细菌性脑膜炎的病原微生物学和流行病学

原标题:细菌性脑膜炎的病原微生物学和流行病学

脑膜炎是人体大脑的脑膜或者是脑脊膜被感染的一种疾病,按照其被感染的病原体可以分为病毒性脑膜炎、细菌性脑膜炎和其它感染性(真菌、螺旋体等其它微生物感染引起)脑膜炎(见图1)。病毒性脑膜炎虽然发病比较严重,但是感染的患者能够恢复健康,并且很少留有后遗症。而细菌性脑膜炎是一种罕见但是有可能致命的疾病,患者如果不能够及时治疗,可能在数小时内死亡。由奈瑟菌属的细菌感染引起的脑膜炎球菌性脑膜炎是一种全球性的疾病,简称为流脑,目前在世界范围内仍然是一个主要的公共卫生安全问题,发生没有年龄特异性,是发展中国家造成儿童死亡最常见的传染病。其中最为严重的在撒哈拉以南非洲的脑膜炎地带,该地带西起塞内加尔,东至埃塞俄比亚,每年仍报告有约3万病例。脑膜炎球菌性脑膜炎的死亡率达到10-20%。尽管患者得到了积极的治疗,但是仍然有10-20%的康复者具有长期的后遗症(耳聋、癫痫、截肢、神经功能缺陷等),更有高达36%以上的幸存者具有认知和心理缺陷。近几年来通过疫苗的接种预防A群脑膜炎的发病率得到了有效控制。

图1.脑膜炎示意图

一.脑膜炎球菌病原微生物学

脑膜炎球菌是一种人类专属病原体,在世界各国都有发现,为革兰氏阴性双球菌,菌体呈现肾型或豆型。菌体直径为0.6μm—0.8μm,无芽孢,无鞭毛,无动力。而通过人工培养的菌体呈现卵圆形或球形,有的排列不规则,有的成对或四联但不会链状排列。可因培养基型或培养时间不同,菌型、菌体大小和着色深浅会不一致。(图2)

图2.脑膜炎球菌(革兰氏染色)

1.脑膜炎球菌对外界条件的抵抗力

脑膜炎球菌的抵抗力很弱,对寒冷,热,阳光,干燥,紫外线等均较敏感,体外很难存活,室温中3h就会死亡,55℃,5min即被破坏。同时对消毒剂也很敏感,比如75%酒精,0.1%的新洁尔灭,0.1%升汞,浸泡几分钟就会被杀死,1%苯酚1min就可以杀菌。脑膜炎球菌同时对抗生素表现的也比较敏感,但是耐药株也在不断的出现,比如法国有报道对磺胺类药物的耐药株从1972年的20%左右增长至1975年的50%左右,3年的时间耐药株的增加近1倍,这使得在面对脑膜炎球菌引起的脑膜炎治疗上更加困难。

2.脑膜炎球菌的表面结构

脑膜炎球菌有典型的革兰氏阴性菌细胞表面结构,包括胞膜,细胞壁,荚膜和菌毛,细胞壁的主要成分为脂质,肽聚糖,蛋白质,脂多糖等,其中荚膜多糖和脂多糖为主要的毒性物质,而其它表面结构如菌毛、外膜蛋白等也与致病菌的粘附和侵袭相关。(图3)

图3.脑膜炎球菌表面结构示意图

3.脑膜炎球菌分类

脑膜炎球菌细胞外层的夹膜,其化学成分主要为酸性多糖,根据其化学结构的不同,形成血清学的特异性。目前共有12个血清型,其中在人群中主要引起感染的是A,B,C,W,X,Y 6个群,种群的分布具有地域的差异。此外分型的方法还可以根据其外膜蛋白抗原的差异性又可以分为不同的血清型和亚型,以及其它的分型方法。

4.传播

细菌通过呼吸道或咽喉分泌物实现从人到人的传播。与感染者密切和长时间的接触--例如亲吻,打喷嚏或咳嗽,或近距离(如共同生活,共用饮食器具)等可以促进疾病的传播。 脑膜炎的平均潜伏期为4天,但可以在2至10天之间变化。脑膜炎奈瑟球菌有时可以携带在人的咽喉中,可能会击败人体的防御系统,使感染通过血液传播至大脑。

