一、概述
炭疽(anthrax)是由炭疽杆菌所致,一种人畜共患的急性传染病。人因接触病畜及其产品及食用病畜的肉类而发生感染。人与人之间的传播尚无报告。临床上主要表现为皮肤坏死、溃疡、焦痂和周围组织广泛水肿及毒血症症状。根据感染部位的不同,临床上可分为皮肤炭疽、肺炭疽、肠炭疽3型,以皮肤型最多见,后2型偶可引致肺、肠和脑膜的急性感染,并可伴发败血症。
1.流行病学:炭疽散布于世界各地,尤以南美洲、亚洲及非洲等牧区较多见,呈地方性流行,为一种自然疫源性疾病,近年来由于世界各国的皮毛加工等集中于城镇,炭疽也暴发于城市,成为重要职业病之一。
⑴传染源:患病的牛、马、羊、骆驼等食草动物是人类炭疽的主要传染源。猪可因吞食染菌青饲料;狗、狼等食肉动物可因吞食病畜肉类而感染得病,成为次要传染源。炭疽病人的分泌物和排泄物也具传染性。
⑵传播途径:人感染炭疽杆菌主要通过工业和农业两种方式。接触感染是本病流行的主要途径。皮肤直接接触病畜及其皮毛最易受染,吸入带大量炭疽芽胞的尘埃、气溶胶或进食染菌肉类,可分别发生肺炭疽肠炭疽。应用未消毒的毛刷,或被带菌的昆虫叮咬,偶也可致病。
⑶易感者:人群普遍易感,主要取决于接触病原体的程度和频率。青壮年因职业(农民、牧民、兽医、屠宰场和皮毛加工厂工人等)关系与病畜及其皮毛和排泄物、带芽胞的尘埃等的接触机会较多,其发病率也较高。病后免疫力持久与否尚无定论,有再感染的例子。全年均有发病,7~9月为高峰。吸入型多见于冬春季。
2.病原学:炭疽杆菌系一需氧或兼性厌氧、无鞭毛的粗大杆菌,长4~8μm,宽1~1.5μm;菌体两端平削呈竹节状长链排列,革兰氏染色阳性。在人体内有荚膜形成并具较强致病性,无毒菌株不产生荚膜。炭疽杆菌生活力强,在一般培养基上生长良好。炭疽杆菌繁殖体于56℃2小时、75℃1分钟即可被杀灭。常用浓度的消毒剂也能迅速杀灭。在体外不适宜的环境下可形成卵圆形的芽胞。芽胞的抵抗力极强,在自然条件或在腌渍的肉中能长期生存。在皮毛上能存活数年。经直接日光曝晒100小时、煮沸40分钟、140℃热3小时、110℃高压蒸气60分钟、以及浸泡于10%福尔马林液15分钟、新配石炭酸溶液(5%)和20%漂白粉溶液数日以上,才能将芽胞杀灭。炭疽杆菌的抗原组成有荚膜抗原、菌体抗原、保护性抗原及芽胞抗原四种。荚膜抗原是一种多肽,能抑制调理作用,与细菌的侵袭力有关,也能抗吞噬;菌体抗原虽无毒性,但具种特异性;保护性抗原具有很强的免疫原性;芽胞抗原有免疫原性及血清学诊断价值。炭疽杆菌繁殖体能分泌炭疽毒素,此毒素由第Ⅰ因子(水肿因子,EF)、第Ⅱ因子(保护性抗原,PA)及第Ⅲ因子(致死因子,LF)所组成的复合多聚体。3种成分个别注入动物体内均无毒性,但保护性抗原加水肿因子或致死因子则可分别引起水肿、坏死或动物死亡。
