Etiologie en epidemiologie: De ziekteverwekker is wereldwijd aanwezig, meestal in sporenvorm. De bodem is de belangrijkste infectiebron voor herbivoren. B. anthracis sporuleert het vaakst in laaggelegen moerassige gebieden met een kalk- en nitraatrijke bodem en een pH van 5,0-8,0. Uitbraken worden het vaakst geassocieerd met neutrale of alkalische, kalkhoudende bodems die als “broedplaatsen” voor het organisme fungeren. De sporen keren blijkbaar terug naar de vegetatieve vorm en vermenigvuldigen zich tot infectieuze niveaus in die gebieden waar de milieuomstandigheden van bodem, vochtigheid, temperatuur en voeding optimaal zijn.

Runderen, paarden, muildieren, schapen en geiten worden gemakkelijk besmet wanneer ze in deze gebieden grazen, vooral in seizoenen wanneer de minimale dagtemperatuur hoger is dan 60°F (16°C). Epidemieën hebben de neiging zich voor te doen na klimatologische of ecologische veranderingen zoals hevige regenval, overstroming of droogte; de ziekte kan dus onregelmatig voorkomen, vaak met vele jaren ertussen.

Besmetting kan optreden door besmette grond, water, beendermeel, oliekoeken, tankvoer, slachtafval, aasvogels en wilde dieren. Staten binnen de Verenigde Staten waar miltvuur voorkomt zijn onder meer South Dakota, Nebraska, Arkansas, Texas, Mississippi, Louisiana en Californië; uitbraken en sporadische gevallen hebben zich echter ook op andere plaatsen in de Verenigde Staten voorgedaan. Sommige regio’s van de Mississippi en Missouri River valleien herbergen sporen die worden verspreid wanneer overstromingen plaatsvinden.

In Zuid-Afrika kunnen niet-bijtende bromvliegen vegetatie besmetten door braakdruppels af te zetten nadat ze zich hebben gevoed met een karkas dat besmet is met B. anthracis. Deze besmetting wordt verondersteld een belangrijke bron van infectie te zijn voor snuffelende dieren zoals de kudu. Varkens, honden, katten en wilde dieren kunnen de ziekte oplopen door consumptie van besmet vlees.

Morfologie: B. anthracis is een grampositieve, niet-motiele, rechthoekige, aerobe, staafvormige bacterie met vierkante uiteinden, van ongeveer 1µ x 3-5µ. Ketenvorming is gebruikelijk. Na afscheiding uit een besmet dier, of wanneer bacillen van een open karkas worden blootgesteld aan vrije zuurstof, worden sporen gevormd die resistent zijn tegen extreme temperaturen, chemische ontsmettingsmiddelen en uitdroging. Om deze reden mag het karkas van een dier dat aan miltvuur is gestorven, niet worden opengesneden.

Pathogenese: Bij dieren is de meest voorkomende wijze van infectie door ingestie. Besmetting kan ook plaatsvinden via wonden, kleine schrammen en huidbeschadigingen, en door inademing. Miltvuur wordt niet horizontaal overgedragen (van dier op dier of van mens op mens).

De toxinen en het omhulsel zijn de primaire virulentiefactoren van de miltvuurbacil. Virulente stammen herbergen twee grote plasmiden: pX02 codeert voor het kapsel en pX01 codeert voor het exotoxine. Het anthrax-toxine is complex en bestaat uit drie eiwitbestanddelen: I, II, en III. Component I is de oedeemfactor (EF), component II is de beschermende factor (PA) en component III is de dodelijke factor (LF). Elke component is een thermolabiel eiwit. EF en LF krijgen toegang tot de doelcellen door te concurreren met PA, dat een membraantranslokkatiefunctie heeft. Deze drie componenten werken synergetisch samen om de toxische effecten te veroorzaken die bij miltvuur worden waargenomen. De componenten I en II veroorzaken oedeem met een laag sterftecijfer, maar wanneer component III wordt toegevoegd, is er maximale letaliteit. Alleen ingekapselde, toxigene stammen zijn virulent.

Micro-organismen in geïnfecteerd weefsel dat aan de lucht wordt blootgesteld, sporuleren na enkele uren. Nadat de sporen de huid of het slijmvlies zijn binnengedrongen, ontkiemen zij op de plaats van binnendringing. De vegetatieve cellen vermenigvuldigen zich en worden gevolgd door het ontstaan van oedeem, een papule in 12-36 uur, een blaasje, dan een pustule, en tenslotte een necrotisch ulcus. Vanuit deze laesie vindt verspreiding plaats naar de lymfeklieren en uiteindelijk de bloedbaan, met septikemie tot gevolg. De dood wordt toegeschreven aan ademhalingsstilstand en anoxie ten gevolge van het toxine. In het eindstadium worden grote aantallen bacillen uit de openingen gestoten.

