【病原学】
1.生物学特性 脑膜炎奈瑟菌属奈瑟菌属,为革兰阴性双球菌,呈卵圆形或肾形,长0.6~1.0µm,常成对排列,邻近两边扁平凹陷。电镜下可以观察到自病人分离的毒性菌株有微荚膜和菌毛。
脑膜炎奈瑟菌为专性需氧菌,营养要求高,在普通培养基上不能生长。在巧克力培养基和改良Thayer-Hartin培养基上初次培养时,含有5%~10% CO2的低氧环境中生长最旺盛,最适pH为7.0~7.4,最适温度37℃,培养24~72h后,菌落呈圆形、光滑、湿润、透明、微带灰蓝色。在血清肉汤中均匀生长。
脑膜炎奈瑟菌一般能发酵葡萄糖和麦芽糖,产酸不产气;不发酵蔗糖、乳糖、果糖和甘露醇;不液化明胶;靛基质、硫化氢和VP反应均为阴性;氧化酶阳性;新分离菌株暂时麦芽糖和蔗糖阴性者,传代后则可恢复阳性。
细菌裂解可释放内毒素,为其致病的重要因素。也可产生自溶酶,在体外易自溶而死亡;同时对干燥、寒冷(低于30℃)、热力(高于50℃)、日光、紫外线及一般消毒药均敏感,故标本采集后必须立即送检。对磺胺、青霉素、链霉素、金霉素等常用抗生素均敏感,但容易产生耐药性。
2.抗原表型和分类 脑膜炎双球菌包括荚膜多糖、脂寡糖抗原、外膜蛋白型特异抗原、菌毛抗原4个主要抗原成分,是细菌血清学分类的主要依据。
(1)荚膜多糖(CPS):为群特异性抗原,根据其抗原性不同将脑膜炎奈瑟菌分为A、B、C、D、X、Y、Z、29E、W135、H、I、K和L共13个血清群。其中以A、B、C三群最常见,占流行病例的90%以上。
(2)脂寡糖抗原(LOS):为外膜脂质成分,是细菌的主要致病因子,其抗体具有补体调节活性。根据LOS抗原性可将脑膜炎奈瑟菌至少分为L1-L12血清型,我国A群株至少有L9-L11 3个血清型,L10为流行优势株。
(3)外膜蛋白型特异抗原:脑膜炎奈瑟菌外膜蛋白(Opa-e)共5种,但并非所有菌株都含有全部5种蛋白质。其主要抗原决定簇在Opa,刺激机体产生杀菌抗体。
(4)菌毛抗原:细菌菌毛与致病有关,细菌透过菌毛与鼻咽区上皮细胞受体结合,使细菌黏附并侵入人体。菌毛有相的变异,无菌毛相有助于细菌离开定殖部位向他处扩散。菌毛主要成分为菌毛蛋白,为型特异性抗原。
3.发病机制 脑膜炎奈瑟菌必须到达脑脊髓膜才能引起流脑的发病。细菌由人体鼻咽区侵入脑脊髓膜分三个步骤,即细菌黏附并透过黏膜、进入血流(败血症期)、最终侵入脑膜(脑膜炎期)。
(1)细菌黏附并透过黏膜:脑膜炎奈瑟菌的不同菌株的侵入力不同。非荚膜球菌基本上无毒性,而A、B和C群菌株的侵袭力强于X、Y和W135等菌群细菌。荚膜可抵抗巨噬细胞吞噬作用。荚膜型细菌通过黏附素、菌毛(与鼻咽区无纤毛上皮细胞特异性受体结合)和外膜蛋白Opc附着于上皮细胞表面,通过胞饮作用直接侵入上皮细胞而透过黏膜屏障。一旦进入黏膜下,细菌即可透过毛细血管的基底膜和内皮细胞而进入血流。
(2)细菌在血液中的存活机制:细菌的一些自身结构如多糖荚膜(是细菌抵抗宿主补体系统攻击所必需)、LOS(抵抗补体攻击的作用要弱些)和铁获取系统(细菌获得生长必需的铁)等在细菌抵抗血清的杀灭作用中发挥重要作用。
宿主的免疫功能缺陷也有利于入侵细菌的生存。多种先天性或获得性免疫缺陷综合征增加感染脑膜炎奈瑟菌的危险性。任一终末补体(C5-C9)的缺陷,影响攻膜复合物(MAC,补体溶解细菌的主要机制)的形成,增加本病的危险性,特别是非侵袭性菌株,包括X、Y和W135;再感染的危险性也增加,但病情较轻。备解素罕见,半数病人发生脑膜炎奈瑟菌疾病,但多发生于大龄儿童和成人,病情严重,病死率在50%以上。
因此,细菌和宿主间的相互作用最终决定是否发病以及病情的轻重,而且宿主免疫功能更为重要。如免疫功能正常,则细菌被杀灭;如免疫功能较弱,细菌在鼻咽繁殖而成为无症状带菌者,或仅有轻微呼吸道感染症状而自愈。少数情况下因免疫功能低下或细菌毒力较强,细菌从鼻咽进入血液,形成短暂菌血症,可无明显症状或轻微症状如皮肤出血点而自愈。仅少数人发展为败血症。
败血症期间,细菌释放的内毒素是本病致病的重要因素。内毒素使全身小血管痉挛,内皮细胞损伤,致使内脏广泛出血和有效循环血容量减少,引起感染性休克。继而引起的弥散性血管内凝血及继发性纤溶亢进,进一步加重为微循环障碍、出血和休克,最终造成多器官衰竭。
