炭疽病诊断治疗与处置方案

1炭疽病诊断治疗与处置方案（2005年版）炭疽（anthrax）是炭疽杆菌(Bacillusanthracis)引起的动物源性传染病。炭疽杆菌主要从皮肤侵入引起皮肤炭疽，使皮肤形成焦痂溃疡与周围脓肿和毒血症，也可引起吸入性炭疽或胃肠炭疽，均可并发败血症。炭疽杆菌有可能作为生物武器被恐怖分子所利用，因而近年来得到国际社会的普遍关注。病原学炭疽杆菌是形体最大的革兰氏阳性杆菌，大小1～1.53～5μm，两端平截，呈链状排列，镜下形态呈竹节状（图1），链的长短因菌株和细菌所在环境而异。在人体、动物体内或特定环境条件下（于碳酸盐琼脂培养基上于5%～25%CO2下培养），该菌可形成荚膜（图2），印度墨汁染色可见杆菌周围的透明环，碱性美蓝染色荚膜呈红色（图3）。在体外环境下可形成芽胞（图2），未游离的芽胞在菌体中央。此菌无鞭毛，不运动。该菌在普通培养基生长良好，最适培养温度为35℃～37℃，普通孵箱培养和CO2孵箱培养均可，在厌氧条件下也能生长。普通营养琼脂平板上形成的菌落为粗糙型，表面湿润，呈狮子头状，有的菌株在菌落一侧形成尾突（图4）。于血琼脂平板上培养15～24h，分离较好的菌落直径为2～5mm，扁平和微突起的菌落呈不规则圆形，边缘为波浪状，表面光滑。培养物为黏性，当用接种环挑取时会形成立起的尾状突起（图5）。炭疽杆菌不造成β-溶血（图6），但在长时间融合，过度生长区可能见到微弱溶血现象，不能与β-溶血混淆。低倍显微镜下菌落边缘呈卷发样，称为狮头样菌落（图4）。该菌在纯培养菌接种肉汤培养的基培养特征为絮状沉淀生长，肉汤培养基不混浊。图1在血琼脂平板上炭疽杆菌革兰氏染色（放大1000倍）2图2炭疽杆菌左图为带芽胞炭疽杆菌，革兰氏染色（1000）；右图为游离芽胞，为孔雀绿染色。图3炭疽杆菌感染动物脏器压片炭疽杆菌排列竹节状，美蓝染色，荚膜为粉红色，菌体为蓝色。图4炭疽杆菌在普通营养琼脂平板上过夜培养后形成的菌落形态左图，表面粗糙、有尾状突出部分；右图为典型的“狮子头”样菌落，呈卷发样（100）。3图5炭疽杆菌在血琼脂平板上形成的黏性菌落图6炭疽杆菌（右侧）和腊肠样芽胞杆菌（左侧）炭疽杆菌生化反应不活跃，卵黄反应、硝酸盐还原和明胶液化以及触酶均为阳性，不分解淀粉和甘露醇。抗原结构可分为两大组，即菌体抗原和外毒素。菌体抗原包括荚膜多肽和菌体多糖。荚膜具有抗吞噬作用，与毒力有关，细菌变异不形成荚膜时，致病性也随之消失。多糖抗原与毒力无关。外毒素复合物由水肿因子、致死因子和保护性抗原组成。特异性裂解炭疽杆菌噬菌体可用于该菌的鉴定。但不同来源的菌株对该噬菌体的敏感性不同，极少数腊样芽胞杆菌对该噬菌体敏感（如ATCC4342株），也发现缺失两个毒力质粒的菌株对该噬菌体不敏感（如CDC680株）。在进行噬菌体裂解鉴定细菌时，应采用分区划线接种法，在第一、二区滴加一定浓度的噬菌体。