疫苗概况:细菌性脑膜炎

Vaccine profiles: Bacterial meningitis

如果不进行治疗,多达一半的脑膜炎病例是致命的,但疫苗几乎完全消除了世界某些地区某些致病细菌的爆发。

Bacterial meningiti – 3D illustration
细菌性脑膜炎–3D插图

一种传染病可能在一夜之间蔓延开来,并在几小时内杀死一个原本健康的孩子,这是每个父母的噩梦。因此,脑膜炎仍然是撒哈拉以南非洲最可怕的疾病之一。在西方国家,父母也习惯于对儿童皮疹做出反应,匆忙寻找一个玻璃杯来压住它们:脑膜炎的典型针刺疹通常不会在压力下消退,应该作为医疗紧急情况处理。

细菌性脑膜炎被证明如此难以对抗的一个原因是,它是由许多不同类型的细菌引起的。尽管存在针对其中一些疾病的有效疫苗,但仍然没有预防该疾病的通用疫苗。

脑膜炎是脑膜的一种感染,脑膜是包围大脑和脊髓的薄层。在某些情况下,导致这种感染的细菌也可能引发败血症或败血症,这是血液中毒的医学术语,是导致皮疹的原因——尽管不是每个患者都会出现这种情况。脑膜炎也可以由病毒、真菌或寄生虫引发,但细菌性脑膜炎是一个特殊的问题,因为它相对常见,而且往往更致命。

细菌性脑膜炎

细菌性脑膜炎被证明如此难以对抗的一个原因是,它是由许多不同类型的细菌引起的。尽管存在针对其中一些疾病的有效疫苗,但仍然没有预防该疾病的通用疫苗,并且在防治脑膜炎方面的进展落后于许多其他疫苗可预防的疾病。最近出版的一本全球路线图到2030年战胜脑膜炎的目标为弥合这一差距注入了新的活力,但挑战依然巨大。

最常见的细菌性脑膜炎是脑膜炎球菌(由脑膜炎奈瑟菌),肺炎球菌(由肺炎链球菌)、Hib(由b型流感嗜血杆菌引起)和链球菌(由链球菌,也称为B组链球菌),两者加起来超过一半的死亡脑膜炎的威胁。前三种细菌通常生活在鼻子或喉咙里,可以通过咳嗽、打喷嚏或长时间接吻在人与人之间传播。B组链球菌倾向于存在于肠道或阴道中,但可能在出生时传给婴儿,在少数情况下导致新生儿脑膜炎。

从无害到有害

虽然这些细菌通常在我们体内相对无害,但如果它们突破我们的防御,进入血液,感染脑膜——引发炎症,给大脑带来压力,问题就来了。其中一些还可能引发败血症——对播散性感染的压倒性免疫反应,可导致组织损伤、器官衰竭和死亡——而肺炎链球菌也是肺炎的主要原因,肺炎每年导致的儿童死亡人数超过其他任何疾病。

细菌性脑膜炎可以影响世界上任何地方的任何人,但它在婴儿和幼儿中更常见,他们的免疫系统尚未发育完全,在青少年和年轻人中也更常见。生活在撒哈拉以南非洲地区的人们非洲脑膜炎带由于12月至6月期间持续的高水平细菌携带和感染以及炎热、干燥和多尘的条件,患脑膜炎球菌性脑膜炎的风险特别高。这可能会刺激人们的气道内层,使这些细菌更容易侵入血液并传播到脑膜。

尽管古希腊学者希波克拉底描述了一位患有大脑内层炎症的患者,但第一次有记录的脑膜炎大流行发生在1805年的瑞士日内瓦。

脑膜炎症状

因为它是由许多不同的生物体引起的,所以从接触到出现脑膜炎症状之间的潜伏期从两天到十天不等。这些症状可能包括突然出现发烧、头痛或颈部僵硬,以及恶心或呕吐,感到昏昏欲睡或困惑,或突然讨厌强光。在某些情况下,但不是所有情况下,人们会发展出鲁莽的,由细菌毒素破坏血管,导致血液渗漏到周围组织引起。在脑膜炎球菌性脑膜炎患者中,皮疹尤其常见,通常开始时是红色的小针刺,很快就会扩散,并变成红色或紫色的斑点,在压力下不会褪色。

患有脑膜炎的婴儿可能会易怒、拒绝进食、嗜睡或难以醒来。他们也可能发烧,或者头顶的柔软部位(囟门)可能会凸出。

细菌性脑膜炎是严重的,大约十分之一患有这种类型脑膜炎的严重患者会死亡——有时在出现症状的几个小时内死亡。大约五分之一的人会出现严重的并发症,如听力或视力丧失、癫痫、记忆、注意力、运动或平衡问题、四肢缺失或骨骼、关节和肾脏问题。据估计,全球范围内250万例每年发生脑膜炎,导致大约250,000人死亡。

早期流行病

尽管古希腊学者希波克拉底描述了一位患有大脑内层炎症的患者,但第一次有记录的脑膜炎大流行发生在1805年的瑞士日内瓦。在整个19世纪,欧洲、南北美洲、非洲和西亚报告了进一步的流行病泰国(Thailand)世纪,导致69%到100%出现症状的人死亡。