Klinische bevindingen: B. anthracis is een obligate ziekteverwekker, waarvan de incubatietijd 3-7 dagen bedraagt (variërend van 1-14 dagen).

Bij herbivoren varieert het klinisch beloop van peracuut tot chronisch. De peracute vorm wordt gekenmerkt door een plotseling begin en een snel fataal verloop. Waggelen, dyspnoe, beven, ineenstorting en enkele krampachtige bewegingen kunnen optreden bij runderen, schapen of geiten zonder voorafgaande tekenen van ziekte.

In de acute vorm is er een abrupte stijging van de lichaamstemperatuur en een periode van opwinding gevolgd door depressie, verdoving, ademhalings- of hartstilstand, waggelen, stuiptrekkingen en dood. De lichaamstemperatuur kan oplopen tot 41,5°C (107°F), de dieren kunnen aborteren en het herkauwen houdt op. Er kunnen bloederige afscheidingen uit natuurlijke lichaamsopeningen verschijnen.

Chronische infecties worden gekenmerkt door gelokaliseerde, onderhuidse, oedemateuze zwellingen, meestal ter hoogte van de ventrale hals, schouders en thorax.

Bij paarden is de ziekte acuut. Klinische verschijnselen kunnen zijn: koorts, koude rillingen, ernstige kolieken, anorexie, depressie, zwakte, bloederige diarree, en zwellingen ter hoogte van de nek, het borstbeen, de onderbuik en de uitwendige genitaliën. De dood treedt meestal op binnen 2-3 dagen na het begin.

Bij varkens is de ziekte meestal subacuut en kan leiden tot faryngitis met uitgebreide zwelling en bloedingen in de mond en keel; er kan echter een acute vorm optreden. Een intestinale vorm met gastro-enteritis komt ook voor, met niet-specifieke klinische kenmerken van anorexie, braken, diarree of constipatie. Chronische infectie met lokalisatie in de tonsillen en lymfeklieren van de cervicale regio komt vaak voor.

Bij honden en katten is de ziekte zeldzaam en kan lijken op de klinische verschijnselen die bij varkens worden gezien.

Mensen ontwikkelen gelokaliseerde cutane laesies die “maligne karbonkel” of “pustel” worden genoemd in meer dan 90% van de gevallen. Deze zijn het gevolg van contact van de beschadigde huid met geïnfecteerd bloed of weefsel. De infectiehaard in deze vorm is meestal het gezicht, de hals, de handen of de armen. Mensen kunnen ook een zeer fatale hemorragische mediastinitis (“woolsorteerdersziekte”) oplopen door het inademen van sporen bij het hanteren van besmette wol of haar. Na kieming van de sporen treden pulmonale necrose, bacteriëmie en meningitis op. Inname van met B. anthracis besmet ondergekookt vlees kan leiden tot gastro-intestinale anthrax. Mechanische transmissie door bloedetende insecten werd ook gemeld, maar is van ondergeschikt belang.

Lesies: Rigor mortis is vaak afwezig of onvolledig, en dik donker bloed dat niet stolt, kan uit lichaamsopeningen sijpelen. Als het karkas per ongeluk wordt geopend, worden vaak septische laesies waargenomen. Bloedingen komen vaak voor langs het slijmvlies van het maagdarmkanaal en op de serosale oppervlakken van de thorax, de buik, het pericardium en het endocardium. De milt is typisch vergroot, rood-zwart en zacht. De lever, nieren en lymfeklieren zijn meestal verstopt en vergroot.

Diagnose: Direct onderzoek: Uitstrijkjes van weefsels of bloed, aseptisch afgenomen uit oppervlakkig vat en gekleurd met Gram-methode. Polychrome methyleenblauwkleuring (M’ Fadyean’s kleuring) is een andere nuttige snelle presumptieve diagnostische procedure (met deze kleuring verschijnen de staafjes blauw omgeven door roze capsulair materiaal). Men moet echter in gedachten houden dat clostridiale organismen kort na de dood in het bloed worden aangetroffen. Ze zijn niet vierkant, hebben geen kapsel en groeien niet aëroob.

Isolatie en kweek: op bloedagarplaten en incubatie bij 37°C. Kolonies verschijnen binnen 24 uur. Wanneer virulente stammen worden gekweekt in media die serum of bicarbonaat of beide bevatten, produceren zij capsules en verschijnen de kolonies binnen 24 uur. Ze zien er plat en grijs uit, zijn gewoonlijk niethemolytisch en glad tot slijmerig. Sommige worden “medusa-head” of “judge’s wig” type kolonies genoemd omdat de rand van de kolonie lijkt op een warrige massa krullend haar. Bij afwezigheid van serum of bicarbonaat produceren de bacteriën geen capsules en zijn de kolonies ruw.

