一种叫做炭疽芽孢杆菌细菌引起的人兽共患性传染病,主要发生在牛、马、羊等以草为食的动物中间,人一般是通过接触动物或动物制品被感染。中国的西北和西南地区省份几乎每年都会发生动物间和人间炭疽。 多数情况下,总是牛、马、羊等食草动物首先感染,患病动物的血液、粪尿排泄物,乳汁,病死畜的内脏、骨骼直接感染人类或污染环境,是感染的重要来源。炭疽芽孢杆菌被动物排到外环境以后,可以形成芽孢,芽孢具有极强的抵抗力,能够在外环境主要是土壤里存活许多年。由于对炭疽死亡动物尸体处理不善,往往造成外环境严重污染,遗留后患。污染的动物制品如皮毛等也可以作为传染源。[1] 炭疽病在1850年由法国人发现并且证实。2006年7月,一位英国艺术家因接触未经处理之动物皮革,成为该国30年来首位死于炭疽的病人。[2]

炭疽病 - 诊断

患者的职业、工作和生活情况,如与牛、马、羊等有频繁接触的农牧民、工作于带芽孢尘埃环境中的皮毛、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。有关工厂工人发生呼吸道感染时,尤其当症状与体征不相称时应提高警惕,需想到肺炭疽的可能。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、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。

炭疽病 - 病原学

炭疽杆菌(Bacillus anthracis)系一需氧或兼性厌氧、无鞭毛的粗大杆菌,长4~8μm,宽1~1.5μm;菌体两端平削呈竹节状长链排列,革兰氏染色阳性。在人体内有荚膜形成并具较强致病性,无毒菌株不产生荚膜。炭疽杆菌生活力强,在一般培养基上生长良好。炭疽杆菌繁殖体于56℃2小时、75℃1分钟即可被杀灭。常用浓度的消毒剂也能迅速杀灭。

在体外不适宜的环境下可形成卵圆形的芽孢。芽孢的抵抗力极强,在自然条件或在腌渍的肉中能长期生存。在皮毛上能存活数年。经直接日光曝晒100小时、煮沸40分钟、140℃热3小时、110℃高压蒸汽60分钟,以及浸泡于10%福尔马林液15分钟、新配石炭酸溶液(5%)和20%漂白粉溶液数日以上,才能将芽孢杀灭。 炭疽杆菌的抗原组成有荚膜抗原菌体抗原 、保护性抗原及芽孢抗原四种。荚膜抗原是一种多肽,能抑制调理作用,与细菌的侵袭力有关,也能抗吞噬;菌体抗原虽无毒性,但具种特异性;保护性抗原具有很强的免疫原性;芽孢抗原有免疫原性及血清学诊断价值。

炭疽杆菌繁殖体能分泌炭疽毒素,此毒素由第Ⅰ因子(水肿因子,EF)、第Ⅱ因子(保护性抗原,PA)及第Ⅲ因子(致死因子,LF)所组成的复合多聚体。3种成分个别注入动物体内均无毒性,但保护性抗原加水肿因子或致死因子则可分别引起水肿、坏死或动物死亡。

炭疽病 - 发病机理

炭疽病炭疽病
当一定数量的芽孢进入皮肤破裂处,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、严重水肿,形成原发性皮肤炭疽、肠炭疽肺炭疽等。或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环内血栓形成。

炭疽病 - 病理改变

炭疽的主要病理为各脏器、组织的出血性浸润、坏死和水肿。皮肤炭疽局部呈痈样病灶,四周为凝固性坏死区,皮肤组织呈急性浆液性出血性炎症,间质水肿显著。末梢神经的敏感性因毒素作用而降低,故局部疼痛不著。肺炭疽呈现出血性支气管炎 、小叶性肺炎及梗死区,纵隔高度胶冻样水肿,支气管及纵隔淋巴结高度肿大,并有出血性浸润,胸膜及心包亦可累及。肠炭疽的病变主要分布于小肠,肠壁呈局限性痈样病灶及弥漫性出血性浸润,病变周围肠壁有高度水肿及出血,肠系膜淋巴结肿大;腹腔内有浆液性血性渗出液,内有大量致病菌。脑膜受累时,硬脑膜和软脑膜均极度充血、水肿,蛛网膜下腔除广泛出血外,并有大量菌体和炎症细胞浸润。有败血症时,全身其他组织及脏器均有广泛出血性浸润、水肿及坏死,并有、肾浊肿及脾肿大。

