炭疽(anthrax)是由炭疽杆菌引起的一种人畜共患的急性、热性、败血性传染病。常呈散发性或地方流行性。临诊特征为患病动物突然高热,可视粘膜发绀,骤然死亡和天然孔流出煤焦油状血液。病毒学特征为尸僵不全,血液凝固不良,皮下及浆膜下结缔组织血性胶样浸润,脾脏肿大,全身淋巴结肿大,出血。
地理分布及危害
炭疽是危害人类和家畜的一种古老的疫病。20世纪60年代以来,尽管各国炭疽流行的病例数有所减少,但在全世界仍广泛分布。FAO-WHO-OIE的资料表明,1989年全世界有90多个国家发现炭疽病例,有些国家的发生呈地方流行性,如加纳、几内亚比绍、几内亚、尼日尔、阿富汗孟加拉、黎巴嫩、土耳其和希膜等。人群中发生本病也时有报道,1989年几内亚人群中发生796个炭疽病例,尼日尔422例子,土耳其414例。因此本病有重要的社会、政治地位和重要的公共卫生意义。
病原
炭疽杆菌(Bacillus anthracis)是本病的病原。本菌大小为1.0-1.2μm×3-5μm。幼龄培养物革兰氏染色呈阳性,着色均匀,鲜明。老龄培养物多着色不均或呈阴性。呈长链或短链状排列,菌体两端平齐,呈竹状。无鞭毛,不能运动。在人工培养基上或接触游离氧后可形成芽胞。芽胞呈椭圆形,不膨胀,位于菌体中央。
本菌能在动物体内或含血清的琼脂培养基上生长,在含5%CO2的环境下培养产生一种聚谷氨酰荚膜(poly-γ-D-glutamyl capsule),亚甲基蓝染色时,菌体呈蓝色,荚膜呈紫色或粉红色。
炭疽杆菌为兼性需氧菌,在12-45℃范围内均能生长,最适生长温度为30-38.5℃。对培养基的要求不严,在pH7.0-7.6的普通培养基和植物性材料制成的培养基上都能很好生长。在其生长的最低营养要求中,需有维生素B1和多种氨基酸。本菌在厌氧条件下也能生长,但生长贫瘠。
在肉汤内培养18-24h,本菌生长成菌丝或絮状菌团,肉汤不混浊。大多数菌株在肉汤中培养24h以上时,在接近肉汤表面处沿试管壁可长出菌环,至生长到一定程度后下沉,然后长出新的环。
在普通琼脂上培养18-24h,形成的菌落为灰白色,不透明,表面干燥,稍隆起,边缘整齐。放大观察,可见菌落呈卷发状,边缘有菌丝射出,中央呈暗褐色,有很强的粘性。
在血液琼脂上培养18-24h,菌落呈灰黄色,表面呈致密的颗粒状,边缘不齐,一般不溶血。
本菌能分解葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、蕈糖、半乳糖等,产酸不产气。石蕊牛乳中培养24-48h使石蕊变红。能使硝酸盐还原为亚硝酸盐。能液化明胶,但较缓慢。不分解乳糖、木糖和阿拉伯糖,不产生靛基质和硫化氢。V-P试验阳性。
炭疽杆菌的抗原可分为三种:荚膜抗原、菌体抗原和毒素抗原。荚膜抗原是一种聚谷氨酰,菌体抗原为多糖类物质。给动物接种含有荚膜的炭疽杆菌时,可产生这两种抗原的特异性抗体。荚膜物质与炭疽杆菌的毒力有密切关系。其毒素抗原有三种,即水肿因子(edema factor,Ⅰ因子),保护性抗原(prtective antigen,Ⅱ因子)和致死因子(lethalfactor,Ⅲ因子)。腺苷酸环化酶,可以增加环腺苷酸。致死因子是一种中枢神经系统抑制剂。保护性抗原则像一种对水肿因子和致死因子发生生物学作用所必需的蛋白质结合受体。
炭疽杆菌的菌体和芽胞对外界的抵抗力是不同的。菌体的抵抗力不强,与一般细菌相似,而芽胞有坚强的抵抗力。
炭疽杆菌在腐败尸体和血液中,在温暖的天气经2-3天即死亡。在干燥的血涂片中可存活1个月以上,直射的阳光下6-15h。煮沸2-5min即死亡,60℃经30-60min可被全部杀死。在-15℃的鲜肉中存活2周以上。常用的消毒剂一般都能在短时间内杀死炭疽杆菌。
炭疽芽胞有很强的抵抗力。在干燥的土壤中可存活数十年之久。在150℃干热条件下经60min方可被杀死,在-5℃或-10℃冷冻可存活4年以上。100℃加热2h可杀死悬浮在生理盐水中的全部芽胞。121℃高压灭菌需5-10min才能杀死全部芽胞。必须注意,在实验室的染色标本上,芽胞仍能存活不死,并有引起实验室感染之毒力。炭疽芽胞在皮张、毛发及毛织品中能存活34年,在水中可生存1.5-3年。含炭疽芽胞的肉腌渍一个半月,芽胞仍不死亡。
强氧化剂如高锰酸钾、漂白粉对芽胞杀灭力较强,3%漂白粉20min即可杀死芽胞。0.1%升汞10min即可杀灭芽胞。5%甲醛2h,10%甲醛4-5min即可杀灭芽胞。来苏儿,石炭酸和酒精对炭疽芽胞的杀灭作用很差。
