炭疽是由炭疽芽孢杆菌引起的一种人畜共患急性传染病。炭疽性脑膜炎是炭疽类型中最为凶险的一种，多继发于皮肤、肠、肺型炭疽，是一种中枢神经系统感染性疾病，在治疗不及时的情况下致死率极高。该文综述了炭疽性脑膜炎的临床特点、发病机制及诊治措施，以期能够为我国炭疽性脑膜炎的临床诊疗提供一定的参考，并为后续炭疽性脑膜炎研究的深入开展提供借鉴。
引用本文： 周绍波, 迪娜·海沙尔, 赵鸿梅. 炭疽性脑膜炎的研究进展. 华西医学, 2024, 39(8): 1297-1301. doi: 10.7507/1002-0179.202407045 复制
1876 年，罗伯特·科赫首次证明炭疽病由炭疽芽孢杆菌引起[1]。到目前为止，人类炭疽的发病率已经明显下降，但在发展中国家的局部地区仍有小范围流行[2-3]。炭疽在北美、西欧和澳大利亚有零星报道，这种疾病在北欧和中欧十分罕见。在亚洲的一些国家地区包括印度东部、韩国、菲律宾、蒙古和中国西部常有报道。非洲国家每年夏天都会暴发这种疾病[4]。目前，炭疽在我国有明显的地域分布特点，西部和边远地区炭疽的发病率较高[5]。炭疽是人畜共患传染病之一，炭疽杆菌是一种有芽孢的革兰阳性杆菌[6-7]。根据不同的传播途径，炭疽可分为皮肤型、胃肠道型、肺型和注射型炭疽 4 类。人类通过与感染的家畜直接接触感染称为皮肤型炭疽，食用感染家畜的肉类制品而感染称为胃肠道型炭疽，通过呼吸道吸入和注射途径感染获得称为肺型和注射型炭疽[8-10]。其中接触传播是最主要的传播形式（95%），其次是呼吸道吸入（5%），而消化道途径和注射途径十分少见[8, 11]。炭疽性脑膜炎是由原发感染部位经过血行播散或淋巴管播散通过血脑屏障引起，其病死率极高，总体死亡率接近 100%[3]。炭疽性脑膜炎的临床表现复杂多样，并与其他化脓性脑膜炎的临床表现具有相似性，这使得临床工作者难以早期诊断。由于炭疽性脑膜炎的病情进展迅速，因此早诊断、早治疗十分重要。近年，随着研究的不断深入，人们对炭疽性脑膜炎的发病机制、临床特征及其诊断和治疗有了更清晰的认识。因此，本文将重点围绕炭疽性脑膜炎的发病机制、临床特点、诊断和治疗方面进行综述，旨在为我国炭疽性脑膜炎的临床诊疗和研究提供参考。
1 发病机制
2 个天然毒力质粒 pXO1 和 pXO2 是炭疽芽孢杆菌致病的主要机制，pXO2 编码 80 个基因，其中包括 capBCAE 操纵子，该操纵子与多聚-γ-D-谷氨酸荚膜有关，使宿主免疫逃避和在巨噬细胞胞内存活。pXO1 编码 140 个基因，包括 3 个外毒素基因（pagA、lef 和 cya），它们分别产生保护性抗原，致死因子和水肿因子。保护性抗原是毒素的非酶部分，是一个 83 kDa 的蛋白，能够促进致死毒素或水肿毒素的产生。水肿因子是一种 89 kDa 的钙调蛋白依赖性腺苷酸环化酶，催化三磷酸腺苷生成 3, 5’-环磷酸腺苷，其增加可以抑制巨噬细胞和中性粒细胞的能力。致死因子是一种锌离子依赖的金属蛋白酶，可切割和灭活丝裂原活化蛋白激酶，导致巨噬细胞活化、成熟和趋化等信号通路的中断，并诱导细胞死亡[8, 12]。炭疽芽孢杆菌能够破坏由脑微血管内皮细胞组成的血脑屏障，从而导致炭疽脑膜脑炎的产生。Ebrahimi 等[13]研究发现炭疽芽胞杆菌对人脑微血管内皮细胞的黏附和侵袭是由 pXO1 质粒和编码的囊膜蛋白 BslA 介导。免疫抑制因子 A 是一种金属蛋白酶, 能够诱导血脑屏障破坏，并可能参与炭疽杆菌从巨噬细胞中逃逸[14-15]。另一项研究提出了一种新的血脑屏障破坏机制，发现免疫抑制因子 A 通过水解紧密连接蛋白 1 从而破坏血脑屏障促进脑膜炎的发生[16]。有研究发现，炭疽毒素能够抑制白细胞介素-8、趋化因子（C-X-C 基序）配体 1 的表达和抑制体内中性粒细胞募集，并且通过建立炭疽性脑膜炎小鼠模型验证了炭疽毒素的表达有助于炭疽杆菌穿过血脑屏障[17]。总之，炭疽芽孢杆菌通过其天然毒力质粒 pXO1 和 pXO2 的基因产物，实现了多种致病机制。这些机制包括免疫逃避、巨噬细胞内存活、破坏血脑屏障、诱导细胞死亡、抑制白细胞介素-8和趋化因子（C-X-C 基序）配体 1表达等。这些机制使得炭疽芽孢杆菌在感染宿主后能够顺利存活并繁殖，同时导致宿主出现严重的病理生理变化，如脑膜炎等。因此，深入研究这些致病机制对于炭疽病的防治具有重要意义。
