炭疽芽孢桿菌課件

炭疽芽孢桿菌

通化市中心醫(yī)院感染科

張利環(huán)1炭疽芽孢桿菌通化市中心醫(yī)院感染科什么是芽孢桿菌屬？芽孢桿菌屬有212個(gè)種和亞種，是一群需氧、能形成芽孢的革蘭氏陽(yáng)性大桿菌。包括：枯草芽孢桿菌屬、蠟樣芽孢桿菌和炭疽芽孢桿菌。炭疽芽孢桿菌，俗稱炭疽桿菌，它是人類歷史上第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的病原菌。炭疽其名字來(lái)源于希臘詞“anthrakos”,因其形成一種特征性的皮膚炭樣焦痂而得名。炭疽桿菌能引起羊、牛、馬等動(dòng)物及人類的炭疽病。第二次世界大戰(zhàn)時(shí)，炭疽桿菌曾被日本帝國(guó)主義作為致死戰(zhàn)劑之一；2001年美國(guó)發(fā)生生物恐怖襲擊，通過(guò)郵寄含炭疽桿菌的信件導(dǎo)致5人死亡，17人感染。炭疽為《中華人民共和國(guó)傳染病防治法》規(guī)定的乙類傳染病。2什么是芽孢桿菌屬？芽孢桿菌屬有212個(gè)種和亞種，是一群需氧、炭疽的流行現(xiàn)狀炭疽是由炭疽桿菌所致，一種人畜共患的急性傳染病。炭疽散布于世界各地，尤以南美洲、亞洲及非洲等牧區(qū)較多見，呈地方性流行，為一種自然疫源性疾病。近年來(lái)由于世界各國(guó)的皮毛加工等集中于城鎮(zhèn)，炭疽也暴發(fā)于城市，成為重要職業(yè)病之一。我國(guó)是炭疽的高發(fā)國(guó)家，據(jù)資料記載，有三十多個(gè)省市自治區(qū)（除臺(tái)灣）曾經(jīng)不同程度的發(fā)生過(guò)這種疾病，有時(shí)還會(huì)引流流行。目前我國(guó)炭疽主要集中在西北西南地區(qū)，貴州、新疆、廣西、四川、甘肅、云南、西藏、內(nèi)蒙古、青海等是我國(guó)的高發(fā)省，每年都有數(shù)十甚至上百例病例發(fā)生，占全國(guó)炭疽病例的90%以上。3炭疽的流行現(xiàn)狀炭疽是由炭疽桿菌所致，一種人畜共患的急性傳染病生物學(xué)性狀（一）炭疽桿菌是致病菌中最大的革蘭陽(yáng)性粗大桿菌，長(zhǎng)5～10μm，寬1～3μm，兩端平切，排列如竹節(jié)，無(wú)鞭毛，不能運(yùn)動(dòng)。新鮮標(biāo)本直接涂片時(shí)，常單個(gè)或呈短鏈；人工培養(yǎng)的成竹節(jié)樣排列的長(zhǎng)鏈。在有氧的條件形成芽孢，芽孢橢圓形，位于菌體中央。有毒菌株在機(jī)體內(nèi)或血清的培養(yǎng)基中可形成莢膜。本菌繁殖體的抵抗力同一般細(xì)菌，其芽胞抵抗力很強(qiáng)，在土壤中可存活數(shù)十年，在皮毛制品中可生存90年。4生物學(xué)性狀（一）炭疽桿菌是致病菌中最大的革蘭陽(yáng)性粗大桿菌，長(zhǎng)55生物學(xué)性狀（二）培養(yǎng)特性條件：需氧或兼性厭氧（有氧或無(wú)氧均可），最適溫度30-35℃，有毒株在NaHCO3的血脂平板或5%的血清的營(yíng)養(yǎng)基內(nèi)，5%CO2孵箱培養(yǎng)24-48小時(shí)，形成粘液樣菌落（有莢膜），而無(wú)毒菌株則為粗糙狀。6生物學(xué)性狀（二）培養(yǎng)特性677889910101111121213131414生物學(xué)性狀（三）抗原結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)抗原：1）莢膜多肽抗原：由D谷氨酸多肽組成，由質(zhì)粒PXO2的基因編碼，抗原性單一，較弱。具抗吞噬作用，與細(xì)菌毒力有關(guān)。

2）菌體多糖抗原：由D-葡萄糖胺和D-半乳糖組成，能耐熱，與毒力無(wú)關(guān)。能產(chǎn)生Ascoli熱沉淀反應(yīng)（抗原在病畜皮毛、腐敗臟器中長(zhǎng)時(shí)間煮沸仍可與相應(yīng)抗體產(chǎn)生沉淀反應(yīng)），用于流行病學(xué)調(diào)查。

