病原菌やその作り出す毒素は、その毒性を、実験や研究のために、意図的に使われることもあります。しかし、人間や動(dòng)物などに対して、殺傷を目的とした「生物兵器」として利用されてもきました。
炭疽菌は、病気の原因になることが証明された最初の細(xì)菌であり、また弱毒生菌ワクチンが初めて開(kāi)発されるなど、細(xì)菌學(xué)上、非常に意義深い側(cè)面がある一方、生物兵器として各國(guó)の軍事機(jī)関で研究されてきた、という影の側(cè)面もある病原體です。
『最小にして人類最大の宿敵 病原體の世界』を執(zhí)筆された微生物學(xué)者の旦部幸博さんと北川善紀(jì)さんの解説で、病原體たちの「見(jiàn)事な」までの戦略、生態(tài)をご紹介するシリーズ、今回は人間と微生物の関係の光と影を體現(xiàn)する「炭疽菌」について説明しましょう。

病原菌及其產(chǎn)生的毒素，其毒性有時(shí)候?yàn)榱藢?shí)驗(yàn)和研究而有意使用的。但是，對(duì)于人類和動(dòng)物等，作為以殺傷為目的的“生物武器”也被利用了。
炭疽菌是第一種被證明是致病原因的細(xì)菌，而且是第一種弱毒活菌疫苗被開(kāi)發(fā)等，在細(xì)菌學(xué)上有非常有意義的一面，另一方面作為生物武器在各國(guó)的軍事機(jī)關(guān)被研究，其另一面也是個(gè)病原體。
在執(zhí)筆《最小的人類最大的宿敵——病原體的世界》的微生物學(xué)家旦部幸博和北川善紀(jì)的解說(shuō)中，介紹病原體們“完美”的戰(zhàn)略、生態(tài)系列，這次就來(lái)說(shuō)明體現(xiàn)人類和微生物關(guān)系的光和影的“炭疽菌”吧。


醫(yī)學(xué)を発展させた「最初の病原體」
炭疽菌(Bacillus anthracis)は、1876年にコッホが純培養(yǎng)に成功し、炭疽の原因であることを?qū)g験で証明した、記念すべき「最初の病原體」です。このときの証明手順が「コッホの原則」として広まったおかげで(コッホの原則は、〈感染癥病原體VS人間の攻防史?！袱à螭沥纾　工榭股镔|(zhì)の実用化まで〉を參照)、他の感染癥でも次々に病原體が発見(jiàn)されました。醫(yī)學(xué)における微生物學(xué)や感染癥學(xué)の発展は、この菌から始まったと言っても過(guò)言ではありません。
炭疽菌は土壌に生息するバシラス屬のグラム陽(yáng)性桿菌で、その大きさ(約1×5～10μm)は病原菌中最大クラス。顕微鏡で観察すると竹の節(jié)のような形の桿菌がいくつも繋がった、連鎖桿菌と呼ばれる形態(tài)をしています。周りの環(huán)境が悪化すると芽胞と呼ばれる、一種の「避難シェルター」を細(xì)胞內(nèi)に作り出し、全遺伝子をその中に保存する能力を持っています。

醫(yī)學(xué)發(fā)展的“第一個(gè)病原體”
炭疽菌（Bacillus anthracis）是1876年科赫成功純培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)證明炭疽菌是導(dǎo)致炭疽的原因，也是值得紀(jì)念的“最初病原體”。由于此時(shí)的證明程序作為“COHO的原則”推廣開(kāi)來(lái)（COHO的原則是“傳染病病原體VS人類的攻防史?！钡娇股氐膶?shí)用化為止），其他的感染癥也相繼發(fā)現(xiàn)了病原體。醫(yī)學(xué)上的微生物學(xué)和感染癥學(xué)的發(fā)展，可以說(shuō)是從這個(gè)菌開(kāi)始的。
炭疽菌是生活在土壤中的巴氏桿菌屬的革蘭氏陽(yáng)性桿菌，其大?。s1×5～10μm）是病原菌中最大級(jí)別。用顯微鏡觀察的話，像竹節(jié)一樣形狀的桿菌連接了好幾個(gè)，形成了被稱為連鎖桿菌的形態(tài)。當(dāng)周圍的環(huán)境惡化時(shí)，細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生了一種被稱為芽胞的“避難避難所”，具有將所有基因保存在其中的能力。


