炭疽是一种由产芽孢细菌炭疽芽孢杆菌 (Bacillus anthracis) 引起的、不具有接触传染性的人畜共患病。炭疽主要见于家养和野生草食动物。临床特征为猝死，以及未凝血从天然孔道流出，这些特征与出血热的临床特征（表现为特急性或急性发病）重叠。常用诊断检查包括显微镜检查、培养和 PCR 检测。对于地方性流行区域的动物，最有效的控制策略是接种疫苗。若能在感染早期及时使用抗菌药物，通常效果良好。控制措施包括妥善处理动物尸体，消毒净化受污染材料，以及环境净化。
炭疽是一种由产芽孢细菌炭疽芽孢杆菌 (Bacillus anthracis) 引起的、不具有接触传染性的人畜共患病。炭疽最常见于野生和家养草食动物（如牛、绵羊、山羊、骆驼和羚羊）；但接触感染动物组织、受污染动物制品，或在某些条件下直接接触炭疽芽孢杆菌芽孢的人类，也可能感染炭疽。炭疽的临床表现，因感染途径、宿主因素以及可能存在的菌株特异性因素而异。草食动物感染炭疽后，通常会出现急性败血症，病死率高，并常伴有出血性淋巴结炎。犬、人、马和猪感染后起病相对较慢，但仍可能致命。
炭疽芽孢杆菌芽孢可在土壤中存活多年。在此期间，这些芽孢可能成为放牧动物的潜在感染源；但一般不会对人类构成直接感染风险。放牧动物摄入土壤中足量芽孢后可能感染。除直接传播外，叮咬蝇还可能成为机械性传播媒介，将炭疽芽孢杆菌芽孢传播给其他动物。这种机械性传播通常会在降雨后蝇类大量孳生，且现场已有 4–6 头牛濒死或死亡、可供蝇类取食时发生。例如，出现兽疫期间，若首发病例所在牧场迟报，就可能出现这种情况。受感染动物来源的骨粉或其他肉粉一旦污染饲料，就可能成为生产动物的感染源；沾染受污染土壤的干草也可能成为感染源。生的或未充分烹熟的受污染肉类也可能成为感染源；已有猪、犬、猫、水貂、野生食肉动物和人类因食用受污染肉类而感染炭疽的报道。
动物炭疽病因与发病机制
炭疽芽孢杆菌为炭疽病原体，是一种大型、革兰氏阳性、需氧、产芽孢杆菌。
炭疽芽孢经伤口接种、摄入或吸入后，可感染巨噬细胞，随后萌发并增殖。在皮肤感染和胃肠道感染中，细菌可在感染部位以及引流该感染部位的淋巴结内增殖。炭疽芽孢杆菌可产生致死毒素和水肿毒素，分别导致局部坏死和广泛水肿。这些都是该病的常见特征。随着细菌在淋巴结内不断增殖，毒血症逐渐加重，并可能进一步引发菌血症。随着毒素的不断产生和累积，播散性组织破坏和器官衰竭的风险也随之升高。
动物死亡后，营养型杆菌可能因尸体膨胀、食腐动物活动或尸体剖检而从动物体内排出；此时，空气中的氧可诱导其形成孢子。芽孢对极端温度、化学消毒和干燥环境具有较强耐受性。因此不建议进行尸体剖检。剖检可能造成血液外溢，并使营养型细胞暴露于空气，诱导大量芽孢形成。相比之下，在未剖开的尸体内，动物死亡和腐败后 pH 值迅速变化，营养型细胞通常会在形成孢子前快速死亡。
动物炭疽流行病学
几乎所有大洲均有炭疽病例报道，该病最常见于土壤呈中性或碱性、富含钙质的农业地区。在这些地区，炭疽兽疫会在易感家养动物和野生动物中周期性出现。这些兽疫通常与干旱、洪水或土壤扰动有关，两次暴发之间可能间隔多年。在流行间歇期，散发病例可能导致土壤持续受到污染。目前，西欧部分国家、北非以及美国密西西比河以东地区已无炭疽。
漏诊和报告不可靠现象导致全球炭疽真实发生率难以估计。美国动物炭疽的确切发生率尚不清楚。几乎美国所有州均曾出现动物感染病例，其中中西部和西部最为常见。炭疽在得克萨斯州西部和明尼苏达州西北部呈地方性流行；在得克萨斯州南部、蒙大拿州以及北达科他州和南达科他州东部呈多点散发趋势；其他地区仅偶见病例。在美国，人炭疽年发生率已大幅降低，1900 年约为 130 例，到 2004–2005 年，已无报告病例。
