了解新疆维吾尔自治区（新疆）流行性脑脊髓膜炎（流脑）的流行病学和病原学特征。
资料来源于中国疾病预防控制信息系统和新疆CDC保存的1960-2019年流脑发病数据，分析其流行病学特征。采用分离培养和荧光PCR对临床标本进行检测，并开展健康人群带菌调查。采用玻片凝集和荧光PCR方法检测菌株的血清群，采用多位点序列分型（multi-locus sequence typing，MLST）方法检测脑膜炎奈瑟菌（Nm）菌株分子分型特征。
1960-2019年新疆流脑年发病率为0.02/10万~81.32/10万，病死率为1.05%~20.78%。喀什地区、阿克苏地区、乌鲁木齐市、昌吉回族自治州与和田地区发病数位居前5位。1990年以前，病例和密切接触者均以A群为主（81.82%）；1990年以后，出现B、C、W和Y群病例（14.00%），密切接触者没有明显优势的血清群，B、A、W、Y、C群分别为23.28%、18.53%、15.52%、9.91%、7.33%。健康人群带菌率为15.50%，16~岁带菌率最高（25.53%），菌株主要血清群为B（52.11%）、W（20.66%）、C（12.21%）和Y（9.39%）。MLST分子分型结果显示，新疆Nm菌株主要克隆群为ST-4821、ST-175和ST-5克隆群，病例Nm菌株以ST-5和ST-4821克隆群为主。
1960-2019年新疆流脑发病率存在地区差异，健康人群带菌率高，Nm菌株血清群正在发生变迁。应在重点地区加强流脑疫情的防控，防止流脑的暴发流行。
流行性脑脊髓膜炎（流脑）是由脑膜炎奈瑟菌（Neisseria meningitides，Nm）感染引起的法定报告乙类传染病。据估计，全世界每年约有120万Nm感染病例（以流脑为主），死亡人数高达13.5万人［1, 2］，且5%~15%的病例愈后仍会留下严重的后遗症［3］。Nm为条件致病菌，可无症状定植于健康人鼻咽部，在机体抵抗力低下时引起感染。作为Nm唯一的宿主，约10%的健康人携带该菌，成为流脑流行潜在的传染源［4］。根据荚膜多糖的抗原结构，Nm可分为A、B、C、X、Y、W、Z、E、L、H、I、K 12种血清群，目前发现的侵袭性病例中95%以上由A、B、C、Y、W和X 6种血清群感染引起［5］。
2005年以来，我国进入流脑低发期，全国平均发病率为0.02/10万~0.18/10万［6, 7, 8］。然而，在全国整体发病水平较低的情况下，新疆维吾尔自治区（新疆）流脑发病率却始终居于全国前列，2004-2012年发病率为0.11/10万~1.15/10万，明显高于其他省份，且时有暴发流行［9］。为了有效降低新疆流脑的发病水平，首先要了解该地区流脑的流行特征，以便制定有针对性的防控策略。了解一个地区流脑的流行趋势不仅要了解流行病学发病特征，还要了解病原学特征。不同国家和地区流行的菌群不同，即使在同一地区不同时期，因疫苗接种等原因流行菌群也会不断发生变化。了解菌群结构的变化，对制定有效的疫苗免疫策略至关重要。本次研究通过收集和分析新疆历年各地区流脑的流行病学发病资料，检测疑似病例、密切接触者、健康人群来源的标本以及Nm菌株，弄清新疆流脑的流行特征和Nm的菌群结构。
1. 资料来源：中国疾病预防控制信息系统和新疆CDC保存的流脑发病数据。病例诊断依据《全国流行性脑脊髓膜炎监测方案》和《流行性脑脊髓膜炎诊断标准》。病例类型包括临床诊断病例和实验室确诊病例，排除疑似病例。2009年及以前，实验室确诊病例以细菌培养为主，2010年以后，将荧光PCR作为流脑实验室检测方法之一。人口资料来源于中国疾病预防控制基本信息系统。
2. 病原学检测：收集1985-2019年新疆流脑病例及密切接触者脑脊液、血液、咽拭子标本及Nm菌株。2009年以前主要通过细菌培养进行病原学检测，本研究的菌株信息主要来源于中国CDC传染病预防控制所。2009年以后的标本和菌株由新疆CDC收集保存，检测方法为细菌培养及荧光PCR，依据《流行性脑脊髓膜炎诊断》（WS 295- 2019）进行细菌培养和荧光PCR检测。DNA提取采用QIAamp DNA Blood Mini Kit，荧光PCR引物/探针由北京天一辉远生物公司合成，2×mix由大连宝生物有限公司生产。阳性菌株/标本进行A、B、C、X、Y、W等基因群的鉴定，6个基因群检测均阴性者，定义为未分群菌株/标本。