生物界でも隨一の耐久性を誇る芽胞
この「シェルター」ともいうべき芽胞は、生物界でも隨一の耐久性を誇り、ひとたび炭疽菌が土壌を汚染すると除去が難しく、第二次大戦後にイギリス軍によって行われたスコットランド?グリュナード島の炭疽菌爆弾による散布実験では、40年以上にわたって「除染」することができなかったという記録が殘っています。
炭疽菌には、非常によく似た菌が2種類存在します。一つはセレウス菌(B. cereus)という食中毒の原因菌。もう一つは卒倒病菌(B. thuringiensis)という、1901年に日本で発見(jiàn)されたカイコの病原菌(この菌のBT毒素が殺蟲(chóng)剤や遺伝子組換え作物に用いられている)です。
実はそれぞれのゲノム相同性は90％以上で、細(xì)菌の分類學(xué)上は同種にされるはずなのですが、毒性が強(qiáng)くて危険な炭疽菌と比較的安全な他の菌を同じ學(xué)名にして、萬(wàn)一、病院などで取違えが起きたら大問(wèn)題になるため、別々の學(xué)名(=危険名)が與えられています。

在生物界也是首屈一指的耐久性的芽胞
這種被稱為“避難所”的芽胞，在生物界也是首屈一指的耐久性，一旦炭疽菌污染土壤就很難去除，在第二次世界大戰(zhàn)后由英國(guó)軍隊(duì)進(jìn)行的蘇格蘭格林納德島炭疽菌炸彈散布實(shí)驗(yàn)中留下了40多年來(lái)無(wú)法“除污”的記錄。
炭疽菌有兩種非常相似的菌。一種是一種叫做塞琉斯菌（B.cereus）的食物中毒原因菌。另一種是猝倒病菌（B.thuringiensis），1901年在日本發(fā)現(xiàn)的蠶病原菌（該菌的BT毒素被用于殺蟲(chóng)劑和基因重組作物）。
實(shí)際上每個(gè)基因組同源性都在90%以上，細(xì)菌的分類學(xué)上應(yīng)該是同種的，但是毒性強(qiáng)危險(xiǎn)的炭疽菌和比較安全的其他菌是相同的學(xué)名，萬(wàn)一醫(yī)院等發(fā)生錯(cuò)誤的話會(huì)成為大問(wèn)題，所以被賦予了不同的學(xué)名（=危險(xiǎn)名）。


強(qiáng)力な炭疽毒素
ゲノムはほとんど同じなのになぜ、炭疽菌はセレウス菌や卒倒病菌と違って強(qiáng)毒性なのでしょうか？ その答えは「ゲノム以外の遺伝子の違い」にあります。炭疽菌はpXO1とpXO2という大小2つのプラスミドを持っていて、そこに病原性を左右する遺伝子がコードされているのです。
pXO1がコードするのは、PA(防御抗原)、LF(致死因子)、EF(浮腫因子)という3つのタンパク質(zhì)で、これが炭疽毒素の本體です。PAが標(biāo)的細(xì)胞への結(jié)合を、LFとEFがそれぞれ別の毒素活性を擔(dān)っている、ちょっと変則的なAB型の細(xì)菌毒素***です。
***AB型の細(xì)菌毒素:細(xì)菌毒素には、毒素活性を擔(dān)うAサブユニット(1分?)と標(biāo)的細(xì)胞への結(jié)合を擔(dān)うBサブユニット(1分?または5分?)の2種類のタンパク質(zhì)で構(gòu)成されるものが多い。