流行病学
患病动物和因本病死亡的动物尸体是本病的传染原。病畜可由分泌物和排泄物将炭疽杆菌排出到外界环境中,死亡动物由天然孔流出的血液中含有大量炭疽杆菌,尸体本身也含有大量病原,从而使场地受到污染,而炭疽杆菌与大气接触后在一定条件下即可形成对外界环境具有强大抵抗力的芽胞。因此,若未能对病畜分泌物、排泄物、血液、尸体及受污染的场地进行及时、适当和严格的消毒处理,受污的场地、土壤、水源等可成为长久的疫源地。
炭疽的传播途径主要是消化道、呼吸道、皮肤粘膜等使易感动物受到感染。
通过饲料、饮水经消化道感染是动物炭疽病的最主要的感染途径。经皮肤感染则是由于伤口受炭疽杆菌或炭疽芽胞的污染,或曾叮咬过炭疽病畜或尸体的虻类、吸血蝇类刺螫健康动物而致。经呼吸道感染是由于吸入混有炭疽芽胞的灰尘引起,在动物中经此途径感染的比较少见。
本病为人畜共患的传染病,各种家畜、野生动物和人都有不同程度的易感性。
草食动物最易感,其中以马、牛、绵羊、山羊及鹿的易感性最强;骆驼、水牛及野生草食兽次之;猪的感受性较低;狗和猫也能感染,但感受性很低。许多野生动物也可感染发病,如:黑猩猩、鹿、斑马、狼、狐、豺、貉、獾、豹、狮等。家禽在自然情况下一般不感染。
实验动物中以豚鼠、小鼠和家兔较敏感,大鼠易感性较差。
炭疽的流行有明显的季节性,常在夏季放牧时期流行或暴发。其他季节也可发生,但主要为散发病例。
干旱或多雨都是促进炭疽爆发的因素。干旱季节的放牧时期,地面草短,牲畜易于接近爱污染的土壤,河水干枯,牲畜饮用污染的河底浊水;或大雨后洪水泛滥,易使沉积在土壤中的炭疽芽胞泛起,并随水流扩大污染范围。这些因素均可使放牧牲畜易于接触到炭疽芽胞,从而造成爆发或流行。
凡能使牲畜抵抗力降低的因素,均能成为炭疽的诱因,如使役等引起过劳,饥饿,寒冷,长途运输等。
临诊症状
炭疽在自然感染时的潜伏期一般为1-3天,人工感染时的潜伏期为1-5天。不同动物感染炭疽后的临诊表现如下:
牛:最急性型发病急剧,出现昏迷,倒卧,呼吸困难,可视粘膜呈蓝紫色,全身战栗,心悸亢进,濒死期天然孔出血。病程数分钟至数小时。
急性型最常见,体温急剧上升到42℃,精神不振,食欲反刍减弱或停止,呼吸困难,可视粘膜呈蓝紫色或有小点出血。初便秘,后腹泻带血,有时腹痛,尿暗红,有时混有血液。泌乳停止,孕畜可发生流产。濒死期体温急剧下降,呼吸极度困难,出现痉挛症状,发抖,一般在1-2天死亡。
亚急性型的症状与急性型相似,但病程较长,约2-5天,病情亦较缓和。并在体表各部,如喉部、颈部、胸前、腹下、肩胛、乳房等部皮肤,以及直肠、口腔粘膜等发生炭疽痈。初期硬固,有热痛,以后热痛消失,可发生坏死,有时可形成溃疡。
绵羊与山羊:常发生最急性型炭疽,表现为脑卒中的症状,突然眩晕、摇摆、磨牙,全身痉挛,天然孔有时出血,很快倒地死亡。
马:常取急性或亚急性经过。除急热性病症外,咽喉部、颈部、胸前、肩胛、腹下等处常发生炭疽痈。另外常有剧烈的腹痛症状,使人疑为肠变位,但不臌气。急性病例常于1-3日内死亡,有炭疽痈的病畜,可活一周或更久。
猪:猪对炭疽的抵抗力较大多数动物要强,因此,局部症状比较明显。典型的症状为咽型炭疽,咽喉部和附近淋巴结明显肿胀,体温升高,精神萎顿,食欲不振,症状严重时,粘膜发绀,呼吸困难,最后窒息而死。但有不少病例,临床症状不明显,只于屠宰后发现有病变。肠型炭疽常伴有消化道失常的症状便秘或腹泻,亦有恢复者。败血型极少见。
狗:狗对炭疽杆菌有较强抵抗力,但也可因吞食死于炭疽的动物的肉而发病,引起犬的突然死亡。可以是咽型炭疽,造成头、面、颈部的水肿;也可是急性胃肠炎的肠型炭疽。
发病机理及病理变化
有毒力的炭疽芽胞进入动物体内后,在侵入部的组织间隙发育繁殖,产生和荚膜,保护它们不受白细胞的吞食。发育繁殖中的菌体,可产生一种能引起局部水肿的“毒素”,菌体可在水肿液中繁殖。这种“毒素”能中和血清和白细胞中的自然杀菌物质,因此,使侵入的菌体能进一步扩展。当在较短的时间内,侵入点释放的“毒素”阻抑了机体的自然防御机制时,菌体于局部快速繁殖,并经淋巴管进入局部淋巴结。在淋巴结中进一步繁殖,更多的细菌由此进入血流,到达脾脏及其他淋巴样组织,并于该处定居。最终,脾脏极度肿大,装满了带荚膜的菌体。于死亡时或死亡前不久,血液中可见大量带荚膜的菌体,血液成暗黑色,煤焦油样,凝固不良。
感受性较差的动物如犬、猪或大鼠,其侵入点的病灶与上述相似,但当炭疽杆菌于原发水肿灶中繁殖不久,病灶反