校本课程--仿生学(17)

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中，再把木片插入健康小鼠的身体，结果这些小鼠都感染了炭疽。科赫首次在培养基上培养成功，并证明其可形成芽孢，注射动物后可导致实验性炭疽。

炭疽杆菌是一种很大的格兰氏染色阳性杆菌，可在普通培养基上需氧或厌氧条件下培养。在土壤中寄居于世界各地。其3种类型有相同的细胞大小和形态，并可形成卵圆型孢子位于非肿胀的孢子体中央。

在这些生物战剂中炭疽杆菌是许多正在研制生物武器的国家视为最佳生物武器的选择。一方面与这种致病菌具有极强的生命力的特性有关：炭疽杆菌在体外不适宜条件下，可以形成细菌的一种特殊的生存状态——芽孢。细菌芽孢是细菌在不利环境下延续其生命的一种特殊方式，芽孢抵抗力极强，由多层膜构成的芽孢孢囊具有保护功能，理化因子不易透入，能使细菌不受阳光、热和消毒剂的破坏而在自然界中长期存活。在芽孢形成时细菌胞质经过脱水浓缩，这样蛋白质含量减少，受热后不易变性；芽孢中还含有大量吡啶二羧酸（DPA），这种DPA与钙结合能提高芽孢中各种酶的热稳定性，由于芽孢的这些特性，所以它对热、干燥、辐射、化学消毒剂等具有强大的抵抗力，煮沸40分钟、140℃干热3小时、高压蒸气10分钟、20%漂白粉和石灰乳浸泡2日、5%石碳酸24小时才能将其杀灭。Jacotot和Virat于1956年发现，由巴斯德在1888年制备的炭疽芽孢在68年后仍有活性。Wilson和Russell于1964年报道，炭疽芽孢在干燥土壤中能存活60年之久。1942～1943年，含有炭疽芽孢的炸弹曾在远离苏格兰海岸的格雷纳岛上爆炸过，在40多年后，那里的土壤中仍存在严重的炭疽芽孢污染。

另一方面与炭疽杆菌强传染性有关：炭疽杆菌无色无味，

经空气可以传播几公里远，处于室内的人也可能被感染，而且

人们通常是在不知不觉的情况下染上此病的，只有在人群中爆

发大量炭疽热后才知道敌人已经发动了生化攻击，而当症状明

显被确诊时，病情往往已进入晚期，此时的死亡率高达95％；

其传染途径主要通过皮肤接触、空气传播和通过食用受染食

品，这些途径比较难预防，而且一个人只要吸入8000个炭疽

杆菌孢子就可能致命。这就意味着在一座500万人的城市中，图3.1 炭疽杆菌模式图 只要散布50公斤的炭疽杆菌就可以了，这只需利用小型直升机或农用飞机就能做到；加上培养生产炭疽杆菌的方法简单容易。恐怖分子只要预先服用抗生素，在空屋中培养病菌，事后用强效消毒水沐浴即可，但其后再进入房间的人便会染上炭疽热。

由于炭疽杆菌的这种特性，因此它很可能被恐怖分子利用，制成冷冻干燥粉末，以邮件信函等各种方式来危害人类，使人感染皮肤炭疽即主要表现为局部皮肤坏死及特异的黑痂，或严重的经呼吸道吸入的肺炭疽即表现为肺部、肠道及脑膜的急性感染，有时伴有炭疽杆菌性败血症。在美国发现的通过邮件寄送的白色粉末就是烘干后的炭疽杆菌孢子。

炭疽杆菌从损伤的皮肤、胃肠黏膜及呼吸道进入人体后，首先在局部繁殖，产生毒素而致组织及脏器发生出血性浸润、坏死和高度水肿，形成原发性皮肤炭疽、肠炭疽和肺炭疽等。当机体抵抗力降低时，致病菌即迅速沿淋巴管及血管向全身扩散，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化，

故病灶处常无明显的疼痛感。