3）芽孢抗原：由芽孢外膜和皮質(zhì)組成，是特異性抗原，具有免疫原性，有血清學(xué)診斷價(jià)值。15生物學(xué)性狀（三）抗原結(jié)構(gòu)15生物學(xué)性狀炭疽毒素：包含水腫因子（EF）,保護(hù)性抗原（PA）及致死因子（LF）。此復(fù)合物由質(zhì)粒PXO1的基因編碼，具有抗吞噬作用和免疫原性。這三種成分均具有抗原性，不耐熱，是致病的物質(zhì)基礎(chǔ)之一，單獨(dú)作用不致病，當(dāng)聯(lián)合2種或三種時(shí)才會(huì)致病。水腫因子EF為腺苷酸環(huán)化酶，保護(hù)性抗原PA為菌體蛋白抗原，致死因子LF鋅金屬氧化物。EF與PA形成水腫毒素（ET），導(dǎo)致皮膚水腫，肺水腫，出血；LF與PA形成致死毒素(LT),有強(qiáng)于ET的致病致死作用，三者聯(lián)合時(shí)表現(xiàn)出炭疽。16生物學(xué)性狀炭疽毒素：包含水腫因子（EF）,保護(hù)性抗原（PA）生物學(xué)性狀（四）抵抗力芽孢抵抗力強(qiáng)，在干燥的室溫環(huán)境中可存活20年以上，在皮毛中可存活數(shù)十年。牧場(chǎng)一旦被污染，芽孢可存活20-20年，經(jīng)直接日光暴曬100小時(shí)、煮沸40分鐘、140℃干熱3小時(shí)、110℃高壓蒸汽60分鐘、以及浸泡于10%的甲醛溶液15分鐘、新配苯酚（5%）和20%含氯石灰溶液數(shù)日以上，才能將芽孢殺滅。炭疽桿菌對(duì)碘特別敏感，對(duì)青霉素、紅霉素、氯霉素等敏感。17生物學(xué)性狀（四）抵抗力17炭疽的發(fā)病機(jī)制當(dāng)一定數(shù)量的芽胞進(jìn)入皮膚破裂處，吞入胃腸道或吸入呼吸道，加上人體抵抗力減弱時(shí)，病原菌借其莢膜的保護(hù)，首先在局部繁殖，產(chǎn)生大量毒素，導(dǎo)致組織及臟器發(fā)生出血性浸潤(rùn)和嚴(yán)重水腫，形成原發(fā)性皮膚炭疽、腸炭疽及肺炭疽等。當(dāng)機(jī)體抵抗力降低時(shí)致病菌即迅速沿淋巴管及血循環(huán)進(jìn)行全身播散，形成敗血癥和繼發(fā)性腦膜炎。皮膚炭疽因缺血及毒素的作用，真皮的神經(jīng)纖維發(fā)生變性，故病灶處常無(wú)明顯的疼痛感。如人體健康，而進(jìn)入體內(nèi)的芽胞量少或毒力低，則可以不發(fā)病或出現(xiàn)隱性感染。炭疽桿菌的致病主要與其毒素中各組分的協(xié)同作用有關(guān)。炭疽毒素可直接損傷微血管的內(nèi)皮細(xì)胞，使血管壁的通透性增加，導(dǎo)致有效血容量不足；加之急性感染時(shí)一些生物活性物質(zhì)的釋放增加，從而使小血管擴(kuò)張，加重血管通透性，減少組織灌注量；又由于毒素?fù)p傷血管內(nèi)膜，激活內(nèi)凝血系統(tǒng)及釋放組織凝血活酶物質(zhì)，血液呈高凝狀態(tài)，故DIC和感染性休克在炭疽中均較常見。此外，炭疽桿菌本身可堵塞毛細(xì)血管，使組織缺氧缺血和微循環(huán)內(nèi)血栓形成。18炭疽的發(fā)病機(jī)制當(dāng)一定數(shù)量的芽胞進(jìn)入皮膚破裂處，吞入胃腸道或吸流行病學(xué)1.傳染源：患病的牛、馬、羊、駱駝等食草動(dòng)物是人類炭疽的主要傳染源。豬可因吞食染菌青飼料；狗、狼等食肉動(dòng)物可因吞食病畜肉類而感染得病，成為次要傳染源。炭疽患者的分泌物和排泄物也具傳染性。2.傳播途徑：人感染炭疽桿菌主要通過(guò)工業(yè)和農(nóng)業(yè)兩種方式。接觸感染是本病流行的主要途徑。皮膚直接接觸病畜及其皮毛最易受染，吸入帶大量炭疽芽胞的塵埃、氣溶膠或進(jìn)食染菌肉類，可分別發(fā)生肺炭疽或腸炭疽。應(yīng)用未消毒的毛刷，或被帶菌的昆蟲叮咬，偶也可致病。3.易感者人群：主要取決于接觸病原體的程度和頻率。青壯年因職業(yè)（農(nóng)民、牧民、獸醫(yī)、屠宰場(chǎng)和皮毛加工廠工人等）關(guān)系與病畜及其皮毛和排泄物、帶芽胞的塵埃等的接觸機(jī)會(huì)較多，其發(fā)病率也較高。19流行病學(xué)1.傳染源：患病的牛、馬、羊、駱駝等食草動(dòng)物是人類炭2020炭疽感染的途徑21炭疽感染的途徑21致病性與免疫性（一）致病物質(zhì)

