炭疽是由炭疽芽孢桿菌引起的一種人畜共患急性傳染病。炭疽性腦膜炎是炭疽類型中最為兇險的一種，多繼發于皮膚、腸、肺型炭疽，是一種中樞神經系統感染性疾病，在治療不及時的情況下致死率極高。該文綜述了炭疽性腦膜炎的臨床特點、發病機制及診治措施，以期能夠為我國炭疽性腦膜炎的臨床診療提供一定的參考，并為后續炭疽性腦膜炎研究的深入開展提供借鑒。
引用本文： 周紹波, 迪娜·海沙爾, 趙鴻梅. 炭疽性腦膜炎的研究進展. 華西醫學, 2024, 39(8): 1297-1301. doi: 10.7507/1002-0179.202407045 復制
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1876 年，羅伯特·科赫首次證明炭疽病由炭疽芽孢桿菌引起[1]。到目前為止，人類炭疽的發病率已經明顯下降，但在發展中國家的局部地區仍有小范圍流行[2-3]。炭疽在北美、西歐和澳大利亞有零星報道，這種疾病在北歐和中歐十分罕見。在亞洲的一些國家地區包括印度東部、韓國、菲律賓、蒙古和中國西部常有報道。非洲國家每年夏天都會暴發這種疾病[4]。目前，炭疽在我國有明顯的地域分布特點，西部和邊遠地區炭疽的發病率較高[5]。炭疽是人畜共患傳染病之一，炭疽桿菌是一種有芽孢的革蘭陽性桿菌[6-7]。根據不同的傳播途徑，炭疽可分為皮膚型、胃腸道型、肺型和注射型炭疽 4 類。人類通過與感染的家畜直接接觸感染稱為皮膚型炭疽，食用感染家畜的肉類制品而感染稱為胃腸道型炭疽，通過呼吸道吸入和注射途徑感染獲得稱為肺型和注射型炭疽[8-10]。其中接觸傳播是最主要的傳播形式（95%），其次是呼吸道吸入（5%），而消化道途徑和注射途徑十分少見[8, 11]。炭疽性腦膜炎是由原發感染部位經過血行播散或淋巴管播散通過血腦屏障引起，其病死率極高，總體死亡率接近 100%[3]。炭疽性腦膜炎的臨床表現復雜多樣，并與其他化膿性腦膜炎的臨床表現具有相似性，這使得臨床工作者難以早期診斷。由于炭疽性腦膜炎的病情進展迅速，因此早診斷、早治療十分重要。近年，隨著研究的不斷深入，人們對炭疽性腦膜炎的發病機制、臨床特征及其診斷和治療有了更清晰的認識。因此，本文將重點圍繞炭疽性腦膜炎的發病機制、臨床特點、診斷和治療方面進行綜述，旨在為我國炭疽性腦膜炎的臨床診療和研究提供參考。
1 發病機制
2 個天然毒力質粒 pXO1 和 pXO2 是炭疽芽孢桿菌致病的主要機制，pXO2 編碼 80 個基因，其中包括 capBCAE 操縱子，該操縱子與多聚-γ-D-谷氨酸莢膜有關，使宿主免疫逃避和在巨噬細胞胞內存活。pXO1 編碼 140 個基因，包括 3 個外毒素基因（pagA、lef 和 cya），它們分別產生保護性抗原，致死因子和水腫因子。保護性抗原是毒素的非酶部分，是一個 83 kDa 的蛋白，能夠促進致死毒素或水腫毒素的產生。水腫因子是一種 89 kDa 的鈣調蛋白依賴性腺苷酸環化酶，催化三磷酸腺苷生成 3, 5’-環磷酸腺苷，其增加可以抑制巨噬細胞和中性粒細胞的能力。致死因子是一種鋅離子依賴的金屬蛋白酶，可切割和滅活絲裂原活化蛋白激酶，導致巨噬細胞活化、成熟和趨化等信號通路的中斷，并誘導細胞死亡[8, 12]。炭疽芽孢桿菌能夠破壞由腦微血管內皮細胞組成的血腦屏障，從而導致炭疽腦膜腦炎的產生。Ebrahimi 等[13]研究發現炭疽芽胞桿菌對人腦微血管內皮細胞的黏附和侵襲是由 pXO1 質粒和編碼的囊膜蛋白 BslA 介導。免疫抑制因子 A 是一種金屬蛋白酶, 能夠誘導血腦屏障破壞，并可能參與炭疽桿菌從巨噬細胞中逃逸[14-15]。另一項研究提出了一種新的血腦屏障破壞機制，發現免疫抑制因子 A 通過水解緊密連接蛋白 1 從而破壞血腦屏障促進腦膜炎的發生[16]。