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Bacillus anthracis的生存之道：這種細菌如何在極端環境中存活數十年？
Bacillus anthracis，一種革蘭氏陽性桿菌，是引發炭疽病的罪魁禍首，對於牲畜來說是致命的威脅，偶爾也會感染人類。這是Bacillus屬中唯一的絕對病原體，其傳染屬於人畜共通病，由動物傳播至人類。1876年，德國醫生羅伯特·科赫首次發現了這種細菌，並成為實驗驗證病原體的第一個細菌，其研究為病原體理論提供了重要的科學證據。
這種細菌在極端環境中展現了驚人的生存能力，甚至可以在不利條件下靜待數十年。究竟是什麼使它擁有如此高度的韌性？
B. anthracis的形狀為長約3至5微米，寬約1至1.2微米，培養後常形成長鏈。在培養基上，會形成數毫米寬的白色或奶油色的菌落。大多數B. anthracis菌株產生一層被稱為膠囊的保護層，進一步增強其免疫逃逸的能力。該膠囊由聚-D-γ-谷氨酸構成，使細菌躲過宿主的免疫系統。
B. anthracis以血液中的血紅蛋白為食，並利用兩種分泌糖蛋白，IsdX1和IsdX2，來獲取鐵。他們不僅可以剝離血紅蛋白中的血基質，還能通過細胞表面蛋白將鐵進入細胞內。一旦進入適宜的環境，B. anthracis的內生孢子會立即活化並開始增長，這一點使得這種細菌在自然界中具備了持久的存在能力。
生存機制的關鍵：內生孢子
B. anthracis的內生孢子是其生存的關鍵，這種孢子具備特殊的結構，包括厚厚的細胞壁和多層包膜。這些結構使得內生孢子可抵抗熱、乾燥以及多種消毒劑，甚至在經歷幾十年或幾世紀的極端環境後依然保持生存。
研究顯示，B. anthracis的內生孢子能在極端的溫度和低營養環境中存活，這使其成為潛在的生物武器。
基因結構與病原性
B. anthracis擁有一條環狀的染色體，長度約為5,227,293 bp，同時擁有兩個外源性的雙鏈DNA質粒pXO1和pXO2，都是其致病性的關鍵因素。特別是pXO1質粒中包含了與炭疽毒素有關的基因，這些基因的表達受載體蛋白的調控。
感染與臨床表現
未經治療的B. anthracis感染通常是致命的，其感染的症狀可根據進入途徑不同而異。皮膚型炭疽最為普遍，約佔95%的病例，最終會在感染部位形成局部的黑色壞死病變。吸入型炭疽則是極其致命的，常引起類感冒症狀，隨後發展為嚴重的呼吸道問題。
儘管炭疽疫苗早在1881年就由法國化學家路易斯·巴斯德開發，但現今仍有多種疫苗可供選擇。感染的治療上，常用的抗生素如青黴素和氟喹諾酮都能顯示良好的療效。
不斷演化的生存技術
透過全基因組測序，B. anthracis進化的歷史以及其與其他菌種的關係得以更清晰地揭示。B. anthracis的基因組非常一致，突變的變化相對較少，這也使得它的進化速度相對緩慢。這樣的特性使得B. anthracis在面對環境挑戰時，能夠有效地調整自己的生存策略。
B. anthracis的細胞與免疫系統的相互作用極其複雜，而這也展示了細菌對宿主免疫反應的調節能力。這些生存策略無疑使其在生物學上顯示出強大的韌性與適應能力。
隨著科學的進步，人類對B. anthracis的認識不斷加深，但這種細菌依然構成著重大威脅。從古至今，我們是否真正了解它的生存之道呢？