Andere identificatiemethoden: Kijken naar string-of-pearls-achtige morfologie (groei in aanwezigheid van penicilline creëert ketens van bacteriën die lijken op een sterk van parels) en gebruik van bacteriofaag (een gammafaag toegevoegd aan een diffuus geïnoculeerde plaat zal naar verwachting alleen lysis veroorzaken van B. anthracis.

Dierproeven: gebruikt voor bevestiging van de diagnose (B. anthracis is veel pathogener voor cavia’s en muizen dan B. cereus en andere Bacillus-soorten, en veroorzaakt de dood binnen 24 uur. Grote ingekapselde staafjes worden aangetoond in uitstrijkjes van milt en bloed van besmette dieren).

Immuniteit: Dieren die herstellen van de infectie zijn permanent immuun voor de bacil. De beschermende immuniteit wordt geacht grotendeels antitoxisch te zijn en ELISA’s voor PA, LF, en EF worden gebruikt om anthraxinfectie te bevestigen en antilichaamresponsen te controleren.

Behandeling: Zieke dieren moeten worden gescheiden en behandeld; alle gezonde dieren moeten worden geïmmuniseerd. Het organisme is gevoelig voor veel antibiotica.

Immunisatie: Preventie van de ziekte wordt bereikt door jaarlijkse vaccinatie van alle grazende dieren in het endemische gebied en door het uitvoeren van controlemaatregelen tijdens uitbraken. Het vaccin van Sterne is goedgekeurd voor paarden, runderen, schapen en varkens. Het wordt bijna universeel gebruikt voor immunisatie van de veestapel. De vaccinatie moet 2-4 weken voor het seizoen waarin uitbraken kunnen worden verwacht, worden uitgevoerd. Dieren mogen niet worden gevaccineerd binnen 2 maanden voor de verwachte slacht. Aangezien het een levend vaccin is, mogen geen antibiotica worden toegediend binnen een week na de vaccinatie.

Een vaccin bestaande uit beschermend antigeen van kweekfiltraat van een avirulente, niet ingekapselde stam is gebruikt om militair personeel in de V.S. en anderen die een risico op infectie lopen, te beschermen. Meerdere doses worden gegeven en een jaarlijkse booster is vereist.

Naast therapie en immunisatie omvat de bestrijding van de ziekte om verspreiding te voorkomen: 1) kennisgeving aan de bevoegde regelgevende instanties, 2) strikte handhaving van quarantaine, 3) onmiddellijke verwijdering van dode dieren, mest, strooisel en ander besmet materiaal door crematie of diepe begraving, 4) isolatie van zieke dieren en verwijdering van gezonde dieren uit het besmette gebied, 5) desinfectie van stallen en uitrusting, en 6) betere hygiëne

Bacteriële resistentie en resistentie tegen sporen: B. anthracis kan in gedroogde culturen ten minste 2-3 decennia overleven. Het micro-organisme blijft vele jaren levensvatbaar in de bodem. Vriestemperaturen hebben weinig of geen effect op de bacil. Sporen worden echter vernietigd door koken gedurende 30 minuten en door blootstelling aan droge hitte van 140°F (60°C) gedurende 3 uur. De meeste chemische ontsmettingsmiddelen moeten in hoge concentraties en gedurende een lange periode worden gebruikt. Crematie of diepe begraving (ten minste 6 voet of 1,8 m) in kalk (calciumoxide) wordt aanbevolen voor het verwijderen van de karkassen van dieren die aan de ziekte zijn gestorven.

Belang voor de volksgezondheid: Miltvuur komt het vaakst voor bij boeren, herders, slagers, dierenartsen, en bij werknemers in de wolindustrie, leerlooierijen en slachthuizen. Menselijke infecties zijn meestal het gevolg van sporen die in de beschadigde huid terechtkomen, wat in meer dan 90% van de gevallen leidt tot cutane miltvuur. Pulmonale miltvuur als gevolg van het inademen van sporen is bijna altijd fataal. Het niet correct diagnosticeren en niet adequaat behandelen van antrax bij de mens kan de dood tot gevolg hebben.

door Inna Magner, ECFVG-studente

-edited by Dr. Ingeborg Langohr, ADDL Graduate student

1. Aiello SE (ed): 1998. The Merck Veterinary Manual, 8e ed. Merck & Co., Philadelphia PA. pp 432-435

2. Carter GR and Wise DJ: 2004. Essentials of veterinary bacteriology and mycology, 6th ed. Iowa State Press, Ames, IA. Pp 179-182.

3. Hirsh DC and Zee YC: 1999. Veterinary Microbiology. Blackwell Science, Malden, MA. Pp 246-249.

4. Hungerford TG: 1990. Diseases of Livestock, 9th ed. McGraw-Hill, Sidney. Pp 329-332.

5. Pipkin AB: 2002. Anthrax. In Smith BP (ed) Large Animal Internal Medicine, 3rd ed. Mosby, St. Louis, MO. pp 1074-1076