2 临床特征
炭疽性脑膜炎是各类型炭疽的严重并发症，主要由吸入型炭疽继发败血症而引起，在其他型炭疽中较少见，原发性炭疽性脑膜炎偶见[18]。临床症状通常表现为发热、寒战、剧烈头痛、呕吐及精神状态改变[3, 19]。近期一项研究表明头痛是炭疽性脑膜炎最常见症状[10]。体格检查脑膜刺激征呈阳性，有患者可见巴宾斯基征阳性[9, 20]。有病例报道患者炭疽性脑膜炎并发脑脓肿，应当引起重视[3]。炭疽性脑膜炎通常被描述为出血性脑膜炎，其中一个重要特征是颅内动脉炎，脑出血和蛛网膜下腔出血也较为常见，其脑脊液通常为血性脑脊液，而血性脑脊液通常表示病情危重[19, 21-22]。
3 诊断
炭疽性脑膜炎的诊断包括病史、临床体征和临床症状、影像学检查、实验室检查 4 个方面。
3.1 病史
在病史方面应特别注意患者的旅居史及动物接触史，绝大多数患者都有在流行地区居住、从事与动物打交道的工作或者是接触生病或死亡的动物以及食用受污染的动物制品等相关病史。
3.2 临床体征和临床症状
临床症状主要包括发热、寒战、剧烈头痛、呕吐及精神状态改变，临床体征主要包括脑膜刺激征阳性及其他神经系统征象[10, 23]。一项有关系统性炭疽的研究建立了一个包含严重头痛、精神状态改变、脑膜刺激征和其他神经系统征象的简易评估工具，其中≥2 项阳性则大概率并发炭疽性脑膜炎[24]。但上述临床征象并非炭疽性脑膜炎所独有，因此该简易评估工具在有相关旅居史和动物接触史的前提下使用更有临床意义。
3.3 影像学检查
在影像学检查方面，炭疽性脑膜炎患者大多会有颅内出血表现。MRI 和 CT 检查常显示蛛网膜下腔、深部灰质或脑室内出血，并且伴有弥漫性脑膜强化[22]。
3.4 实验室检查
实验室检查主要包括临床血液体液检测、微生物学检测和分子生物学检测。
3.4.1 临床血液体液检测
临床血液体液检测包括血常规、脑脊液常规及生化。炭疽性脑膜炎患者的血常规通常表现为白细胞增多，以中性粒细胞增多为主，如果发生严重脓毒血症，可能会发生白细胞减少、血小板减少和弥散性血管内凝血。脑脊液通常为血性脑脊液，以白细胞、红细胞增多为主要表现。
3.4.2 微生物学检测
微生物学检测包括血培养及脑脊液培养。在巧克力琼脂培养基上，可见灰白色的粗糙型菌落生长，显微镜下形态见杆菌呈竹节状排列[19, 23, 25]。
3.4.3 分子生物学检测
分子生物学检测包括基于 DNA 扩增的聚合酶链反应（polymerase chain reaction, PCR）和实时 PCR 检测。诊断靶点包括以下基因中的特定 DNA 区域：pagA（pXO 1）、capB（pXO 2）、capC（pXO 2）和 Ba 813（染色体）。近期已经有相关报道可以使用更新的等温 DNA 扩增技术，例如重组酶聚合酶扩增、解旋酶依赖性扩增和环介导的等温扩增。基于 DNA 的快速诊断方法对确认已使用抗菌药物治疗的炭疽感染患者有效，这与抗菌药物可防止细菌在培养基上生长有关，使得细菌培养难以培养出细菌[23]。同时，也有研究人员通过宏基因组二代测序检测炭疽杆菌来诊断炭疽病例，这种新的检测方法有望成为炭疽病的实验室诊断方法[26-27]。