(3)细菌侵入脑膜:脑膜炎奈瑟菌通过跨细胞途径侵犯脑膜,即细菌被内皮细胞吞噬并横跨细胞,然后在基底膜被释放进入脑脊液。细菌一旦透过血-脑脊液屏障即进入蛛网膜下隙,暂时屏蔽于宿主的防御机制。细菌释放能够破坏血-脑脊液屏障的物质,主要是内毒素。毛细血管内皮细胞间的紧密连接被破坏后,血-脑脊液屏障的完整性不复存在,血流中的大分子物质以及吞噬细胞进入脑脊液,引起脑膜和脊髓膜化脓性炎症及颅内压升高,出现惊厥、昏迷等症状。严重脑水肿时脑组织可向小脑幕裂孔和枕骨大孔突出而形成脑疝,可迅速致死。
【流行病学】
1.传染源 带菌者和流脑病人是本病的主要传染源。本病隐性感染率高,感染后细菌寄生于鼻咽部,不引起症状而成为带菌者,且不易被发现,经治疗后的感染者和病人鼻咽部细菌很快消失。因此,带菌者作为传染源的意义更重要。
Fontanals等对巴塞罗那1 500名不同地区的幼儿、学生及成人进行鼻咽拭子涂片及培养,结果在12.7%的人群中检出病原菌。1990-1991年,我国流脑检测与控制网选择河南、江西、湖北、安徽、四川、辽宁、河北、浙江、广东和甘肃10个省监测健康人群9 217人次,检出A群78株,带菌率0.85%;B群722株,带菌率7.83%;C群67株,带菌率0.73%。浙江省1982-1996年监测健康人群7 168人次,检出病原菌2 413株,总带菌率达33.6%。流脑流行期间,人群带菌率更可高达50%~70%。但不同年龄组带菌率不同,婴儿和年幼儿童的携带率是低的,但随年龄增长而升高,至15~24岁达高峰,然后在随后20~30年逐渐降低,66岁以后少有携带。在国内,流行期间主要是A群菌株,非流行期间带菌者多携带B群菌株。
2.传播途径 病原菌主要经咳嗽、打喷嚏借飞沫由呼吸道直接传播。因本菌在外界生活力极弱,故间接传播的机会较少,但密切接触如同睡、怀抱、接吻等对2岁以下婴幼儿的发病有重要意义。Kounare等研究表明,学校内发生流脑后,密切接触者携带病原菌明显比对照学校高,且携带时间可达2~6周。挪威报道,1988-1989年对13例流脑病人有接触的441人进行鼻咽部采样,发现64例(14.7%)带菌。
3.易感性 人群普遍易感,与其免疫水平密切相关。新生儿自母体获得杀菌抗体而很少发病,其后逐渐降低,在6个月至2岁时降到最低水平,以后因户外活动增加,因隐性感染而逐渐获得免疫,至20岁时达最高水平。因此,儿童发病率高,以5岁以下儿童尤其是6个月至2岁的婴幼儿的发生率最高。在流行期间发病人群向高年龄组移动。而且各地因人群免疫状况不同,发病有年龄差异。大城市发病分散,以2岁以下发病率最高;中小城市以2~4岁或5~9岁最高;偏僻地区一旦发生流行则为暴发性,且各年龄段均可发病。人感染后产生持久免疫力;各群间有交叉免疫,但不持久。
4.流行特征
(1)地区分布:流脑为全球性疾病,在全世界均有发病和流行,非洲、亚洲和南美洲是流脑高发地区。欧美国家流脑发病率处于极低水平(约1/10万),亚洲其他国家呈局部流行。
非洲国家和蒙古等每5~10年发生1次大流行,发病率达(80~395)/10万。非洲撒哈拉沙漠地区的一些国家,自1880年起就有规律地发生流脑的大规模暴发流行。尤其在西起塞内加尔东至埃塞俄比亚的西非地区,是典型的地方性流行地区,这一地带被称为非洲“脑膜炎带”,并有不断扩大的趋势。2003年2、3月,WHO报告在非洲6国暴发流脑,其中埃塞俄比亚等4国共报告23 767例,死亡2 197例。此外,巴西、芬兰、蒙古、美国阿拉斯加和加拿大中部等地区也曾经发生过大规模流行。
(2)时间分布:本病全年均可发病,但有明显季节性,多发生于11月至次年5月,而3、4月为高峰。
人体感染后可产生特异性抗体,但随着人群免疫力下降和易感者逐渐增加,使本病呈周期性流行,一般每3~5年小流行,7~10年大流行。我国历史上共出现过5次全国性大流行,分别在1938、1949、1959、1967和1977年发生。由于在易感者中普遍接种特异疫苗,可打破此周期性流行。我国自1980年后广泛开展了A群流脑多糖菌苗的预防接种以来,发病率大幅下降,1993年为0.48/10万,但近几年有上升趋势,发病率在(0.5~1)/10万。2001年以来部分地区曾出现流脑的局部暴发流行。这可能与疫苗接种不力和菌群变迁有关,如我国B型发病已占10%左右。
