炭疽桿菌
簡介
炭疽桿菌屬于需氧芽孢桿菌屬,能引起羊、牛、馬等動物及人類的炭疽病。炭疽桿菌的自然宿主包括草食性野生動物(象、鹿、羚羊等)和家畜(牛、羊、馬、驢和駱駝等)。人類自然感染主要是因為接觸污染的動物尸體和皮毛,接觸被感染動物污染的土壤;也可因食用加熱不充分的病畜肉導(dǎo)致腸炭疽或吸入帶有芽孢的塵埃引起肺炭疽。另一種重要的感染途徑就是生物武器襲擊,以氣溶膠方式散布的炭疽芽孢能夠同時大面積污染空氣、水源、食物。以感染途徑不同可分為皮膚型、腸型和肺型3種炭疽。皮膚型炭疽是通過皮膚損傷而感染的;腸型炭疽是通過胃腸黏膜損傷而致;肺型炭疽是通過吸入炭疽芽孢所致。潛伏期一般為12小時至12天,平均2~5天,3種類型的炭疽均有可能致死,但如果早期治療及時,80%的皮膚型炭疽能恢復(fù)正常。
歷史
德國醫(yī)師兼科學(xué)家羅伯·柯霍(Heinrich Hermann Robert Koch)首先于1870年分離出造成炭疽病的細(xì)菌,此項研究亦于十九世紀(jì)后期,首度證明微生物具有造成疾病的能力,在一系列開創(chuàng)性的實驗中,他揭開炭疽桿菌的生活史和傳播途徑,不僅增進(jìn)醫(yī)學(xué)對炭疽的認(rèn)識,更闡明微生物在疾病中所扮演的重要角色,在當(dāng)時科學(xué)界,卻認(rèn)為生命的來源,在自然發(fā)生論和細(xì)胞理論之間爭論不已。柯霍進(jìn)一步研究其他疾病致病機轉(zhuǎn),于1905年因研究結(jié)核桿菌獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎,因此今日生物相關(guān)學(xué)科將羅伯·柯霍視為細(xì)菌學(xué)之父。
炭疽桿菌炭疽芽孢桿菌的顯微照片(品紅 - 亞甲基藍(lán)孢子染色)
感染過程
炭疽孢子先被局限并且受到免疫系統(tǒng)專門用來對付侵入者的吞噬作用吞食,在吞噬細(xì)胞內(nèi),孢子轉(zhuǎn)變?yōu)闂U菌,開始大量復(fù)制并且最后脹破被寄生的細(xì)胞,釋放大量細(xì)菌進(jìn)入血液循環(huán),并釋放具有三部分的毒素,包括保護(hù)細(xì)菌的莢膜成分、炭疽毒素、水腫因子及致死因子,攻擊許多特定的細(xì)胞和組織。
研究者認(rèn)為致死因子可能造成巨噬細(xì)胞制造過多的腫瘤壞死因子α和第一介白質(zhì)β,這兩種免疫系統(tǒng)經(jīng)常用來引發(fā)發(fā)炎反應(yīng)的介質(zhì),最終導(dǎo)致敗血性休克、甚或死亡;然而近年研究證據(jù)指出,炭疽桿菌也會針對血管最內(nèi)層的內(nèi)皮細(xì)胞,造成類似出血的血管細(xì)縫,將可進(jìn)一步成為缺血性休克,而非敗血性休克。
預(yù)防和治療
目前已經(jīng)開發(fā)了許多炭疽疫苗,用于家畜和人類的預(yù)防。炭疽吸附疫苗(AVA)可以保護(hù)以免經(jīng)皮膚或吸入炭疽菌而得病。然而,該疫苗僅用于對暴露于炭疽菌前有風(fēng)險的成年人,而在暴露后并未被批準(zhǔn)使用。炭疽桿菌感染可以用β-內(nèi)酰胺抗生素例如青霉素,以及對革蘭氏陽性菌具有活性的其它抗生素治療。耐青霉素的炭疽芽孢桿菌可以用氟喹諾酮治療例如環(huán)丙沙星或四環(huán)素抗生素如多西環(huán)素。
炭疽吸附疫苗起源于150年代所做的研究,并于1970年首次被許可用于人類。在美國,疫苗的主要購買者是國防部和衛(wèi)生與人類服務(wù)部。
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