炭疽芽孢杆菌属于蜡样芽孢杆菌组，是一种需氧、能形成孢子的革兰氏阳性菌。该生物体存在两种物理形态，即活跃的繁殖体形态和不活跃的孢子形态。在感染个体的组织中炭疽芽孢杆菌通常为繁殖体形态；当动物死于感染时，繁殖体转化为不活跃、抗逆性强的孢子形态，直到其感染新的宿主。炭疽芽孢杆菌孢子对干旱、高温、雨水、寒冷、辐射和消毒剂等环境具有抗性，这也是其被用作潜在生物战剂的原因之一。
人通常通过接触受感染的动物，或因职业、营养暴露于受污染的动物制品（如肉、毛发或皮肤）而感染炭疽。人感染炭疽主要有三种途径：皮肤、呼吸道和胃肠道。皮肤炭疽是人感染炭疽芽孢杆菌最常见的表现，占总病例的95%以上。皮肤炭疽虽然可能致命，但未经治疗时通常具有自限性；急性吸入性炭疽常在死后被确诊，纵隔增宽是其典型影像学表现；肠炭疽多因食用未煮熟的被感染的肉类所致，尽管其致病率评估较为困难，但实际致死风险更高。
炭疽芽孢杆菌可通过合成炭疽毒素蛋白和聚-D-谷氨酸荚膜的能力与其近源物种进行区分。主要的致病因子由位于毒力质粒pXO1和pXO2上的基因编码。炭疽毒素由保护性抗原（PA）、水肿因子（EF）和致死因子（LF）三种协同作用的蛋白组成。PA与EF结合形成水肿毒素，PA与LF结合形成致命毒素。PA将LF和EF转运到靶细胞内，在靶细胞内它们与关键的细胞途径进行相互作用。这些毒素与炭疽病的特征性体征和临床症状相关，聚-D-谷氨酸荚膜则保护细菌免受吞噬作用的影响。
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