有研究發現，炭疽毒素能夠抑制白細胞介素-8、趨化因子（C-X-C 基序）配體 1 的表達和抑制體內中性粒細胞募集，并且通過建立炭疽性腦膜炎小鼠模型驗證了炭疽毒素的表達有助于炭疽桿菌穿過血腦屏障[17]。總之，炭疽芽孢桿菌通過其天然毒力質粒 pXO1 和 pXO2 的基因產物，實現了多種致病機制。這些機制包括免疫逃避、巨噬細胞內存活、破壞血腦屏障、誘導細胞死亡、抑制白細胞介素-8和趨化因子（C-X-C 基序）配體 1表達等。這些機制使得炭疽芽孢桿菌在感染宿主后能夠順利存活并繁殖，同時導致宿主出現嚴重的病理生理變化，如腦膜炎等。因此，深入研究這些致病機制對于炭疽病的防治具有重要意義。
2 臨床特征
炭疽性腦膜炎是各類型炭疽的嚴重并發癥，主要由吸入型炭疽繼發敗血癥而引起，在其他型炭疽中較少見，原發性炭疽性腦膜炎偶見[18]。臨床癥狀通常表現為發熱、寒戰、劇烈頭痛、嘔吐及精神狀態改變[3, 19]。近期一項研究表明頭痛是炭疽性腦膜炎最常見癥狀[10]。體格檢查腦膜刺激征呈陽性，有患者可見巴賓斯基征陽性[9, 20]。有病例報道患者炭疽性腦膜炎并發腦膿腫，應當引起重視[3]。炭疽性腦膜炎通常被描述為出血性腦膜炎，其中一個重要特征是顱內動脈炎，腦出血和蛛網膜下腔出血也較為常見，其腦脊液通常為血性腦脊液，而血性腦脊液通常表示病情危重[19, 21-22]。
3 診斷
炭疽性腦膜炎的診斷包括病史、臨床體征和臨床癥狀、影像學檢查、實驗室檢查 4 個方面。
3.1 病史
在病史方面應特別注意患者的旅居史及動物接觸史，絕大多數患者都有在流行地區居住、從事與動物打交道的工作或者是接觸生病或死亡的動物以及食用受污染的動物制品等相關病史。
3.2 臨床體征和臨床癥狀
臨床癥狀主要包括發熱、寒戰、劇烈頭痛、嘔吐及精神狀態改變，臨床體征主要包括腦膜刺激征陽性及其他神經系統征象[10, 23]。一項有關系統性炭疽的研究建立了一個包含嚴重頭痛、精神狀態改變、腦膜刺激征和其他神經系統征象的簡易評估工具，其中≥2 項陽性則大概率并發炭疽性腦膜炎[24]。但上述臨床征象并非炭疽性腦膜炎所獨有，因此該簡易評估工具在有相關旅居史和動物接觸史的前提下使用更有臨床意義。
3.3 影像學檢查
在影像學檢查方面，炭疽性腦膜炎患者大多會有顱內出血表現。MRI 和 CT 檢查常顯示蛛網膜下腔、深部灰質或腦室內出血，并且伴有彌漫性腦膜強化[22]。
3.4 實驗室檢查
實驗室檢查主要包括臨床血液體液檢測、微生物學檢測和分子生物學檢測。
3.4.1 臨床血液體液檢測
臨床血液體液檢測包括血常規、腦脊液常規及生化。炭疽性腦膜炎患者的血常規通常表現為白細胞增多，以中性粒細胞增多為主，如果發生嚴重膿毒血癥，可能會發生白細胞減少、血小板減少和彌散性血管內凝血。腦脊液通常為血性腦脊液，以白細胞、紅細胞增多為主要表現。
3.4.2 微生物學檢測
微生物學檢測包括血培養及腦脊液培養。在巧克力瓊脂培養基上，可見灰白色的粗糙型菌落生長，顯微鏡下形態見桿菌呈竹節狀排列[19, 23, 25]。
3.4.3 分子生物學檢測
分子生物學檢測包括基于 DNA 擴增的聚合酶鏈反應（polymerase chain reaction, PCR）和實時 PCR 檢測。診斷靶點包括以下基因中的特定 DNA 區域：pagA（pXO 1）、capB（pXO 2）、capC（pXO 2）和 Ba 813（染色體）。近期已經有相關報道可以使用更新的等溫 DNA 擴增技術，例如重組酶聚合酶擴增、解旋酶依賴性擴增和環介導的等溫擴增。基于 DNA 的快速診斷方法對確認已使用抗菌藥物治療的炭疽感染患者有效，這與抗菌藥物可防止細菌在培養基上生長有關，使得細菌培養難以培養出細菌[23]。同時，也有研究人員通過宏基因組二代測序檢測炭疽桿菌來診斷炭疽病例，這種新的檢測方法有望成為炭疽病的實驗室診斷方法[26-27]。
