炭疽の原因菌である炭疽菌（Bacillus anthracis）は，毒素産生能と莢膜を有するグラム陽性通性嫌気性細菌である。炭疽は動物でしばしば致死的な疾患となり，感染動物またはその加工品との接触によってヒトに伝播する。ヒトへの感染は，典型的には皮膚を介して起きる。肺感染は比較的まれであり，口腔咽頭，髄膜，および消化管への感染はまれである。肺および消化管感染症では，典型的には非特異的な局所症状に続いて，数日中に重度の全身症状とショックが現れ，しばしば死に至る。経験的治療はフルオロキノロン系薬剤またはドキシサイクリンによる。ワクチンが利用可能である。
（米国疾病予防管理センター［Centers for Disease Control and Prevention］の炭疽に関するEmergency Preparednessも参照のこと。）
炭疽の病因
炭疽は家畜における重要な疾患の1つであり，ヤギ，ウシ，ヒツジ，およびウマでみられる。炭疽はまた，カバ，ゾウ，アフリカスイギュウなどの野生動物においても発生する。ヒトでの発生はまれで，発生率は多くの国で低下しており，主な発生地域は感染動物やその加工品（例，皮革，食肉，毛）に対する産業または農業曝露に対して予防措置が講じられていない国々である。
しかしながら，炭疽菌が生物兵器として使用される可能性があるため，この病原菌に対する恐怖が高まっている。戦争やバイオテロの手段として使用するために芽胞が極めて微細な粉末に加工されており（兵器化），2001年の炭疽菌を用いたバイオテロ攻撃では，米国の郵便サービスを介して封筒に入れられた芽胞が散布された。
炭疽の病態生理
炭疽菌（Bacillus anthracis）は増殖に好ましくない環境条件下（例，乾燥した環境）に置かれると，芽胞を形成する。芽胞は壊れにくく，土壌，羊毛，および動物の毛皮の中で何十年も生存できる。アミノ酸およびブドウ糖が豊富に存在する環境（例，組織，血液）に入ると，芽胞が発芽して，急速に増殖を始める。
ヒトへの感染は以下の経路で起こりうる：
皮膚の接触（最も一般的）
摂取
吸入
注射
皮膚感染症は通常，感染動物，芽胞で汚染された動物製品，または芽胞を含んだ土壌との接触によって発生するが，まれに注射薬物使用者で汚染されたヘロインが原因となることもある。開放創や擦過傷は感染への感受性を高めるが，皮膚に傷がなくても感染は生じうる。皮膚炭疽は典型的には伝播しないが，ごくまれに皮膚感染症が直接接触または媒介物によってヒトからヒトに伝播することがある。
消化管感染症（口腔咽頭型を含む）は，栄養型の菌で汚染された食肉を不十分な調理で摂取したときに発生し，通常は咽頭または腸粘膜の傷によって侵入が容易になっている場合に生じる。炭疽菌を摂取すると，口腔から盲腸までの範囲に病変が生じうる。放出された毒素によって出血性の壊死性潰瘍および腸間膜リンパ節炎が引き起こされ，腸管出血，腸閉塞，または腸穿孔に至ることがある。
呼吸器感染症（肺炭疽）は，芽胞の吸入によって生じるが，汚染された動物製品（例，皮革）への職業曝露に起因することがほとんどであり，しばしば致死的となる。
消化管炭疽と肺炭疽はヒトからヒトに伝播しない。
芽胞は体内に侵入した後，マクロファージ内で発芽し，そのマクロファージが移動した所属リンパ節において増殖する。肺炭疽では，芽胞は肺胞腔に沈着して，そこでマクロファージに取り込まれ，そのマクロファージが移動した縦隔リンパ節において通常は出血性縦隔炎を引き起こす。
菌血症はいずれの型の炭疽でも生じる可能性があり，死亡例ではほぼ必発である；髄膜感染がよく認められる。
限られたデータからではあるが，皮膚炭疽は獲得免疫の成立に至らないことが示唆されている（特に，早期に効果的な抗菌薬療法が施行された場合）。肺炭疽は生存患者にある程度の免疫を付与すると考えられるが，データは非常に限られている。
病原因子
炭疽菌（B. anthracis）の毒性は以下の要素に起因する：
食細胞から身を守る被包
毒素（因子）
急速な増殖能
主要な毒素は浮腫因子と致死因子である。防御抗原（PA）と呼ばれる細胞結合タンパク質は標的細胞に結合し，浮腫因子および致死因子の細胞侵入を促進する。浮腫因子は広範囲の局所性浮腫を引き起こす。致死因子はマクロファージからのサイトカインの大量放出を誘発し，炭疽菌感染者でよくみられる突然死の原因となる。
炭疽の症状と徴候
大半の炭疽患者は曝露後1～6日以内に発症するが，肺炭疽では潜伏期間が6週間を超えることがある。
