肺炎链球菌脑膜炎(pneumococcal meningitis,PM),婴儿期较多,新生儿也可发病。虽然医疗水平在不断进步,但该病的死亡率仍占16%~37%。据估计,30%~52%的幸存者可能发生神经系统后遗症,如听力丧失、局灶性神经功能缺陷及认知障碍等,造成严重的疾病负担。
肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)是革兰阳性球菌,属于链球菌科,链球菌属,菌体常呈矛头状,常成双排列,宽端相对,尖端向外,故又名肺炎(双)球菌。无鞭毛,无芽胞,有荚膜,人工培养后荚膜可消失。该菌为兼性厌氧菌,在(35 ±2)℃5%~10%CO2环境中生长最好,培养时营养要求高,在体液和培养基中可呈单一球菌或链状排列。在固体培养基,培养初期菌落隆起呈穹隆形,培养时间延长,细菌产生的自溶酶裂解细菌,菌落中央凹陷,边缘隆起成“脐状”。表面活性剂如胆汁或脱氧胆酸盐可激活自溶酶,加速菌体自溶。菌落周围有不完全(α)溶血带,菌落与α型溶血型链球菌相似,可通过胆汁溶菌试验、Optochin抑菌试验等鉴别。液体培养基中培养24小时,液体呈均匀混浊,后期可因细菌产生自溶而变得澄清。
该菌可分解多种糖类,产酸不产气。大多数新分离出的肺炎链球菌可发酵菊糖,故菊糖发酵试验(inulin fermentation test)在鉴别肺炎链球菌与甲型溶血性链球菌时有一定的参考价值。肺炎链球菌耐干燥,在干痰中能生存数月,阳光直射1小时或加热56℃ 10~20分钟则死亡,对一般消毒剂敏感。
肺炎链球菌通常在人体鼻咽部寄居,可以通过呼吸道飞沫传播。大多数情况下细菌与机体处于共生状态,携带者多不发病。少部分发病者,肺炎链球菌在局部通过呼吸道局部浸润,可扩散至鼻窦、中耳腔、气管、支气管和肺泡,引起鼻窦炎、中耳炎和肺炎。在局部,细菌通过各种毒力因子的作用,黏附机体黏膜,逃避免疫细胞的吞噬,大量繁殖,破坏和逃避机体免疫屏障,可能进入血流,引起菌血症和脓毒血症,并可能通过血脑屏障引起脑膜炎,还可能其他器官或组织,引起一些少见的感染,如心内膜炎、骨关节炎等。
荚膜(capsule)是肺炎链球菌的毒力主要决定因素,是其最重要的毒力因子,有荚膜肺炎链球菌的毒力比无荚膜的至少要强105倍。荚膜是细胞壁外一层胶状物质,荚膜多糖保护肺炎链球菌不受中性粒细胞的吞噬,并影响细菌与上皮细胞的黏附。纯化的荚膜多糖直接滴注入肺时不引起炎症反应,根据荚膜多糖抗原性的不同可将肺炎链球菌分为90多个血清型。球菌不产生外毒素,其致病力主要靠荚膜侵袭作用。感染后,机体可获得短期免疫力,容易复发、再发,与细菌型别繁多、免疫期短有关。除了荚膜多糖,所有血清型的肺炎链球菌都有含多糖的细胞壁(cell wall),细胞壁多糖的结构比荚膜多糖更加保守,在肺炎链球菌的黏附过程中以及炎症反应中起着重要作用。此外,肺炎链球菌还有很多蛋白质毒力因子,在致病过程中发挥作用,包括肺炎链球菌表面蛋白A(pneumococcal surface protein A,PspA)、肺炎链球菌表面黏附素A(pneumococcal surface adhesion A,PsaA)、肺炎链球菌溶血素(pneumolysin,Ply)、自溶酶(autolysin,Lyt)、神经氨酸酶(neuraminidase)等。
北京儿童医院与合肥市有关单位合作研究表明急性化脓性脑膜炎的发生率:<15岁,9.3/10万;<5岁,19.2/10万;肺炎链球菌脑膜炎的发生率为1.5/ 10万。21世纪初南宁市<5岁儿童肺炎链球菌脑膜炎发病率1.3/10万。常泰吉等总结化脓性脑膜炎500例,占同期住院患者的2.58%。脑脊液涂片、培养和血培养阳性率分别为60.0%、36.7%和42.2%,肺炎链球菌分别占53.9%、57.1%和26.3%,均居首位。因为受抗生素应用的影响,化脓性脑膜炎的病原学结果常常不能明确。抗原检测不受抗生素应用的影响,有利于细菌感染性疾病的研究。北京儿童医院报道128例1月龄~12岁化脓性脑膜炎患儿(占同期收治化脓性脑膜炎病例的78%),应用CIE方法结合细菌学检测脑脊液等标本,明确病原111例,b型流感嗜血杆菌、肺炎链球菌、脑膜炎双球菌脑膜炎分别占总受检例数的28.9%、14.1%和48.4%;84例脑脊液培养仅有14例阳性,检出b型流感嗜血杆菌、肺炎链球菌、脑膜炎双球菌分别占受检例数的4.8%、7.1%和4.8%。回顾我国1980年以后含有儿童化脓性脑膜炎病原学检测结果的报告显示,诊断为化脓性脑膜炎的患儿中,肺炎链球菌检出率多在10%~30%。上述表明,肺炎链球菌是我国儿童化脓性脑膜炎的重要病原之一。同时,由于抗生素滥用等原因细菌培养阳性率很低,这可能令人低估细菌性疾病的发生率,从而影响对细菌性疾病的疾病负担的正确评估。