(3)人群分布:流脑发病年龄十分稳定,无论在不同的流行环境或流行地区,儿童是主要的感染对象,一般以15岁以下为主,尤其是5岁以下婴、幼儿发病最多。我国以往以6个月至2岁的婴幼儿发病率最高,自1980年开展流脑疫苗的免疫接种以来,儿童流脑发病率明显降低,据北京等地区流脑监测数据显示,15岁以上人群发病有增多趋势。
发病年龄的改变与血清群的变迁密切相关,不同血清群发病年龄也有所不同,流行年发病人群年龄可偏高。美国纽约1989-2000年423例培养阳性的流脑病例中,最大发病年龄B群11岁、Y群37岁、C群23岁、W135群27岁、A群34岁、未分群48岁,平均发病年龄由1989年的15岁升高至2000年的30岁,其中1岁以下及1~4岁组发病率明显下降,这是由于B群发病率显著下降而Y群发病率明显上升所致。首都医科大学附属北京儿童医院对102例B群流脑病例调查发现,发病多见于1岁以下婴儿,占全部病例的51.0%。2004-2005年安徽省发生的流脑暴发疫情中,C群流脑病例的发病年龄多在13~18岁。
(4)菌群分布:A群曾是引起世界各地大流行的主要菌群,引起局部流行的主要为B群。近10余年来欧美地区流行的主要为B群和C群。美国亚特兰大疾病控制中心对华盛顿1989-1991年、亚特兰大1985-1992年发生的流脑病例统计表明,该地区以C群流行株为主。对加拿大1991-1992年的234例分离株分析表明,69.7%由C群所致,27.4%由B群引起。英、法、德、挪威等国也相继报道了C群流行情况。
我国发生的5次周期性流脑大流行均由A群引起,随着A群流脑疫苗的广泛应用,A群流脑的发病率显著下降。自1990年以后,A群已由96.9%降至61.7%,而B群和C群相对增多。2002年1~3月,广西柳州发生C群流脑疫情,发病14例,死亡3例。2004年安徽省发生的流脑暴发疫情亦为C群所致。
【临床表现与相关疾病鉴别】
脑膜炎奈瑟菌感染可有多种临床表现,如肺炎、关节炎、菌血症、脑膜炎等,脑膜炎是最常见的表现形式。流脑潜伏期为2~10d,一般为3~4d。
1.主要表现
(1)突然寒战、高热、恶心、呕吐、流涕、鼻塞、咽痛、全身疼痛、头痛加重。
(2)面色苍白、四肢发凉、皮肤发花并有散在的小出血点、唇周及指端青紫、唇周单纯疱疹。
(3)烦躁不安、谵妄、昏迷或惊厥。
(4)皮肤、黏膜瘀点典型或融合成瘀斑,血压明显下降、脉搏细速、脉差缩小。
(5)颈项强直、角弓反张、克氏征和布氏征阳性。
(6)瞳孔大小不等、边缘不整、对光反应迟钝、眼球常凝视。
(7)呼吸快慢及深浅不均或呼吸暂停。
(8)幼儿发病多不典型,除常见高热、呕吐、嗜睡外,还多见极度不安与惊厥、拒乳、尖叫、腹泻、咳嗽、双目凝视、颈项强直和布氏征阳性,其他脑膜刺激征可能缺项。前囟未闭者多见隆起,呕吐频繁而失水者也可出现囟门下陷。
(9)10%~20%的存活者将留有长期后遗症,如智力障碍、听力损伤等。
2.临床分期 机体感染后,整个病程的发展大致可分为三期,但各期间界限并不明显。
(1)上呼吸道感染期:表现为上呼吸道的一般感染症状,可有鼻咽部充血和分泌物增多,咽痛和低热。
(2)菌血症期:高热皮疹的表现,可有寒战、高热、伴呕吐、头痛、全身不适,流行期中70%病人有皮疹出现为本期特点,此期血培养多为阳性,瘀斑中取血涂片菌检阳性。一般此期不超过48h。
(3)脑膜炎期:脑膜刺激征、颅内高压征和其他神经症状。需要注意的是婴幼儿脑膜炎刺激症状并不典型,而以颅内高压和神经症状为主。
3.临床分型 依据病情变化和表现可分为轻型、普通型、暴发型(又分休克型、脑膜脑炎型和混合型)和慢性型。临床病例90%为普通型,即有典型的病程经过。偶有报道以咯血为首发症状的暴发型流脑,可能是因胃窦区产生应激反应,原具有保护作用的胃黏膜蛋白合成减少,胃黏膜受损从而产生咯血。