具有两个毒力质粒的强毒株比较敏感，在平板上第一、二区均可见到裂菌的透明环，但第二区更明显；缺乏pX01质粒的菌株在第一、二区均可见较大透明裂菌环；而缺乏pX02质粒的Sterne株在第一区形成更加透明的裂菌环。这种现象与质粒的有无并无直接关系，试验证实，具有pX01质粒的菌株在血琼脂平板上生长18～20h，比缺失该质粒的菌株可形成更多数量的芽胞，因此，具有pX01质粒的菌株在普通培养平板上生长时，形成大量芽胞，产生大量细胞碎片，当噬菌体加入时，会与细胞碎片上的受体结合而失活；反之，当噬菌体加入缺失pX01质粒的菌株生长物时，大部分噬菌体会感染细菌，使之裂解。炭疽杆菌繁殖力、抵抗力与一般细菌相同，但芽胞抵抗力较强。常规消毒剂如石炭酸、煤酚水、新洁尔灭等季铵盐类消毒效果较差；过氧乙酸、甲醛、环氧乙烷、0.1%碘液和含4氯制剂杀芽胞效果较好。高压121℃30min，干热140℃3h可杀死芽胞。炭疽杆菌对青霉素敏感，培养试验10U/ml即可抑制细菌生长，对链霉素、四环素、卡那霉素也都敏感。流行病学人类主要经接触牲畜的毛皮和肉类获得感染，食肉动物也可从食草动物获得感染，并辗转感染人类。与牲畜接触频繁的人如牧民、兽医和屠宰工人的感染机会较多。被炭疽杆菌污染的毛、皮进入加工企业，或感染的肉类进入市场，也可能造成暴发流行。人类感染炭疽杆菌主要通过接触途径，以皮肤炭疽最为常见。通常散发，病死率不高，可以彻底治愈，部分甚至能够自愈。但是，由于严重污染造成的吸入感染，或感染牲畜的肉类引起的食入感染，可能造成吸入性炭疽及胃肠炭疽的暴发流行，病死率甚高。严重感染者有时发生炭疽性脑膜炎。炭疽在我国普遍存在，历年来发病数波动不大，全国的发病数在数百至千余例范围内。高发的省区较为固定，在过去的5年中排序为：贵州、新疆、甘肃、四川和广西。有几方面的原因造成这些省区的高发：畜牧业的发展，群众屠宰病畜的习惯，这些都造成土壤污染面积的增加。此外，诊断率还与医务人员对本病的警觉性有关。炭疽的诊断时往往需要流行病学证据的支持，但由于炭疽杆菌在自然界存在时间非常长，这种流行病学证据有时难以获得。特别是在诊断皮肤炭疽时，不应要求必须具备流行病学证据。在受到炭疽杆菌作为生物武器的袭击情况下，炭疽的流行病学可能与和平条件下完全不同。病理学及发病机理一、炭疽发病机理炭疽杆菌的致病性与其产生的外毒素和多肽荚膜有关，二者分别由2个质粒（pX01及pX02）编码。荚膜有抗吞噬作用，pX02缺失的菌株不能形成荚膜则易被白细胞吞噬并杀死，因而没有致病作用。炭疽杆菌的外毒素由3个蛋白组成：保护性抗原（PA）,致死因子（LF）和水肿因子（EF）。PA结合于细胞表面受体，作为另两因子的结合位点。二者一旦结合，PA受体复合物就会促进LF和EF进入细胞内。LF和PA结合形成致死毒素（LT），EF和PA结合形成水肿毒素（ET）。LT在细胞内使主要的丝裂素蛋白活化激酶失活。干扰细胞内信息传导，释放氧自由基及前炎症细胞因子，引起细胞死亡，并破坏血管屏障。