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微生物宇宙 | 残疾、流产、生物武器:臭名昭著的布鲁氏菌

来源:检验科 李萌发布时间:2022-07-29编辑:韦娜校对:谭凌宇审核:蓝飞燕点击:

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「微生物宇宙」系列

第二集
在风光旖旎的地中海中心有一个小岛,叫“马耳他岛”(Malta Island)。1853年,克里米亚战争爆发,奉命驻扎在马耳他岛的英国军医杰弗里·艾伦·马斯顿(Jeffery Allen Marston) 在执勤期间注意到了当地一种特殊的疾病。
 
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图源:百度图片

患这种疾病的患者,先是体温逐渐上升,达到39℃或者是更高,数天后又逐渐自行下降到正常水平,然后又再次逐渐上升,如此反复多次,在体温记录表上形如波浪,且不同于普通发热的是:热退时患者往往大汗淋漓,反而感觉更加难受。
 
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图源:百度图片

限于当时有战备任务在身,马斯顿未能及时腾出手来研究该疾病,直至战后第三年即1859年,马斯顿系统地整理记录并首次报告了该疾病,称其为“马耳他热”(Malta Fever)[1]。


后来人们通过比对历史记录,发现它可能与一种很早以前就在地中海地区一带流行的“地中海热”(Mediterranean Fever)是同一种疾病,鉴于当时医学水平尚不发达,人们对该病的认识还不够深入,其病因一直是一个谜团。
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支线剧情1

「提灯天使」

在为时三年的克里米亚战争中,马耳他岛属于战场的大后方,而在最前线,与相对默默无闻的马斯顿相比,他的一位同乡兼同行则大放异彩,那就是近代护理学的奠基人和开创者,大名鼎鼎的弗罗伦斯·南丁格尔(Florence Nightingale)。她不分昼夜悉心照料着战地医院里的受伤士兵,每晚提着风灯巡视病床,被伤病员们赞为提灯天使,“5.12”国际护士节便是为了纪念她而设立。


1887年,另一名同样参加过克里米亚战争的英国军医大卫·布鲁斯(David Bruce)重返马耳他岛,试图从噩梦源起之地将真凶绳之以法,他从岛上一名死于马耳他热的士兵脾脏中分离出一种新的细菌,使真相大白于天下。


为了纪念他的这一贡献,后人于1920年将该细菌命名为「马耳他布鲁氏菌」Brucella melitensis,melitensis:与马耳他岛相关的)。


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大卫·布鲁斯(David Bruce,1855-1931)
图源:百度图片


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血液中的马耳他布鲁氏菌

(红色“细沙状”短小杆菌,Gram染色)

图源:作者拍摄

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支线剧情2

「菌脸识别」

由于19世纪末的显微镜解析度远不如今日,加之马耳他布鲁氏菌比起其它细菌来身材更为娇小,所以当时的研究者以为他们看到的是一种球菌,曾将它命名为「马耳他微球菌」(Micrococcus melitensis)及「马耳他链球菌」(Streptococcus melitensis)。


庞大的布鲁氏菌家族中,大多数成员会导致哺乳动物感染,甚至包括海洋哺乳动物。牛、羊、猪等家畜是该菌的主要自然宿主,而人是该菌的机会性宿主,目前已经明确至少有四种布鲁氏菌可以感染人类:马耳他布鲁氏菌(Brucella melitensis)、犬布鲁氏菌(Brucella canis)、猪布鲁氏菌(Brucella suis)和流产布鲁氏菌(Brucella abortus)[2]。

布鲁氏菌病(Brucellosis,布氏杆菌病,布病),是一种由布鲁氏菌导致的人畜共患病,在全球范围内均有流行。在我国,布鲁氏菌病属于法定乙类传染病之一,畜牧业发达的省份(自治区)发病率较高;而马耳他布鲁氏菌还有一个别名:羊布鲁氏菌(Brucella ovis)[3]。从这个名字就可以看出该菌与羊之间的密切关系,国内曾发生过多起与羊相关的布鲁氏菌感染事件,比如:
 
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又比如:
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那么布鲁氏菌是通过什么方式感染人类的呢?

1.消化道传播:摄入了被污染且未充分消毒的动物肉类、骨骼、内脏、生奶等食物,包括基于上述物质的加工产物,如奶酪、黄油,甚至是冰淇淋[2]。
2.皮肤及黏膜接触:带菌动物的体液、内脏、胎盘中的布鲁氏菌可通过破损皮肤或是眼结膜侵入人体。
3.呼吸道传播:可因为吸入含有高浓度布鲁氏菌的气溶胶导致感染。


除上述三种途径之外,人和人之间的传播也有可能发生,但非常罕见,主要见于母婴传播、性传播、输血传播等特殊情况。


从目前的病例看,大多数患者是通过直接与感染了布鲁氏菌的动物(牛、羊、猪等)接触,或食用了未经灭菌处理的感染动物的肉、内脏、乳制品等,即经由途径1或途径2受到感染。