強(qiáng)效炭疽毒素
基因組幾乎是一樣的，為什么炭疽菌和其他病菌不同，毒性很強(qiáng)呢？答案在于“基因組以外的基因差異”。炭疽菌有pXO1和pXO2這兩個(gè)大大小小的質(zhì)粒，在那里編碼著左右病原性的基因。
pXO1編碼的是PA（防御抗原）、LF（致死因子）、EF（浮腫因子）這三種蛋白質(zhì)，這就是炭疽毒素的本體。PA與靶細(xì)胞的結(jié)合，LF和EF分別承擔(dān)著不同的毒素活性，是有點(diǎn)不規(guī)則的AB型細(xì)菌毒素***。
***AB型細(xì)菌毒素：細(xì)菌毒素多由承擔(dān)毒素活性的A亞單位（1分?）和承擔(dān)與靶細(xì)胞結(jié)合的B亞單位（1分?或5分?）兩種蛋白質(zhì)構(gòu)成。
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菌體から炭疽毒素が分泌されると、まずPAが食細(xì)胞(マクロファージ、好中球)や心筋、上皮細(xì)胞などの表面にある特定のタンパク質(zhì)(コラーゲン結(jié)合タンパク質(zhì)のCMG2およびTEM8)と結(jié)合します。
PAはもともと分子量83000のタンパク質(zhì)ですが、宿主細(xì)胞表面のフリン?プロテアーゼ(タンパク質(zhì)分解酵素)によって切斷されて活性型になり、細(xì)胞膜上で集まって7～8量體の複合體を形成します。そこに1分子のLFまたはEFが結(jié)合し、このタンパク質(zhì)複合體がエンドサイトーシス(飲食作用:細(xì)胞內(nèi)への取り込み過(guò)程。細(xì)胞に物質(zhì)が付著すると、その部分の細(xì)胞膜が物質(zhì)を取り囲んで小胞となり、小胞ごと細(xì)胞內(nèi)に取り込まれる)によって細(xì)胞內(nèi)に取り込まれた後、LFやEFが細(xì)胞質(zhì)に遊離するのです。

菌體分泌炭疽毒素后，首先PA會(huì)與食細(xì)胞（巨噬細(xì)胞、嗜中性粒細(xì)胞）、心肌、上皮細(xì)胞等表面的特定蛋白質(zhì)（膠原結(jié)合蛋白CMG2及TEM8）結(jié)合。
PA原本是分子量83000的蛋白質(zhì)，被宿主細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分解酶切斷成為活性型，聚集在細(xì)胞膜上形成7～8個(gè)體的復(fù)合體。其中結(jié)合了1分子LF或EF，該蛋白質(zhì)復(fù)合體通過(guò)端粒進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)后，LF和EF就會(huì)游離到細(xì)胞質(zhì)中。

LFの正體は、亜鉛結(jié)合型プロテアーゼで、細(xì)胞の分裂や生存を司るMAPKシグナル伝達(dá)経路を完全に遮斷してしまいます。この作用で標(biāo)的細(xì)胞の増殖が抑制され、最終的にアポトーシス(細(xì)胞の自殺)を起こします。
一方、EFの正體は、カルモジュリン依存性アデニル酸シクラーゼという酵素。ATPからサイクリックAMPを直接合成することで、コレラ毒素と同様に細(xì)胞內(nèi)のサイクリックAMP濃度が急激に上昇し、細(xì)胞內(nèi)の水分が組織中に放出されて浮腫を起こします。

LF的原形是鋅結(jié)合型蛋白酶，完全阻斷了掌管細(xì)胞分裂和生存的MAPK信號(hào)傳導(dǎo)路徑。由于這個(gè)作用靶細(xì)胞的增殖被抑制，最終引起凋亡（細(xì)胞的自殺）。
另一方面，EF的原形是一種叫做卡莫珠林的依賴性腺苷酸環(huán)化酶。通過(guò)從ATP直接合成循環(huán)AMP，與霍亂毒素同樣使得細(xì)胞內(nèi)的循環(huán)AMP濃度急劇上升，細(xì)胞內(nèi)的水分被釋放到組織中引起浮腫。

