炭疽杆菌屬於需氧芽胞杆菌屬,能引起羊、牛、馬等動物及人類的炭疽病。炭疽杆菌曾被帝國主義作為致死戰劑之一。平時,牧民、農民、皮毛和屠宰工作者易受感染。皮膚炭疽在我國各地還有散在發生,不應放鬆警惕。
生物學性狀
形態染色
炭疽杆菌菌體粗大,兩端平截或凹陷,是致病菌中最大的細菌。排列似竹節狀,無鞭毛,無動力,革蘭氏染色陽性,本菌在氧氣充足,溫度適宜(25~30攝氏度)的條件下易形成芽胞。
在活體或未經解剖的屍體內,則不能形成芽胞。芽胞呈橢圓形,位於菌體中央,其寬度小於菌體的寬度。在人和動物體內能形成莢膜,在含血清和碳酸氫鈉的培養基中,孵育於CO2環境下,也能形成莢膜。形成莢膜是毒性特征。
炭疽杆菌受低濃度青黴素作用,菌體可腫大形成圓珠,稱為“串珠反應”。這也是炭疽杆菌特有的反應。
培養特性
本菌專性需氧,在普通培養基中易繁殖。最適溫度為37攝氏度,最適pH為7.2~7.4,在瓊脂平板培養24小時,長成直徑2~4毫米的粗糙菌落。菌落呈毛玻璃狀,邊緣不整齊,呈卷發狀,有一個或數個小尾突起,這是本菌向外伸延繁殖所致。在5~10%綿羊血液瓊脂平板上,菌落周圍無明顯的溶血環,但培養較久後可出現輕度溶血。菌落特征出現最佳時間為12~15小時。菌落有粘性,用接種針鉤取可拉成絲,稱為“拉絲”現象。在普通肉湯培養18~24小時,管底有絮狀沉澱生長,無菌膜,菌液清亮。有毒株在碳酸氫鈉平板,20%CO2培養下,形成粘液狀菌落(有莢膜),而無毒株則為粗糙狀。
抵抗力
繁殖體抵抗力不強,易被一般消毒劑殺滅,而芽胞抵抗力強,在幹燥的室溫環境中可存活數十年,在皮毛中可存活數年。牧場一旦被汙染,芽胞可存活數年至數十年。經直接日光曝曬100小時、煮沸40分鍾、140攝氏度幹熱3小時、110攝氏度高壓蒸汽60分鍾、以及浸泡於10%甲醛溶液15分鍾、新配苯酚溶液(5%)和20%含氯石灰溶液數日以上,才能將芽胞殺滅。炭疽芽胞對碘特別敏感,對青黴素、先鋒黴素、鏈黴素、卡那黴素等高度敏感。
抗原結構
莢膜多肽抗原:由D-穀氨酸多肽組成,抗原性單一,若以高效價抗莢膜血清與具莢膜炭疽杆菌作用,在其周邊外發生抗體的特異性沉澱反應,鏡下可見莢膜腫脹。
菌體多糖抗原:由等分子量的乙酰基葡萄糖胺和D-半乳糖組成,能耐熱,與毒力無關。這種抗原沒有特異性,能與其他需氧芽胞杆菌,肺炎球菌14型及人類A血型物質發生交叉反應。
外毒素複合物:炭疽杆菌具有外毒素,包含水腫因子,保護性抗原(因子)及致死因子。三種成份均具有抗原性,不耐熱,是致病的物質基礎之一。
致病性與免疫性
致病性
人類主要通過工農業生產而感染。機體抵抗力降低時,接觸汙染物品可發生下列疾病:
皮膚炭疽最常見,多發生於屠宰、製革或毛刷工人及飼養員。本菌由體表破損處進入體內,開始在入侵處形成水癤、水皰、膿皰、中央部呈黑色壞死,周圍有浸潤水腫、如不及時治療,細菌可進一步侵入局部淋巴結或侵入血流,引起敗血症死亡。
縱隔障炭疽少見,由吸入病菌芽胞所致,多發生於皮毛工人,病死率高。病初似感冒,進而出現嚴重的支氣管肺炎,可在2~3天內死於中毒性休克。