其它的细菌侵入人体后,遇到免疫细胞后要么望风而逃,要么束手就擒,要么干脆武装自己打算鱼死网破一把。


而布鲁氏菌入侵人体之后,其致病机制尤为奇葩:它先是“示弱”,被巨噬细胞所吞食,随后在细胞内部开始了惊心动魄的“鱿鱼游戏”:一部分“能力有限”的布鲁氏菌被吞噬细胞消化得渣都不剩,而另一部分则适应了“游戏规则”,在细胞内部存活下来甚至繁衍生息,并随着吞噬细胞一同前往人体各个部位,伺机杀死宿主细胞后再去感染下一个。


生存还是毁灭?
这不仅仅是哈姆雷特的问题,也是布鲁氏菌的问题。
披着羊皮与狼共舞的结果,要么自己成为狼,要么自己成为狼的食物。
剩者为王。

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布鲁菌与人体免疫系统的博弈
图源:参考文献2
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支线剧情3

「死亡游戏」

「Brucella」一词拼写酷似「Brucelee」,后者即李小龙的英文名。李小龙的遗作《死亡游戏》(Game of Death)也是讲述了主角诈死后潜入敌人总部,一路过关斩将获得最后胜利的故事,Bruce Lee“失手即死亡,胜利则生存”的战斗规则与Brucella如出一辙。


布鲁氏菌在人体内站稳脚跟后,由于其反复感染宿主细胞并释放入血是一个周期性的过程,所以多数患者表现为周期性的发热-退热-再发热,少部分患者可能仅有发热或低热表现。


随着时间推移,体内的布鲁氏菌一波一波地将战线推进,在体内兴风作浪,患者会出现多器官多组织的损害,比如疲惫乏力、关节与肌肉疼痛、脊髓炎、心内膜炎、肝脾肿大、生殖系统病变等;而该病进入慢性阶段后,少部分患者会因骨骼或关节的反复感染而发生不可逆的损害或变形,或是遗留中枢神经系统后遗症,导致落下终身残疾[4]。


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支线剧情4

「懒汉病」

在机械化尚未普及的农村地区,男性是主要的劳动力。布鲁氏菌病患者由于关节和肌肉疼痛难忍,全身乏力,即使不发热也不能正常劳作,但发病初期从外观上并无肉眼可见的异常,且大多不影响食欲,所以此时从表面看来,就好似“好吃懒做”一般,故民间也将布鲁氏菌病称作"懒汉病"。


布鲁氏菌病临床表现较为复杂,与多种疾病相似,易被误诊。人群普遍对布鲁氏菌缺乏免疫力,受到感染后有两方面的负面影响较为突出:一是影响劳动能力(全身乏力甚至终生残疾),二是影响生殖能力(睾丸附睾炎、死胎、流产等)。


布鲁氏菌之所以臭名昭著,不仅仅是因为它致病力强,后果严重,更是因为它具有「潜在生物恐怖威胁能力」(Potential bioterrorism threat),不仅多个国家或组织将其列为高致病性微生物,甚至有的国家还曾经试图就此研发生物武器。


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支线剧情5

「恐怖袭击」

911事件四年前,即1997年,美国疾病预防与控制中心(CDC)使用一个复杂的数学模型,精心“策划”了一场针对美国本土某个大城市郊区的恐怖袭击事件,用于评估布鲁氏菌作为生物战剂可能给无防备民众带来的灾难性后果。

根据数学模型理论上的计算,恐怖分子将含有马耳他布鲁氏菌的气溶胶播散于目标地点,在最佳扩散条件下,当地有10万人口足足暴露了两个小时,最终导致了82500例布鲁氏菌病,其中413例死亡,直接经济损失4.777亿美元[5]。


目前只有兽用的布鲁氏菌疫苗,尚无人用疫苗,所以对待布鲁氏菌病还是要以预防为主。


如果您是消费者,请购买检疫合格的动物或动物制品,并谨慎地进行前处理,充分烹熟后再食用(奶制品需经巴氏消毒)。
如果您是从业者(牧民、厨师、饲养者、屠宰场工人等),应加强个人防护,必要时佩戴合适的防护装备,工作前后要做好清洗消毒。
如果您是专业人士(教学、科研、实验室工作人员等),应注意实验室生物安全的重要性,以免造成泄露或员工感染。

如果您曾有过相关暴露史,且出现了相似症状,请不必恐慌,建议尽快就医,由医生来做出专业判断及治疗。只要得到及时规范的治疗,绝大多数布鲁氏菌病患者可被治愈且预后良好。



参考文献:
[1] Aleixo MJ, Ferreira ML, Antunes F. Brucelose [Brucellosis]. Acta Med Port. 1999;12(12):323-330.
[2] Pappas G, Akritidis N, Bosilkovski M, Tsianos E. Brucellosis. N Engl J Med. 2005;352(22):2325-2336.
[3] Buddle MB. Studies on Brucella ovis (n.sp.), a cause of genital disease of sheep in New Zealand and Australia. J Hyg (Lond). 1956; 54:351-364. 
[4] Corbel MJ. Brucellosis: an overview. Emerg Infect Dis. 1997;3(2):213-221.
[5] Kaufmann AF, Meltzer MI, Schmid GP.The economic impact of a bioterrorist attack: are prevention and postattack intervention programs justifiable? Emerg Infect Dis 1997;3:83-94.



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