近年來，能夠快速和特異地檢測炭疽桿菌的生物傳感器一直是研究的熱點。目前有 4 種類型的生物傳感器：基因傳感器（核酸探針）、免疫傳感器（抗體探針）、適體傳感器（適配子）和多肽-核酸嵌合探針。它們采用的信號產生方法包括電化學（安培法、電位法和電導法）、光學和壓電。基因傳感器的工作原理是病原體特定 DNA 與探針的結合會產生信號。到目前為止，已經開發出針對 PagA、LEF 和 BA813 的基因傳感器[28-30]。
炭疽性腦膜炎與其他化膿性腦膜表現類似，腦脊液檢查及病原學檢查有助于鑒別，炭疽性腦膜炎的腦脊液多呈血性。病原學檢查在鑒別診斷中起著關鍵作用，如取腦脊液等標本進行涂片或培養，可以發現炭疽桿菌的存在[31]。由于炭疽芽孢桿菌與蠟樣芽孢桿菌的鏡下形態極為相似，因此需要進一步鑒別。炭疽桿菌可通過一系列實驗室試驗與其他芽孢桿菌屬區分，這些試驗包括γ噬菌體敏感性試驗、過氧化氫酶產生試驗、運動性檢測試驗、溶血活性檢測以及青霉素的敏感性試驗。通常來說，炭疽芽胞桿菌不具有運動性、溶血性、耐青霉素和耐噬菌體γ；而蠟樣芽胞桿菌具有運動性，在血瓊脂上具有溶血性、耐青霉素和耐噬菌體γ。蠟樣芽孢桿菌多發生于食物中毒及免疫功能低下的患者，例如急性白血病患者。Vodopivec 等[32]報道了 5 例急性髓系白血病背景下蠟樣芽孢桿菌引起的中樞神經系統感染。雖然微生物學技術是鑒定細菌的最佳方法，但有時難以區分與炭疽芽孢桿菌密切相關的蠟樣芽孢桿菌菌株。當傳統的生物學方法和 PCR 難以區分炭疽芽孢桿菌和蠟樣芽孢桿菌時，多位點可變數目串聯重復序列分析和多位點序列分型有助于它們的區分[23, 33]。
因此，炭疽性腦膜炎目前診斷的難點主要體現在以下幾個方面：① 炭疽性腦膜炎的早期癥狀如發熱、寒戰、頭痛、嘔吐等可能與其他類型的腦膜炎相似，這可能導致誤診或延誤診斷；② 炭疽性腦膜炎起病急驟，病情發展迅猛，往往在短時間內出現嚴重的神經系統癥狀，如昏迷、抽搐等，這使得診斷的時間窗口非常有限；③ 炭疽桿菌在培養基上的生長條件較為苛刻，且抗菌藥物的使用可能抑制其生長，使得細菌培養難以成功；④ 炭疽性腦膜炎的臨床表現與其他化膿性腦膜炎相似，且可能伴有敗血癥等復雜情況，這使得鑒別診斷變得復雜；⑤ 雖然患者的旅居史和動物接觸史對于診斷有重要參考價值，但在某些情況下，這些病史可能難以確定或患者可能無法提供準確信息。針對這些難點，醫生在診斷炭疽性腦膜炎時需要綜合考慮患者的病史、臨床表現、實驗室檢查結果和影像學檢查等多方面信息，并進行全面的鑒別診斷。一旦懷疑炭疽性腦膜炎，細菌培養及 PCR 檢測炭疽桿菌核酸為有效的確診手段。細菌培養在患者已經使用抗菌藥物時檢出率較低，此時檢測炭疽桿菌核酸對確認已使用抗菌藥物治療的感染患者特別有用。
4 治療
2023 年，美國疾病預防控制中心對于炭疽伴腦膜炎的治療方案，首選來自不同抗菌藥物類別的 2 種殺菌藥物加上蛋白質合成抑制劑（protein synthesis inhibition, PSI）或 RNA 合成抑制劑，例如環丙沙星加美羅培南加米諾環素。炭疽腦膜炎的治療時間應至少持續 2～3 周或直至患者病情臨床穩定[23, 34]。對于炭疽性腦膜炎患者，考慮使用在體內顯示出潛在神經保護作用的抗菌藥物（例如米諾環素、多西環素、克林霉素和β-內酰胺酶抑制劑），其中米諾環素是一種高度親脂性的第二代四環素，可輕松穿過血腦屏障且具有神經保護作用，炭疽性腦膜炎患者可考慮優先使用。一線抗菌藥物推薦美羅培南、環丙沙星、左氧氟沙星、PSI 系列（如米諾環素、多西環素）。青霉素 G、氨芐西林、氨芐西林/舒巴坦雖為一線用藥但僅限為青霉素敏感菌株時使用。碳青霉烯類（尤其是亞胺培南/西司他丁）的嚴重副作用包括癲癇發作。因此，不建議將亞胺培南/西司他丁用于治療累及中樞神經系統的感染。