炭疽病 - 流行病学

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,

炭疽病炭疽曾大闹美国
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。新中国成立后由于卫生防疫工作的积极开展,本病在中国国内的发病率已逐渐下降。

 (一)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。炭疽病人的分泌物和排泄物也具传染性。

(二)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,吸入带大量炭疽芽孢的尘埃、气溶胶或进食染菌肉类,可分别发生肺炭疽、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。

(三)易感者 人群普遍易感,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、带芽孢的尘埃等的接触机会较多,其发病率也较高。病后免疫力持久与否尚无定论,有再感染的例子。全年均有发病,7~9月为高峰。吸入型多见于冬春季。

炭疽病 - 临床表现

潜伏期1~5日,最短仅12小时,最长12日。临床可分以下五型。

炭疽病莙荙菜炭疽病
(一)皮肤炭疽 最为多见,约占95%,可分炭疽痈和恶性水肿两型。炭炭疽多见于面、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3~4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5~7日水疱坏死破裂成浅小溃疡,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1~2cm至5~6cm,水肿区直径可达5~20cm,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1~2周内脱落,再过1~2周愈合成疤。发病1~2日后出现发热头痛 、局部淋巴结肿大及脾肿大等。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。
 
(二)肺炭疽 大多为原发性,由吸入炭疽杆菌芽孢所致,也可继发于皮肤炭疽。起病多急骤,但一般先有2~4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、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24~48小时因呼吸、循环衰竭而死亡。

(三)肠炭疽 临床症状不一,可表现为急性胃肠炎型和急腹症型。前者潜伏期12~18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3~4日内死亡。

(四)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2~4日内死亡。脑脊液大多呈血性。

(五)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等。

炭疽病 - 辅助检查

(一)周围血象 白细胞总数大多增高,一般在1万~2万/mm3 ,少数可高达6万~8万/mm3 ,分类以中性粒细胞为高。

(二)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,先加1∶1000升汞固定,以破坏芽孢,染色后可发现有荚膜的典型竹节状大杆菌。


(三)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。检材明显污染者可先加热65℃30分钟以消灭杂菌,并于肉汤内增菌4小时后接种于平板。如见可疑菌落,则根据生物学特征及动物试验进行鉴定。


(四)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24h出现典型水肿、出血者为阳性反应,动物大多于36~48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。分离出的可疑炭疽杆菌应用鉴定试验。

(五)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、特异性荧光抗体(抗菌体、抗荚膜、抗芽孢、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G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。

上述各种检查宜在有专门防护的实验室内进行。

(六)免疫学试验 有间接血凝法,ELISA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,一般供追溯性诊断和流行病学调查之用。Ascoli沉淀试验主要用以检验动物脏器、皮、毛等是否染菌,但本法常出现假阳性,对其结果判断应慎重。

炭疽病 - 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。脑膜炎型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。

炭疽病 - 治疗

炭疽病美国发现第二例炭疽热患者(查看更多图片
(一)一般及对症治疗 本病患者应严格隔离,对其分泌物和排泄物按芽孢的消毒方法进行消毒处理。给高热量流质或半流质,必要时于静脉内补液,出血严重者应适当输血。皮肤恶性水肿患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100~200mg/日短期静滴,但必须在青霉素G的掩护下采用。有DIC者,应及时应用肝素、潘生丁等。

(二)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。

(三)病原治疗 以青霉素G为首选。对皮肤炭疽,成人每日160~320万U,分次肌注,疗程7~10日。对肺炭疽、肠炭疽、 脑膜炎 型及败血症型炭疽,每日剂量应增至1000万~2000万U,作静脉滴注,并同时合用氨基糖甙类(链霉素、庆大霉素、卡那霉素等),疗程需延长至2~3周以上。