近年来，能够快速和特异地检测炭疽杆菌的生物传感器一直是研究的热点。目前有 4 种类型的生物传感器：基因传感器（核酸探针）、免疫传感器（抗体探针）、适体传感器（适配子）和多肽-核酸嵌合探针。它们采用的信号产生方法包括电化学（安培法、电位法和电导法）、光学和压电。基因传感器的工作原理是病原体特定 DNA 与探针的结合会产生信号。到目前为止，已经开发出针对 PagA、LEF 和 BA813 的基因传感器[28-30]。
炭疽性脑膜炎与其他化脓性脑膜表现类似，脑脊液检查及病原学检查有助于鉴别，炭疽性脑膜炎的脑脊液多呈血性。病原学检查在鉴别诊断中起着关键作用，如取脑脊液等标本进行涂片或培养，可以发现炭疽杆菌的存在[31]。由于炭疽芽孢杆菌与蜡样芽孢杆菌的镜下形态极为相似，因此需要进一步鉴别。炭疽杆菌可通过一系列实验室试验与其他芽孢杆菌属区分，这些试验包括γ噬菌体敏感性试验、过氧化氢酶产生试验、运动性检测试验、溶血活性检测以及青霉素的敏感性试验。通常来说，炭疽芽胞杆菌不具有运动性、溶血性、耐青霉素和耐噬菌体γ；而蜡样芽胞杆菌具有运动性，在血琼脂上具有溶血性、耐青霉素和耐噬菌体γ。蜡样芽孢杆菌多发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]报道了 5 例急性髓系白血病背景下蜡样芽孢杆菌引起的中枢神经系统感染。虽然微生物学技术是鉴定细菌的最佳方法，但有时难以区分与炭疽芽孢杆菌密切相关的蜡样芽孢杆菌菌株。当传统的生物学方法和 PCR 难以区分炭疽芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌时，多位点可变数目串联重复序列分析和多位点序列分型有助于它们的区分[23, 33]。
因此，炭疽性脑膜炎目前诊断的难点主要体现在以下几个方面：① 炭疽性脑膜炎的早期症状如发热、寒战、头痛、呕吐等可能与其他类型的脑膜炎相似，这可能导致误诊或延误诊断；② 炭疽性脑膜炎起病急骤，病情发展迅猛，往往在短时间内出现严重的神经系统症状，如昏迷、抽搐等，这使得诊断的时间窗口非常有限；③ 炭疽杆菌在培养基上的生长条件较为苛刻，且抗菌药物的使用可能抑制其生长，使得细菌培养难以成功；④ 炭疽性脑膜炎的临床表现与其他化脓性脑膜炎相似，且可能伴有败血症等复杂情况，这使得鉴别诊断变得复杂；⑤ 虽然患者的旅居史和动物接触史对于诊断有重要参考价值，但在某些情况下，这些病史可能难以确定或患者可能无法提供准确信息。针对这些难点，医生在诊断炭疽性脑膜炎时需要综合考虑患者的病史、临床表现、实验室检查结果和影像学检查等多方面信息，并进行全面的鉴别诊断。一旦怀疑炭疽性脑膜炎，细菌培养及 PCR 检测炭疽杆菌核酸为有效的确诊手段。细菌培养在患者已经使用抗菌药物时检出率较低，此时检测炭疽杆菌核酸对确认已使用抗菌药物治疗的感染患者特别有用。
4 治疗
2023 年，美国疾病预防控制中心对于炭疽伴脑膜炎的治疗方案，首选来自不同抗菌药物类别的 2 种杀菌药物加上蛋白质合成抑制剂（protein synthesis inhibition, PSI）或 RNA 合成抑制剂，例如环丙沙星加美罗培南加米诺环素。炭疽脑膜炎的治疗时间应至少持续 2～3 周或直至患者病情临床稳定[23, 34]。对于炭疽性脑膜炎患者，考虑使用在体内显示出潜在神经保护作用的抗菌药物（例如米诺环素、多西环素、克林霉素和β-内酰胺酶抑制剂），其中米诺环素是一种高度亲脂性的第二代四环素，可轻松穿过血脑屏障且具有神经保护作用，炭疽性脑膜炎患者可考虑优先使用。一线抗菌药物推荐美罗培南、环丙沙星、左氧氟沙星、PSI 系列（如米诺环素、多西环素）。青霉素 G、氨苄西林、氨苄西林/舒巴坦虽为一线用药但仅限为青霉素敏感菌株时使用。碳青霉烯类（尤其是亚胺培南/西司他丁）的严重副作用包括癫痫发作。因此，不建议将亚胺培南/西司他丁用于治疗累及中枢神经系统的感染。