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炭疽桿菌主要致病因子有二，一為菌體抗原，一為外毒素，菌體抗原包括細胞壁及莢膜，外毒素分三種，包括保護性抗原protective antigen, 簡稱 PA；致死因子lethal factor, 簡稱LF ；水腫因子edema factor, 簡稱EF；炭疽桿菌毒株含兩種質體(plasmid)，一為pXO1帶有三種外毒素蛋白質之基因：包括PA， LF，及EF。一為pXO2帶有 d-glutmic acid polypeptide capsule的基因，缺乏其中任何一種質體其菌株毒力會減弱。炭疽桿菌之莢膜(capsule)功能為抑制巨噬細胞吞噬及調和作用。炭疽病致死的原因在於炭疽桿菌產生PA，LF及EF三種外毒素﹐寄主細胞表面蛋白酵素(Furin)將PA切割為PA20及PA63，PA63表面含有LF或EF之接受體，當PA與EF或LF結合，PA在寄主細胞膜上形成七個分子，排列成「甜甜圈」狀的柒元體 (heptamer)通道﹐可讓LF及EF由通道進入細胞內破壞正常細胞的機能而致病。
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