如果炭疽性腦膜炎患者需要亞胺培南/西司他丁治療，可加用抗癲癇藥物以降低癲癇發作風險[34]。Bradley 等[35]的研究評估了 14 種抗菌藥物的抑菌能力，發現環丙沙星、左氧氟沙星、美羅培南、亞胺培南/西司他丁、青霉素 G、氨芐西林、氨芐西林/舒巴坦、多西環素和米諾環素的抑菌能力最強，這進一步支持 2023 年美國疾病預防控制中心對于炭疽伴腦膜炎的一線治療方案[34]。Ben-shmuel 等[36]的研究表明多西環素、左氧氟沙星和莫西沙星在治療兔和非人靈長類炭疽腦膜炎方面優于環丙沙星。基于此研究，環丙沙星在治療炭疽性腦膜炎患者的優先級可能低于這些抗菌藥物，但這并未被臨床試驗所證實。Sittner 等[37]的研究發現使用氨芐西林或阿莫西林聯合適當的β-內酰胺酶抑制劑優于以美羅培南或哌拉西林為基礎的治療。
我國的炭疽診療方案（2023 年版）指出，治療炭疽腦膜炎須至少給予 3 種對炭疽桿菌有活性的抗菌藥物（至少 1 種殺菌劑：喹諾酮類聯合β-內酰胺類或單用；至少 1 種 PSI）；所有抗菌藥物應具有很好的中樞滲透性[31]。喹諾酮類抗菌藥物：一線選擇為環丙沙星，替代選擇為左氧氟沙星、莫西沙星。β-內酰胺類抗菌藥物：一線選擇為美羅培南，替代選擇青霉素 G、氨芐西林[31]。2023 版我國指南未推薦亞胺培南/西司他丁作為治療炭疽桿菌一線用藥。而 2023 年美國疾病預防控制中心指南認為亞胺培南/西司他丁可作為替代選擇[34]。蛋白質抑制劑：利奈唑胺為一線選擇，因利奈唑胺有骨髓抑制作用，治療期間應監測血小板變化；替代選擇推薦有克林霉素、萬古霉素、利福平、氯霉素。多西環素因中樞滲透性差，不推薦作為蛋白合成抑制劑[31，38]，而 2023 年美國疾病預防控制中心炭疽防治指南則將其作為一線抗菌藥物[34]。
在炭疽感染的情況下，尤其是疾病晚期時，防止毒素的影響同樣重要。抗毒素治療包括靜脈注射炭疽免疫球蛋白、奧托昔單抗（Obiltoxaximab）和雷昔庫單抗（Raxibacumab）。奧托昔單抗和雷昔庫單抗是目前獲得美國食品藥品監督管理局批準的抗毒素藥物，雷昔庫單抗是抗保護性抗原的人免疫球蛋白 G1 單克隆抗體，奧托昔單抗是一種人源化的抗保護性抗原單抗。盡管抗毒素藥物與抗菌藥物聯用通常能取得較好的療效，但這 2 種藥物不能通過血腦屏障，因此對炭疽性腦膜炎的療效有限。除抗毒素治療與抗菌治療外，支持治療同樣在炭疽性腦膜炎中發揮重要作用，包括呼吸支持和腦部脫水降顱壓等，在病情危急的情況下往往能夠挽救患者的生命[8, 23, 34, 39]。一項研究表明接受甘露醇治療的成人炭疽性腦膜炎患者比未接受甘露醇治療的患者存活率更高[40]。
5 小結
炭疽芽孢桿菌通過其天然毒力質粒 pXO1 和 pXO2 的基因產物，實現了多種致病機制從而導致宿主出現腦膜炎。炭疽性腦膜炎的臨床癥狀通常表現為發熱、寒戰、劇烈頭痛、嘔吐及精神狀態改變，癥狀嚴重且進展迅速，血性腦脊液作為其重要的臨床特征，須引起注意。在診斷炭疽性腦膜炎時需要綜合考慮患者的病史、臨床表現、實驗室檢查和影像學檢查信息，尤其是患者的流行病學史。細菌培養及 PCR 檢測炭疽桿菌核酸為主要的確診手段。結合中國與美國的 2023 年版炭疽防治指南，藥物治療方式首選環丙沙星加美羅培南加米諾環素或利奈唑胺，必要時可以輔以糖皮質激素。
由于炭疽性腦膜炎的病死率較高，且其是一種嚴重且進展迅速的疾病，因而早診斷、早治療非常重要。因此，臨床醫生應提高對炭疽性腦膜炎的警覺性，對疑似患者應詳細詢問病史和接觸史，密切觀察其臨床表現，通過結合患者的臨床表現、實驗室檢查結果、影像學表現和流行病學資料進行綜合診斷，盡可能減少誤診和漏診；并可采用多種病原學檢測方法，如涂片染色、細菌培養等，提高檢測的敏感性和特異性。與此同時，還應加強炭疽桿菌的監測和防控，提高公眾對炭疽性腦膜炎的認識和防范意識，以減少炭疽性腦膜炎的發生和傳播。
