炭 疽
炭疽(anthrax)是由炭疽杆菌所致的人畜共患传染病。原系食草动物(羊、牛、马等)的传染病,人因接触这些病畜及其产品或食用病畜的肉类而被感染。临床上主要表现为局部皮肤坏死及特异的黑痂,或表现为肺部、肠道及脑膜的急性感染,有时伴有炭疽杆菌性败血症。
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| 显微镜下的炭疽杆菌 | 芽孢结构模式图 |
[病原学]
炭疽杆菌为革兰阳性粗大杆菌,长5~10μm,宽1~3μm,两端平切,排列如竹节,无鞭毛,不能运动。在人及动物体内有荚膜,在体外不适宜条件下形成芽胞。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。煮沸40分钟、140℃干热3小时、高压蒸气10分钟、20%漂白粉和石灰乳浸泡2日、5%石碳酸24小时才能将其杀灭。在普通琼脂肉汤培养基上生长良好。本菌致病力较强。
炭疽杆菌主要有4种抗原:①荚膜多肽抗原,有抗吞噬作用。②菌体多糖抗原,有种特异性。③芽胞抗原。④保护性抗原,为一种蛋白质,是炭疽毒素的组成部分。有毒株产生的毒素有3种,除保护性抗原外,还有水肿毒素,致死因子。
[流行病学]
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猴子脾脏上炭疽杆菌(图1) |
猴子脾脏上炭疽杆菌(图2) |
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猴子脾脏上炭疽杆菌(图3) |
猴子脾脏上炭疽杆菌(图4) |
(一)传染源 主要为患病的食草动物,如牛、羊、马、骆驼等,其次是猪和狗,它们可因吞食染菌食物而得病。人直接或间接接触其分泌物及排泄物可感染。炭疽病人的痰、粪便及病灶渗出物具有传染性。
(二)传播途径
1.经皮肤粘膜 由于伤口直接接触病菌而致病。病菌毒力强可直接侵袭完整皮肤。
2.经呼吸道 吸入带炭疽芽胞的尘埃、飞沫等而致病。
3.经消化道 摄入被污染的食物或饮用水等而感染。
(三)人群易感性 人群普遍易感,但多见于农牧民、屠宰、皮毛加工,兽医及实验室人员。发病与否与人体的抵抗力有密切关系。
(四)流行特征 在动物和人群间发病有一定关系,造成家畜流行的诸因素也与人群中流行的因素有关。本病世界各地均有发生,夏秋发病多。
[发病原理与病理变化]
炭疽杆菌从损伤的皮肤、胃肠粘膜及呼吸道进入人体后,首先在局部繁殖,产生毒素而致组织及脏器发生出血性浸润、坏死和高度水肿,形成原发性皮肤炭疽、肠炭疽的肺炭疽等。当机体抵抗力降低时,致病菌即迅速沿淋巴管及血管向全身扩散,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化,故病灶处常无明显的疼痛感。炭疽杆菌的毒素可直接损伤血管的内皮细胞,使血管壁的通透性增加,导致有效血容量减少,微循环灌注量下降,血液呈高凝状态,出现DIC和感染性休克。
本病主要病理改变为各脏器、组织的出血性浸润、坏死和水肿。皮肤炭疽呈痈样病灶,皮肤上可见界限分明的红色浸润,中央隆起呈炭样黑色痂皮,四周为凝固性坏死区。镜检可见上皮组织呈急性浆液性出血性炎症,间质水肿显著,组织结构离解,坏死区及病灶深处均可找到炭疽杆菌。
肠炭疽病变主要在小肠。肠壁呈局限性痈样病灶及弥漫出血性浸润。病变周围肠壁有高度水肿及出血,肠系膜淋巴结肿大,腹膜也有出血性渗出,腹腔内有浆液性含血的渗出液,内有大量致病菌。