皮膚炭疽は，感染性芽胞への曝露後1～10日に形成される痛みはないがそう痒を伴う赤褐色の丘疹として発症する。丘疹は拡大し，その周囲に硬い紅斑と著明な浮腫の領域が生じる。小水疱および硬結を認める。続いて中心部が潰瘍化し，漿液血性の滲出液と黒色の痂皮形成を生じる（悪性膿疱）。局所リンパ節腫脹がよくみられ，ときに倦怠感，筋肉痛，頭痛，発熱，悪心，および嘔吐を伴う。創部が治癒して浮腫が解消するまでに数週間かかることがある。
消化管炭疽は，無症状の場合から死に至る場合まである。発熱，悪心，嘔吐，腹痛，および血性下痢がよくみられる。腹水がみられることもある。続いて致死的となりうる腸管壊死および敗血症が起こる。
口腔咽頭炭疽は，中心部が壊死潰瘍化した浮腫性病変として，扁桃，咽頭後壁，または硬口蓋に出現する。頸部の軟部組織腫脹が著明となり，頸部リンパ節が腫大する。症状としては，嗄声，咽頭痛，発熱，嚥下困難などがある。気道閉塞も起こりうる。
肺炭疽（inhalation anthrax）は，インフルエンザ様疾患として潜行性に始まる。数日以内に，発熱が悪化し，胸痛および重度の呼吸窮迫を来し，続いてチアノーゼ，ショック，および昏睡に至る。重度の出血性壊死性リンパ節炎が発生し，隣接する縦隔構造へと波及する。漿液血性の漏出液，肺水腫，および血性胸水が起こる。典型的な気管支肺炎は発生しない。出血性髄膜脳炎または消化管炭疽がみられることもある。
炭疽の診断
グラム染色および培養
直接蛍光抗体（DFA）法およびPCR検査
職歴および曝露歴が重要である。
皮膚または粘膜病変や血液，胸水，髄液，腹水，便など，臨床的に同定した部位から採取した検体で培養およびグラム染色を行うべきである。気腔性疾患はない場合が多いため，喀痰の検査およびグラム染色で肺炭疽を同定できる可能性は低い。
PCR検査と免疫組織化学法（例，DFA）が役立つ可能性がある。
肺炭疽への曝露が考えられる患者を対象とした鼻腔拭い液による芽胞の検査は，陰性適中率が不明であるため推奨されない。鼻腔拭い液の培養が陽性なら曝露が示唆されるが，鼻腔拭い液陰性は曝露がないことを意味するものではない。
パール＆ピットフォール
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肺症状がみられる場合は，胸部X線（またはCT）を施行すべきである。それにより典型例では縦隔の拡大（出血性リンパ節腫大のため）および胸水が示される。肺炎の浸潤影はまれである。
髄膜刺激徴候または精神状態の変化がみられる場合には，腰椎穿刺を施行すべきである。腰椎穿刺を行えない場合は，造影CTまたは造影MRIによる中枢神経系の画像検査を施行することにより，髄膜炎の特徴である髄膜の造影効果を確認し，炭疽髄膜脳炎の特徴である出血性の脳実質病変を同定すべきである。
酵素結合免疫吸着測定法（ELISA）により血清中の抗体を検出できるが，確定診断には急性期から回復期までで4倍の抗体価の変動を認める必要がある。
炭疽の治療
抗菌薬
その他の薬剤
胸腔ドレナージ
炭疽の治療が遅れると（通常は診断できないことが原因），死亡リスクが高くなる。
抗菌薬
有意な浮腫，全身症状，吸入曝露リスクのいずれも認めない皮膚炭疽は，以下のいずれかの抗菌薬で7～10日間治療する：
シプロフロキサシン500mg（小児には10～15mg/kg），経口，12時間毎
レボフロキサシン500mg，経口，24時間毎
モキシフロキサシン400mg，経口，24時間毎
ドキシサイクリン100mg（小児には2.5mg/kg），経口，12時間毎
感染した菌株がペニシリンに感性である場合は，アモキシシリン（1g，8時間毎）も使用できる可能性がある。
治療を行えば死亡はまれであるが，痂皮期を通じて病変は進行していく。
小児および妊娠中または授乳中の女性には，典型的にはシプロフロキサシン，レボフロキサシン，モキシフロキサシン，ドキシサイクリンを投与してはならないとされるが，それでも炭疽の治療には，これらの抗菌薬のいずれかを投与すべきである。ただし，14～21日間の経過後に長期治療が必要である場合（かつ起因菌がペニシリン感性であることが判明した場合）は，アモキシシリン500mg（小児には15～30mg/kg），1日3回に切り替えてもよい。
肺炭疽とその他の病型の炭疽（有意な浮腫または全身症状を伴う皮膚炭疽を含む）には，3つの抗菌薬が必要である。抗菌薬療法には，殺菌活性のある抗菌薬2つ以上と，タンパク質合成阻害薬（毒素の産生を阻害する可能性がある）を少なくとも1つ含めるべきである。炭疽菌（B. anthracis）の菌株がペニシリンに感性である場合，ベンジルペニシリンはフルオロキノロン系薬剤と同等とみなされる。