如果炭疽性脑膜炎患者需要亚胺培南/西司他丁治疗，可加用抗癫痫药物以降低癫痫发作风险[34]。Bradley 等[35]的研究评估了 14 种抗菌药物的抑菌能力，发现环丙沙星、左氧氟沙星、美罗培南、亚胺培南/西司他丁、青霉素 G、氨苄西林、氨苄西林/舒巴坦、多西环素和米诺环素的抑菌能力最强，这进一步支持 2023 年美国疾病预防控制中心对于炭疽伴脑膜炎的一线治疗方案[34]。Ben-shmuel 等[36]的研究表明多西环素、左氧氟沙星和莫西沙星在治疗兔和非人灵长类炭疽脑膜炎方面优于环丙沙星。基于此研究，环丙沙星在治疗炭疽性脑膜炎患者的优先级可能低于这些抗菌药物，但这并未被临床试验所证实。Sittner 等[37]的研究发现使用氨苄西林或阿莫西林联合适当的β-内酰胺酶抑制剂优于以美罗培南或哌拉西林为基础的治疗。
我国的炭疽诊疗方案（2023 年版）指出，治疗炭疽脑膜炎须至少给予 3 种对炭疽杆菌有活性的抗菌药物（至少 1 种杀菌剂：喹诺酮类联合β-内酰胺类或单用；至少 1 种 PSI）；所有抗菌药物应具有很好的中枢渗透性[31]。喹诺酮类抗菌药物：一线选择为环丙沙星，替代选择为左氧氟沙星、莫西沙星。β-内酰胺类抗菌药物：一线选择为美罗培南，替代选择青霉素 G、氨苄西林[31]。2023 版我国指南未推荐亚胺培南/西司他丁作为治疗炭疽杆菌一线用药。而 2023 年美国疾病预防控制中心指南认为亚胺培南/西司他丁可作为替代选择[34]。蛋白质抑制剂：利奈唑胺为一线选择，因利奈唑胺有骨髓抑制作用，治疗期间应监测血小板变化；替代选择推荐有克林霉素、万古霉素、利福平、氯霉素。多西环素因中枢渗透性差，不推荐作为蛋白合成抑制剂[31，38]，而 2023 年美国疾病预防控制中心炭疽防治指南则将其作为一线抗菌药物[34]。
在炭疽感染的情况下，尤其是疾病晚期时，防止毒素的影响同样重要。抗毒素治疗包括静脉注射炭疽免疫球蛋白、奥托昔单抗（Obiltoxaximab）和雷昔库单抗（Raxibacumab）。奥托昔单抗和雷昔库单抗是目前获得美国食品药品监督管理局批准的抗毒素药物，雷昔库单抗是抗保护性抗原的人免疫球蛋白 G1 单克隆抗体，奥托昔单抗是一种人源化的抗保护性抗原单抗。尽管抗毒素药物与抗菌药物联用通常能取得较好的疗效，但这 2 种药物不能通过血脑屏障，因此对炭疽性脑膜炎的疗效有限。除抗毒素治疗与抗菌治疗外，支持治疗同样在炭疽性脑膜炎中发挥重要作用，包括呼吸支持和脑部脱水降颅压等，在病情危急的情况下往往能够挽救患者的生命[8, 23, 34, 39]。一项研究表明接受甘露醇治疗的成人炭疽性脑膜炎患者比未接受甘露醇治疗的患者存活率更高[40]。
5 小结
炭疽芽孢杆菌通过其天然毒力质粒 pXO1 和 pXO2 的基因产物，实现了多种致病机制从而导致宿主出现脑膜炎。炭疽性脑膜炎的临床症状通常表现为发热、寒战、剧烈头痛、呕吐及精神状态改变，症状严重且进展迅速，血性脑脊液作为其重要的临床特征，须引起注意。在诊断炭疽性脑膜炎时需要综合考虑患者的病史、临床表现、实验室检查和影像学检查信息，尤其是患者的流行病学史。细菌培养及 PCR 检测炭疽杆菌核酸为主要的确诊手段。结合中国与美国的 2023 年版炭疽防治指南，药物治疗方式首选环丙沙星加美罗培南加米诺环素或利奈唑胺，必要时可以辅以糖皮质激素。
由于炭疽性脑膜炎的病死率较高，且其是一种严重且进展迅速的疾病，因而早诊断、早治疗非常重要。因此，临床医生应提高对炭疽性脑膜炎的警觉性，对疑似患者应详细询问病史和接触史，密切观察其临床表现，通过结合患者的临床表现、实验室检查结果、影像学表现和流行病学资料进行综合诊断，尽可能减少误诊和漏诊；并可采用多种病原学检测方法，如涂片染色、细菌培养等，提高检测的敏感性和特异性。与此同时，还应加强炭疽杆菌的监测和防控，提高公众对炭疽性脑膜炎的认识和防范意识，以减少炭疽性脑膜炎的发生和传播。