首都医科大学附属北京儿童医院研究表明,B群流脑发病年龄小、并发症多,暴发型发生率31.4%及病死率11.8%,较A群暴发型的发生率24.4%及病死率6.1%在统计学上虽无显著性差异,但临床资料显示B群发病率有增高趋势,提示B群致病力可能较强。据报道,C群引发暴发型流脑较多见,约占50%。2000年在麦加朝圣人群中发生的W135群流脑流行,病人症状重,可有严重感染中毒性休克,或严重脑水肿、脑实质病变表现,可并发多脏器损害与功能衰竭,病死率高达18%。
4.鉴别诊断 典型流脑病例诊断较容易,但部分病人临床表现不典型,仅有少数临床症状与体征,或夹杂有其他病症。因此,流脑应与以下疾病和体征相鉴别。
(1)上呼吸道感染:因疾病初期细菌在鼻黏膜繁殖生长,可有发热、头痛、咽喉疼痛或不适,部分流脑病例白细胞可不增高,其他临床表现不突出,与一般的细菌或病毒感染很难区别,较易误诊为上呼吸道感染。
(2)细菌性败血症:部分病例可发现原发化脓病灶,细菌及脑脊液检查是鉴别诊断的依据。
(3)其他脑膜炎:结核性脑膜炎、一般化脓性脑膜炎、腮腺炎性脑膜炎及流行性乙型脑炎等,尤其是冬春季节腮腺炎性脑膜炎常有小范围的发生或流行应及时加以诊断。
(4)瘀斑:全身瘀斑及出血点应与昆虫叮咬的出血点、过敏性或血小板减少性紫癜及维生素C缺乏所致的出血点鉴别。
【实验室诊断】
流脑的实验室诊断包括病原学检查(涂片及培养)、血清学检查、PCR诊断及非特异性检查等几个方面。
1.病原学检查 选择病人的瘀点、咽部及脑脊液(CSF)直接涂片查找脑膜炎奈瑟菌是临床检测的最基本手段,其阳性率与培养及凝集试验相当,但快速、准确。涂片应以观察形态为主,但经治疗后病人的标本,脑膜炎奈瑟菌常发生形态改变,易导致错误识别。
(1)脑脊液:一般需在离心机中以每分钟1 500 转的速率离心15min,以沉淀物制作标本效果较好。
(2)血液:在发病早期或治疗前采静脉血3~5ml,加入葡萄糖肉汤中增菌后分离细菌。
(3)瘀点(斑):选病人皮肤上新鲜瘀点(斑),从边缘刺破后轻度挤压出组织液涂片。
(4)鼻咽分泌物:从受检者鼻咽部蘸取分泌物,立即涂种于巧克力双抗培养基,或接种入含双抗的卵黄液或兔血清肉汤中,增菌后分离细菌。
脑膜炎奈瑟菌的培养可补充涂片的不足,如培养阴性,应保存72~96h,对培养前已经抗生素治疗者,应保存5~7d。对外周血培养应注意全血中细菌存活与抗凝药等有关。A、C血清群脑膜炎奈瑟菌在不同全血中体外试验的存活情况发现,A群在枸橼酸血中存活率为94%,而在肝素中为19.7%,C群在液体培养基中存活率比在固体中高(分别为73.5%和8.2%)。
2.血清学检查
(1)检测病人恢复期血清抗体效价,较急性期呈4倍或4倍以上升高。
(2)从病人急性期血清、尿或CSF中检测到脑膜炎奈瑟菌群特异性多糖抗原。
3.PCR诊断 应用PCR检测技术,在病人急性期血清或CSF中可检查出脑膜炎奈瑟菌的DNA特异片段。由于该方法极为敏感,只要有脑膜炎奈瑟菌即能被查出,且不受细菌死活的影响,这样对流脑的临床诊断,尤其是经治疗后无法分离到脑膜炎奈瑟菌的病例,更具有实用价值和重要意义。
4.非特异性检查
(1)血象:白细胞数显著增高,最高可达40×109/L,中性粒细胞为80%~90%。
(2)脑脊液:腰椎穿刺检查压力常增高达1.96 kPa以上;外观混浊如米汤样,甚至脓样;白细胞计数增多,可达每升数亿,以多形核细胞为主;蛋白质显著增高,可达1~5g/L;糖量常低于2.22mmol/L;氯化物也稍降低。
【疫苗的应用】
流脑发病迅速,经常在发病后1~2d导致病人死亡,且可造成严重后遗症,甚至在得到最佳治疗的病例中也是如此。虽然化学预防可在密切接触者中防止继发病例发生,但因为继发病例仅占全部脑膜炎奈瑟菌病的1%~2%,所以化学预防对控制大多数地方性和流行性疾病价值甚小。由于5%~15%的儿童和青年在鼻咽部携带脑膜炎奈瑟菌,所以除了在比较封闭的小社区中,用化学治疗消灭鼻咽部带菌状态来控制脑膜炎奈瑟菌病实际上是不可能的。因此,用安全有效的疫苗免疫接种是控制脑膜炎奈瑟菌病的唯一合理方法。
1.疫苗种类 20世纪初以来,流脑疫苗研究和应用主要经历了灭活疫苗、荚膜多糖疫苗、蛋白质结合疫苗等阶段。目前应用最为广泛的主要为荚膜多糖疫苗。