肺炭疽呈出血性气管炎、支气管炎、小叶性肺炎或梗死区。支气管及纵膈淋巴结肿大,均呈出血性浸润,胸膜与心包亦可受累。
脑膜炭疽的软脑膜及脑实质均极度充血、出血及坏死。大脑、桥脑和延髓等组织切面均见显著水肿及充血。蛛网膜下腔有炎性细胞浸润和大量菌体。
炭疽杆菌败血症患者,全身各组织及脏器均为广泛性出血性浸润、水肿及坏死,并有肝、肾浊肿和脾肿大。
[临床表现]
潜伏期一般为1~5日,也有短至12小时,长至2周。
皮肤炭疽 约占98%,病变多见于面、颈、肩、手和脚等裸露部位皮肤。初为斑疹或丘疹,次日出现水疱,内含淡黄色液体,周围组织硬而肿胀。第3~4日中心呈现出血性坏死稍下陷,四周有成群小水泡,水肿区继续扩大。第5~7日坏死区溃破成浅溃疡,血样渗出物结成硬而黑似炭块状焦痂,痂下有肉芽组织生成(即炭疽痈)。焦痂坏死区直径大小有等,其周围皮肤浸润及水肿范围较大。由于局部末梢神经受压而疼痛不著,稍有痒感,无脓肿形成,这是炭疽的特点。以后随水肿消退,黑痂在1~2周内脱落,逐渐愈合成疤。起病时出现发热(38~39℃)头痛、关节痛、周身不适以及局部淋巴结和脾肿大等。
少数病例局部无黑痂形成而呈大块状水肿(即恶性水肿),其扩展迅速,可致大片坏死,多见于眼睑、颈、大腿及手等组织疏松处。全身症状严重,若贻误治疗,预后不良。
肺炭疽 多为原发性,也可继发于皮肤炭疽。可急性起病,轻者有胸闷、胸痛、全身不适、发热、咳嗽、咯粘液痰带血。重者以寒战、高热起病,由于纵膈淋巴结肿大、出血并压迫支气管造成呼吸窘迫、气急喘鸣、咳嗽、紫绀、血样痰等。肺部仅可闻及散在的细小湿罗音或有胸膜炎体征。肺部体征与病情常不相符。X线见纵膈增宽、胸水及肺部炎症。
肠炭疽 可表现为急性肠炎型或急腹症型。急性肠炎型潜伏期12~18小时。同食者相继发病,似食物中毒。症状轻重不一,发病时突然恶心呕吐、腹痛、腹泻。急腹症型患者全身中毒症状严重,持续性呕吐及腹泻,排血水样便,腹胀、腹痛,有压痛或呈腹膜炎征象,常并发败血症和感染性休克。如不及时治疗常可导致死亡。
脑膜炭疽(炭疽性脑膜炎) 多为继发性。起病急骤,有剧烈头痛、呕吐、昏迷、抽搐,明显脑膜刺激症状,脑脊液多呈血性,少数为黄色,压力增高,细胞数增多。病情发展迅猛,常因误诊得不到及时治疗而死亡。
[诊断]
(一)流行病学资料 结合患者职业、工作和生活情况,如与食草动物密切接触的农、牧、民、皮毛、皮革加工工人。或在疫区生活或敌人可能施放生物战剂的环境中停留者。
(二)临床表现 根据病史,结合临床各型的特征,作出临床诊断。
(三)实验室检查
1.血象 白细胞计数大多增高,一般10~20×109/L,少数可高达60~80×109/L,分类以中性粒细胞为主。
2.细菌学检查 取不同临床类型的病灶渗出物、分泌物、呕吐物、痰、粪、血及脑脊液等作涂片或培养,可以发现病原菌。亦可取分泌物、组织液或所获得的纯培养物接种兔、豚鼠、小白鼠等动物的皮下组织。注射处于24小时内出现典型水肿、出血者为阳性反应,动物多于36~48小时死亡,在动物血、组织液及各脏器中可找到病原菌。
3.血清学检查 琼脂扩散试验、间接血凝试验、补体结合试验及炭疽环状沉淀试验(Ascolis’test)等有助于诊断。
[鉴别诊断]
(一)皮肤炭疽须与痈、蜂窝组织炎、恙虫病、皮肤白喉、兔热病及腺鼠疫等进行鉴别。
(二)肺炭疽早期与一般上呼吸道感染相似,至急剧出现呼吸障碍,其中毒症状远较大叶性肺炎严重,肺部X线检查有助于区别,但须与肺鼠疫相鉴别。
(三)肠炭疽常以急腹症或急性胃肠炎的症状出现,应与急性菌痢及急腹症等加以鉴别。