人类病例可能在接触受污染动物尸体或动物制品后出现。在存在家庭屠宰和卫生条件问题的地区，据估计，每头患病牛最多可导致 10 例人类病例。在较发达经济体中，此类环境下人类发病风险相对较小，部分原因是人类对感染具有相对较强的抵抗力。
人类炭疽可见四种临床类型：
在自然传播病例中（占全部病例的 95% 以上），人类主要表现为皮肤炭疽 (cutaneous anthrax)。
人类食用受污染生肉或未充分烹熟的肉类后，可能感染胃肠道炭疽（包括咽炭疽）。
在某些人为条件下，如实验室、动物毛发加工设施或接触武器化芽孢制品时，人类可能感染一种被称为吸入性炭疽或拣毛工病的高度致死性疾病。该型疾病表现为纵隔淋巴结急性出血性淋巴结炎，常伴有出血性胸腔积液、严重败血症和脑膜炎。吸入性炭疽的死亡率较高。
第四种罕见类型为注射性炭疽，由皮下接种炭疽芽孢杆菌芽孢引起。病例多与受污染海洛因有关。
美国疾病控制与预防中心 (CDC) 的高优先级生物制剂和毒素清单将炭疽芽孢杆菌列为 A 类（最高优先级）细菌，且该菌已被用作生物战剂。2001 年，炭疽芽孢杆菌被用作恐怖主义武器，造成 5 人死亡、22 人发病。可能由于投送方式为邮件，此次袭击未导致已知动物病例。武器化芽孢对人类和动物群体均构成威胁。据世界卫生组织 (WHO) 估算，若在一个 500,000 人口的城市上风向释放 50 kg 炭疽芽孢杆菌，可能导致 95,000 人死亡、125,000 人住院治疗。炭疽芽孢杆菌对动物群体的影响尚未估算；但由于生产动物比灵长类动物更易感染，若以炭疽芽孢杆菌芽孢气溶胶攻击生产动物，其死亡率和发病率将高于人类群体，且出现得更早。1979 年斯维尔德洛夫斯克炭疽泄漏事件中，炭疽芽孢杆菌芽孢从苏联一处军事研究设施意外释放，泄漏源周边 4 km 内出现人类病例，在下风向 64 km 处及其间村庄内均出现死亡绵羊。
炭疽的典型潜伏期为 3–7 天（总体波动区间为 1–14 天）。
动物炭疽临床表现
感染炭疽的牛屠体照片。注意明显的尸体膨胀。动物死亡后，从孔道渗出的体液中所含细菌会形成芽孢，污染附近土壤和植被。
图片由 Domenico Galante 博士提供。
临床病程可从特急性型至慢性型不等。特急性型（常见于牛和绵羊）的特征为突然发病，病程迅速致死。牛、绵羊和山羊可能表现为步态蹒跚、呼吸困难、震颤、虚脱、短暂抽搐，并在短暂发病后死亡。
牛和绵羊急性炭疽起病急骤，可能出现发热和兴奋期，随后表现为嗜睡、木僵、呼吸或心脏窘迫、步态蹒跚、癫痫发作，最终死亡。疾病进展常极为迅速，往往来不及观察到患病迹象，动物就已死亡。动物体温可能升至 41.5°C (107°F)，反刍停止，产奶量显著下降，妊娠动物可能流产。天然孔道可能有血性分泌物流出。部分感染表现为局部皮下水肿，肿胀范围相当广泛。最常累及颈部腹侧、胸部和肩部。
马炭疽可呈急性经过。临床症状包括发热、寒战、重症绞痛、厌食、精神沉郁、虚弱、血性腹泻，以及颈部、胸骨部、下腹和外生殖器肿胀。死亡多发于症状出现后 2–3 天内。
猪虽对炭疽具有一定抵抗力，但摄入炭疽芽孢杆菌后仍可能出现急性败血症，具体表现为猝死、口咽炎，或更常见的轻度慢性型。口咽炭疽的特征为咽喉部迅速肿胀，可能导致动物因窒息而死亡。慢性型患病猪可能出现全身性临床症状，经治疗后逐渐恢复。部分猪在屠宰时看似健康，但颈淋巴结和扁桃体中可能检出炭疽感染证据。肠道受累情况少见，临床表现缺乏特异性，可能表现为厌食、呕吐、腹泻（有时带血）或便秘。
犬、猫和野生食肉动物感染炭疽后的临床表现与猪相似。野生草食动物的预期病程和病变因物种而异，但总体上与牛炭疽相似。
死后病变