(1)灭活疫苗:1907年首次研究并使用灭活全菌疫苗,1967年我国开始制造,但由于不良反应强且免疫效果差,即使采用氢氧化铝为佐剂吸附后,该疫苗在人体免疫中的中强反应由原来10%~40%下降为1%~2%,但免疫效果仍较差。
(2)荚膜多糖疫苗:荚膜是细菌表面的一种重要构成物质,同时也是一种重要的保护性抗原。用化学方法纯化的细菌荚膜多糖组分疫苗是20世纪80年代以来疫苗发展的重要成就之一。早在1944年,Kabat用多糖抗原在志愿者中进行免疫源性试验,并且证实只有相对分子质量>10万的多糖抗原免疫效果较好。目前国外已有A群、C群、A+C群、A+C+Y+W135群等多种单价、双价及四价流脑多糖疫苗。我国从1972年开始试制,20世纪80年代大面积接种后使流脑发病率大大降低,目前有A群、A+C群多糖疫苗产品。经验表明,流脑流行和暴发期间,疫苗的生产能力可能不足,故WHO建议用A、C群多糖疫苗或A、C、Y、W135群多糖疫苗作为应急免疫接种来控制流脑暴发疫情。
荚膜多糖疫苗的免疫血清主要是通过补体介导的杀菌活性和调理作用发挥其保护作用。临床试验证明,多糖疫苗诱导免疫反应的效果与接种者的年龄呈明显的正相关,年龄<2岁的婴幼儿对多糖疫苗的免疫应答十分低微甚至缺乏,但矛盾的是这个年龄组的细菌感染率又是最高。这种情况的原因可能在于细菌多糖是一种胸腺非依赖性抗原(TI-Ag),与胸腺依赖性抗原(TD-Ag)的主要区别是TI-Ag不需T辅助性淋巴细胞来产生抗体,而T辅助性淋巴细胞有调节免疫反应、促使抗体类型由IgM向IgG转化、增强抗体亲和力和免疫记忆等多种作用。也有证据显示,人血清IgG2类抗体的出现比较晚,一般要等到8~12岁才能达到成人的水平,可能与IgG2类B细胞株的发育迟缓有关。因此,多糖疫苗具有以下特点:①在幼小动物或婴幼儿体内只能产生微弱的免疫反应,甚至不产生;②产生的低亲和力抗体主要为IgM和IgG;③只产生短暂的免疫反应,不具备反复接种时的免疫记忆和免疫增强效应;④容易产生免疫耐受;⑤普通佐剂对这种抗原不易起到免疫增强的作用。
(3)蛋白质结合疫苗:为了增强细菌多糖疫苗刺激机体免疫应答的能力,Goebel和Avery早在1929年就首次成功地用化学方法将肺炎球菌第3型荚膜多糖共价结合至蛋白质载体上制备成多糖-蛋白质结合疫苗。通过具有TD-Ag特性的蛋白质载体将TI-Ag性质的多糖抗原转变成TD-Ag以增强机体对多糖抗原的免疫应答。载体的选择很重要,这种蛋白质要安全有效对人体没有毒性,也不引起变态反应,同时又能增强多糖的免疫源性,常用蛋白质有白喉类毒素、破伤风类毒素、基因突变后减毒的白喉类毒素CRM197。一些细菌的毒素蛋白也可作为载体,例如霍乱毒素、霍乱毒素的B亚单位、大肠杆菌的不耐热肠毒素、铜绿假单胞菌外毒素A等。另外还有一些高分子外膜蛋白如B群脑膜炎奈瑟菌外膜蛋白复合物,以及不相关蛋白质(如清蛋白等)。
国际上批准三种C群脑膜炎奈瑟菌结合疫苗(MCC),其中两种是多糖与CRM197结合,另一种是以破伤风类毒素为载体蛋白质。目前很多实验室研究将A、C、Y、W135群脑膜炎奈瑟菌多糖与相应载体蛋白质结合,正在进行临床试验。试验证明这种疫苗同样诱导了T细胞反应,婴幼儿对其免疫应答能力明显提高。结合疫苗具有以下特点:①能增强婴幼儿对细菌多糖的免疫反应,重复接种能产生记忆性免疫增强作用,使IgG的抗体水平剧增;②细菌的多糖-蛋白质结合疫苗可成为双价疫苗,因为结合疫苗可同时产生针对多糖的蛋白质载体的抗体反应;③能增强老年人和某些免疫功能减退或缺陷者对细菌多糖抗原的免疫反应;④结合疫苗具有载体蛋白质的效应,动物实验证明,事先或同时接种蛋白质载体会刺激T细胞增殖,从而增强结合疫苗的免疫源性。
2.免疫方案 目前在我国广泛应用的A群和A+C群流脑多糖疫苗,主要用于6月龄至15周岁儿童的预防接种。在发生流脑流行的情况下,可扩大年龄组做应急接种。
(1)A群流脑疫苗初免年龄从6月龄开展,3岁以下接种2针,间隔3个月,3岁以上接种1针。
(2)A+C群流脑疫苗一般用于2周岁以上儿童的加强免疫,接种1针。
(3)流脑疫苗接种应于流脑流行季节前完成。
(4)流脑疫苗一般每3年复种1次。
【疫苗接种后的免疫效果】