ET作为一个钙调蛋白依赖性腺苷环化酶可导致细胞内cAMP水平的急剧增加，导致平衡破坏，抑制中性粒细胞，使人体对炭疽杆菌更加敏感，致局部受染，并发生水肿。这2个毒素和毒血症状有关，严重时可导致多器官衰竭死亡。炭疽杆菌繁殖体或芽胞进入人体后，被吞噬细胞吞噬，芽胞即复苏繁殖，产生外毒素并形成抗吞噬的荚膜。外毒素直接引起局部组织水肿，出血、坏死，并可引起全身毒血症状。抗吞噬的荚膜则使细菌更易于扩散，引起导流的淋巴结出血坏死，甚至侵入血流引起败血症。如侵犯脑膜，可致脑膜出血、水肿。5二、炭疽的病理学变化根据感染途径不同，人类炭疽分为皮肤炭疽、吸入性炭疽和胃肠道炭疽3种主要原发病类型。（一）皮肤炭疽主要发生在皮肤暴露部位，如手臂、面颈。当炭疽杆菌或芽胞从损伤的皮肤进入体内后，首先在局部大量繁殖，产生外毒素，致局部皮肤水肿、出血、组织坏死。皮肤炭疽的潜伏期一般为2～3天（9h～12天），首先在局部出现小而痒的丘疹，次日即见疹中心变成小水疱，周围组织肿胀，继之，中心部坏死，形成一无痛性脐形溃疡，直径1～3cm，溃疡周围环以水疱，疱内为浆液血性液体，含大量炭疽杆菌。溃疡的坏死组织与血性渗出物形成一特征性黑色痂皮，特称结痂（eschar）。病变部神经纤维变性，故局部无痛感。溃疡周围组织水肿十分明显。显微镜下，局部显著充血，皮肤表层坏死，真皮水肿、坏死、出血，炎细胞反应轻微，或仅见轻度中性粒细胞浸润，或见血管炎，血管周围单个核细胞浸润。局部可发生淋巴结肿大、水肿出血、疼痛。头颈部的皮肤炭疽，水肿常很快沿着软组织扩散致颈、胸、肩部，甚者可致呼吸困难，这种广泛水肿称为恶性水肿。一般黑痂形成数日后开始缓慢愈合，2周后水肿可渐吸收，痂皮脱落，80%可自然愈复。对皮肤炭疽禁忌切除，重症病例可并发败血症或引起炭疽性脑膜炎。图7皮肤炭疽左图：面部炭疽，下眼睑溃疡焦痂形成，眼睑及面部水肿右图：下肢炭疽，下肢水肿、溃疡焦痂周围绕以水泡溃疡的渗出物内有大量炭疽杆菌，取渗出物涂片作细菌染色有助于确诊。用Steiner染色，炭疽杆菌呈黑色，用革兰氏染色炭疽杆菌呈紫色。抗生素治疗＜55h，细菌仍较多，治疗超过72h，细菌将明显减少，革兰氏染色可能为阴性，此时可做免疫组化染色。如应用抗炭疽杆菌细胞壁抗体、抗炭疽杆菌荚膜抗体做免疫组化染色。免疫组织化学检查除能显示细菌，还能显示细胞内外的细菌碎片或颗粒状抗原，有助于对经过治疗患者的确诊。（二）吸入性炭疽由吸入炭疽芽胞引起感染，潜伏期尚未完全确定，估计高剂量吸入潜伏期为1～6天，中位数为4天。吸入的炭疽芽胞在肺内立即被肺泡吞噬细胞吞噬，几小时之内，被转运至纵隔淋巴结，6肺内不遗留特异性炎症。早期胸部X线检查均有异常，主要为纵隔增宽、胸水或有肺部小的浸润灶（水肿）。尸检可见纵隔、肺门和支气管旁淋巴结呈急性充血、出血，有中性粒细胞浸润和细胞碎片，并含有大量炭疽杆菌，有的小血管内可见新鲜血栓，这些改变使淋巴结肿大，大者直径达4～6cm，淋巴结周围的脂肪结缔组织也可出现高度水肿、充血、大片出血，使整个纵隔呈胶冻样水肿团块。