这个新的和可怕的疾病最初被命名为恶性非传染性疾病(非传染性恶性脑热)。人们尝试了各种方法来减少死亡人数,从放血到每天三次浸泡在热水中,到用催吐剂(引起呕吐的物质)、酒精饮料、鸦片或奎宁治疗。

1875年,一位名叫西奥多·克莱布斯(Theodor Klebs)的医生在死于这种疾病的患者的脑脊液中发现了细菌——这一发现随后得到了其他科学家的证实——1891年,医生开始用腰椎穿刺术治疗患者,将一根针插入脊柱以抽取一些液体,目的是降低大脑和脊髓的压力,减少细菌负荷。

实验开始时的20泰国(Thailand)世纪奠定了现代脑膜炎疫苗的基础,证明了感染马的血清可用于治疗脑膜炎球菌病患者。1941年青霉素的发现标志着对抗脑膜炎的另一个里程碑,并且仍然是今天治疗的支柱,尽管它并不总是足够快地防止细菌造成的损害,使得及时诊断和治疗至关重要。

疫苗产生了巨大的影响。在引入Men A疫苗之前,血清群A在位于非洲脑膜炎带的26个国家中占脑膜炎流行的80–85%。截至2021年4月,其中24个国家开展了大规模疫苗接种活动,血清群A脑膜炎的发病率下降了99%以上。

现代疫苗

在学习如何训练免疫系统对抗引起脑膜炎的细菌时,科学家发现免疫细胞对这些细菌表面的复杂糖(称为多糖)的反应比对细菌蛋白质的反应更好。更好的是,如果这种多糖与一种来自不同类型细菌的蛋白质结合或“共轭”,就会引发强烈的免疫反应。因此,结合疫苗的发展标志着脑膜炎预防的重大突破。

首先获得许可的是Hib疫苗在1987年,它在20世纪90年代被引入许多国家。现在有多种疫苗制剂可供使用,既可单独预防Hib,也可作为预防其他疾病的联合疫苗,如预防Hib、白喉、百日咳、破伤风和乙型肝炎的五价疫苗。在已引入Hib常规疫苗接种的国家,严重感染率下降了90%以上。

脑膜炎球菌疫苗

随后出现了针对其他类型细菌性脑膜炎的疫苗。脑膜炎球菌性脑膜炎由脑膜炎球菌的12种不同亚型(称为血清群)引起,其中血清群A、B、C、W、X和Y引起的疾病最多。今天,存在多种脑膜炎球菌疫苗配方,包括仅针对血清群A或C的人A和人C疫苗;预防血清群C和Y的二价疫苗;以及针对血清群A、C、W和Y的多价疫苗,例如MenACWY和MCV4疫苗。还有一种针对b血清群的蛋白质疫苗。

这些疫苗一起产生了巨大的影响。在推出之前男性接种疫苗在位于非洲脑膜炎带的26个国家中,血清群A占脑膜炎流行的80–85%。截至2021年4月,其中24个国家开展了大规模疫苗接种活动,血清群A脑膜炎的发病率下降了99%以上。

然而,挑战依然存在。男性疫苗接种的持续高覆盖率对于避免这种疾病的复发至关重要。一个新的高侵袭性菌株C型脑膜炎目前正在整个西非蔓延,增加了爆发的风险,而且仍然没有针对血清群X脑膜炎球菌的广泛可用的疫苗——尽管印度血清研究所正在开发一种五价疫苗这将涵盖血清群A、C、W、Y和x。

肺炎球菌疫苗

如果脑膜炎球菌血清型的数量听起来势不可挡,肺炎球菌更糟糕的是。它有超过97种不同的血清型,其中23种负责大多数疾病。目前,有两种不同的结合疫苗在使用中,可以预防10或13种血清型。其他正在开发中。

针对所有23种血清型的多糖疫苗也存在,但被认为不如结合疫苗有效,并且主要用于保护老年人免于肺炎,而不是预防脑膜炎。

B组链球菌疫苗

B组链球菌(GBS)感染每年导致约150,000名婴儿死亡,超过50万名早产,并且是长期残疾的重要原因。它有十种不同的血清型,其中1a、1b、II、III、IV和V型引起的疾病最多。

针对母亲和婴儿的几种候选疫苗正在开发中,但还没有一种可用。

未来的挑战

到2030年战胜脑膜炎的世卫组织路线图有三个目标:消灭细菌性脑膜炎流行病,将疫苗可预防的细菌性脑膜炎病例减少50%,死亡减少70%,以及减少脑膜炎后残疾和提高生活质量——所有这些都要在未来八年内完成。

开发新的负担得起的疫苗以及提高这些疫苗和现有脑膜炎疫苗的接种覆盖率是该计划的一部分。然而,还有其他挑战。如果不治疗,多达一半的患者会死于脑膜炎,抗生素治疗必须尽快开始才能有效,但抗生素耐药性是一个越来越大的威胁。2017年,世卫组织公布了最迫切需要新抗生素的12种细菌的名单,包括肺炎链球菌和流感嗜血杆菌。其他人在列表,诸如沙门氏菌金黄色葡萄球菌,以及肠杆菌科,还会引起脑膜炎和败血症。

在与细菌性脑膜炎的斗争中已经取得了巨大的进展,但是还需要巨大和持续的努力来战胜这一导致儿童残疾和死亡的主要原因。

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