WHO指出A群和C群多糖疫苗对85%~100%的2岁以上儿童和成人有短期效果。对3月龄婴儿,两种多糖疫苗都不能可靠地诱导出保护性抗体。可是与其他精制多糖疫苗不同,用A群脑膜炎奈瑟菌多糖疫苗重复免疫接种婴幼儿,可诱生与预防A群脑膜炎奈瑟菌病相关的抗体。而C群多糖疫苗对2岁以下儿童没有可靠的免疫源性,如果给幼儿接种这种疫苗可导致在以后几年对C群抗原的耐受性。Y和W135群多糖疫苗已证明仅对2岁以上儿童是安全和具有免疫源性的。当A和C群多糖或A、C、Y和W135群多糖作为双价或四价疫苗一起接种时,可获得单独的群特异性免疫应答。
B群多糖疫苗甚至与蛋白质载体结合时,免疫源性仍很弱。这可归咎于B群多糖与中枢神经系统抗原的相似性。
现有C群多糖-蛋白质结合疫苗,通过C群特异性脑膜炎奈瑟菌多糖与蛋白质载体的结合,可获得胸腺依赖性免疫应答,提高IgG抗荚膜抗体和记忆B细胞的水平。在1999年底,免疫接种MCC疫苗预防C群脑膜炎奈瑟菌病成为英国国家免疫规划的一部分,当时英国C群发病率约为2/10万。对2、3、4月龄婴儿接种疫苗,4~13月龄儿童和13~19岁少年进行补种,大规模血清学研究表明,接种1剂MCC后16个月,1~2岁儿童中88%仍有保护性抗体水平,而在15~17岁青少年中,96%具有保护性水平。美国用MCC接种于流脑高危人群(即无脾者),SBA结果显示93%无脾者在接种1针或2针后血清抗体滴度可达保护效果。
基于血清杀菌抗体测定的初步资料表明,间隔2个月接种3剂MCC,可提供婴儿高水平的保护作用。将MCC接种纳入婴儿常规免疫程序,并对幼儿和少年进行广泛补种后,C群脑膜炎奈瑟菌病迅速减少。而且流脑监测数据证明,自从在英国开展接种MCC规划以来,在侵袭性脑膜炎奈瑟菌分离株中流行血清群和血清型没有改变。
国内应用最广泛的A群流脑多糖疫苗,在接种后90%以上的人可以测出抗体,一般在5~7d抗体水平上升,2~12岁或以上的人在1~2周达高峰,而2岁以下婴幼儿抗体应答较差。崔萱林等对国产A+C群流脑疫苗接种后效果观察研究表明,5~13岁儿童接种后,抗A群及抗C群脑膜炎奈瑟菌的血清杀菌抗体4倍增长率为96.59%和92.15%;≤2岁儿童接种后,抗A群及抗C群脑膜炎奈瑟菌的血清杀菌抗体4倍增长率为68.60%和69.77%。两组儿童接种后1个月的抗A群及抗C群膜炎球菌血清杀菌抗体几何平均滴度(GMT,分别为56.46和19.26)与接种前(分别为3.69和3.72)均有显著性差异(P<0.001)。≤2岁年龄组儿童在接种A+C群脑膜炎奈瑟菌多糖疫苗1个月后,虽然同组儿童的免疫前及免疫后的血清杀菌抗体滴度有显著差异,但较大年龄组儿童血清4倍阳转率低,而且免疫后血清中的杀菌抗体滴度的整体水平也相对较低,提示低年龄组儿童对多糖疫苗的免疫应答水平较高年龄组儿童低。
我国在20世纪80年代开展了A群多糖疫苗的免疫持久性研究,多项调查结果表明对学龄儿童和成人,接种1剂可提供保护作用至少3年,而对4岁以下儿童,在接种1剂疫苗后头2~3年,临床保护作用和特异性抗体水平迅速下降。
【疫苗接种的禁忌证与不良反应】
1.禁忌证 具有以下疾病或病史者,不能接种流脑多糖疫苗。
(1)明确对疫苗成分过敏者。
(2)神经系统疾病和精神病等。如癫、癔症、抽搐等脑疾病或有中枢神经系统感染后遗症及高热惊厥病史等。
(3)有严重疾病,如心脏、肾脏、肝脏疾病,尤其是脏器功能不全者,以及活动性结核等。
(4)患有急性传染病及发热者等,或正在处于疾病的急性期。
2.不良反应 在灭活菌体疫苗、多糖疫苗、蛋白质结合疫苗中,以菌体疫苗反应最重,而现行的各种多糖疫苗均十分安全,严重的全身反应和异常反应极为罕见。
1990年7月至1999年10月,美国在600多万剂的流脑疫苗使用过程中,其疫苗不良反应报告系统(VAERS)共收到关于脑膜炎奈瑟菌多糖疫苗的264例国内不良反应报告,其中38例为严重不良反应,无疫苗相关性死亡报告,也未发现有与脑膜炎奈瑟菌疫苗安全性有关的尚未识别的严重不良反应。其中,9例(3%)为A和C群疫苗引起的不良反应,35例(13%)为A、C、Y和W135群疫苗引起的不良反应,220例(83%)难以确定型别。最常见不良反应为发热(30%)、头痛(17%)、头晕(15%)、接种部位变态反应(13%)、荨麻疹(12%)和感觉异常(10%)。其中,发热、接种部位反应和变态反应与疫苗的因果关联最大。