作者贡献：周绍波、迪娜·海沙尔负责文章的构思与设计、研究资料的收集与整理、论文撰写；赵鸿梅负责论文修订、文章的质量控制及审校、对文章整体负责，监督管理。
利益冲突：所有作者声明不存在利益冲突。
1876 年，罗伯特·科赫首次证明炭疽病由炭疽芽孢杆菌引起[1]。到目前为止，人类炭疽的发病率已经明显下降，但在发展中国家的局部地区仍有小范围流行[2-3]。炭疽在北美、西欧和澳大利亚有零星报道，这种疾病在北欧和中欧十分罕见。在亚洲的一些国家地区包括印度东部、韩国、菲律宾、蒙古和中国西部常有报道。非洲国家每年夏天都会暴发这种疾病[4]。目前，炭疽在我国有明显的地域分布特点，西部和边远地区炭疽的发病率较高[5]。炭疽是人畜共患传染病之一，炭疽杆菌是一种有芽孢的革兰阳性杆菌[6-7]。根据不同的传播途径，炭疽可分为皮肤型、胃肠道型、肺型和注射型炭疽 4 类。人类通过与感染的家畜直接接触感染称为皮肤型炭疽，食用感染家畜的肉类制品而感染称为胃肠道型炭疽，通过呼吸道吸入和注射途径感染获得称为肺型和注射型炭疽[8-10]。其中接触传播是最主要的传播形式（95%），其次是呼吸道吸入（5%），而消化道途径和注射途径十分少见[8, 11]。炭疽性脑膜炎是由原发感染部位经过血行播散或淋巴管播散通过血脑屏障引起，其病死率极高，总体死亡率接近 100%[3]。炭疽性脑膜炎的临床表现复杂多样，并与其他化脓性脑膜炎的临床表现具有相似性，这使得临床工作者难以早期诊断。由于炭疽性脑膜炎的病情进展迅速，因此早诊断、早治疗十分重要。近年，随着研究的不断深入，人们对炭疽性脑膜炎的发病机制、临床特征及其诊断和治疗有了更清晰的认识。因此，本文将重点围绕炭疽性脑膜炎的发病机制、临床特点、诊断和治疗方面进行综述，旨在为我国炭疽性脑膜炎的临床诊疗和研究提供参考。
1 发病机制
2 个天然毒力质粒 pXO1 和 pXO2 是炭疽芽孢杆菌致病的主要机制，pXO2 编码 80 个基因，其中包括 capBCAE 操纵子，该操纵子与多聚-γ-D-谷氨酸荚膜有关，使宿主免疫逃避和在巨噬细胞胞内存活。pXO1 编码 140 个基因，包括 3 个外毒素基因（pagA、lef 和 cya），它们分别产生保护性抗原，致死因子和水肿因子。保护性抗原是毒素的非酶部分，是一个 83 kDa 的蛋白，能够促进致死毒素或水肿毒素的产生。水肿因子是一种 89 kDa 的钙调蛋白依赖性腺苷酸环化酶，催化三磷酸腺苷生成 3, 5’-环磷酸腺苷，其增加可以抑制巨噬细胞和中性粒细胞的能力。致死因子是一种锌离子依赖的金属蛋白酶，可切割和灭活丝裂原活化蛋白激酶，导致巨噬细胞活化、成熟和趋化等信号通路的中断，并诱导细胞死亡[8, 12]。炭疽芽孢杆菌能够破坏由脑微血管内皮细胞组成的血脑屏障，从而导致炭疽脑膜脑炎的产生。Ebrahimi 等[13]研究发现炭疽芽胞杆菌对人脑微血管内皮细胞的黏附和侵袭是由 pXO1 质粒和编码的囊膜蛋白 BslA 介导。免疫抑制因子 A 是一种金属蛋白酶, 能够诱导血脑屏障破坏，并可能参与炭疽杆菌从巨噬细胞中逃逸[14-15]。另一项研究提出了一种新的血脑屏障破坏机制，发现免疫抑制因子 A 通过水解紧密连接蛋白 1 从而破坏血脑屏障促进脑膜炎的发生[16]。有研究发现，炭疽毒素能够抑制白细胞介素-8、趋化因子（C-X-C 基序）配体 1 的表达和抑制体内中性粒细胞募集，并且通过建立炭疽性脑膜炎小鼠模型验证了炭疽毒素的表达有助于炭疽杆菌穿过血脑屏障[17]。总之，炭疽芽孢杆菌通过其天然毒力质粒 pXO1 和 pXO2 的基因产物，实现了多种致病机制。这些机制包括免疫逃避、巨噬细胞内存活、破坏血脑屏障、诱导细胞死亡、抑制白细胞介素-8和趋化因子（C-X-C 基序）配体 1表达等。这些机制使得炭疽芽孢杆菌在感染宿主后能够顺利存活并繁殖，同时导致宿主出现严重的病理生理变化，如脑膜炎等。因此，深入研究这些致病机制对于炭疽病的防治具有重要意义。