炭疽菌がこれらの毒素を作る理由はよく分かっていません。しかし、もしかしたら栄養(yǎng)の少ないときは芽胞の形で耐え忍び、感染して「毒殺」したヒトや動(dòng)物の死骸を土壌の栄養(yǎng)にして増殖する、そんな生存戦略なのかもしれません。
もう一つのプラスミドpXO2は莢膜という、菌全體を覆う高分子のカプセルを合成する遺伝子をコードしています。莢膜を持つ菌は食細(xì)胞に食べられにくく、免疫を回避して體內(nèi)で増殖することが可能です。特に、血中で増殖すると敗血癥を引き起こします。なお、炭疽菌莢膜の主成分はポリ-D-グルタミン酸です。このように細(xì)菌にとってD-アミノ酸は珍しいものではありません。

目前還不太清楚炭疽菌產(chǎn)生這些毒素的原因。但是，說(shuō)不定他們的生存戰(zhàn)略說(shuō)不定是在營(yíng)養(yǎng)少的時(shí)候以芽胞的形式忍耐，然后把感染了的人和動(dòng)物的尸體作為土壤的營(yíng)養(yǎng)增殖。
另一個(gè)質(zhì)粒pXO2編碼了一種叫做莢膜的東西，它能合成覆蓋整個(gè)菌的高分子膠囊。帶有莢膜的細(xì)菌很難被食細(xì)胞吃掉，可以避免免疫而在體內(nèi)增殖。特別是在血液中增殖會(huì)引起敗血癥。另外，炭疽菌莢膜的主要成分是聚-D-谷氨酸。對(duì)于細(xì)菌來(lái)說(shuō)D-谷氨酸并不是什么稀罕的東西。


３つの炭疽癥。致死率90%以上のタイプも！

1. 皮膚炭疽
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もっとも多いのは皮膚炭疽。炭疽全體の90％以上を占め、土壌中の芽胞が傷口に感染して起きる疾患です。ヒトや動(dòng)物の體內(nèi)に侵入した芽胞は、発芽して増殖を開(kāi)始し、それとともに炭疽毒素を分泌します。
莢膜のおかげで食細(xì)胞から逃れるのに加え、感染初期にはLFがマクロファージや好中球を抑えて免疫の誘導(dǎo)を阻害し、炭疽菌が増殖しやすくなります。1～7日の潛伏期の後、傷口に癢みを伴う蟲(chóng)刺され様の病変が生じ、周りに水ぶくれができて、最終的には中央部が壊死して、「炭疽」という病名の由來(lái)になった真っ黒い痂皮(かさぶた)が形成されます。
そのまま未治療の場(chǎng)合、およそ80％の人は7日程度で治癒しますが、20％では菌が血液に移行して敗血癥を起こしたり、LFによって心筋細(xì)胞や血管上皮細(xì)胞がアポトーシス(細(xì)胞の自殺)を起こしたり、EFによって肝臓が浮腫を起こしたりして死に至ります。幸い、有効な抗菌薬(ペニシリンやシプロフロキサシンなど)があり、適切に治療すれば致死率は1％以下です。