治療は2週間以上または患者が臨床的に安定するまで（いずれか長い方）静注で続けるべきである。静注での多剤併用療法が完了したら，肺内の未発芽の芽胞による再発を予防するため，経口抗菌薬の単回投与で治療を60日間継続すべきである。
殺菌活性のある適切な抗菌薬としては以下のものがある：
フルオロキノロン系（例，シプロフロキサシン400mg［小児には10～15mg/kg］，静注，12時間毎，レボフロキサシン750mg，静注，24時間毎，またはモキシフロキサシン400mg，静注，24時間毎）
カルバペネム系（メロペネム2g，静注，8時間毎またはイミペネム1g，静注，6時間毎）
バンコマイシン，静注，用量は血清トラフ値が15～20μg/mL（10.4～13.8μmol/L）で維持されるように調節する
ペニシリン感性株には，ベンジルペニシリン400万単位，静注，4時間毎またはアンピシリン3g，静注，4時間毎
タンパク質合成を阻害する適切な抗菌薬としては以下のものがある：
リネゾリド600mg，静注，12時間毎
クリンダマイシン900mg，静注，8時間毎
リファンピシン600mg，12時間毎
クロラムフェニコール1g，静注，6～8時間毎
リネゾリドは骨髄抑制のある患者には注意して使用すべきであり，また神経系への副作用があるため，長期使用はできない。
クロラムフェニコールは中枢神経系への到達率が高いため，炭疽の治療に奏効している(1)。
リファンピシンは，タンパク質合成阻害薬ではないものの，メインの抗菌薬との相乗効果を発揮するため，タンパク質合成を阻害する目的で使用されることがある。
ドキシサイクリンは，リネゾリドおよびクリンダマイシンの禁忌があるか，これらを使用できない場合に代替の選択肢となるタンパク質合成阻害薬である。
髄膜炎が疑われる場合，中枢神経系への到達率が高いメロペネムを他の抗菌薬と併用で投与すべきである。メロペネムが使用できない場合，代替薬であるイミペネム/シラスタチンに同等の効果がある。
その他の薬剤
髄膜炎および重度の縦隔浮腫にはコルチコステロイドが有用となる可能性があるが，十分な評価はなされていない。
ラキシバクマブ（raxibacumab）およびオビルトキサキシマブ（obiltoxaximab）は，炭疽菌（B. anthracis）毒素の防御抗原成分に結合するモノクローナル抗体であり，肺炭疽の治療に抗菌薬との併用で使用することができる。これらのモノクローナル抗体は，肺炭疽の動物モデルで効力が示されており，特に早期に投与された場合に大きな効果を示している。
炭疽ワクチンの接種を受けたドナーの血漿から調製された炭疽菌ヒト免疫グロブリン静注製剤は，肺炭疽の治療に抗菌薬との併用で使用することができる。
薬剤耐性
薬剤耐性が懸念される。炭疽菌（B. anthracis）は通常，ペニシリン感性であるが，誘導型β-ラクタマーゼを発現するため(1)，ペニシリンまたはセファロスポリン系薬剤による単剤療法は一般的に推奨されない。
胸腔ドレナージ
肺炭疽の患者には支持療法のほか，ときに機械的人工換気が必要になる。胸腔ドレーンによる迅速かつ持続的な胸腔ドレナージが極めて重要である。
治療に関する参考文献
1.Hendricks KA, Wright ME, Shadomy SV, et al: Centers for Disease Control and Prevention Expert Panel meetings on prevention and treatment of anthrax in adults.Emerg Infect Dis 20(2), 2014.doi: 10.3201/eid2002.130687
炭疽の予後
無治療での炭疽の致死率は，以下のように感染症としての病型により大きく異なる(1, 2)：
肺炭疽および髄膜炭疽：100％
皮膚炭疽：10～20％
消化管炭疽：約40％
口腔咽頭炭疽：12～50％
早期の診断，治療，ならびに機械的人工換気，輸液，昇圧薬などの集中的な支持療法により，肺炭疽の死亡率は低下する可能性がある。
予後に関する参考文献
1.Person MK, Cook R, Bradley JS, et al: Systematic review of hospital treatment outcomes for naturally acquired and bioterrorism-related anthrax, 1880-2018. Clin Infect Dis 75(Suppl 3):S392–S401, 2022.doi: 10.1093/cid/ciac536
2.U.S. Food and Drug Administration: Anthrax.Accessed 02/21/2023.