主要是莢膜和炭疽毒素，其致病力取決于生成莢膜和毒素的能力。莢膜有抗吞噬作用，有利于細(xì)菌在宿主組織中繁殖擴(kuò)散。

炭疽毒素是造成感染者致病和死亡的主要原因，毒性作用直接損傷微血管內(nèi)皮細(xì)胞，增加血管通透性而形成水腫。22致病性與免疫性（一）致病物質(zhì)22致病性與免疫性（二）所致疾病1.皮膚炭疽：最為多見，約占病例的95%，可分炭疽癰和惡性水腫兩型。炭疽多見于面、頸、肩、手和腳等裸露部位皮膚，初為丘疹或斑疹，第2日頂部出現(xiàn)水皰，內(nèi)含淡黃色液體，周圍組織硬而腫，第3～4日中心區(qū)呈現(xiàn)出血性壞死，稍下陷，周圍有成群小水皰，水腫區(qū)繼續(xù)擴(kuò)大。第5～7日水皰壞死破裂成淺小潰瘍，血樣分泌物結(jié)成黑色似炭塊的干痂，痂下有肉芽組織形成為炭疽癰。周圍組織有非凹陷性水腫。黑痂壞死區(qū)的直徑大小不等，自1～2cm至5～6cm，水腫區(qū)直徑達(dá)5～20cm，堅(jiān)實(shí)、疼痛不著、潰瘍不化膿等為其特點(diǎn)。繼之水腫漸退，黑痂在1～2周內(nèi)脫落，再過(guò)1～2周愈合成疤。發(fā)病1～2日后出現(xiàn)發(fā)熱、頭痛、局部淋巴結(jié)腫大及脾腫大等。23致病性與免疫性（二）所致疾病23致病性與免疫性（二）所致疾病潛伏期1～5日，最短僅12小時(shí)，最長(zhǎng)12日。臨床可分以下五型。1.皮膚炭疽1、皮膚炭疽：少數(shù)病例局部無(wú)黑痂形成而呈現(xiàn)大塊狀水腫，累及部位大多為組織疏松的眼瞼、頸、大腿等，患處腫脹透明而堅(jiān)韌，擴(kuò)展迅速，可致大片壞死。全身毒血癥明顯，病情危重，若治療貽誤，可因循環(huán)衰竭而死亡。如病原菌進(jìn)入血液，可產(chǎn)生敗血癥，并繼發(fā)肺炎及腦膜炎。24致病性與免疫性（二）所致疾病24皮膚炭疽表現(xiàn)25皮膚炭疽表現(xiàn)25皮膚炭疽圖片26皮膚炭疽圖片26致病性和免疫性2.肺炭疽大多為原發(fā)性，由吸入炭疽桿菌芽胞所致，也可繼發(fā)于皮膚炭疽。起病多急驟，但一般先有2～4日的感冒樣癥狀，且在緩解后再突然起病，呈雙相型。臨床表現(xiàn)為寒戰(zhàn)、高熱、氣急、呼吸困難、喘鳴、發(fā)紺、血樣痰、胸痛等，有時(shí)在頸、胸部出現(xiàn)皮下水腫。肺部?jī)H聞及散在的細(xì)濕啰音，或有腦膜炎體征，體征與病情嚴(yán)重程度常不成比例?；颊卟∏榇蠖辔Ｖ兀２l(fā)敗血癥和感染性休克，偶也可繼發(fā)腦膜炎。若不及時(shí)診斷與搶救，則常在急性癥狀出現(xiàn)后24～48小時(shí)因呼吸、循環(huán)衰竭而死亡。27致病性和免疫性2.肺炭疽27肺炭疽感染示意圖28肺炭疽感染示意圖28肺炭疽圖片29肺炭疽圖片29肺炭疽的胸片30肺炭疽的胸片30致病性與免疫性（二）所致疾病3.腸炭疽可表現(xiàn)為急性胃腸炎型和急腹癥型。前者潛伏期12～18小時(shí)，同食者可同時(shí)或相繼出現(xiàn)嚴(yán)重嘔吐、腹痛、水樣腹瀉，多于數(shù)日內(nèi)迅速康復(fù)。后者起病急驟，有嚴(yán)重毒血癥癥狀、持續(xù)性嘔吐、腹瀉、血水樣便、腹脹、腹痛等，腹部有壓痛或呈腹膜炎征象，若不及時(shí)治療，常并發(fā)敗血癥和感染性休克而于起病后3～4日內(nèi)死亡。31致病性與免疫性（二）所致疾病31消化道炭疽感染示意圖32消化道炭疽感染示意圖32致病性和免疫性

