发现恐怖的炭疽杆菌

2001年9月11日，美国纽约世贸双子大楼在世人眼前倒塌，使世人的心理蒙上了一层阴影。而之后接连不断与炭疽杆菌有关的恐怖事件，更使人们陷入了一片恐慌之中。除了美国本土，英国、亚洲，甚至远在南半球的澳大利亚和南非都引起了不小的震动。

炭疽杆菌

那么，炭疽杆菌究竟是什么？为什么能在世界上引起这么大的动静呢？

炭疽一词来源于希腊语，本意是煤炭，炭是黑色，疽是坏死，即黑色坏死的意思。

炭疽是一种古老的人兽共患传染病。由于其危害严重，古人把炭疽看作是一种不可抗拒的“天灾”。炭疽杆菌为病原菌，属于需氧芽孢杆菌属，革兰染色阳性。

炭疽杆菌菌体粗大，为（110～115）微米×（3～5）微米，两端平截或凹陷，排列像竹节的形状，没有鞭毛，所以没法自由移动。

在氧气充足，温度25～30℃的条件下，炭疽杆菌容易形成芽孢。芽孢呈椭圆形，位于菌体中央，其宽度小于菌体的宽度。炭疽杆菌芽孢具有很强的生命力，在自然环境中可存活几十年。

但是，在活体或未经解剖的尸体内，炭疽杆菌则不能形成芽孢。芽孢进入生物体内迅速繁衍形成荚膜并释放生物毒素。形成荚膜是生成毒性的特征。炭疽毒素在生物体内通过附着在细胞之外的受体蛋白为“桥梁”攻击体细胞，导致细胞破裂，破坏体内的免疫系统，同时诱发肺水肿、肺积水等严重的并发症。

感染炭疽病的甜瓜

在大自然中，炭疽杆菌以芽孢的形态存在于土壤、动物粪便和空气中。特别是潮湿低洼地区、牧区，更是炭疽杆菌芽孢藏身和繁衍的最佳场所。引发的疾病主要发生在野生或家畜等动物身上。例如牛、骆驼、羊、羚羊、黄羊等食草动物。人类直接感染的概率极低，人类必须是直接接触这种病菌。

人类主要通过工农业生产而感染。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、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，继发形成炭疽性败血症和炭疽性脑膜炎。

皮肤炭疽因缺血及毒素的作用，真皮的神经纤维发生变化，所以病灶处常无明显的疼痛感。炭疽杆菌的毒素可直接损伤血管的内皮细胞，使血管壁的通透性增加，导致有效血容量减少，微循环灌注量下降，血液呈高凝状态，甚至会出现休克状态。

皮肤炭疽呈痈样病灶，皮肤上可见界限分明的红色浸润，中央隆起呈炭样黑色痂皮，四周为凝固性坏死区。镜检可见上皮组织呈急性浆液性出血性炎症，间质水肿显著，组织结构离解，坏死区及病灶深处均可找到炭疽杆菌。

皮肤炭疽病变多见于面、颈、肩、手、脚等裸露部位皮肤。最初为斑疹或丘疹，次日出现水疱，内含淡黄色液体，周围组织硬而肿胀。第3～4日中心呈现出血性坏死稍下陷，四周有成群小水泡，水肿区继续扩大。第5～7日坏死区溃破成浅溃疡，血样渗出物结成硬而黑似炭块状焦痂，痂下有肉芽组织生成（即炭疽痈）。焦痂坏死区直径大小不等，其周围皮肤浸润及水肿范围较大。由于局部末梢神经受压而疼痛不著，稍有痒感，无脓肿形成，这是炭疽的特点。以后随水肿消退，黑痂在1～2周内脱落，逐渐愈合成疤。起病时出现发热（38～39℃）头痛、关节痛、周身不适、局部淋巴结和脾肿大等。

出现在颈部的炭疽病变

少数病例局部无黑痂形成而呈大块状水肿（即恶性水肿），其扩展迅速，可致大片坏死，多见于眼睑、颈、大腿、手等组织疏松处。全身症状严重，若贻误治疗，后果严重。

肠炭疽病变主要在小肠。肠壁呈局限性痈样病灶及弥漫出血性浸润。病变周围肠壁有高度水肿及出血，肠系膜淋巴结肿大，腹膜也有出血性渗出，腹腔内有浆液性含血的渗出液，内有大量致病菌。

肠炭疽可表现为急性肠炎型或急腹症型。急性肠炎型潜伏期12～18小时。同食者相继发病，似食物中毒。症状轻重不一，发病时突然恶心呕吐、腹痛、腹泻。急腹症型患者全身中毒症状严重，持续性呕吐及腹泻，排血水样便，腹胀、腹痛，有压痛或呈腹膜炎征象，常并发败血症和感染性休克。如果不及时治疗常可导致死亡。