3. 健康人群带菌调查：根据文献［7, 8］，Nm在健康成人和儿童咽部的携带率约为10%，按照携带率10%，允许误差2%，根据横断面调查样本量计算公式n=，n=864。按照流脑发病率高低及地理位置分布等特征，于2012、2014、2016、2018、2019年分别在10个县开展Nm带菌率调查，其中南疆（1 499）包括阿克苏地区（阿克苏）、喀什地区（喀什）、和田地区（和田），北疆（523）包括伊犁哈萨克自治州（伊犁州）、阿勒泰地区（阿勒泰），东疆（242）包括吐鲁番市。根据8个年龄段（<3、3~、6~、11~、16~、21~、26~、≥36岁），采用分层整群随机抽样方法，确定采样对象。现场对调查对象进行信息登记，并采集咽拭子标本，立即接种于双抗巧克力培养基（广州环凯微生物科技有限公司）上，在4 h内将培养基保温运输至实验室，置5% CO2，37 ℃，培养24~72 h，每日观察细菌生长情况，及时对培养基上的可疑菌落进行转种和鉴定，鉴定方法同病原学检测方法。
4. 菌株多位点序列分型（Multi-locus sequence typing，MLST）：选取部分Nm菌株，参照pubMLST技术指南（http：//pubmlst.org/neisseria）进行基因测序，检测Nm的7个管家基因abcZ、adk、aroE、fumC、gdh、pdhc和pgm，并比对数据库，获得相应的等位基因号和序列型（sequence type，ST）及其所属的克隆群（clonal complex，cc）。采用Bionumerics 5.10软件分析ST型，构建最小生成树。
5. 统计学分析：采用Excel 2007软件录入数据，采用SPSS 18.0软件分析和处理实验数据。计数资料采用χ2检验分析差异性，双侧检验，检验水准α=0.05。
1. 流行病学特征：
（1）时间分布：1960-2019年，新疆共报告流脑病例33 229例，年发病率0.02/10万~81.32/10万，死亡2 458例，病死率为1.05%~20.78%。1967年发病率（81.32/10万）最高，病例数为7 090例，死亡445例，死亡率为5.10/10万，病死率为6.28%。1980年和1985年另出现2个发病高峰，发病率分别为13.01/10万和20.23/10万，病死率分别为5.26%和6.58%。1990年以后，流脑发病率在低位波动，2007年出现小高峰，发病率为1.16/10万。2010年以后年发病数均降至100例以下，发病率低于0.50/10万，但病死率较之前无明显变化，仍在4.30%~17.39%之间（图1）。
（2）地区分布：14个地（州、市）中，报告病例数位居前5位的为喀什（4 713例）、阿克苏（4 544例）、乌鲁木齐市（3 514例）、昌吉回族自治州（昌吉州）（3 386例）及和田（3 116例）。以10年为1个时间段，分析各时间段流脑发病情况：1960-1969年，吐鲁番市、昌吉州发病率较高（43.94/10万、42.91/10万），克孜勒苏柯尔克孜自治州（克州）、和田的发病率较低（<5.00/10万）。1970-1979年，仅吐鲁番发病率高于10.00/10万。1980-1989年，吐鲁番市、和田、阿克苏、克州、伊犁州、昌吉州、克拉玛依市发病率高于10.00/10万。1990-1999年，吐鲁番市、和田、喀什、阿克苏、克州发病率>1.00/10万。2000-2009年，发病率除和田地区外均降至1.00/10万以下。2010-2019年，各地区发病率均下降至0.50/10万以下（图2）。
（3）人群分布：2004-2019年，新疆共报告流脑病例1 085例，死亡97例，病死率为8.94%。其中男性681例，女性404例，性别差异无统计学意义（χ2=10.56，P=0.78）。发病年龄<15岁占64.24%（797），其中≤5岁占29.40%（319），<1岁组发病数占10.41%（113）。
2. 病原学特征：
（1）病例及密切接触者：156例病例标本中Nm阳性者共58例，其中31例来源于脑脊液标本，18例来源于血清标本，9例标本信息不详。其中A、B、C、W、Y群分别为47、4、1、1、1例，余4例为未分群。564例密切接触者的咽拭子标本中Nm阳性者共235例，其中A、B、C、W、Y群分别为45、55、17、36、23例，余58例为未分群。