尸僵常缺如或不完全。口腔、鼻孔和肛门可能渗出暗色血液，并伴明显尸体膨胀和快速腐败。如果尸体被意外剖开，可见败血症性病变。血液色暗、黏稠，且不易凝固。腹腔和胸腔浆膜面以及心外膜和心内膜常见大小不一的出血点。各器官浆膜下、骨骼肌群之间以及皮下组织内常见水肿性、淡红色渗出液。胃肠道黏膜常出血，并可见溃疡，尤其多见于派尔集合淋巴结上方黏膜。脾脏肿大、暗红色或黑色、质软并呈半流质状态为常见表现。肝脏、肾脏和淋巴结通常会充血肿大。若打开颅骨，可见脑膜炎。
慢性炭疽猪的病变通常仅限于扁桃体、颈淋巴结及周围组织。该区域淋巴组织肿大，切面呈斑驳的鲑红色至砖红色。扁桃体表面可见白喉假膜或溃疡。受累淋巴组织周围区域通常呈胶冻样水肿。另有累及肠系膜淋巴结的慢性肠型炭疽。
动物炭疽诊断
临床评估
实验室检查
仅凭临床症状诊断炭疽较为困难。若怀疑炭疽，应尝试进行确诊性实验室检查。由于营养型细胞耐受性差，无法在运输途中存活超过 3 天，因此最佳样本为蘸取血液后晾干的棉拭子。这样既可促使孢子形成，也能杀灭其他细菌和污染物。对于死亡超过 3 天的尸体，应采集鼻甲拭子，或取鼻甲组织样本。局部型炭疽猪很少出现菌血症，因此应提交一小块经无菌采集的受累淋巴组织送检。送检前，应联系接收样本的参比实验室，确认标本标记、处理和运输的具体要求。
血琼脂上炭疽芽孢杆菌菌落的亚大体照片。菌落表现为不溶血、不产色素，表面干燥，呈毛玻璃样，边缘不规则。
图片由 Domenico Galante 博士提供。
特异性诊断检查包括细菌培养、PCR 检测，以及用于显示血涂片或组织中病原体的荧光抗体染色。部分参比实验室可提供用于抗体检测的蛋白质印迹法和酶联免疫吸附试验 (ELISA)。若无其他检测手段，可使用 Loeffler 染色或 MacFadean 染色的固定血涂片观察荚膜；但该方法可能导致约 20% 的假阳性率。
组织涂片显微照片显示炭疽芽孢杆菌。注意该菌大型荚膜呈明显红染。亚甲蓝染色；原始放大倍数 400×。
图片由圭尔夫大学安大略兽医学院病理生物学系提供。
低倍放大可见，炭疽芽孢杆菌菌落边缘由细长、相互交织的杆菌链组成，类似缠结的发绺，称为“美杜莎头外观”。
图片由 J. Glenn Songer 博士提供。
在琼脂平板上，炭疽芽孢杆菌形成直径 3–4 mm 的不透明灰白色菌落，表面粗糙，边缘不规则且圆钝，呈“玻璃珠样”外观。
图片由 J. Glenn Songer 博士提供。
生产动物猝死时，必须注意区分炭疽与其他可能导致突然死亡的疾病。牛和绵羊的梭菌感染、瘤胃臌气及遭受雷击（或任何其他猝死原因）均可能与炭疽混淆。对于牛，还需考虑急性钩端螺旋体病、杆菌性血红蛋白尿、无形体病，以及由蕨类、草木樨和铅引起的急性中毒。马的急性传染性贫血、紫癜、腹痛、铅中毒、雷击和日射病可能与炭疽类似。猪则应考虑急性经典猪瘟、非洲猪瘟和咽部恶性水肿。犬还需考虑急性全身性感染以及其他原因引起的咽部肿胀。
动物炭疽治疗、控制与预防
疫苗接种
炭疽感染尸体处理
抗微生物疗法
炭疽的控制措施包括疫苗接种计划、快速发现和报告、隔离、治疗亚临床患病动物（暴露后预防），以及焚烧或掩埋疑似病例和确诊病例。在生产动物中，炭疽主要可通过每年为地方性流行区域的所有放牧动物接种疫苗，并在兽疫期间采取防治措施来加以控制。无荚膜 Sterne 株疫苗几乎普遍用于生产动物免疫接种。疫苗接种应至少在预期可能发生疫情的季节前 2–4 周进行。由于该疫苗为减毒活芽孢疫苗，接种前后 1 周内不应使用抗菌药物。在疫情期间为奶牛接种疫苗前，应审查并遵守当地法律要求的全部程序。目前在美国和欧洲获批并使用的人用炭疽疫苗，均以人工培养的炭疽芽孢杆菌滤液为基础制成。