2 临床特征
炭疽性脑膜炎是各类型炭疽的严重并发症，主要由吸入型炭疽继发败血症而引起，在其他型炭疽中较少见，原发性炭疽性脑膜炎偶见[18]。临床症状通常表现为发热、寒战、剧烈头痛、呕吐及精神状态改变[3, 19]。近期一项研究表明头痛是炭疽性脑膜炎最常见症状[10]。体格检查脑膜刺激征呈阳性，有患者可见巴宾斯基征阳性[9, 20]。有病例报道患者炭疽性脑膜炎并发脑脓肿，应当引起重视[3]。炭疽性脑膜炎通常被描述为出血性脑膜炎，其中一个重要特征是颅内动脉炎，脑出血和蛛网膜下腔出血也较为常见，其脑脊液通常为血性脑脊液，而血性脑脊液通常表示病情危重[19, 21-22]。
3 诊断
炭疽性脑膜炎的诊断包括病史、临床体征和临床症状、影像学检查、实验室检查 4 个方面。
3.1 病史
在病史方面应特别注意患者的旅居史及动物接触史，绝大多数患者都有在流行地区居住、从事与动物打交道的工作或者是接触生病或死亡的动物以及食用受污染的动物制品等相关病史。
3.2 临床体征和临床症状
临床症状主要包括发热、寒战、剧烈头痛、呕吐及精神状态改变，临床体征主要包括脑膜刺激征阳性及其他神经系统征象[10, 23]。一项有关系统性炭疽的研究建立了一个包含严重头痛、精神状态改变、脑膜刺激征和其他神经系统征象的简易评估工具，其中≥2 项阳性则大概率并发炭疽性脑膜炎[24]。但上述临床征象并非炭疽性脑膜炎所独有，因此该简易评估工具在有相关旅居史和动物接触史的前提下使用更有临床意义。
3.3 影像学检查
在影像学检查方面，炭疽性脑膜炎患者大多会有颅内出血表现。MRI 和 CT 检查常显示蛛网膜下腔、深部灰质或脑室内出血，并且伴有弥漫性脑膜强化[22]。
3.4 实验室检查
实验室检查主要包括临床血液体液检测、微生物学检测和分子生物学检测。
3.4.1 临床血液体液检测
临床血液体液检测包括血常规、脑脊液常规及生化。炭疽性脑膜炎患者的血常规通常表现为白细胞增多，以中性粒细胞增多为主，如果发生严重脓毒血症，可能会发生白细胞减少、血小板减少和弥散性血管内凝血。脑脊液通常为血性脑脊液，以白细胞、红细胞增多为主要表现。
3.4.2 微生物学检测
微生物学检测包括血培养及脑脊液培养。在巧克力琼脂培养基上，可见灰白色的粗糙型菌落生长，显微镜下形态见杆菌呈竹节状排列[19, 23, 25]。
3.4.3 分子生物学检测
分子生物学检测包括基于 DNA 扩增的聚合酶链反应（polymerase chain reaction, PCR）和实时 PCR 检测。诊断靶点包括以下基因中的特定 DNA 区域：pagA（pXO 1）、capB（pXO 2）、capC（pXO 2）和 Ba 813（染色体）。近期已经有相关报道可以使用更新的等温 DNA 扩增技术，例如重组酶聚合酶扩增、解旋酶依赖性扩增和环介导的等温扩增。基于 DNA 的快速诊断方法对确认已使用抗菌药物治疗的炭疽感染患者有效，这与抗菌药物可防止细菌在培养基上生长有关，使得细菌培养难以培养出细菌[23]。同时，也有研究人员通过宏基因组二代测序检测炭疽杆菌来诊断炭疽病例，这种新的检测方法有望成为炭疽病的实验室诊断方法[26-27]。
近年来，能够快速和特异地检测炭疽杆菌的生物传感器一直是研究的热点。目前有 4 种类型的生物传感器：基因传感器（核酸探针）、免疫传感器（抗体探针）、适体传感器（适配子）和多肽-核酸嵌合探针。它们采用的信号产生方法包括电化学（安培法、电位法和电导法）、光学和压电。基因传感器的工作原理是病原体特定 DNA 与探针的结合会产生信号。到目前为止，已经开发出针对 PagA、LEF 和 BA813 的基因传感器[28-30]。