作者貢獻：周紹波、迪娜·海沙爾負責文章的構思與設計、研究資料的收集與整理、論文撰寫；趙鴻梅負責論文修訂、文章的質量控制及審校、對文章整體負責，監督管理。
利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。
1876 年，羅伯特·科赫首次證明炭疽病由炭疽芽孢桿菌引起[1]。到目前為止，人類炭疽的發病率已經明顯下降，但在發展中國家的局部地區仍有小范圍流行[2-3]。炭疽在北美、西歐和澳大利亞有零星報道，這種疾病在北歐和中歐十分罕見。在亞洲的一些國家地區包括印度東部、韓國、菲律賓、蒙古和中國西部常有報道。非洲國家每年夏天都會暴發這種疾病[4]。目前，炭疽在我國有明顯的地域分布特點，西部和邊遠地區炭疽的發病率較高[5]。炭疽是人畜共患傳染病之一，炭疽桿菌是一種有芽孢的革蘭陽性桿菌[6-7]。根據不同的傳播途徑，炭疽可分為皮膚型、胃腸道型、肺型和注射型炭疽 4 類。人類通過與感染的家畜直接接觸感染稱為皮膚型炭疽，食用感染家畜的肉類制品而感染稱為胃腸道型炭疽，通過呼吸道吸入和注射途徑感染獲得稱為肺型和注射型炭疽[8-10]。其中接觸傳播是最主要的傳播形式（95%），其次是呼吸道吸入（5%），而消化道途徑和注射途徑十分少見[8, 11]。炭疽性腦膜炎是由原發感染部位經過血行播散或淋巴管播散通過血腦屏障引起，其病死率極高，總體死亡率接近 100%[3]。炭疽性腦膜炎的臨床表現復雜多樣，并與其他化膿性腦膜炎的臨床表現具有相似性，這使得臨床工作者難以早期診斷。由于炭疽性腦膜炎的病情進展迅速，因此早診斷、早治療十分重要。近年，隨著研究的不斷深入，人們對炭疽性腦膜炎的發病機制、臨床特征及其診斷和治療有了更清晰的認識。因此，本文將重點圍繞炭疽性腦膜炎的發病機制、臨床特點、診斷和治療方面進行綜述，旨在為我國炭疽性腦膜炎的臨床診療和研究提供參考。
1 發病機制
2 個天然毒力質粒 pXO1 和 pXO2 是炭疽芽孢桿菌致病的主要機制，pXO2 編碼 80 個基因，其中包括 capBCAE 操縱子，該操縱子與多聚-γ-D-谷氨酸莢膜有關，使宿主免疫逃避和在巨噬細胞胞內存活。pXO1 編碼 140 個基因，包括 3 個外毒素基因（pagA、lef 和 cya），它們分別產生保護性抗原，致死因子和水腫因子。保護性抗原是毒素的非酶部分，是一個 83 kDa 的蛋白，能夠促進致死毒素或水腫毒素的產生。水腫因子是一種 89 kDa 的鈣調蛋白依賴性腺苷酸環化酶，催化三磷酸腺苷生成 3, 5’-環磷酸腺苷，其增加可以抑制巨噬細胞和中性粒細胞的能力。致死因子是一種鋅離子依賴的金屬蛋白酶，可切割和滅活絲裂原活化蛋白激酶，導致巨噬細胞活化、成熟和趨化等信號通路的中斷，并誘導細胞死亡[8, 12]。炭疽芽孢桿菌能夠破壞由腦微血管內皮細胞組成的血腦屏障，從而導致炭疽腦膜腦炎的產生。Ebrahimi 等[13]研究發現炭疽芽胞桿菌對人腦微血管內皮細胞的黏附和侵襲是由 pXO1 質粒和編碼的囊膜蛋白 BslA 介導。免疫抑制因子 A 是一種金屬蛋白酶, 能夠誘導血腦屏障破壞，并可能參與炭疽桿菌從巨噬細胞中逃逸[14-15]。另一項研究提出了一種新的血腦屏障破壞機制，發現免疫抑制因子 A 通過水解緊密連接蛋白 1 從而破壞血腦屏障促進腦膜炎的發生[16]。有研究發現，炭疽毒素能夠抑制白細胞介素-8、趨化因子（C-X-C 基序）配體 1 的表達和抑制體內中性粒細胞募集，并且通過建立炭疽性腦膜炎小鼠模型驗證了炭疽毒素的表達有助于炭疽桿菌穿過血腦屏障[17]。總之，炭疽芽孢桿菌通過其天然毒力質粒 pXO1 和 pXO2 的基因產物，實現了多種致病機制。這些機制包括免疫逃避、巨噬細胞內存活、破壞血腦屏障、誘導細胞死亡、抑制白細胞介素-8和趨化因子（C-X-C 基序）配體 1表達等。這些機制使得炭疽芽孢桿菌在感染宿主后能夠順利存活并繁殖，同時導致宿主出現嚴重的病理生理變化，如腦膜炎等。因此，深入研究這些致病機制對于炭疽病的防治具有重要意義。