有三種炭疽癥。也有死亡率90%以上的類型！
1.皮膚炭疽
最多的是皮膚炭疽。占炭疽全體的90%以上，是土壤中的芽胞感染傷口引起的疾病。侵入人類和動(dòng)物體內(nèi)的芽胞，發(fā)芽開(kāi)始增殖，與此同時(shí)分泌炭疽毒素。
由于莢膜從食細(xì)胞逃跑，又加上感染初期LF抑制巨噬細(xì)胞和嗜中性粒細(xì)胞阻礙免疫的誘導(dǎo)，炭疽菌變得容易增殖。在1～7天的潛伏期后，傷口會(huì)產(chǎn)生伴有瘙癢的蟲(chóng)叮咬樣病變，周圍出現(xiàn)水皰，最終導(dǎo)致中央部壞死，形成“炭疽”這個(gè)病名由來(lái)的漆黑的痂皮。
就這樣未治療的情況下，約80%的人7天左右就能治愈，20%的人細(xì)菌轉(zhuǎn)移到血液中引起敗血癥，LF引起心肌細(xì)胞和血管上皮細(xì)胞凋亡（細(xì)胞自殺），EF引起肝臟浮腫而死亡。幸運(yùn)的是，有有效的抗菌藥（青霉素和西普洛沙星等），如果適當(dāng)治療，致死率在1%以下。
2. 腸炭疽

腸炭疽は、炭疽菌で汚染された肉を食べた場(chǎng)合に発癥する、比較的まれな消化器感染癥です。吐き気や発熱からはじまり、2～3日後に激しい腹痛と出血性下痢を起こします。重癥例では敗血癥から死に至り、未治療時(shí)の致死率は25～50％です。

2.腸炭疽
腸炭疽是吃了被炭疽菌污染的肉時(shí)發(fā)病的比較罕見(jiàn)的消化道感染癥。從惡心和發(fā)熱開(kāi)始，2~3天后會(huì)引起劇烈的腹痛和出血性腹瀉。重癥病例從敗血癥到死亡，未治療時(shí)的致死率為25~50%。
3. 肺炭疽

そして最も重癥化するのが肺炭疽。厳密には肺ではなく、左右の肺の間(縦隔部)のリンパ節(jié)に感染するため、吸入炭疽と呼ぶ人もいます。芽胞を直接吸い込むことで感染し、最初は風(fēng)邪やインフルエンザ様の癥狀ですが、數(shù)日後、急激に悪化して呼吸困難とショック癥狀を起こし、致死率はなんと90％以上(！ )に達(dá)します。
昔は肺炭疽といえば、主に羊毛を扱う人など間で発生するものでした。芽胞が混じった土が羊の體に付著し、その毛を扱うときに発生する細(xì)かい毛屑と一緒に吸い込んでしまうからです。

3.肺炭疽
而最嚴(yán)重的是肺炭疽。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)不是肺，而是感染左右肺之間（縱隔部）的淋巴結(jié)，所以也有人稱之為吸入炭疽。通過(guò)直接吸入芽胞而感染，最初是感冒和流感的癥狀，但幾天后急劇惡化，引起呼吸困難和休克癥狀，致死率竟然在90%以上（?。┲兴鲂薷南鄳?yīng)參數(shù)的值。
以前說(shuō)到肺炭疽，主要發(fā)生在處理羊毛的人之間。因?yàn)榛煊醒堪耐粮街谘虻纳眢w上，和處理該毛時(shí)產(chǎn)生的細(xì)小毛屑一起吸入。


ただし現(xiàn)在は、この肺炭疽が、別の意味で非常に危険視されています。そのきっかけになったのが、2001年9月の「アメリカ炭疽菌事件」です。
アメリカのテレビ局や出版社、上院議員宛に炭疽菌芽胞が入った封筒が送りつけられ、22名が感染、うち5名が肺炭疽で亡くなりました。後に、アメリカ陸軍研究所のブルース?イビンス研究員による?yún)g獨(dú)犯行だと発表されましたが、當(dāng)時(shí)は9.11同時(shí)多発テロの発生直後だったことから、生物兵器による無(wú)差別テロだと疑われたのです。
そのため、アメリカでは有効な抗生物質(zhì)が買い占められて薬局から姿を消し、日本でも「白い粉」を郵送する模倣犯が相次ぐなど、社會(huì)的なパニックを引き起こしました。