炭疽性脑膜炎与其他化脓性脑膜表现类似，脑脊液检查及病原学检查有助于鉴别，炭疽性脑膜炎的脑脊液多呈血性。病原学检查在鉴别诊断中起着关键作用，如取脑脊液等标本进行涂片或培养，可以发现炭疽杆菌的存在[31]。由于炭疽芽孢杆菌与蜡样芽孢杆菌的镜下形态极为相似，因此需要进一步鉴别。炭疽杆菌可通过一系列实验室试验与其他芽孢杆菌属区分，这些试验包括γ噬菌体敏感性试验、过氧化氢酶产生试验、运动性检测试验、溶血活性检测以及青霉素的敏感性试验。通常来说，炭疽芽胞杆菌不具有运动性、溶血性、耐青霉素和耐噬菌体γ；而蜡样芽胞杆菌具有运动性，在血琼脂上具有溶血性、耐青霉素和耐噬菌体γ。蜡样芽孢杆菌多发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]报道了 5 例急性髓系白血病背景下蜡样芽孢杆菌引起的中枢神经系统感染。虽然微生物学技术是鉴定细菌的最佳方法，但有时难以区分与炭疽芽孢杆菌密切相关的蜡样芽孢杆菌菌株。当传统的生物学方法和 PCR 难以区分炭疽芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌时，多位点可变数目串联重复序列分析和多位点序列分型有助于它们的区分[23, 33]。
因此，炭疽性脑膜炎目前诊断的难点主要体现在以下几个方面：① 炭疽性脑膜炎的早期症状如发热、寒战、头痛、呕吐等可能与其他类型的脑膜炎相似，这可能导致误诊或延误诊断；② 炭疽性脑膜炎起病急骤，病情发展迅猛，往往在短时间内出现严重的神经系统症状，如昏迷、抽搐等，这使得诊断的时间窗口非常有限；③ 炭疽杆菌在培养基上的生长条件较为苛刻，且抗菌药物的使用可能抑制其生长，使得细菌培养难以成功；④ 炭疽性脑膜炎的临床表现与其他化脓性脑膜炎相似，且可能伴有败血症等复杂情况，这使得鉴别诊断变得复杂；⑤ 虽然患者的旅居史和动物接触史对于诊断有重要参考价值，但在某些情况下，这些病史可能难以确定或患者可能无法提供准确信息。针对这些难点，医生在诊断炭疽性脑膜炎时需要综合考虑患者的病史、临床表现、实验室检查结果和影像学检查等多方面信息，并进行全面的鉴别诊断。一旦怀疑炭疽性脑膜炎，细菌培养及 PCR 检测炭疽杆菌核酸为有效的确诊手段。细菌培养在患者已经使用抗菌药物时检出率较低，此时检测炭疽杆菌核酸对确认已使用抗菌药物治疗的感染患者特别有用。
4 治疗
2023 年，美国疾病预防控制中心对于炭疽伴脑膜炎的治疗方案，首选来自不同抗菌药物类别的 2 种杀菌药物加上蛋白质合成抑制剂（protein synthesis inhibition, PSI）或 RNA 合成抑制剂，例如环丙沙星加美罗培南加米诺环素。炭疽脑膜炎的治疗时间应至少持续 2～3 周或直至患者病情临床稳定[23, 34]。对于炭疽性脑膜炎患者，考虑使用在体内显示出潜在神经保护作用的抗菌药物（例如米诺环素、多西环素、克林霉素和β-内酰胺酶抑制剂），其中米诺环素是一种高度亲脂性的第二代四环素，可轻松穿过血脑屏障且具有神经保护作用，炭疽性脑膜炎患者可考虑优先使用。一线抗菌药物推荐美罗培南、环丙沙星、左氧氟沙星、PSI 系列（如米诺环素、多西环素）。青霉素 G、氨苄西林、氨苄西林/舒巴坦虽为一线用药但仅限为青霉素敏感菌株时使用。碳青霉烯类（尤其是亚胺培南/西司他丁）的严重副作用包括癫痫发作。因此，不建议将亚胺培南/西司他丁用于治疗累及中枢神经系统的感染。如果炭疽性脑膜炎患者需要亚胺培南/西司他丁治疗，可加用抗癫痫药物以降低癫痫发作风险[34]。Bradley 等[35]的研究评估了 14 种抗菌药物的抑菌能力，发现环丙沙星、左氧氟沙星、美罗培南、亚胺培南/西司他丁、青霉素 G、氨苄西林、氨苄西林/舒巴坦、多西环素和米诺环素的抑菌能力最强，这进一步支持 2023 年美国疾病预防控制中心对于炭疽伴脑膜炎的一线治疗方案[34]。Ben-shmuel 等[36]的研究表明多西环素、左氧氟沙星和莫西沙星在治疗兔和非人灵长类炭疽脑膜炎方面优于环丙沙星。基于此研究，环丙沙星在治疗炭疽性脑膜炎患者的优先级可能低于这些抗菌药物，但这并未被临床试验所证实。Sittner 等[37]的研究发现使用氨苄西林或阿莫西林联合适当的β-内酰胺酶抑制剂优于以美罗培南或哌拉西林为基础的治疗。
