（本文根据天康牛人云课堂&荷斯坦大讲堂“秋季牧场炭疽病及口蹄疫防控专场”专家讲课内容整理）
01 炭疽的概述
炭疽是由炭疽芽孢杆菌引起的烈性、自然疫源性的人兽共患传染病，是《中华人民共和国传染病防治法》规定必须报告的乙类传染病，其中肺炭疽需要按照甲类传染病管理处置。
牛、羊等食草动物是炭疽的易感动物和主要传染源。人主要通过接触炭疽病畜、毛皮和食肉感染，也可通过吸入含有炭疽芽孢的粉尘或气溶胶感染。当前皮肤炭疽是最为常见的感染类型，及时治疗一般预后良好。肺炭疽和肠炭疽目前发病非常少，但病死率非常高。
下图展示了炭疽疫情发生和感染传播链条。传染源是炭疽病畜及其排泄物、尸体，以及病原体污染环境形成的疫源地。感染传播途径是食入、吸入、污染损伤皮肤和蚊虫叮咬。
炭疽的病原炭疽芽孢杆菌是一种革兰氏阳性大杆菌，在体内可形成荚膜，对培养的营养要求不高，在普通培养基中能良好生长，形成典型的边缘不整齐、呈卷发状的粗糙型大菌落。
炭疽芽孢杆菌的繁殖型菌体抵抗力不强，常规消毒剂或巴氏消毒法都能杀死，但需要注意的是，它在有氧环境中可形成抵抗力和耐受力极强的芽孢。
炭疽芽孢杆菌的芽孢
芽孢是炭疽芽孢杆菌等细菌在营养缺乏时形成的代谢相对静止的休眠状态。因为它具有多层厚而致密的胞膜结构，通透性低，能阻止化学物渗入，其核心和皮质层中含有大量DPA，使其具有高度耐热性。芽孢含水量少，蛋白质受热不易变性。
导致炭疽芽孢的抵抗力非常强，在土壤中可存活数十年甚至上百年；对热力、干燥、辐射、化学消毒剂等理化因素均有强大的抵抗力，用一般的方法不易将其杀死。100℃沸水煮数小时才可以杀死芽孢，最可靠的方法是高压蒸汽灭菌。
在合适的营养和温度条件下，芽孢的核心向外生长成繁殖体，具有致病性。
植物炭疽病
植物炭疽病属于真菌性病害，与人和动物的炭疽完全没有相关性。可以危害葡萄、柑橘、芒果、苹果、桃、梨等大部分果树，以及草莓、辣椒、黄瓜、茄子、西红柿、白菜、花生、茶树、花卉等多数经济作物。主要危害果实和叶片，分为急性（叶枯型）和慢性（叶斑型）。病原为半知菌亚门刺盘孢属（无性态）和部分子囊菌亚门、小丛壳属（有网性态）。
炭疽芽孢杆菌的毒力因子
炭疽芽孢杆菌的基因组由染色体和2个毒力相关质粒pXO1和pXO2组成。pXO1质粒携带炭疽毒素相关基因（pag、cya和1ef），分别编码保护性抗原(PA)、致死因子(LF)和水肿因子(EF)；pXO2质粒携带控制荚膜合成与降解的cap基因簇，荚膜可保护细菌不被巨噬细胞杀死；与染色体上的S层蛋白编码基因等组成炭疽毒力相关的分子基础。
炭疽毒素结构和作用机制
炭疽毒素非常有特色，是一个三元的毒素结构。首先是保护性抗原PA（pagA编码）识别细胞膜上的受体，形成7聚体跨膜结构，通过胞吞作用将毒力成分LF和EF带入细胞内，分别形成致死因子和水肿因子。
致死因子LF（lef）是锌依赖的金属蛋白酶，切割失活促分裂素原活化蛋白激酶激酶类（MAPKKs），同时在实验动物上还切割NLRP1b导致炎症反应和细胞焦亡。水肿因子EF（cya）是依赖钙调蛋白的腺苷酸环化酶，催化细胞内的ATP转换为cAMP，其浓度上升破坏细胞信号通路，水分不平衡导致水肿。