二.脑膜炎球菌脑膜炎流行病学

1.脑膜炎球菌在世界范围内分布

引起脑膜炎球菌脑膜炎的主要为A,B,C,W,X,Y 6个群,但是它们在不同的国家发病率、分布都不尽相同。在欧洲B、C、W群占据主导地位,虽然也有Y群,但是发病率较低。北美洲由B、C、Y群占据主要地位,在加拿大MenC结合疫苗的引入之后B、Y群是主要的血清型,而近年来W群所占的百分比有所增加。发达国家诸如美国B、Y、C占主要地位但是发病率较低。南美洲则主要是B、C群占据主导地位,而最近也有报道,拉丁美洲国家的W群的发病率有所增加,特别是智利。在非洲虽然A群之前引起过大爆发,但是在大规模的接种疫苗之后C、W群成为了主要血清型,而其中在非洲中部C、W、X群发病率最高。大洋洲地区尤其是澳大利亚B群是最常见的血清型,但是W、Y群在最近也引起了爆发。亚太区地区由B、C、W群占据主要地位A群发病率较低。(图4)

图4.WHO统计世界各国脑膜炎球菌分布

注:参考WHO 官网

2.我国脑膜炎疫情

脑膜炎的易感对象主要是15岁以下的儿童,尤其是5岁以下的孩童。疾病流行期可分为流行前期(11月到次年1月),流行期(2月到4月),流行后期(5月到6月)以及流行间歇期(7月到10月)。得益于我国的免疫规划以及公众对健康的重视,近4-5年间我国并没有爆发大规模的脑膜炎传染疫情,但是散发性病情时有发生。2015年至2017年,全国每年脑膜炎发病率在0.0074/100000至0.0086/100000之间,每年发病的人数在110人左右,2018年前5个月每个月全国统计的发病数在11至18人之间,没有大的疾病疫情发生。(图5、图6)

图5.2015-2017三年发病统计

图6.2017、2018前五个月发病人数比较

注:数据来源国家卫生委员会官网

3.国外流脑疫情

脑膜炎是存在于世界各国的疾病,WHO官网在记得疾病爆发疫情主要爆发于非洲地区。2015年在尼日尔曾出现了脑膜炎的大爆发,8500名染病患者中死亡的有573名,引起此次大爆发的主要致病菌为C群脑膜炎球菌,其中也有部分的W群。而在今年的上半年,荷兰也爆发了疫情,引起荷兰疫情爆发的主要为W群脑膜炎球菌。

表1.WHO官网统计世界脑膜炎球菌脑膜炎疫情爆发情况

据WHO监测的西非地域国家的脑膜炎疫情状况,尼日尔,尼日利亚和刚果民主共和国疫情的情势还比较严峻,2018年的前5个月,患病人数在1000到3000之间,死亡率也在7%左右,而部分国家虽然发病率少,但是死亡率却很高,如南苏丹死亡率超过了15%。具体结果详见表2。

表2.西非国家脑膜炎发病情况(2018年1-21周)

注:参考WHO 官网

三.预防和控制

1.免疫接种

免疫接种是最为有效的预防疾病的方案,脑膜炎球菌脑膜炎的疫苗上市已经有40多年的历史了,随着时间的推移疫苗的覆盖率和可用性均得到了重大的改善。目前针对奈瑟属脑膜炎球菌可用的疫苗主要分为多糖疫苗和结合疫苗,针对的主要为ACWY四个种群的脑膜炎球菌。而近年来随着疫苗新技术的出现B群脑膜炎球菌疫苗也已经上市,使得可以预防的脑膜炎球菌的种类达到了5种。同时为了彻底消灭脑膜炎, WHO提出在2030年消灭脑膜炎计划。(图7)

图7. WHO消灭脑膜炎计划

2.抗生素治疗

给予抗生素治疗也可以达到降低传播疾病的风险。WHO 推荐的抗生素有环丙沙星和头孢曲松。

四.我国生产的脑膜炎疫苗

目前我国生产的脑膜炎球菌疫苗主要分为多糖疫苗和多糖结合疫苗。由于多糖疫苗免疫婴幼儿后不能够产生免疫记忆,因此WHO不推荐2岁以下的婴幼儿接种多糖疫苗。而多糖结合疫苗诱导的免疫应答有T细胞参与,能够产生免疫记忆,因此多糖结合疫苗不仅可用于2岁以下婴幼儿接种,也可以用于2岁以上的的儿童及成人接种。其中A群,A+C群流脑疫苗已纳入国家的免疫规划中,为一类疫苗。(表3)

表3.我国生产的细菌性脑膜炎球菌疫苗

参考文献:

[1]医学生物制品学,第二版。

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[5]WHO官网http://www.who.int/emergencies/diseases/meningitis/en/

[6]张水华, 陈献雄, 王妍. 流行性脑膜炎球菌疫苗研究进展[J]. 微生物学免疫学进展, 2010, 38(1):66-69.

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