感染炭疽的牛屠体。头部用塑料袋覆盖，躯体用塑料布覆盖，以尽量减少血液渗漏至土壤，并减少炭疽芽孢在环境中的扩散。
图片由 Domenico Galante 博士提供。
早期治疗和积极落实预防方案，对于减少生产动物损失至关重要。应立即对高风险动物使用长效抗菌药物，以控制所有可能处于潜伏期的感染，并在治疗后约 7–10 天接种疫苗。凡在初次治疗或接种疫苗后发病的动物，均应立即再次治疗，并于 1 个月后重新接种疫苗。不宜同时使用抗菌药物和疫苗，因为美国现有商品化动物疫苗均为活疫苗。应将动物转移至另一片牧场，远离动物尸体曾经停留过的位置以及任何可能受污染的土壤。疑似受污染饲料应立即移除。家养生产动物若在疾病早期接受青霉素治疗，通常疗效良好。土霉素每日分次给药同样有效。其他抗菌药物（如阿莫西林、氯霉素、环丙沙星、多西环素、红霉素、庆大霉素、链霉素和磺胺类药物）亦可使用；但在现场条件下，这些药物与青霉素和四环素类药物相比的疗效尚未得到评估。
除治疗和疫苗接种外，还需采取特定控制措施，以控制疫情并防止扩散。此类措施包括：
通知相应监管官员
严格执行隔离措施（接种疫苗后，动物离开农场前需隔离 2 周；若送往屠宰场，则需隔离 6 周）
通过焚烧（首选）或深埋方式，及时处理死亡动物、粪便、垫料及其他受污染材料
隔离患病动物，并将健康动物从污染区域移出
清洁并消毒畜舍、圈舍、挤奶棚以及生产动物所用设备
使用驱虫剂
控制取食病死动物尸体的食腐动物
处理患病动物的人员应遵守常规卫生操作规程，以保障自身安全并防止疾病传播
受污染土壤很难彻底净化，若污染程度不高，甲醛处理可能有效。该过程通常需要移除土壤。
人类感染的控制措施包括减少生产动物感染，对动物生产和屠宰过程实行兽医监督，以减少人类接触可能感染的生产动物或动物制品的机会，并视情况开展暴露前或暴露后预防工作。在炭疽常见且生产动物疫苗覆盖率较低的国家，人类应避免接触未经屠宰前后检验的生产动物和动物制品。一般而言，应避免食用突然死亡动物的肉、紧急屠宰所得肉类以及来源不明的肉类。
从事大量或高浓度炭疽芽孢杆菌培养物相关工作，或从事极易产生气溶胶活动的人员，建议常规接种炭疽疫苗。按照标准生物安全 2 级操作规范常规处理临床样本的实验室工作人员，接触炭疽芽孢杆菌芽孢的风险并未增加。
由于行业标准的改进和进口限制，与进口动物生皮、毛皮、骨粉、羊毛、动物毛发或鬃毛接触的工作人员，其风险已有所降低。只有在这些标准和限制不足以防止接触炭疽芽孢时，才需要建议此类人员进行常规暴露前疫苗接种。
由于动物病例发生率较低，美国不建议兽医常规接种炭疽疫苗。不过，在炭疽病例高发地区，负责处理潜在感染动物的兽医和其他高风险人员，可能需要接种疫苗。
美国疾病控制与预防中心建议，在应对生物恐怖袭击过程中，可能反复接触炭疽芽孢杆菌芽孢的人员应接种疫苗。该群体包括部分一线紧急响应人员、联邦响应人员和实验室工作人员。不建议其他人群仅因防范恐怖袭击而接种疫苗。
人类在经气溶胶暴露于炭疽芽孢杆菌芽孢后，建议采取暴露后预防措施。此类措施包括抗菌治疗、抗菌治疗联合疫苗接种，有时还包括单克隆抗体。
关键点
炭疽芽孢杆菌可形成高度耐受性芽孢，这些芽孢可在环境中存留数十年，并感染放牧动物。
炭疽可在无明显前驱症状的情况下突然发病，并因急性或特急性败血症以及未凝血从天然孔道渗出而导致猝死。
人类通常会在接触感染动物、动物尸体或动物制品后发生感染。
在感染早期使用抗菌药物治疗可取得良好效果。
控制措施包括妥善处理尸体，消毒和净化受污染材料，以及环境净化。
为暴露动物和暴露人群接种疫苗，是控制和预防该病的最佳做法。
炭疽芽孢杆菌可能被用作生物恐怖主义制剂，其对动物和人类构成的疾病风险值得关注。