2 臨床特征
炭疽性腦膜炎是各類型炭疽的嚴重并發癥，主要由吸入型炭疽繼發敗血癥而引起，在其他型炭疽中較少見，原發性炭疽性腦膜炎偶見[18]。臨床癥狀通常表現為發熱、寒戰、劇烈頭痛、嘔吐及精神狀態改變[3, 19]。近期一項研究表明頭痛是炭疽性腦膜炎最常見癥狀[10]。體格檢查腦膜刺激征呈陽性，有患者可見巴賓斯基征陽性[9, 20]。有病例報道患者炭疽性腦膜炎并發腦膿腫，應當引起重視[3]。炭疽性腦膜炎通常被描述為出血性腦膜炎，其中一個重要特征是顱內動脈炎，腦出血和蛛網膜下腔出血也較為常見，其腦脊液通常為血性腦脊液，而血性腦脊液通常表示病情危重[19, 21-22]。
3 診斷
炭疽性腦膜炎的診斷包括病史、臨床體征和臨床癥狀、影像學檢查、實驗室檢查 4 個方面。
3.1 病史
在病史方面應特別注意患者的旅居史及動物接觸史，絕大多數患者都有在流行地區居住、從事與動物打交道的工作或者是接觸生病或死亡的動物以及食用受污染的動物制品等相關病史。
3.2 臨床體征和臨床癥狀
臨床癥狀主要包括發熱、寒戰、劇烈頭痛、嘔吐及精神狀態改變，臨床體征主要包括腦膜刺激征陽性及其他神經系統征象[10, 23]。一項有關系統性炭疽的研究建立了一個包含嚴重頭痛、精神狀態改變、腦膜刺激征和其他神經系統征象的簡易評估工具，其中≥2 項陽性則大概率并發炭疽性腦膜炎[24]。但上述臨床征象并非炭疽性腦膜炎所獨有，因此該簡易評估工具在有相關旅居史和動物接觸史的前提下使用更有臨床意義。
3.3 影像學檢查
在影像學檢查方面，炭疽性腦膜炎患者大多會有顱內出血表現。MRI 和 CT 檢查常顯示蛛網膜下腔、深部灰質或腦室內出血，并且伴有彌漫性腦膜強化[22]。
3.4 實驗室檢查
實驗室檢查主要包括臨床血液體液檢測、微生物學檢測和分子生物學檢測。
3.4.1 臨床血液體液檢測
臨床血液體液檢測包括血常規、腦脊液常規及生化。炭疽性腦膜炎患者的血常規通常表現為白細胞增多，以中性粒細胞增多為主，如果發生嚴重膿毒血癥，可能會發生白細胞減少、血小板減少和彌散性血管內凝血。腦脊液通常為血性腦脊液，以白細胞、紅細胞增多為主要表現。
3.4.2 微生物學檢測
微生物學檢測包括血培養及腦脊液培養。在巧克力瓊脂培養基上，可見灰白色的粗糙型菌落生長，顯微鏡下形態見桿菌呈竹節狀排列[19, 23, 25]。
3.4.3 分子生物學檢測
分子生物學檢測包括基于 DNA 擴增的聚合酶鏈反應（polymerase chain reaction, PCR）和實時 PCR 檢測。診斷靶點包括以下基因中的特定 DNA 區域：pagA（pXO 1）、capB（pXO 2）、capC（pXO 2）和 Ba 813（染色體）。近期已經有相關報道可以使用更新的等溫 DNA 擴增技術，例如重組酶聚合酶擴增、解旋酶依賴性擴增和環介導的等溫擴增。基于 DNA 的快速診斷方法對確認已使用抗菌藥物治療的炭疽感染患者有效，這與抗菌藥物可防止細菌在培養基上生長有關，使得細菌培養難以培養出細菌[23]。同時，也有研究人員通過宏基因組二代測序檢測炭疽桿菌來診斷炭疽病例，這種新的檢測方法有望成為炭疽病的實驗室診斷方法[26-27]。
近年來，能夠快速和特異地檢測炭疽桿菌的生物傳感器一直是研究的熱點。目前有 4 種類型的生物傳感器：基因傳感器（核酸探針）、免疫傳感器（抗體探針）、適體傳感器（適配子）和多肽-核酸嵌合探針。它們采用的信號產生方法包括電化學（安培法、電位法和電導法）、光學和壓電。基因傳感器的工作原理是病原體特定 DNA 與探針的結合會產生信號。到目前為止，已經開發出針對 PagA、LEF 和 BA813 的基因傳感器[28-30]。