(四)炭疽杆菌脑膜炎须与蛛网膜下腔出血及其他化脓性脑膜炎相鉴别。
[治疗]
(一)一般治疗 患者应严密隔离,卧床休息。污染物或排泄物严格消毒或焚毁。多饮水及予以流食或半流食,对呕吐、腹泻或进食不足者给予适量静脉补液。对有出血、休克和神经系统症状者,应给予相应处理。对皮肤恶性水肿和重症患者,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,每日氢化可的松100~300mg,分次静点。
(二)局部处理 皮肤病灶切忌按压及外科手术,以防败血症发生。局部用1:2000高锰酸钾液洗涤,并敷以抗生素软膏。
(三)病原治疗 青霉素为首选抗生素。皮肤炭疽成人青霉素用量为160~400万U,分次肌注,疗程7~10日。对肺炭疽、肠炭疽及脑膜炭疽或并发败血症者,青霉素每日1000~2000万u静脉滴注,并同时合用链霉素(1~2g/日)或庆大霉素(16~24万U/日)或卡那霉素(1-1.5g/日),疗程在2-3周以上。单纯皮肤炭疽亦可用四环素(1.5~2g/日)或强力霉素(0.3~0.5g/日)或红霉素(1.5~2g/日)口服或静滴。
(四)抗炭疽血清 目前已不用。重症病例可与青霉素联合治疗,第1日80ml,第2、3日各20~50ml,肌注或静滴,应用前须作皮试。
[预防]
(一)管理传染源 病人应隔离和治疗。对病人的用具、被服、分泌物、排泄物及病人用过的敷料等均应严格消毒或烧毁,尸体火化。对可疑病畜、死畜必须同样处理。禁止食用或剥皮。
(二)切断传播途径 对可疑污染的皮毛原料应消毒后再加工。牧畜收购、调运、屠宰加工要有兽医检疫。防止水源污染,加强饮食、饮水监督。
(三)保护易感者 对从事畜牧业、畜产品收购、加工、屠宰业、兽医等工作人员及疫区的人群,可给予炭疽杆菌减毒活菌苗接种,每年接种1次。与患者密切接触者,可以应用药物预防。
19520918美机在辽东省辽阳县撒布
带有炭疽杆菌的标本虫事件详情及鉴定经过
——国际科学委员会调查事件之一
一九五二年三月二十日下午五时四十八分,美国F—86型机两架由庄河县东北青堆子镇入侵,沿海城、鞍山之间,于六时窜到辽东省辽阳县刘二堡区上空,后经狼子山、连山关、寻安东、长甸河口的空隙地带,于六时十三分出境。当敌机飞抵刘二堡区上空时,该区北教厂村居民卢礼遵和他的弟妇都听到飞机声音。与卢礼遵等听见飞机声音的同时,该村民兵任万库到四组查岗,发现在东南方向距离他约一百六十公尺的同村住户张甲凤、王文昌、黄玉成三家住屋的前方上空,掉下一个大小如暖水瓶似的红色物体,离屋顶约三、四公尺时突然炸裂,声音很小,并有一阵难闻的气味;同时,阿老桥的居民王永昌于距离该物体降落地点的西南方约七百公尺处也看到了。在这个时候王文昌家的王化明在炕上也隔窗看到大门外上空落下一个红色物体,当他匆忙到门外看时,该物体已消失,转回屋内点上灯后发现玻璃窗外有很多昆虫。经大家仔细检查,发现在张、王、黄三家门前地上,和屋外墙上也有很多虫子,于是进行捕捉焚毁,同时村内住户也发现同样昆虫,第二天区政府查明在附近村镇也发现同样昆虫。到二十八日止,包括刘二堡镇的三十六个村子及接近刘二堡区的鞍山市区都发现上述昆虫,发现昆虫的地区东西长六十华里,南北长四十华里。之后,区政府查明其他居民也发现同样红色物体降落在不同的地方,并在野地里发现同样昆虫。当时天气很冷,晚上结冰、白天融化。这些昆虫经昆虫学专家刘崇乐、陆宝麟、秦耀庭鉴定为标本虫,经细菌学专家谢少文、张乃初检查,证明带有炭疸杆菌。