(1)一般反应:多由于疫苗本身性质决定。疫苗中残留的核酸、蛋白质,尤其是残留的微量内毒素,可引起接种者发热及局部红晕。
最常见的反应有发热,以及注射部位出现红肿和轻度疼痛,可持续1~2d。Wahdan在埃及大规模使用A群多糖疫苗,接种8万余名儿童,仅有少数对象在4~6h后出现直径为1~2cm红肿反应,24h时基本消退,未见全身反应发生。芬兰接种A群多糖疫苗3个月至5岁儿童发热率(≥38.5℃)为0.5%~1.9%,1岁以下较高,3~5岁较低。据广西开展的5~60岁人群A群脑膜炎奈瑟菌多糖疫苗大规模接种反应调查显示,共接种48 422人,发生不良反应40人,不良反应发生率为0.082 6%,主要为发热、头晕、乏力、头痛等,无严重不良反应报告。
郭雪等报道,在河南新县观察Pasteur-Merieux研究所申请在我国注册的(A+C)群多糖疫苗人体反应,60人中中度发热(37.6~38.5℃)2人,发生率3.33%,3人出现红晕反应,发生率5%。张志学等对崇州市2~14岁无相关禁忌证的儿童11 630人接种兰州生物制品研究所生产的A+C群流脑疫苗,发生免疫接种反应51人,发生率为0.44%,以全身弱反应为主的占58.82%,其发生率为0.26%;全身中强反应的发生率为0.18%,局部以中强反应为主占64.70%,其发生率为0.28%。
(2)异常反应:异常反应在多糖疫苗中极为罕见,主要可分为变态反应和神经系统反应两大类。
①变态反应:由于在多糖疫苗中,蛋白质和核酸的含量很低,变态反应的发生率也较低。有报道的变态反应主要有过敏性休克、过敏性皮疹、剥脱性皮炎、过敏性紫癜(或合并肾炎)、全身性水肿及银屑病等。其中以过敏性皮疹多见,有报道其发生率为19.50/10万。变态反应多发生于8~12岁的接种儿童。
②神经系统反应:接种流脑多糖疫苗引起的神经系统反应极为少见,曾报道过的神经系统反应有多发性神经炎、反应性脑病和癫样发作。
【相关疫苗接种的不良反应处理】
1.一般反应的处理 一般不需特殊处理,1~2d后即可自行消失。但对反应较重者则应做对症处理。如发热者给予退热药物,局部红晕者给予热敷等。高热不退者,因密切观察病情,并及时送医院治疗。
2.异常反应的处理
(1)变态反应
①过敏性皮炎:一般经抗过敏治疗即可痊愈,较重者可用激素治疗,局部皮肤有溃破者,可外用甲紫治疗。一般预后良好。
②过敏性紫癜:使用大剂量激素治疗可收到较好的治疗效果,同时应使用止血药,并辅以维生素C等辅助药,以控制再出血。在治疗过程中,要密切注意尿样检查,因为少数病人可转变为过敏性紫癜肾炎。
③过敏性紫癜肾炎:首先可使用青霉素等抗生素药物进行抗炎治疗,并使用肾上腺糖皮质激素、维生素C等抗过敏药进行抗过敏治疗。在积极治疗的同时,密切注意病情变化。
④过敏性休克:应使病人平卧,头放低,保持安静,注意保暖,并使用肾上腺素及抗组胺药;有喉头水肿阻碍呼吸时,可行气管切开术;呼吸衰竭者可用呼吸系统兴奋药。
(2)神经系统反应
①多发性神经炎:与一般的多发性神经炎处理相同,可使用肾上腺糖皮质激素、维生素C、B2和能量合剂进行治疗,如伴有呼吸肌麻痹,则应对病人及时行气管切开术。
②反应性脑病:应使用解痉药和镇静药,同时使用能量合剂和脱水药,缓解脑水肿,病情好转后再用谷氨酸、维生素B1等支持疗法。
③癫样发作:我国河南新乡曾报道1例,经服用氯苯那敏及维生素B1,2d后未再发作。
【问题与展望】
由于流脑病原菌除血清群不同外,各血清群根据2/3族外膜蛋白(OMP)及1族外膜蛋白的抗原性又可分为不同的血清型和血清亚型。由于病原菌存在血清群、血清型和血清亚型的差异以及流行菌群和血清型、血清亚型的变迁和漂移,单一血清群、血清型和血清亚型的流脑菌苗在整体上很难预防流行性脑脊髓膜炎的发生。
同时,由于多糖抗原属TI-Ag,不能激活T细胞及诱发记忆细胞,因而2周岁以下的儿童对多糖抗原、尤其是C群流脑多糖的免疫应答较差,缺乏免疫持久性。而B群流脑多糖对人体无效或仅有很弱的免疫源性,至今试图用B群流脑多糖菌苗预防B群流脑球菌的感染都未取得理想效果。