炭疽性腦膜炎與其他化膿性腦膜表現類似，腦脊液檢查及病原學檢查有助于鑒別，炭疽性腦膜炎的腦脊液多呈血性。病原學檢查在鑒別診斷中起著關鍵作用，如取腦脊液等標本進行涂片或培養，可以發現炭疽桿菌的存在[31]。由于炭疽芽孢桿菌與蠟樣芽孢桿菌的鏡下形態極為相似，因此需要進一步鑒別。炭疽桿菌可通過一系列實驗室試驗與其他芽孢桿菌屬區分，這些試驗包括γ噬菌體敏感性試驗、過氧化氫酶產生試驗、運動性檢測試驗、溶血活性檢測以及青霉素的敏感性試驗。通常來說，炭疽芽胞桿菌不具有運動性、溶血性、耐青霉素和耐噬菌體γ；而蠟樣芽胞桿菌具有運動性，在血瓊脂上具有溶血性、耐青霉素和耐噬菌體γ。蠟樣芽孢桿菌多發生于食物中毒及免疫功能低下的患者，例如急性白血病患者。Vodopivec 等[32]報道了 5 例急性髓系白血病背景下蠟樣芽孢桿菌引起的中樞神經系統感染。雖然微生物學技術是鑒定細菌的最佳方法，但有時難以區分與炭疽芽孢桿菌密切相關的蠟樣芽孢桿菌菌株。當傳統的生物學方法和 PCR 難以區分炭疽芽孢桿菌和蠟樣芽孢桿菌時，多位點可變數目串聯重復序列分析和多位點序列分型有助于它們的區分[23, 33]。
因此，炭疽性腦膜炎目前診斷的難點主要體現在以下幾個方面：① 炭疽性腦膜炎的早期癥狀如發熱、寒戰、頭痛、嘔吐等可能與其他類型的腦膜炎相似，這可能導致誤診或延誤診斷；② 炭疽性腦膜炎起病急驟，病情發展迅猛，往往在短時間內出現嚴重的神經系統癥狀，如昏迷、抽搐等，這使得診斷的時間窗口非常有限；③ 炭疽桿菌在培養基上的生長條件較為苛刻，且抗菌藥物的使用可能抑制其生長，使得細菌培養難以成功；④ 炭疽性腦膜炎的臨床表現與其他化膿性腦膜炎相似，且可能伴有敗血癥等復雜情況，這使得鑒別診斷變得復雜；⑤ 雖然患者的旅居史和動物接觸史對于診斷有重要參考價值，但在某些情況下，這些病史可能難以確定或患者可能無法提供準確信息。針對這些難點，醫生在診斷炭疽性腦膜炎時需要綜合考慮患者的病史、臨床表現、實驗室檢查結果和影像學檢查等多方面信息，并進行全面的鑒別診斷。一旦懷疑炭疽性腦膜炎，細菌培養及 PCR 檢測炭疽桿菌核酸為有效的確診手段。細菌培養在患者已經使用抗菌藥物時檢出率較低，此時檢測炭疽桿菌核酸對確認已使用抗菌藥物治療的感染患者特別有用。
4 治療
2023 年，美國疾病預防控制中心對于炭疽伴腦膜炎的治療方案，首選來自不同抗菌藥物類別的 2 種殺菌藥物加上蛋白質合成抑制劑（protein synthesis inhibition, PSI）或 RNA 合成抑制劑，例如環丙沙星加美羅培南加米諾環素。炭疽腦膜炎的治療時間應至少持續 2～3 周或直至患者病情臨床穩定[23, 34]。對于炭疽性腦膜炎患者，考慮使用在體內顯示出潛在神經保護作用的抗菌藥物（例如米諾環素、多西環素、克林霉素和β-內酰胺酶抑制劑），其中米諾環素是一種高度親脂性的第二代四環素，可輕松穿過血腦屏障且具有神經保護作用，炭疽性腦膜炎患者可考慮優先使用。一線抗菌藥物推薦美羅培南、環丙沙星、左氧氟沙星、PSI 系列（如米諾環素、多西環素）。青霉素 G、氨芐西林、氨芐西林/舒巴坦雖為一線用藥但僅限為青霉素敏感菌株時使用。碳青霉烯類（尤其是亞胺培南/西司他丁）的嚴重副作用包括癲癇發作。因此，不建議將亞胺培南/西司他丁用于治療累及中樞神經系統的感染。如果炭疽性腦膜炎患者需要亞胺培南/西司他丁治療，可加用抗癲癇藥物以降低癲癇發作風險[34]。Bradley 等[35]的研究評估了 14 種抗菌藥物的抑菌能力，發現環丙沙星、左氧氟沙星、美羅培南、亞胺培南/西司他丁、青霉素 G、氨芐西林、氨芐西林/舒巴坦、多西環素和米諾環素的抑菌能力最強，這進一步支持 2023 年美國疾病預防控制中心對于炭疽伴腦膜炎的一線治療方案[34]。Ben-shmuel 等[36]的研究表明多西環素、左氧氟沙星和莫西沙星在治療兔和非人靈長類炭疽腦膜炎方面優于環丙沙星。基于此研究，環丙沙星在治療炭疽性腦膜炎患者的優先級可能低于這些抗菌藥物，但這并未被臨床試驗所證實。Sittner 等[37]的研究發現使用氨芐西林或阿莫西林聯合適當的β-內酰胺酶抑制劑優于以美羅培南或哌拉西林為基礎的治療。