在发现这些昆虫后,突然发生了炭疽病例。曾参加积极捕虫的辽阳县刘二堡小学教员王淑芝(女,二十三岁)和鞍山市民魏刘氏(女,三十二岁)于四月八日及四月十四日先后得急病死亡。王淑芝死后经沈阳中国医科大学赵文斗、王洪烈医师解剖。切片检查,诊断为急性出血性炭疽杆菌脑膜炎,右肺上叶炭疽杆菌支气管肺炎,肺水肿。在肝窦、脑内毛细血管及脑膜大血管中,均含革兰氏阳性方头炭疽杆菌。后经病理学家吴在东、李佩琳复查证明以上诊断。魏刘氏死后,经中国医科大学助教江英凯及郭正德医师解剖,诊断为出血性炭疽杆菌脑膜炎,左肺下叶坏死性炭疽性肺炎,肺门淋巴腺出血性炭疽杆菌淋巴腺炎,肺水肿,两侧胸腔积水,心包积水,急性脾肿胀。后经病理学家吴在东、李佩琳复查证实上述诸项诊断。细菌学家朱既明、刘士敏由魏刘氏脑组织中分离出炭疽杆菌,并经细菌学家辛钧及郑庚复查证实。
炭疽杆菌可用于细菌战是罗斯伯利证明的,他在论细菌战可用之武器时,将其列于由呼吸道感染细菌中之首要地位:“因为炭疽杆菌是经过最充分研究的细菌之一,其特质使其成为最可能在战争中使用的工具。”
炭疽杆菌脑膜炎是极少见的。内科专家林兆耆和陈悦书两人自一九三七至一九四六年间只看到两例。他们搜集了一九二七年至一九四○年的世界医学文献,只发现十一篇报告。从我国国内数个大学附属医院的病理解剖及临床观察,同样的证明炭疽杆菌脑膜炎是罕见的。上海医学院从一九二八至一九五二年共有一一八七例尸检,中国协和医院由一九一六至一九五二年共有三九四二例尸检,中国医科大学由一九四○到一九五二年共有一○九三例尸检。在这六二二二例尸检中,从来没有一例炭疽杆菌脑膜炎。即以辽阳县刘二堡区而论,该区三十五个村和刘二堡镇,一四○二九户,六一三七二名人口中,近十年来从未发生过炭疽病。不仅人类炭疽病少见,兽类炭疽病也是少见的。据辽阳县刘二堡区及刘二堡镇的兽医院及兽医的经验,近十年来在四六四六头牲畜中未见到炭疽病。因此,此次在辽阳、鞍山地区相继发现的炭疽病例,是一种极其反常的现象。
根据专家昆虫学方面的讨论,认为辽阳标本虫的发现情况,也有下列反常现象:
一、标本虫发生的场所,应当在仓库,特别是贮藏谷类、面粉和皮革的仓库或积存这些物质的地点。但是,这次在辽阳等地所发现的标本虫,并非在仓库附近,而是在普通屋外的地面上、墙上、田野里。
二、标本虫具有晚上活动的习性,但是在辽阳地区在白天也曾在它不应当出现的野地上发现了,这是和它正常的习性不符的。
三、今年三月二十日,在辽阳北教厂村突然发现大量标本虫之后,中国医科大学讲师冯兰滨和助教李绍华,曾在沈阳和辽阳附近地区可能发生这种昆虫的场所,如粮食仓库等地作了检查,结果并没有找到这种昆虫,这就说明了当时在自然情况下并没有这种昆虫发生。因此可以推断,在辽阳等地标本虫的大量发现是不自然的,也不可能由附近地区迁移或分散过来。
四、今年五月二十六日,北京农业大学昆虫学系副教授陆宝麟和中国科学院昆虫研究室副研究员马世骏曾到辽阳刘二堡区北教厂村去调查,他们发现在发现标本虫的地方既没有粮食、皮革或其他仓库,居民家中也没有积存着皮革和大量的粮食或其他足以造成标本虫大量发生的物质。他们得到的结论是:在自然条件下,那里是不会有这样大量标本虫发生的。
根据这一切反常现象,加上在美国飞机侵袭之后发现标本虫,从标本虫分离出炭疽杆菌和在捕虫后突然发生感染急性出血性炭疽杆菌脑膜炎而死亡的患者,这一系列事实,国际科学委员会的委员们不得不下这样的一个结论,即:“在中国两个省份的许多地方,曾有带着炭疽杆菌的各种生物体投掷下来,引起了许多人感染了当地以往尚未有过的肺炭疽病及由其诱致的出血性脑膜炎,因而致死。不能怀疑的目睹者的证辞说,投掷这些带有病菌的物体的是美国飞机。”