我国的炭疽诊疗方案（2023 年版）指出，治疗炭疽脑膜炎须至少给予 3 种对炭疽杆菌有活性的抗菌药物（至少 1 种杀菌剂：喹诺酮类联合β-内酰胺类或单用；至少 1 种 PSI）；所有抗菌药物应具有很好的中枢渗透性[31]。喹诺酮类抗菌药物：一线选择为环丙沙星，替代选择为左氧氟沙星、莫西沙星。β-内酰胺类抗菌药物：一线选择为美罗培南，替代选择青霉素 G、氨苄西林[31]。2023 版我国指南未推荐亚胺培南/西司他丁作为治疗炭疽杆菌一线用药。而 2023 年美国疾病预防控制中心指南认为亚胺培南/西司他丁可作为替代选择[34]。蛋白质抑制剂：利奈唑胺为一线选择，因利奈唑胺有骨髓抑制作用，治疗期间应监测血小板变化；替代选择推荐有克林霉素、万古霉素、利福平、氯霉素。多西环素因中枢渗透性差，不推荐作为蛋白合成抑制剂[31，38]，而 2023 年美国疾病预防控制中心炭疽防治指南则将其作为一线抗菌药物[34]。
在炭疽感染的情况下，尤其是疾病晚期时，防止毒素的影响同样重要。抗毒素治疗包括静脉注射炭疽免疫球蛋白、奥托昔单抗（Obiltoxaximab）和雷昔库单抗（Raxibacumab）。奥托昔单抗和雷昔库单抗是目前获得美国食品药品监督管理局批准的抗毒素药物，雷昔库单抗是抗保护性抗原的人免疫球蛋白 G1 单克隆抗体，奥托昔单抗是一种人源化的抗保护性抗原单抗。尽管抗毒素药物与抗菌药物联用通常能取得较好的疗效，但这 2 种药物不能通过血脑屏障，因此对炭疽性脑膜炎的疗效有限。除抗毒素治疗与抗菌治疗外，支持治疗同样在炭疽性脑膜炎中发挥重要作用，包括呼吸支持和脑部脱水降颅压等，在病情危急的情况下往往能够挽救患者的生命[8, 23, 34, 39]。一项研究表明接受甘露醇治疗的成人炭疽性脑膜炎患者比未接受甘露醇治疗的患者存活率更高[40]。
5 小结
炭疽芽孢杆菌通过其天然毒力质粒 pXO1 和 pXO2 的基因产物，实现了多种致病机制从而导致宿主出现脑膜炎。炭疽性脑膜炎的临床症状通常表现为发热、寒战、剧烈头痛、呕吐及精神状态改变，症状严重且进展迅速，血性脑脊液作为其重要的临床特征，须引起注意。在诊断炭疽性脑膜炎时需要综合考虑患者的病史、临床表现、实验室检查和影像学检查信息，尤其是患者的流行病学史。细菌培养及 PCR 检测炭疽杆菌核酸为主要的确诊手段。结合中国与美国的 2023 年版炭疽防治指南，药物治疗方式首选环丙沙星加美罗培南加米诺环素或利奈唑胺，必要时可以辅以糖皮质激素。
由于炭疽性脑膜炎的病死率较高，且其是一种严重且进展迅速的疾病，因而早诊断、早治疗非常重要。因此，临床医生应提高对炭疽性脑膜炎的警觉性，对疑似患者应详细询问病史和接触史，密切观察其临床表现，通过结合患者的临床表现、实验室检查结果、影像学表现和流行病学资料进行综合诊断，尽可能减少误诊和漏诊；并可采用多种病原学检测方法，如涂片染色、细菌培养等，提高检测的敏感性和特异性。与此同时，还应加强炭疽杆菌的监测和防控，提高公众对炭疽性脑膜炎的认识和防范意识，以减少炭疽性脑膜炎的发生和传播。
作者贡献：周绍波、迪娜·海沙尔负责文章的构思与设计、研究资料的收集与整理、论文撰写；赵鸿梅负责论文修订、文章的质量控制及审校、对文章整体负责，监督管理。
利益冲突：所有作者声明不存在利益冲突。