所以炭疽发病动物出现呼吸困难症状就是由咽喉或肺部的水肿导致，两种非常致命的毒素共同导致了炭疽的高致病性和死亡率。
02 炭疽的流行病学
炭疽芽孢杆菌的分布
炭疽芽孢杆菌自然疫源地在全球分布广泛，常见于农牧业发达地区。目前没有任何一个国家完全消灭炭疽，说明疫源地一旦产生后非常顽固。下图展示了2005-2016年炭疽疫情全球分布图（Carlson CJ, et al. Nat Microbiol, 2019），黑点代表1次疫情及其定位。
炭疽曾经在我国广泛流行，年度发病数千人，死亡上百人，90年代之后得到有效控制，疫情逐年下降，但仍在部分地区点状、散发流行。下图展示了从有记录以来中国疫控中心总结的炭疽人员感染发病和死亡情况（Li Y, et al. Emerg Infect Dis, 2017）。
根据《兽医公报》，最近17年我国共计报告疫情305起，主要集中在西北、华北、东北、西南等农牧业发达地区。统计发病动物2770头，以牛和绵羊为主，死亡1954头，死亡率70.5%。
国内炭疽疫情特点
1.以小范围、点状、分散的流行为主，感染地区以牧区、半农半牧区和农区为主。
2.疫情多发生在6～9月，雨水多、洪水泛滥、吸血昆虫多的季节。
3.曾发生疫情的地区，清除炭疽芽孢不彻底，存在复发的威胁。
4.人感染发病特点：多因解剖死亡动物感染，以皮肤炭疽为主。
5.潜伏期：人和动物一般为2～6天，最长为20天。
03 炭疽的临床
人炭疽分型
体表感染型（皮肤）炭疽：潜伏期2～6天，首先在面、颈、手或前臂等暴露部位的皮肤出现红斑、丘疹、水疱，周围组织肿胀及浸润。继而中央坏死形成溃疡性黑色焦痂，焦痂周围皮肤发红，肿胀，疼痛不显著。邻近部位淋巴结肿大且常化脓，伴有发热、头痛、关节痛等。少数严重病例局部呈大片水肿和坏死。最常见的型，死亡率较低。
经口感染型（口咽或胃肠型）炭疽：急性发病，发热，腹胀，剧烈疼痛，腹泻，通常为血样便或血水样便。恶心、呕吐，呕吐物中含血丝及胆汁。可累及消化道以外系统。死亡率较高。
吸入感染型（肺）炭疽：潜伏期4～6日，高热，呼吸困难，可有胸痛及咳嗽，咳粘液血痰。肺部只有散在的细湿罗音。X 射线的主要表现为纵膈影增宽。常见胸腔积液。死亡率极高。
肺炭疽、肠炭疽、皮肤炭疽治疗不及时均可继发脑膜炎和败血症。
脑膜炎型炭疽：剧烈头痛，呕吐，继而出现昏迷、呼吸衰竭，脑脊液多为血性。
炭疽败血症：严重的全身中毒症状，高热、寒战，感染性休克与弥漫性血管内凝血（DIC）表现，皮肤出现出血点或大片淤斑，腔道中出现活动性出血，迅速出现呼吸与循环衰竭。在循环血液中可检出大量炭疽芽孢杆菌。
动物炭疽分型
牛、羊、马、骆驼及鹿等草食动物最容易感染，一般为急性或亚急性型，发病、死亡快。
最急性型：死亡快，常见在正常生理状态下，天然孔突然出血，高度呼吸困难和痉挛并倒地而死。
急性型和亚急性型：高温，精神不振，食欲减少，黏膜发绀，尿色暗红，心跳和呼吸极度困难。
亚急性型到慢性型：多见于猪、狗、猫和野生的肉食和杂食动物，通常是食入带有炭疽菌的食物而感染，细菌聚积在咽部淋巴结，咽部可能发生严重的肿胀，由于呼吸道堵塞而死亡。或者出现严重的急性肠炎。也有自愈和长期带菌的病例。猪常在屠宰后见颌下淋巴结肿胀，切面呈砖红色。