对青霉素G过敏 者可采用四环素或氯霉素,每日成人剂量2g,4次分服。强力霉素也有效,成人每日200mg~300mg;环丙沙星500mg,每日2次;红霉素成人每日1.5g,疗程同上。

抗炭疽血清治疗目前已少用。如有供应,则对毒血症严重患者除抗生素治疗外,可同时应用抗炭疽血清肌注或静脉注射,第1日100ml,第2~3日各30~50ml,应用前需作皮试

炭疽病 - 预防

美国著名的反生化恐怖主义专家阿利比克指出,可以在打开信件前用蒸汽熨斗杀死病菌。而且一定要保证有蒸汽,因为炭疽热孢子可以在干热的环境下生存。炭疽病菌没有传染性,不会由一个人传染给其它人,所以更容易控制和调查感染源。首先是注意可疑的包裹和信件,其次就是要多洗手,跟预防其它病菌没有什么两样。[3]
 
(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、高压蒸汽等消毒灭菌措施。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。

国外采用保护性抗原作 预防接种 ,第一年肌注3次,各相隔3周,6个月后接种第4次,继每年加强注射1次,每次均为0.5ml。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。

炭疽病 - 预后

本病的预后视临床类型、诊断与治疗是否及时而不同。皮肤炭疽的病死率已降低为1%左右,但位于颈部、面部、并发败血症或属于恶性水肿型的皮肤炭疽预后较差。肠炭疽的急腹症型、肺炭疽、脑膜炎型炭疽、败血症型炭疽等,由于病情发展迅速而又较难及早确诊,故病死率可高达90%以上,患者常于发病后数日内死亡。

炭疽病 - 生物战争

炭疽致死率高,因此炭疽芽孢曾多次被用作生物战争的武器,最早可溯源至第二次世界大战日本运用130公斤的炭疽杆菌,在中国透过731部队进行人体试验。

1942年,英国美国曾借实验之名义,在英国苏格兰地区的Gruinard岛使用炭疽研发生物武器,造成4公顷土地污染。1978年,罗德西亚政府曾于黑人国家主义者对战时使用炭疽在牛和人身上。

1979年,前苏联的某军事研究中心自实验室外泄至附近数公里内的叶卡捷琳堡发生肺炭疽流行,造成68人死亡,是史上最大一次人群中的炭疽流行,由于该次事件死者全为男性,引发西方国家猜测苏联政权已研发出性别专一的武器,而苏联政府则公开指责事件肇因于食用不洁之肉品,并下令射杀所有流浪狗,也有一项专为18至55岁居民而设的自愿撤离计划。为自圆其说,苏维埃医疗、法律期刊则刊载成一次误食肉类所致之人类肠胃炭疽以及误触病畜造成人类皮肤炭疽的事件,所有相关医疗和公共卫生纪录都由苏联国家安全委员会没收。1986年,美国政府获准介入调查,发现此次事件肇因于来自军事武器工厂的吸入性炭疽。1992年,俄罗斯总统叶利钦声称他“万分确定”苏联于违反1972年生物武器公约一事属实,终于将相关内容提交至联合国,但实际上仅公布军事工厂资料,毫无生物武器的任何讯息。

1990年伊拉克波斯湾战争威胁使用此项细菌武器,并附加在炸弹飞弹等武器中。

1993年日本国内真理教人士,亦曾利用炭疽制造恐怖事件,虽未成功,却引发全日本的恐慌。事实上有十余个国家军事工厂都拥有这种病菌,仰赖分子生物学的进步,此项生物武器得以改良战争效果,前苏联甚至制造出多重抗药性的菌种,以及毒性更强大的变异品系。

生物恐怖主义者,曾于2001年透过邮件,寄送高品质的炭疽芽孢粉末到美国,这些事件还诱发多起类似的恶作剧,后续有高中生进行科学实验,发现加热至华氏400度以上(也就是摄氏200度以上),5分钟以上即可破坏普通信封中的炭疽芽孢。

相关文献

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参考资料:
[1]^引用日期:2012-08-15
[2]^引用日期:2012-08-15
[3]^引用日期:2012-08-15

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