以上流脑球菌具有的血清群、血清型和血清亚型的多样性以及各种表面抗原的固有特性, 给研究和制备流脑菌苗增加了复杂性。目前提供的菌苗还不能完全满足有效预防各群流脑球菌引起的脑膜炎。目前,世界各国通过多渠道尝试新疫苗的研制工作。
1.多价流脑疫苗的研制和应用 联合疫苗的研制和应用是疫苗发展的必然趋势,可以提高疫苗的覆盖率,避免儿童多次接种,减少疫苗接种管理的难度。目前针对多个血清群的多价流脑疫苗已经得到广泛应用,如A+C群、A+C+Y+W135群等多糖流脑疫苗,并取得了较好的效果。如能进一步将引发流脑的主要血清群都制成多价联合疫苗,对于流脑的预防和控制具有重要意义。
2.多糖-蛋白结合疫苗的研制和应用 目前,已有A群和C群蛋白质结合流脑疫苗在部分国家投入大规模应用阶段,其免疫效果已得到肯定。若将引发流脑的主要血清群都制成结合疫苗或多价结合疫苗,则将会改变目前多糖疫苗在低年龄组人群中免疫源性和免疫持久性差的首要问题,进一步减少流脑对婴幼儿的威胁。
3.脂多糖为基础的菌苗 除荚膜多糖及OMP外,脂多糖也具有免疫源性而作为制备流脑菌苗的第三类表面抗原。LPS含有的脂质A对人体的毒性很大,虽然这部分具有免疫源性并包含不同的免疫型,但很难被用作菌苗的成分。经研究,使用化学方法可将LPS脱毒成为非毒性衍生物,但仍保持其诱导产生特异性抗体的能力;而LPS中的脂肪A除去后得到纯化的核心寡聚糖,也可单独制备成菌苗。
4.含多个血清亚型的多价外膜蛋白菌苗 根据1族外膜蛋白的抗原结构,已经确定的血清亚型达10多个,但其中7个血清亚型覆盖了80%以上的在世界范围内所分离到的B群菌株含有的血清亚型。因此制备含5~10个血清亚型的多价OMP菌苗,可望预防世界上绝大多数地区流行的不同血清亚型B群流脑球菌引起的流行性脑膜炎。
由于疫苗成品中的LPS含量过高,多价OMP菌苗不能简单的通过将各菌株中分离的OMP混合而成,而如果用一定方法降低LPS含量又会影响到外膜的结构和OMP的免疫源性。目前正在利用基因重组技术构建1株能产生多个血清亚型的菌株,即选用1个菌株作为母本,保留其1族蛋白,将母本中编码其他无保护力蛋白质的基因用其他菌株的1族蛋白基因置换,最后形成新的重组菌株,即可产生不同菌株的1族外膜蛋白质。由这样的菌株生产的OMP菌苗,不仅含有多个血清亚型,而LPS的含量也很低。
5.蛋白合成抗原为基础的菌苗 应用蛋白质合成技术,已经成功的合成了线型1族OMP,并多次尝试用这些线型蛋白质抗原诱导的抗体识别位于1族OMP的抗原决定族,但都没有成功,证明这个抗体根本就不能识别自然状态的1族OMP的抗原决定族。在ELISA中显示线型蛋白免疫后的血清中含有高效价的抗体,但这个血清的杀菌活性很差或无。
1族OMP是由8个环构成的多肽链,其所含的两个抗原决定族分别位于1环和4环上。由于1族OMP的三维结构还不十分清楚,环状肽链的1环和4环的空间大小也很难确定。线型合成的蛋白质未能成功诱导能识别1族OMP的抗体,合成环状的1族OMP抗原是必要的。由于不能准确的确定1环和4环的大小,合成的环状1族OMP只能做到尽可能地与自然1族OMP相似。
已在实验室内制备一种由36个氨基酸组成的环状多肽链,对家兔免疫后显示能产生杀菌抗体但水平较低,可能是合成的环状肽链上缺乏主要的T细胞抗原决定族。
6.抗遗传基因型抗体为基础的菌苗 这是根据抗遗传基因型原理将TI-Ag转换成TD-Ag的途径。一个抗原诱导产生抗体(Ab1),Ab1可变区的抗原识别位点具有特异性被称为遗传基因型,将Ab1作为抗原诱导产生另一个抗体(Ab2),Ab2的抗原结合位点可能就和第一个抗原的结构相同,即可作为模仿的抗原当做菌苗使用。将抗流脑多糖的单克隆抗体(Ab1)作为抗原诱导产生抗体(Ab2),这个抗体可作为模仿的多糖抗原对人体免疫而诱导产生抗体(Ab3),这个抗体就可识别原来的多糖抗原。整个过程实际上是将多糖抗原转化成模拟多糖的蛋白质抗原,从而能够激活T细胞。目前Ab2是否能作为菌苗用于预防接种正在研究中。
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