3.发病机制:当一定数量的芽胞进入皮肤破裂处,吞入胃肠道或吸入呼吸道,加上人体抵抗力减弱时,病原菌借其荚膜的保护,首先在局部繁殖,产生大量毒素,导致组织及脏器发生出血性浸润、和严重水肿,形成原发性皮肤炭疽、肠炭疽及肺炭疽等。当机体抵抗力降低时致病菌即迅速沿淋巴管及血循环进行全身播散,形成败血症和继发性脑膜炎。皮肤炭疽因缺血及毒素的作用,真皮的神经纤维发生变性,故病灶处常无明显的疼痛感。如人体健康,而进入体内的芽胞量少或毒力低,则可以不发病或出现隐性感染。炭疽杆菌的致病主要与其毒素中各组分的协同作用有关。炭疽毒素可直接损伤微血管的内皮细胞,使血管壁的通透性增加,导致有效血容量不足;加之急性感染时一些生物活性物质的释放增加,从而使小血管扩张,加重血管通透性,减少组织灌注量;又由于毒素损伤血管内膜,激活内凝血系统及释放组织凝血活酶物质,血液呈高凝状态,故DIC和感染性休克在炭疽中均较常见。此外,炭疽杆菌本身可堵塞毛细血管,使组织缺氧缺血和微循环内血栓形成。
4.病理改变:炭疽的主要病理改变为各脏器、组织的出血性浸润、坏死和水肿。皮肤炭疽局部呈痈样病灶,四周为凝固性坏死区,皮肤组织呈急性浆液性出血性炎症,间质水肿显著。末梢神经的敏感性因毒素作用而降低,故局部疼痛不著。肺炭疽呈现出血性支气管炎、小叶性肺炎及梗死区,纵隔高度胶冻样水肿,支气管及纵隔淋巴结高度肿大,并有出血性浸润,胸膜及心包亦可累及。肠炭疽的病变主要分布于小肠,肠壁呈局限性痈样病灶及弥漫性出血性浸润,病变周围肠壁有高度水肿及出血,肠系膜淋巴结肿大;腹腔内有浆液性血性渗出液,内有大量致病菌。脑膜受累时,硬脑膜和软脑膜均极度充血、水肿,蛛网膜下腔除广泛出血外,并有大量菌体和炎症细胞浸润。有败血症时,全身其他组织及脏器均有广泛出血性浸润、水肿及坏死,并有肝、肾浊肿及脾肿大。
二、临床表现
潜伏期1~5天,最短仅12小时,最长12天。临床可分以下五型。
1.皮肤炭疽:最为多见,约占95%,可分炭疽痈和恶性水肿两型。炭疽多见于面、颈、肩、手和脚等裸露部位皮肤,初为丘疹或斑疹,第2天顶部出现水疱,内含淡黄色液体,周围组织硬而肿,第3~4天中心区呈现出血性坏死,稍下陷,周围有成群小水疱,水肿区继续扩大。第5~7天水疱坏死破裂成浅小溃疡,血样分泌物结成黑色似炭块的干痂,痂下有肉芽组织形成为炭疽痈。周围组织有非凹陷性水肿。黑痂坏死区的直径大小不等,自1~2cm至5~6cm,水肿区直径可达5~20cm,坚实、疼痛不著、溃疡不化脓等为其特点。继之水肿渐退,黑痂在1~2周内脱落,再过1~2周愈合成疤。发病1~2天后出现发热、头痛、局部淋巴结肿大及脾肿大等。少数病例局部无黑痂形成而呈现大块状水肿,累及部位大多为组织疏松的眼睑、颈、大腿等,患处肿胀透明而坚韧,扩展迅速,可致大片坏死。全身毒血症明显,病情危重,若治疗贻误,可因循环衰竭而死亡。如病原菌进入血液,可产生败血症,并继发肺炎及脑膜炎。
2.肺炭疽:大多为原发性,由吸入炭疽杆菌芽胞所致,也可继发于皮肤炭疽。起病多急骤,但一般先有2~4天的感冒样症状,且在缓解后再突然起病,呈双相型。临床表现为寒战、高热、气急、呼吸困难、喘鸣、发绀、血样痰、胸痛等,有时在颈、胸部出现皮下水肿。肺部仅闻及散在的细湿罗音,或有脑膜炎体征,体征与病情严重程度常不成比例。患者病情大多危重,常并发败血症和感染性休克,偶也可继发脑膜炎。若不及时诊断与抢救,则常在急性症状出现后24~48小时因呼吸、循环衰竭而死亡。
3.肠炭疽:临床症状不一,可表现为急性胃肠炎型和急腹症型。前者潜伏期12~18小时,同食者可同时或相继出现严重呕吐、腹痛、水样腹泻,多于数日内迅速康复。后者起病急骤,有严重毒血症症状、持续性呕吐、腹泻、血水样便、腹胀、腹痛等,腹部有压痛或呈腹膜炎征象,若不及时治疗,常并发败血症和感染性休克而于起病后3~4天内死亡。