（二）所致疾病4.腦膜型炭疽大多繼發(fā)于伴有敗血癥的各型炭疽，原發(fā)性偶見。臨床癥狀有劇烈頭痛、嘔吐、抽搐，明顯腦膜刺激征。病情兇險(xiǎn)，發(fā)展特別迅速，患者可于起病2～4日內(nèi)死亡。腦脊液大多呈血性。33致病性和免疫性

（二）所致疾病33致病性和免疫性（二）所致疾病5.敗血型炭疽多繼發(fā)于肺炭疽或腸炭疽，由皮膚炭疽引起者較少?？砂楦邿?、頭痛、出血、嘔吐、毒血癥、感染性休克、DIC（彌散性血管內(nèi)凝血）等。34致病性和免疫性（二）所致疾病34致病性和免疫性

（三）免疫性感染炭疽芽孢桿菌后可獲得持續(xù)免疫力。一般認(rèn)為與機(jī)體針對(duì)炭疽毒素保護(hù)性抗原產(chǎn)生的保護(hù)性抗體及吞噬功能增強(qiáng)有關(guān)。35致病性和免疫性

（三）免疫性35實(shí)驗(yàn)室檢查1.周圍血象：白細(xì)胞總數(shù)大多增高（10～20）×109/L，少數(shù)可高達(dá)（60～80）×109/L，分類以中性粒細(xì)胞為高。2.涂片檢查：取水皰內(nèi)容物、病灶滲出物、分泌物、痰液、嘔吐物、糞便、血液及腦脊液等作涂片，可發(fā)現(xiàn)病原菌，涂片中發(fā)現(xiàn)病原菌時(shí)可作革蘭或莢膜染色，亦可作各種特異性熒光抗體（抗菌體，抗莢膜、抗芽胞、抗噬菌體等）染色檢查。3.培養(yǎng)：檢材應(yīng)分別接種于血瓊脂平板、普通瓊脂平板、碳酸氫鈉平板。血標(biāo)本應(yīng)事先增菌培養(yǎng)。如見可疑菌落，則根據(jù)生物學(xué)特征及動(dòng)物試驗(yàn)進(jìn)行鑒定，如青霉素串珠和抑制試驗(yàn)、噬菌體裂解試驗(yàn)等。4.動(dòng)物接種：取患者的分泌物、組織液或所獲得的純培養(yǎng)物接種于小白鼠或豚鼠等動(dòng)物的皮下組織，如注射局部處于24小時(shí)出現(xiàn)典型水腫，動(dòng)物大多于36～48小時(shí)內(nèi)死亡，在動(dòng)物內(nèi)臟和血液中有大量具有莢膜的炭疽桿菌存在。36實(shí)驗(yàn)室檢查1.周圍血象：白細(xì)胞總數(shù)大多增高（10～20）×1實(shí)驗(yàn)室檢查

5.鑒定試驗(yàn)：用以區(qū)別炭疽桿菌與各種類炭疽桿菌（枯草桿菌、蠟樣桿菌、蕈狀桿菌、嗜熱桿菌等），主要有串珠濕片法、特異性熒光抗體（抗菌體、抗莢膜、抗芽胞、抗噬菌體等）染色法，W噬菌體裂解試驗(yàn)、碳酸氫鈉瓊脂平板CO2培養(yǎng)法、青霉素抑制試驗(yàn)、動(dòng)物致病試驗(yàn)、莢膜腫脹試驗(yàn)、動(dòng)力試驗(yàn)、溶血試驗(yàn)、水楊酸苷發(fā)酵試驗(yàn)等。6.免疫學(xué)試驗(yàn)：有間接血凝法，ELISA（酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)）法、酶標(biāo)-SPA法、熒光免疫法等，用以檢測(cè)血清中的各種抗體，特別是莢膜抗體及血清抗毒性抗體，一般用于回顧性診斷和流行病學(xué)調(diào)查之用。阿斯可里沉淀試驗(yàn)，對(duì)已腐敗或干涸的標(biāo)本，作細(xì)菌培養(yǎng)有困難時(shí)可采用本試驗(yàn)。37實(shí)驗(yàn)室檢查