胸膜也可水肿增厚，胸腔内见有大量浆液血性积液。肺泡内可有不同程度的水肿，局灶性透明膜形成。吸入性炭疽早期查痰无意义。一般来说，胸膜表面及胸腔积液内含有大量炭疽杆菌，取胸水检测可助于确诊。用抗生素治疗3天以上，革兰氏染色常为阴性，此时可取胸水离心，将细胞制成蜡块，用切片作免疫组化染色（用抗炭疽杆菌荚膜抗体或细胞壁抗体），可见杆菌片断和颗粒状抗原。说明免疫组化染色在确诊中较为重要。此外，聚合酶链反应（PCR）也可证实胸水中的炭疽杆菌。图8吸入性炭疽的病理改变A纵隔出血水肿淋巴结出血肿大B纵隔软组织出血C纵隔淋巴结组织坏死、核固缩D淋巴结可见免疫母细胞及固缩核吸入性炭疽可发生败血症，脾脏充血肿大，脾髓内含有大量的炭疽杆菌。在肝窦、枯否细胞、肠浆膜面及肠黏膜下血管内均见炭疽杆菌抗原。吸入性炭疽也可发生脑膜播散引起出血性脑膜炎，脑脊液（CSF）中培养出炭疽杆菌。（三）胃肠炭疽在自然感染中，胃肠道炭疽较多见，系由于食入炭疽杆菌污染严重的未熟肉类感染。胃肠道炭疽分为2型：口咽型及胃肠型（腹型）。1、口咽炭疽大多为单侧，多数病变位于扁桃体，也见于悬雍垂及软腭。早期病变为局部水肿、充血，7第一周末黏膜中心坏死，溃疡形成，第二周初溃疡上可见假膜。所有患者均有颈部肿胀，75%为单侧，淋巴结肿直径可达4cm。软组织肿胀与淋巴结肿大同时存在可压迫患者的呼吸道。曾有报道，5例原诊为扁桃体脓肿而行手术探查，但没有化脓。另有报道，24例中3例死亡（死亡率13%），此3人的潜伏期均小于24h，提示感染更为严重，血培养可为阴性，咽拭子为阳性，说明咽拭子对口咽炭疽的确诊甚为重要，PCR及免疫组化染色也有助于诊断。2、胃肠型炭疽因进食被炭疽杆菌污染的食物而发病，肠道病变通常位于回肠及盲肠，肠壁水肿出血、坏死，肠黏膜有溃疡，肠系膜淋巴结肿大，伴或不伴有血性腹水，沾有血的粪便中可培养出炭疽杆菌。图9盲肠升结肠水肿出血，肠系膜淋巴结肿大临床表现潜伏期：一般为1～5日，也有短至12h，长至2周者。随炭疽杆菌侵入途径及部位的不同，临床上主要分为皮肤炭疽、吸入性（肺型）炭疽和食入性（胃肠型）炭疽。部分患者可发展为败血症、脑膜脑炎等重症，预后不好。8一、皮肤炭疽约占95%～98%，病变多见于手、脚、面、颈、肩等裸露部位皮肤。最初为皮肤破损部位（皮肤破损轻微时，可无明显伤口）出现斑疹或丘疹，第2日在皮疹顶部出现小水疱而成疱疹，内含淡黄色液体，周围组织变硬而肿胀。第3～4日病变中心呈现出血性坏死、组织稍下陷，周围有成群小水泡，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。溃疡直径1～5cm不等，其周围皮肤浸润及水肿范围较大，直径可达5～20cm。由于局部末梢神经受损而无明显疼感和压痛，有轻微痒感，无脓肿形成，这是皮肤炭疽的特点。以后随水肿消退，黑痂在1～2周内脱落，肉芽组织增生愈合缓慢。大多数病例为单灶性发病，但个别病例可因抓挠病变部位而出现多处疱疹，致自身感染。病程约1～6周。