肺炭疽呈出血性气管炎、支气管炎、小叶性肺炎或梗死区。支气管及纵隔淋巴结肿大，均呈出血性浸润，胸膜与心包亦可受累。

肺炭疽多为原发性，也可继发于皮肤炭疽。可急性起病，轻者有胸闷、胸痛、全身不适、发热、咳嗽、咯黏液痰带血。重者以寒战、高热起病，由于纵隔淋巴结肿大、出血并压迫支气管造成呼吸窘迫、气急喘鸣、咳嗽、紫绀、血样痰等。肺部仅可闻及散在的细小湿啰音或有胸膜炎体征。肺部体征与病情常不相符。X线见纵隔增宽、胸水及肺部炎症。

炭疽性脑膜炎的软脑膜及脑实质均极度充血、出血及坏死。大脑、脑桥和延髓等组织切面均见显著水肿及充血。蛛网膜下腔有炎性细胞浸润和大量菌体。

炭疽性脑膜炎多为继发性。起病急骤，有剧烈头痛、呕吐、昏迷、抽搐，明显脑膜刺激症状，脑脊液多呈血性，少数为黄色，压力增高，细胞数增多。病情发展迅猛，常因误诊得不到及时治疗而死亡。

炭疽杆菌败血症患者，全身各组织及脏器均为广泛性出血性浸润、水肿及坏死，并有肝、肾浊肿和脾肿大。

在19世纪以前，当成群的绵羊和奶牛因为染上炭疽病而纷纷死去的时候，人们并不知道这是一种细菌在作怪，而是将其归于“天灾”。这时候，一个人出现了，他把蒙在细菌的神秘面纱揭开，使人们对炭疽病有了科学的认识。这个人就是德国微生物学家罗伯特·科赫。

罗伯特·科赫于1843年12月11日出生于德国境内的克劳斯特尔小城，父亲是一名矿工，他在年轻时曾在欧洲的许多国家游历过。在这段漫游欧洲的生涯里，他学到了不少知识，极大地开阔了自己的眼界。科赫出生后不久，父亲就由于工作勤恳、踏实，被提升为矿区的监督。

小科赫从记事起，就和兄弟们一起，围坐在父亲身边，听父亲讲他年轻时那多姿多彩的游历生活。他立志要像自己的父亲一样，当个旅行家，用自己的双足踏遍整个世界。在父亲的影响下，科赫从小就热爱大自然中的一切事物。他经常缠着父亲问这问那，对什么事情都非要弄个水落石出不可。

罗伯特·科赫

作为一个热爱大自然的观察者，科赫在儿童时代就走遍了他出生地克劳斯特尔城的哈尔茨山区所有的森林了。小科赫常常把毛毛虫、蝴蝶、苔藓和各种各样的矿石带回到自己的家里，用父亲送给他的一个小型放大镜进行观察研究，还不时画上几张放大的观察图。

1862年，19岁的科赫在克劳斯特学完大学预科以后，考入德国哥丁根大学医学院，接受当时德国病理学和解剖学权威亨尔的教导。亨尔提出的传染病理论引起了科赫的兴趣。科赫学习优良，但有时有些粗心，在笔记中常有一些笔误。

亨尔决定帮助他。有一天，亨尔让科赫誊清一大部医学论文的原稿。科赫见老师的原稿写得并不潦草，对于为什么让他做这件繁重、乏味的抄写工作疑惑不解。亨尔看透了他的心思，对他说：“好些聪明的学生都不肯做这种繁重乏味的抄写工作，但是从事医药研究的人，一定要具有一丝不苟的精神。医理上错了一着，那可是人命关天的事啊！”

老师的话语重心长，对科赫的教育很大。科赫把老师的话铭记在心，从此他无论学习还是研究，都非常严谨。

1865年，科赫参加解剖比赛考试，他在试卷页眉上写下一句话：永不虚度年华。这句话成了科赫一生的座右铭。

科赫23岁时获得医学博士学位，在汉堡总医院学习3年后，他开始在波森的拉开维茨开业。

普法战争中，科赫成为一名志愿军医。战争结束后，他通过地区医务官的考试。1872年的8月，科赫在沃尔施太因当了个乡村医生。

科赫和夫人

在科赫28岁生日时，他的妻子给他买了一架显微镜供他消遣。

当时，炭疽病是一种使全欧洲的农民都胆战心惊的怪病。拥有上千只羊的富人会在几天中倾家荡产；白天还快活奔跑的肥羊到晚上就不吃食了，第二天早晨已冰冷僵硬，它们的血液黑得吓人；接着，农民、牧羊人、剪羊毛的人、羊皮商人也会染上这怪病，他们的身上长出了疮疖，或患上了急性肺炎，直到咽下最后一口气。