我國的炭疽診療方案（2023 年版）指出，治療炭疽腦膜炎須至少給予 3 種對炭疽桿菌有活性的抗菌藥物（至少 1 種殺菌劑：喹諾酮類聯合β-內酰胺類或單用；至少 1 種 PSI）；所有抗菌藥物應具有很好的中樞滲透性[31]。喹諾酮類抗菌藥物：一線選擇為環丙沙星，替代選擇為左氧氟沙星、莫西沙星。β-內酰胺類抗菌藥物：一線選擇為美羅培南，替代選擇青霉素 G、氨芐西林[31]。2023 版我國指南未推薦亞胺培南/西司他丁作為治療炭疽桿菌一線用藥。而 2023 年美國疾病預防控制中心指南認為亞胺培南/西司他丁可作為替代選擇[34]。蛋白質抑制劑：利奈唑胺為一線選擇，因利奈唑胺有骨髓抑制作用，治療期間應監測血小板變化；替代選擇推薦有克林霉素、萬古霉素、利福平、氯霉素。多西環素因中樞滲透性差，不推薦作為蛋白合成抑制劑[31，38]，而 2023 年美國疾病預防控制中心炭疽防治指南則將其作為一線抗菌藥物[34]。
在炭疽感染的情況下，尤其是疾病晚期時，防止毒素的影響同樣重要。抗毒素治療包括靜脈注射炭疽免疫球蛋白、奧托昔單抗（Obiltoxaximab）和雷昔庫單抗（Raxibacumab）。奧托昔單抗和雷昔庫單抗是目前獲得美國食品藥品監督管理局批準的抗毒素藥物，雷昔庫單抗是抗保護性抗原的人免疫球蛋白 G1 單克隆抗體，奧托昔單抗是一種人源化的抗保護性抗原單抗。盡管抗毒素藥物與抗菌藥物聯用通常能取得較好的療效，但這 2 種藥物不能通過血腦屏障，因此對炭疽性腦膜炎的療效有限。除抗毒素治療與抗菌治療外，支持治療同樣在炭疽性腦膜炎中發揮重要作用，包括呼吸支持和腦部脫水降顱壓等，在病情危急的情況下往往能夠挽救患者的生命[8, 23, 34, 39]。一項研究表明接受甘露醇治療的成人炭疽性腦膜炎患者比未接受甘露醇治療的患者存活率更高[40]。
5 小結
炭疽芽孢桿菌通過其天然毒力質粒 pXO1 和 pXO2 的基因產物，實現了多種致病機制從而導致宿主出現腦膜炎。炭疽性腦膜炎的臨床癥狀通常表現為發熱、寒戰、劇烈頭痛、嘔吐及精神狀態改變，癥狀嚴重且進展迅速，血性腦脊液作為其重要的臨床特征，須引起注意。在診斷炭疽性腦膜炎時需要綜合考慮患者的病史、臨床表現、實驗室檢查和影像學檢查信息，尤其是患者的流行病學史。細菌培養及 PCR 檢測炭疽桿菌核酸為主要的確診手段。結合中國與美國的 2023 年版炭疽防治指南，藥物治療方式首選環丙沙星加美羅培南加米諾環素或利奈唑胺，必要時可以輔以糖皮質激素。
由于炭疽性腦膜炎的病死率較高，且其是一種嚴重且進展迅速的疾病，因而早診斷、早治療非常重要。因此，臨床醫生應提高對炭疽性腦膜炎的警覺性，對疑似患者應詳細詢問病史和接觸史，密切觀察其臨床表現，通過結合患者的臨床表現、實驗室檢查結果、影像學表現和流行病學資料進行綜合診斷，盡可能減少誤診和漏診；并可采用多種病原學檢測方法，如涂片染色、細菌培養等，提高檢測的敏感性和特異性。與此同時，還應加強炭疽桿菌的監測和防控，提高公眾對炭疽性腦膜炎的認識和防范意識，以減少炭疽性腦膜炎的發生和傳播。
作者貢獻：周紹波、迪娜·海沙爾負責文章的構思與設計、研究資料的收集與整理、論文撰寫；趙鴻梅負責論文修訂、文章的質量控制及審校、對文章整體負責，監督管理。
利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。