近20多年,肺炎链球菌的耐药菌株(PRP)在不断增加,中度耐药株已在全世界发现,而高度耐药株也在许多国家出现。北京地区耐青霉素的肺炎链球菌达15%以上。耐药基因是逐步获得的,具有多基因特性。耐药的发生是由于PRP耐青霉素结合蛋白(penicillin binding protein,PBPs)特别是 PBP1和PBP2改变所致。对青霉素敏感性降低的菌株,通常与其他抗生素有交叉耐药,最常见对所有β-内酰胺类抗生素、氯霉素、利福平等耐药,但对万古霉素敏感。
发病季节与呼吸道疾病流行有密切关系,常继发于上感、肺炎、中耳炎及乳突炎之后。有些患儿原发病灶不易找出。少数患儿继发于颅底骨折、颅骨外伤或脑外科手术后。有先天畸形,如皮样窦道、脑脊膜膨出、椎管畸形的小儿,细菌常可由此侵入致病。小儿4岁前施行脾切除术后发生暴发型败血症时,也易见本症。
脓液和粘连比较集中于大脑表面,顶部较多,有如帽状,脑底脓液较少。晚期患者病变较为普遍而严重。常见并发症有硬脑膜下积液或积脓。病程较长者可致脑室扩大,甚至形成脑积水。
为了尽快杀灭致病菌,控制感染,主张使用大剂量青霉素(penicillin),因一般剂量的青霉素通过血脑屏障浓度有限,不易达到有效治疗目的。常用剂量为500万~1000万U/d,或80万U/(kg· d),分4~6次静脉滴注。以选用青霉素钠盐为宜。不必联合使用其他抗生素,一般也不主张鞘内注药。也可使用氨苄青霉素300mg/(kg·d),分4~6次静脉滴注。当患儿对青霉素过敏或细菌对青霉素耐药时,应依药敏试验选择药物,如氯霉素或三代头孢菌素。对复发病例有主张用氨苄青霉素与氯霉素联合治疗,若细菌耐药,则可选用三代头孢菌素或丁胺卡那霉素、万古霉素。以往的万古霉素制剂由于肾及耳毒性已很少用于治疗化脓性脑膜炎。近年来由美国Lilly公司生产的万古霉素(稳可信,vancomycin)用于治疗耐青霉素的肺炎链球菌已取得良好疗效。剂量为40~60mg/(kg·d),分3~4次静脉注射。每次给药时间至少60分钟以上。其副作用为肾毒性,有患者血清肌酐或BUN浓度增加,多见于原来患肾功能不全者。停药后大部分患者氮质血症可消失。耳毒性见于肾功能不全及预先已有听觉障碍者或同时与其他耳毒性药品并用时。抗生素用至脑脊液完全正常后2周左右停用,全部疗程约需3~4周。治疗顺利时,无须反复作腰穿检查脑脊液。对晚期患儿应酌情延长用药时间,并考虑鞘内注射青霉素。若椎管内脓液稠厚,不易流出,可用生理盐水反复冲洗,并注入青霉素。还可考虑脑室穿刺注药,尽一切可能积极治疗。
对肺炎链球菌引起侵袭性肺炎链球菌病(invasive pneumococcal diseases,IPDs)患儿,疑似肺炎链球菌脑膜炎或其他细菌性脑膜炎的所有儿童(包括新生儿),初始经验治疗应使用万古霉素联合头孢噻肟或头孢曲松。如对β-内酰胺类(青霉素和头孢菌素)过敏者,可考虑万古霉素和利福平联合给药。可供选择以治疗肺炎链球菌脑膜炎的其他抗菌药物包括美洛培南或氯霉素(谨慎使用!)。一旦获取脑脊液培养和药敏结果,则应据此调整抗菌药物。如果对青霉素、头孢噻肟或头孢曲松敏感,则应停止万古霉素的继续使用,只有当肺炎链球菌对青霉素和头孢噻肟或头孢曲松不敏感时,才应该继续使用万古霉素。
患儿应卧床休息,要供给足量水分。除脑性低钠血症外,一般发生严重电解质紊乱者较少。因此,婴幼儿输液可给维持液或其他1/3张液体,按60~80ml/(kg·d)计算。必须防止补入过多液体,以免发生脑水肿而加重病情。但若仅补入无盐溶液,即使并未过量,亦易引起水中毒。
患儿就诊时或在治疗过程中,若有频繁惊厥或颅内压增高,必须作紧急处理。频繁惊厥如不控制,将引起脑缺氧及呼吸衰竭。对颅内压增高者应用脱水疗法。若因硬脑膜下积液较多,而发生颅内压增高时,应及时作硬脑膜下腔穿刺放液减压。
美国、英国等42个国家将7价、10价或13价肺炎链球菌结合疫苗(7/10/13-valent pneumococcal conjugate vaccine,PCV7/PCV10/PCV13)列入国家计划免疫后,严重肺炎链球菌感染的发病率显著下降。Tsai等统计了美国1994~2004年的住院患儿中(包括1000多所医院,其中>20%是社区医院)肺炎链球菌脑膜炎的发病率下降33%,从菌苗上市前(1994~1999年)的0.8例/10万下降至(2001~2004年)0.5例/10万。其中<5岁的儿童发病率下降最明显(<2岁的儿童中下降 66%,2~4岁的儿童中下降51.5%),其他各年龄段人群的发病率均有所下降。同时,非疫苗血清型定植、致病增多,在分离株中所占比例升高,该现象称为血清型替换(serotype replacement)。某些单个非疫苗血清型导致的侵袭性疾病发病率已经呈现明显上升,如3、19A、22F和33F型,某些非疫苗血清型菌株的抗生素耐药性也增强,值得关注。