总结：动物炭疽临床症状主要呈急性经过，多以突然死亡、天然孔出血、血液呈酱油色且不易凝固、尸僵不全、腹膨胀为特征。
04 炭疽的防控
炭疽芽孢杆菌的基因组由染色体和2个毒力相关质粒pXO1和pXO2组成，任何一个质粒丢失后，致病性显著下降，目前国内使用的疫苗都遵循这个策略。
炭疽的预防
皮上划痕人用炭疽活芽孢疫苗是国内自主研发，无编码荚膜的质粒，导致其在体内的存活能力降低，不能长期保护，因为还有毒素质粒，相对来说有较强的副作用，不建议滥用。
动物疫苗有两种，兽用无毒炭疽活芽孢苗和兽用II号炭疽活芽孢苗。兽用无毒炭疽活芽孢苗正规应该叫无荚膜炭疽芽孢苗，菌株和人用菌株类似，也是没有荚膜质粒，但含有毒素质粒。兽用II号炭疽活芽孢疫苗的特点是两个质粒都有，但整体致病力减弱。动物疫苗需要严格按照程序进行免疫接种，控制剂量，明确部位。
下表展示了炭疽芽孢杆菌临床强毒和疫苗菌株致病性的比较。可以看到，炭疽是一个致病性非常强的菌株，强毒菌株5~20个芽孢即可导致小鼠死亡。而疫苗菌株需要很高的剂量才能导致小鼠死亡，由此可见，疫苗安全性可以得到保障。
天康生物天疽净是二号炭疽芽孢苗，使用剂量和无荚膜疫苗差不多，1.3-2.0×107芽孢/ml。山羊、马慎用。山羊免疫剂量0.2ml，并且只能使用皮内注射，免疫期为半年。其它动物皮下注射1ml，免疫期1年。
疫苗接种注意事项
1.疫区、受威胁区连续3年免疫接种和病原菌监测，构建免疫隔离带。
2.适当的防护：采取传染病二级防护措施，使用医用防护口罩、医用乳胶手套、工作帽、医用防护服、防护鞋，必要时佩戴防护眼罩/面罩。
3.疫苗使用前充分摇匀，接种时做局部消毒处理。
4.疫苗接种后剩余的空瓶，污染的注射器和容器等需要高压灭菌或者彻底焚烧后处理。
5.怀孕的动物或者2～3周内要屠宰的动物不适合接种疫苗，动物接种疫苗前以及接种后1～2周内不得使用抗生素。
6.奶牛接种后1～2周内产奶应做无害化处理后弃掉，不建议食用。
动物接种疫苗过程中，人员不慎被扎伤的应急预案：使用次氯酸钠消毒液消毒双手手套，脱掉手套，用清水冲洗伤口，尽量挤出损伤部位的血液，用0.5%碘伏消毒，包扎伤口。受伤人员应密切观察20天，可按疗程服用抗生素进行预防治疗，当发现体温升高、伤口发炎、水肿等临床症状时立即到医院进行治疗。
炭疽的治疗
治疗时机——建议选择正规大医院，从做出疑似诊断开始进行。
抗菌治疗——首选药物为青霉素，次选氯霉素或大环内脂类药物，或者合用。皮肤患部可外敷红霉素或金霉素软膏，严禁切除和挤压。
对症治疗——可进行抗休克、广泛性血管内凝血的对症治疗，使用晶体液、血浆、低分子右旋糖苷、肝素及潘生丁等。同时注意预防由炭疽毒素引起的心功能不全。
05 炭疽的诊断
实验室生物安全要求
参照国家卫健委《人间传染的病原微生物目录》，病料样本处理和检测在生物安全二级实验室以上开展（满足受控的密闭房间、有生物安全柜、所在建筑内有高压锅的条件），检测工作完成后应进行终末消毒。如果涉及到活菌培养操作和动物感染实验需在P3实验室进行。
