炭疽杆菌
简介
炭疽杆菌属于需氧芽孢杆菌属,能引起羊、牛、马等动物及人类的炭疽病。炭疽杆菌的自然宿主包括草食性野生动物(象、鹿、羚羊等)和家畜(牛、羊、马、驴和骆驼等)。人类自然感染主要是因为接触污染的动物尸体和皮毛,接触被感染动物污染的土壤;也可因食用加热不充分的病畜肉导致肠炭疽或吸入带有芽孢的尘埃引起肺炭疽。另一种重要的感染途径就是生物武器袭击,以气溶胶方式散布的炭疽芽孢能够同时大面积污染空气、水源、食物。以感染途径不同可分为皮肤型、肠型和肺型3种炭疽。皮肤型炭疽是通过皮肤损伤而感染的;肠型炭疽是通过胃肠黏膜损伤而致;肺型炭疽是通过吸入炭疽芽孢所致。潜伏期一般为12小时至12天,平均2~5天,3种类型的炭疽均有可能致死,但如果早期治疗及时,80%的皮肤型炭疽能恢复正常。
历史
德国医师兼科学家罗伯·柯霍(Heinrich Hermann Robert Koch)首先于1870年分离出造成炭疽病的细菌,此项研究亦于十九世纪后期,首度证明微生物具有造成疾病的能力,在一系列开创性的实验中,他揭开炭疽杆菌的生活史和传播途径,不仅增进医学对炭疽的认识,更阐明微生物在疾病中所扮演的重要角色,在当时科学界,却认为生命的来源,在自然发生论和细胞理论之间争论不已。柯霍进一步研究其他疾病致病机转,于1905年因研究结核杆菌获得诺贝尔生理学或医学奖,因此今日生物相关学科将罗伯·柯霍视为细菌学之父。
炭疽杆菌炭疽芽孢杆菌的显微照片(品红 - 亚甲基蓝孢子染色)
感染过程
炭疽孢子先被局限并且受到免疫系统专门用来对付侵入者的吞噬作用吞食,在吞噬细胞内,孢子转变为杆菌,开始大量复制并且最后胀破被寄生的细胞,释放大量细菌进入血液循环,并释放具有三部分的毒素,包括保护细菌的荚膜成分、炭疽毒素、水肿因子及致死因子,攻击许多特定的细胞和组织。
研究者认为致死因子可能造成巨噬细胞制造过多的肿瘤坏死因子α和第一介白质β,这两种免疫系统经常用来引发发炎反应的介质,最终导致败血性休克、甚或死亡;然而近年研究证据指出,炭疽杆菌也会针对血管最内层的内皮细胞,造成类似出血的血管细缝,将可进一步成为缺血性休克,而非败血性休克。
预防和治疗
目前已经开发了许多炭疽疫苗,用于家畜和人类的预防。炭疽吸附疫苗(AVA)可以保护以免经皮肤或吸入炭疽菌而得病。然而,该疫苗仅用于对暴露于炭疽菌前有风险的成年人,而在暴露后并未被批准使用。炭疽杆菌感染可以用β-内酰胺抗生素例如青霉素,以及对革兰氏阳性菌具有活性的其它抗生素治疗。耐青霉素的炭疽芽孢杆菌可以用氟喹诺酮治疗例如环丙沙星或四环素抗生素如多西环素。
炭疽吸附疫苗起源于150年代所做的研究,并于1970年首次被许可用于人类。在美国,疫苗的主要购买者是国防部和卫生与人类服务部。
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