5.鑒定試驗(yàn)：用以區(qū)別炭疽桿菌與各種類炭疽桿菌（微生物學(xué)檢查采集：取皮膚炭疽早期的水皰、膿皰內(nèi)容物，晚期的血液，肺炭疽的痰，腸炭疽的糞便以及病人的血液等送檢。采集時(shí)要注意個(gè)人防護(hù)。取滲出物、血液涂片進(jìn)行革蘭氏染色觀察形態(tài)及莢膜特征，可以初步幫助診斷。分離培養(yǎng)與鑒定：將標(biāo)本接種于血瓊脂平板和碳酸氫鈉瓊脂平板進(jìn)行分離培養(yǎng)，37.0℃孵育12-15小時(shí)，鉤取可疑菌落，進(jìn)行青霉素串珠試驗(yàn)，噬菌體裂解試驗(yàn)。莢膜腫脹試驗(yàn)和小白鼠致病力試驗(yàn)等與其他需氧芽孢桿菌進(jìn)行鑒別確定。38微生物學(xué)檢查采集：取皮膚炭疽早期的水皰、膿皰內(nèi)容物，晚期的血炭疽的診斷患者如與牛、馬、羊等有頻繁接觸的農(nóng)牧民、工作與帶芽胞塵埃環(huán)境中的皮毛接觸，皮革加工廠的工人等，對(duì)本病診斷有重要參考價(jià)值。皮膚炭疽具一定特征性，一般不難作出診斷。確診有賴于各種分泌物、排泄物、血、腦脊液等的涂片檢查和培養(yǎng)。涂片檢查最簡(jiǎn)便，如找到典型而具莢膜的大桿菌，則診斷即可基本成立。熒光抗體染色、串珠濕片檢查、特異噬菌體試驗(yàn)、動(dòng)物接種等可進(jìn)一步確立診斷。39炭疽的診斷患者如與牛、馬、羊等有頻繁接觸的農(nóng)牧民、工作與帶芽炭疽的鑒別診斷皮膚炭疽須與癰、蜂窩織炎、恙蟲病的焦痂、兔熱病的潰瘍等相鑒別。肺炭疽需與各種肺炎、肺鼠疫相鑒別。腸炭疽需與急性菌痢及急腹癥相鑒別。腦膜炎型炭疽和敗血癥型炭疽應(yīng)與各種腦膜炎、蛛網(wǎng)膜下腔出血和敗血癥相鑒別。40炭疽的鑒別診斷皮膚炭疽須與癰、蜂窩織炎、恙蟲病的焦痂、兔熱病炭疽的治療1.對(duì)癥治療：對(duì)患者應(yīng)嚴(yán)格隔離，對(duì)其分泌物和排泄物按芽胞的消毒方法進(jìn)行消毒處理。必要時(shí)于靜脈內(nèi)補(bǔ)液，出血嚴(yán)重者應(yīng)適當(dāng)輸血。皮膚惡性水腫者可應(yīng)用腎上腺皮質(zhì)激素，對(duì)控制局部水腫的發(fā)展及減輕毒血癥有效，一般可用氫化可的松，短期靜滴，但必須在青霉素的保護(hù)下采用。有DIC者，應(yīng)及時(shí)應(yīng)用肝素、雙嘧達(dá)莫（潘生?。┑?。2.局部治療：對(duì)皮膚局部病灶除取標(biāo)本作診斷外，切忌擠壓，也不宜切開引流，以防感染擴(kuò)散而發(fā)生敗血癥。局部可用1：2000高錳酸鉀液洗滌，敷以四環(huán)素軟膏，用消毒紗布包扎。3.病原治療：青霉素首選，對(duì)皮膚炭疽，青霉素240萬(wàn)-320萬(wàn)單位，分3-4次肌注，療程7～10日。對(duì)肺炭疽、腸炭疽、腦膜炎型及敗血癥型炭疽應(yīng)作靜脈滴注，劑量每日1000萬(wàn)U以上，分四次靜點(diǎn)，并同時(shí)合用氨基