科赫白天为乡村中的农民看病，晚上的时间则摆弄着这架新的显微镜。他学习着用反光镜使适量的光线射入透镜；他把薄薄的玻璃片洗得干净发亮；他把死于炭疽病的牛羊尸体的血液滴在这些玻璃片上。

他在显微镜中看到了一些形如小杆的怪物。有时候这些“杆子”是短短的，或许仅有几条，在血液中漂流着，微微颤动；有时候这些“杆子”又粘在一起，连成一条细细的长线。

这就是炭疽病的元凶吗？它们是活的吗？用什么方法能证实这些呢？科赫开始全神贯注起来了，他发疯般地关心起炭疽病牛、病羊和病人。

“我没有钱买牛羊供我做实验，但可选老鼠作为实验动物。”科赫想。

科赫找了一些细薄的木片，仔细洗干净，放到烘炉中加热，这样可杀死沾在上面的一些其他微生物。然后把这些木片浸到患炭疽病羊的血中，这些血中充满了一些神秘的不活动的线和杆。

下一步可是极为关键的，科赫用刀在老鼠尾巴上开了个小口，将浸过羊血的木片插进了伤口。

第二天，这只老鼠死了。肚皮朝天，直僵僵地躺着，本来滑润的毛倒竖了。科赫把这只可怜的老鼠缚在木板上，切开了它的肝和眼，看遍了尸体内部每一个角落。让科赫惊奇的是，老鼠体内同样有着又黑又大的脾脏。从脾脏内取下一滴发黑的黏液放在显微镜下，科赫又一次看到了那些熟悉的线和杆。

科赫心花怒放。“这些线一定是活的。我插进老鼠尾巴里的木片上沾有一滴血，这滴血仅有几百只这种‘杆子’，而老鼠患病到死亡24小时内，它们繁殖到了几亿只……”

“有什么办法能看到那些‘杆子’长成了线？”科赫苦苦思索着，“我若能钻到一只活老鼠体内去看看那该多好！”钻到老鼠体内是不现实的想法，但创造一种环境使这些“杆子”在里面生长倒是可以尝试的事情。

科赫取出一点死老鼠的脾脏，放到一小滴牛眼睛的水样液里。科赫想：这些东西应该是杆菌的好食品。若能提供与老鼠体温相同的温度则更理想了。他做了一个简陋的培养箱，用油灯慢慢地加热。

为了不让其他微生物混进来，科赫不断改进着他的实验方法。他将悬滴液移到显微镜的透镜下面，静看其中的变化。从显微镜下的灰色视野圈中，他看到了一些老鼠脾脏的碎屑，其间有一些极细的杆子在漂浮着。等了好长时间，科赫终于看到了可怕的一幕。

漂浮着的小杆繁殖起来了。一只的成了两只，且在不断增多，杆成了线，无数根蜿蜒不尽的线，纠缠成了理不清的无色线团。这是有生命的线团，是暗暗杀死人和动物的线团。只要有少数杆菌进入人或动物的体内，就会繁殖成几百万个线团，挤满血管，挤满肺，挤满脑。

科赫的发现意义非常重大。他第一个真正确定了某一种微生物引起某一种疾病，确定了不起眼的小杆菌是可以暗杀动物的凶手。

在以后一系列的实验中，科赫发现这类杆菌可以形成小珠子样的芽孢，这些芽孢可生存几个月，但只要一放进新鲜的牛眼水样液中，或者抹在细木片上插入老鼠尾巴的根部，这些小珠子就很快变为致命的杆菌。

1876年，34岁的科赫穿上了最好的西装，戴着金丝边眼镜，小心地包装好他那宝贵的显微镜和几滴悬液，里面布满了致命的炭疽杆菌。此外，他没忘记带上一只铁笼子，里面有着几十只蹿蹿跳跳健康的白老鼠。他离开了僻居乡野，乘车去布雷斯劳。在那儿，他将展示他的炭疽微生物，他将向一些最著名的医学家们演示这些微生物是怎样杀害老鼠的。

科赫不善于辞令，他用三天三夜的时间将这几年的研究结果作了汇报。欧洲最高明的科学家瞠目结舌地看着他的芽孢、杆菌和显微镜。很快，全世界的科学家都为此而激动不已。

科赫向全世界宣告消灭此病的方法：所有死于炭疽病的动物，必须在死后立即烧掉，若不烧掉，就应该深埋到地下，那里土的温度低，杆菌不能变为顽强长寿的芽孢。科赫给了人们一把宝剑，教会人们怎样与致命微生物斗争，与潜伏的死亡作战。