4.脑膜型炭疽:大多继发于伴有败血症的各型炭疽,原发性偶见。临床症状有剧烈头痛、呕吐、抽搐,明显脑膜刺激征。病情凶险,发展特别迅速,患者可于起病2~4天内死亡。脑脊液大多呈血性。
5.败血型炭疽:多继发于肺炭疽或肠炭疽,由皮肤炭疽引起者较少。可伴高热、头痛、出血、呕吐、毒血症、感染性休克、DIC等。
三、医技检查
1.周围血象:白细胞总数大多增高,一般在(10~20)×109/L,少数可高达(60~80)×109/L,分类以中性粒细胞为高。
2.涂片检查:取水疱内容物、病灶渗出物、分泌物、痰液、呕吐物、粪便、血液及脑脊液等做涂片,先加1:1000升汞固定,以破坏芽胞,染色后可发现有荚膜的典型竹节状大杆菌。
3.培养:检材应分别接种于血琼脂平板、普通琼脂平板、碳酸氢钠平板。血标本应事先增菌培养。检材明显污染者可先加热65℃30分钟以消灭杂菌,并于肉汤内增菌4小时后接种于平板。如见可疑菌落,则根据生物学特征及动物试验进行鉴定。
4.动物接种:取患者的分泌物、组织液或所获得的纯培养物接种于小白鼠或豚鼠等动物的皮下组织,如注射局部处于24小时出现典型水肿、出血者为阳性反应,动物大多于36~48小时内死亡,在动物内脏和血液中有大量具有荚膜的炭疽杆菌存在。分离出的可疑炭疽杆菌应用鉴定试验。
5.鉴定试验:用以区别炭疽杆菌与各种类炭疽杆菌(枯草杆菌、蜡样杆菌、蕈状杆菌、嗜热杆菌等),主要有串珠湿片法、特异性荧光抗体(抗菌体、抗荚膜、抗芽胞、抗噬菌体等)染色法,W噬菌体裂解试验、碳酸氢钠琼脂平板CO2培养法、青霉素G抑制试验、动物致病试验、荚膜肿胀试验、动力试验、溶血试验、水杨酸苷发酵试验等。
6.免疫学试验:有间接血凝法,ELISA法、酶标-SPA法、荧光免疫法等,用以检测血清中的各种抗体,特别是荚膜抗体及血清抗毒性抗体,一般供追溯性诊断和流行病学调查之用。Ascoli沉淀试验主要用以检验动物脏器、皮、毛等是否染菌,但本法常出现假阳性,对其结果判断应慎重。
四、诊断依据
1.流行病学:病前2周内曾与牛、马、羊等或其皮、毛、骨、肉等接触,或有进食病畜肉类史,或有生物战剂接触史。
2.临床特征
⑴皮肤型:①皮肤裸露部位出现无痛性浆液血性疱疹或浅溃疡及结痂,周围组织有广泛的非凹陷性肿胀,局部淋巴结肿大而无明显压痛。②少数病例于眼睑、颈、大腿等部位出现广泛水肿,以至坏死,伴有明显全身毒血症症状。
⑵肺型:发病急骤,恶寒、发热,伴以咳嗽、咳血性痰、胸痛、呼吸困难、紫绀等,且常并发渗出性胸膜炎及心力衰竭。胸透可见肺部炎症及纵隔淋巴结肿大。
⑶肠型:发病急骤,有发冷、发热、呕吐、腹痛、腹胀、腹泻、血水样便等,常并发渗出性腹膜炎。
⑷败血症型:继发于上述各型。有高热、头痛、出血及感染性休克。
⑸脑膜炎型:继发于败血症型,有高热、头痛、呕吐、惊厥、昏迷等;脑膜刺激征阳性,脑脊液呈均匀血性。
3.实验室检查
⑴血液白细胞计数及中性粒细胞增加。
⑵细菌检查:依不同病型取病灶渗出液、痰、呕吐物、粪便、血液、脑脊液等做涂片检查,查见具荚膜的粗大杆菌。培养生长炭疽杆菌。
⑶动物接种:取以上检材接种于豚鼠或小白鼠,获阳性结果。
⑷有条件时可做噬菌体溶解试验,串珠反应及免疫荧光抗体检查。