炭疽の予防
炭疽ワクチンは，防御抗原タンパク質を含有する無細胞培養の濾液で構成され，高リスクの個人（例，軍人，獣医師，検査技師，輸入されたヤギの毛を処理する繊維工場の従業員）に使用できる。このワクチンには死菌も生菌も含まれていない。別の家畜用ワクチンも入手可能である。
確実な予防には，曝露前にワクチンの筋肉内接種を5回受けている必要がある。炭疽ワクチンは，一連の初回接種を完了し，追加接種も維持している個人において約93％の効果を示す(1)。ワクチンによる局所反応が生じる可能性がある。
曝露後予防
曝露後の予防手段としては以下のものがある：
抗菌薬
予防接種
モノクローナル抗体
炭疽菌を吸入した無症状の個人（妊婦および小児を含む）には，以下のいずれかの経口抗菌薬の60日間投与による予防が必要である。
シプロフロキサシン500mg（小児には10～15mg/kg），12時間毎
ドキシサイクリン100mg（小児には2.5mg/kg），12時間毎
レボフロキサシン750mg，24時間毎
モキシフロキサシン400mg，24時間毎
クリンダマイシン600mg，8時間毎
起因菌がペニシリン感性であることが判明した場合は，シプロフロキサシンおよびドキシサイクリンの禁忌がある症例ではアモキシシリン500mg（小児には25～30mg/kg），1日3回が選択肢の1つとなる。
エアロゾル曝露後の肺で発芽可能な芽胞が検出されている。エアロゾル化された炭疽菌（B. anthracis）の芽胞に曝露した人は，初回曝露後も肺に残る未発芽の芽胞のため肺炭疽のリスクがあると推定されるため，抗菌薬療法を60日間続けることによって発芽する病原体を除去する。
米国疾病予防管理センター（Centers for Disease Control and Prevention：CDC）は，炭疽菌芽胞に曝露した患者には，予防的抗菌薬と併せて炭疽ワクチンを接種するよう推奨している。CDCは，0，2，4週目の計3回のワクチンの皮下接種に併せて，60日以上の抗菌薬療法を推奨している。緊急事態（例，バイオテロ攻撃）の最中に曝露後ワクチンを接種すべきでない者は，過去の炭疽菌ワクチン接種時に重篤なアレルギー反応を起こしたことがある者のみである(2)。
ラキシバクマブ（raxibacumab）およびオビルトキサキシマブ（obiltoxaximab）は，他の治療が利用できないか適切でない状況での肺炭疽の予防を適応とするモノクローナル抗体である。
予防に関する参考文献
要点
炭疽は典型的には感染動物が感染源となるが，生物兵器として使用されたことがある。
重度の症状の大半は，浮腫因子や致死因子などの強力な毒素によるものである。
炭疽の主な臨床病型は，皮膚炭疽（最も一般的），口腔咽頭炭疽，消化管炭疽，髄膜炭疽，および肺炭疽（最も致死的）である。
消化管および肺炭疽はヒトからヒトに伝播しない。
適切な抗菌薬レジメンのほか，ときに炭疽菌（B. anthracis）毒素の防御抗原成分に結合するモノクローナル抗体または炭疽菌免疫グロブリン製剤を用いて治療する。
肺炭疽に曝露した個人には，シプロフロキサシン，レボフロキサシン，モキシフロキサシン，ドキシサイクリン，またはクリンダマイシン，炭疽ワクチンのほか，ときにモノクローナル抗体による曝露後予防を行う。
より詳細な情報
有用となりうる英語の資料を以下に示す。ただし，本マニュアルはこの資料の内容について責任を負わないことに留意されたい。
Centers for Disease Control and Prevention (CDC): Emergency Preparedness: Anthrax