但是現(xiàn)在，這個(gè)肺炭疽在另一個(gè)意義上被視為非常危險(xiǎn)。其契機(jī)是2001年9月的“美國(guó)炭疽菌事件”。
美國(guó)電視臺(tái)、出版社、參議員收到裝有炭疽菌芽胞的信封，22人感染，其中5人死于肺炭疽。后來(lái)，美國(guó)陸軍研究所研究員布魯斯·伊文斯宣布這是犯罪，但當(dāng)時(shí)是9.11恐怖襲擊發(fā)生后不久，因此懷疑是生物武器引起的無(wú)差別恐怖襲擊。
為此，在美國(guó)有效的抗生素被搶購(gòu)一空從藥房消失，日本郵寄「白粉」的模仿犯相繼發(fā)生等，引起了社會(huì)的恐慌。

炭疽菌には微生物學(xué)の発展を?qū)Гい俊腹猡蚊妗工ⅳ胍环饯恰⑾仁訾违哎辚濂施`ド島の実験や、舊日本軍の731部隊(duì)、後に炭疽菌流出事故を起こした舊ソ連のスヴェルドロフスク細(xì)菌兵器研究所など、生物兵器としても古くから研究されてきた「陰の面」が存在します。
各國(guó)が軍事目的で研究していた炭疽菌が、現(xiàn)在すでにテロ組織やテロ支援國(guó)家に流出していると言われています。炭疽菌は當(dāng)時(shí)の「負(fù)の遺産」となって、今も我々を脅かしているのかもしれません。

炭疽菌有引導(dǎo)微生物學(xué)發(fā)展的“光的一面”，另一方面，也有前述的格林納德島的實(shí)驗(yàn)、舊日本軍731部隊(duì)、后來(lái)發(fā)生炭疽菌流出事故的前蘇聯(lián)斯維爾德洛夫斯克細(xì)菌武器研究所等，作為生物武器自古以來(lái)就被研究的“陰的一面”。
據(jù)說(shuō)各國(guó)以軍事目的研究的炭疽菌，現(xiàn)在已經(jīng)流出到恐怖組織和恐怖支援國(guó)家。炭疽菌成為當(dāng)時(shí)的“負(fù)面遺產(chǎn)”，現(xiàn)在也可能威脅著我們。

納豆菌も"Bacillus subtilis var. natto"で親戚みたいなものですね。納豆菌も藁を煮沸して生き殘る菌として利用しますから、熱には強(qiáng)いです。
炭疽菌の面倒なところは土壌汚染を起こすところで、本當(dāng)に生物兵器として有用なのかどうかは分かりませんね。

納豆菌也是“Bacillus subtilis var.natto”，像它們的親戚一樣。納豆菌也是將稻草煮沸后存活下來(lái)的菌，所以耐熱性很強(qiáng)。
炭疽菌麻煩的地方是引起土壤污染，不知道作為生物武器是不是真的有用。

さらに古い使用例では中世のヨーロッパでペストに感染した死體をカタパルトで城に投げ込んだものがありますね。

在更古老的使用例中，中世紀(jì)的歐洲有把感染鼠疫的尸體用彈射器扔進(jìn)城堡的。

生物兵器は下手すれば全世界が滅ぶ可能性は十分にある。他人任せで済む訳にもいかない。
映畫(huà)に出てるバイオハザードも噓が現(xiàn)実になる時(shí)はいつか來(lái)る。ウイルスを防ぎきれなかった場(chǎng)合、世界が戦場(chǎng)になって終わりやからね。

如果生物武器沒(méi)控制好，全世界都有毀滅的可能性。也不能交給別人解決。
電影中出現(xiàn)的生化危機(jī)，謊言成為現(xiàn)實(shí)的時(shí)候總有一天會(huì)到來(lái)。如果不能抵御病毒的話，世界就會(huì)變成戰(zhàn)場(chǎng)。

狂犬病をまかれたら。どうすればいい。

如果能傳染狂犬病的話。該怎么辦呢。