五、容易误诊的疾病
皮肤炭疽须与痈、蜂窝织炎、恙虫病的焦痂、兔热病的溃疡等相鉴别。肺炭疽需与各种肺炎、肺鼠疫相鉴别。肠炭疽需与急性菌痢及急腹症。脑膜炎型和败血症型炭疽应与各种脑膜炎、蛛网膜下腔出血和败血症相鉴别。
六、治疗原则
1.一般及对症治疗:本病患者应严格隔离,对其分泌物和排泄物按芽胞的消毒方法进行消毒处理。给高热量流质或半流质,必要时于静脉内补液,出血严重者应适当输血。皮肤恶性水肿患者可应用肾上腺皮质激素,对控制局部水肿的发展及减轻毒血症有效,一般可用氢化可的松100~200mg/d短期静滴,但必须在青霉素G的掩护下采用。有DIC者,应及时应用肝素、潘生丁等。
2.局部治疗:对皮肤局部病灶除取标本做诊断外,切忌挤压,也不宜切开引流,以防感染扩散而发生败血症。局部可用1:2000高锰酸钾液洗涤,敷以四环素软膏,用消毒纱布包扎。
3.病原治疗:以青霉素G为首选。对皮肤炭疽,成人每天160~320万U,分次肌注,疗程7~10天。对肺炭疽、肠炭疽、脑膜炎型及败血症型炭疽,每天剂量应增至1000万~2000万U,做静脉滴注,并同时合用氨基糖甙类(链霉素、庆大霉素、卡那霉素等),疗程需延长至2~3周以上。
对青霉素G过敏者可采用四环素或氯霉素,每天成人剂量2g,4次分服。强力霉素也有效,成人每天200~300mg;环丙沙星500mg,每天2次;红霉素成人每天1.5g,疗程同上。
抗炭疽血清治疗目前已少用。如有供应,则对毒血症严重患者除抗生素治疗外,可同时应用抗炭疽血清肌注或静脉注射,第1天100ml,第2~3天各30~50ml,应用前需做皮试。
七、预防及预后
1.管理传染源:病人应隔离至创口愈合,痂皮脱落或症状消失,分泌物或排泄物培养2次阴性(相隔5天)为止。严格隔离病畜,不用其乳类。死畜严禁剥皮或煮食,应焚毁或加大量生石灰深埋在地面2m以下。
2.切断传播途径:必要时封锁疫区。对病人的衣服、用具、废敷料、分泌物、排泄物等分别采取煮沸、漂白粉、环氧乙烷、过氧乙酸、高压蒸气等消毒灭菌措施。用Ascoli沉淀试验检验皮毛、骨粉等样品,对染菌及可疑染菌者应予严格消毒。畜产品加工厂须改善劳动条件,加强防护设施,工作时要穿工作服、戴口罩和手套。
3.保护易感者
⑴加强卫生宣教养成良好卫生习惯,防止皮肤受伤,如有皮肤破损,立即涂搽3%~5%碘酒,以免感染。
⑵健畜和病畜宜分开放牧,对接触病畜的畜群进行减毒活疫苗接种。
⑶对从事畜牧业、畜产品收购、加工、屠宰业等工作人员和疫区人群,每年接种炭疽杆菌减毒活菌苗1次。目前采用皮上划痕法,每次用菌苗0.1ml,滴于上臂外侧皮肤,划一“井”字即可。四联菌苗(炭疽杆菌、土拉杆菌、鼠疫杆菌和布氏杆菌)也已证明有效。国外采用保护性抗原做预防接种,第一年肌注3次,各相隔3周,6个月后接种第4次,继每年加强注射1次,每次均为0.5ml。密切接触者应留验8天,必要时早期应用青霉素、四环素等,对疑似患者可采取同一措施。
本病的预后视临床类型、诊断与治疗是否及时而不同。皮肤炭疽的病死率已降低为1%左右,但位于颈部、面部、并发败血症或属于恶性水肿型的皮肤炭疽预后较差。肠炭疽的急腹症型、肺炭疽、脑膜炎型炭疽、败血症型炭疽等,由于病情发展迅速而又较难及早确诊,故病死率可高达90%以上,患者常于发病后数日内死亡。