终末消毒措施，过去较多使用甲醛或过氧乙酸进行消毒，但甲醛刺激性大并且有致癌性，过氧乙酸刺激性和腐蚀性都较大，所以现在更多的使用过氧化氢熏蒸。可以使用手提式过氧化氢干雾灭菌器或者国产推拉式干雾灭菌器，只要设定好房间面积，就可以自动进行消毒。终末消毒效果评价，可以使用过氧化氢灭菌生物指示剂（嗜热脂肪杆菌芽孢菌片+培养指示剂），过氧化氢熏蒸前提前布置芽孢菌片，熏蒸后56℃培养指示剂不变色，表明芽孢全部被杀死。
炭疽芽孢杆菌实验室诊断
采样 为避免病原菌泄露污染环境，不建议进行开放性采样，对病、死动物血液、组织液或天然孔流出的血性物及其拭子进行采集，组织以穿刺的方式采样，病人主要采集血液、气管分泌物和皮肤渗出物。
实验室检测流程 标准方案是对病原菌进行分离培养后再鉴定，但有些实验室对病料样本直接提取核酸进行PCR检测，当前也是认可的。下图所示为标准的检测流程。
特异性的鉴定手段包括PCR检测和噬菌体裂解实验。
鉴别诊断
下表展示了炭疽和梭菌病的鉴别诊断，这两种疾病的发病动物都有突发死亡、天然孔出血和腹部膨胀等类似的临床症状。
06 炭疽疫情处置
依据《中华人民共和国传染病防治法》和《中华人民共和国动物防疫法》，无论是人间炭疽还是动物炭疽疫情，一旦发现立即上报，并立即开展控制和隔离措施。
炭疽疫情应急处置依据
炭疽疫情应急处置依据国家发布的《炭疽防治技术规范》、《动物炭疽诊断技术 NY/T 561-2015》、《反刍动物、生猪产地检疫规程》、《牛、羊屠宰检疫规程》和卫生部颁发的《炭疽诊断WS 283-2020》、《全国炭疽监测方案（试行）》、《疫源地消毒总则GB19193》、《疫源地消毒剂卫生要求 GB27953》。
无害化处理注意事项
疫情处置和防治措施，对疫区的封锁，如果是散养，应考虑自然环境和天然屏障（山、湖、林等）；如果是集约化养殖场，应考虑养殖密度（危害程度）。因为炭疽不属于空气传播的疾病，非必要不建议对同群无症状动物立刻进行扑杀。
人员处置时应穿防护服和胶靴，戴防护口罩和双层乳胶手套，做好自身防护。使用的防护用具和器具均应焚烧或者高压灭菌处理。
因为炭疽芽孢抵抗力非常强，所以只有含氯类、过氧化物类、含溴类、碘类和醛类等消毒剂能够有效杀死芽孢。而常规的酒精、季铵盐类（如新洁尔灭）和来苏尔等不能有效杀死芽孢。一般消毒用的生石灰也不能杀死炭疽芽孢。
动物尸体要先焚烧再进行深埋处理，对污染严重的土壤可以铲除表层带血的土壤，和消毒液拌在一起深埋。环境可以使用消毒剂进行喷洒，如果是密闭房间可以进行熏蒸消毒。
建议本病呈暴发流行时，患病和疑似动物进行无血扑杀处理，无症状动物进行就地隔离，观察20天。对隔离期发病动物按散发疫情处理，对同群无症状动物实施免疫接种。其它易感动物紧急免疫接种。
汛期防疫注意事项
因为炭疽疫情和雨季关联非常大，所以建议雨季前后进行放牧监管，尽量停止放牧，尽量避免低洼地放牧，尤其避免野外饮水。
对饲养员进行宣传教育，不能私屠滥宰、注意动物精神状态、及时报告、关注草料来源。
发生疫情的应急预案：熟悉疫情报告机制和处理机制，提前做好人员分工，了解疫苗紧急采购渠道，做好消毒物资储备及尸体包装袋和大动物处死和焚烧方式和设备，无害化处理的选址等。