病例与密切接触者在1990年以后血清群构成均发生了明显的变化。1990年以前，病例和密切接触者均以A群为主（9例，81.82%）；1990年以后，病例仍以A群为主（40例，80.00%），但出现了B、C、W和Y群（7例，14.00%）；密切接触者没有明显优势的血清群，B、A、W、Y、C群分别占23.28%、18.53%、15.52%、9.91%、7.33%（图3）。
膜炎病例及密切接触者脑膜炎奈瑟菌血清群构成
（2）健康人群：2 264份健康人群咽拭子标本中，共分离出Nm菌株351株，带菌率为15.50%，其中南疆地区带菌率最高（19.55%），东疆和北疆地区带菌率分别为11.57%和5.74%，差异有统计学意义（χ2=59.65，P<0.001）。3个地区均以B群为主（52.11%），W、C、Y和A群带菌率分别为20.66%、12.21%、9.39%和1.41%（表1）。
1960-2019年新疆维吾尔自治区不同地区脑膜炎奈瑟菌带菌率及血清群
1960-2019年新疆维吾尔自治区不同地区脑膜炎奈瑟菌带菌率及血清群
| 地区 | 样本量 | 阳性数 （%） | 血清群 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A | B | C | X | Y | W | 未分群 | |||
| 南疆 | 1 499 | 293（19.55） | 2 | 88 | 24 | 1 | 19 | 40 | 119 |
| 北疆 | 523 | 30（5.74） | 1 | 10 | 2 | 0 | 1 | 2 | 14 |
| 东疆 | 242 | 28（11.57） | 0 | 13 | 0 | 0 | 0 | 2 | 13 |
| 合计 | 2 264 | 351（15.50） | 3 | 111 | 26 | 1 | 20 | 44 | 146 |
注：南疆包括阿克苏地区、喀什地区与和田地区；北疆包括伊犁哈萨克自治州、阿勒泰地区；东疆包括吐鲁番市
总的带菌率随着年龄增长逐渐增高，至16~岁达最高（25.53%），随后又随着年龄增长逐渐降低，≥36岁年龄组最低（4.50%），16~和≥36岁组的带菌率差异有统计学意义（χ2=137.06，P<0.001）。不同年龄组携带菌株的血清群构成也有差异，≥36岁年龄组分离的菌株中，B群占比明显高于其他年龄组（图4）。
脑膜炎奈瑟菌带菌率
（3）MLST分型：选择不同来源和不同血清群的123株菌株进行MLST分型，其中来自患者、密切接触者、健康携带者的菌株分别为14、14、95株。123株菌株共分为30种ST型，其中21种ST型（93株菌株）可归入9个克隆群，其余30株菌株为无克隆群归类菌株（UA）。菌株数最多的克隆群为ST-4821克隆群（cc4821）（43）、cc175（28）和cc5（12）；cc5中的菌株全部来自患者和密切接触者，这些菌株分离于1985-2018年，均为A群。cc175菌株主要来自2018、2019年聚集性疫情中的病例及密切接触者。cc4821菌株分离于2013-2019年，涉及B、C、W以及不可分群，其中仅4株菌株来自患者或密切接触者。在cc4821中，ST-8491为优势ST型（15），该ST型除3株为不可分群菌株外，其余均属于W群（图5）。
注：每个独立的圆圈代表1种不同的序列型（ST），圆圈的大小代表菌株数的多少；圆圈之间的距离（以横线表示）代表2个ST型之间的差异，横线上数字代表不同等位基因的数量；连接圆圈的背景颜色代表不同的克隆群，无背景颜色的圆圈为无克隆群归类菌株
本研究发现1960-2019年新疆流脑不同地区发病率的差异以及这种差异随时间发生的变化。1980年以前，新疆各地发病率差异不大，此后，随着流脑疫苗的接种，流脑的流行区域逐步缩小，大部分病例来自和田和喀什地区。推测这两个地区发病率高的原因可能与疫苗接种率有关。根据既往研究结果，南疆流脑疫苗接种率明显低于北疆，与这2个地区发病率的差异吻合，说明2008年以后南疆地区流脑高发病率与疫苗接种率相对较低相关［10, 11］。
1960-1989年，新疆Nm血清群以A群为主，1990年以后菌群日趋复杂，出现了B、C、W、Y常见致病血清群。纳入国家免疫规划的流脑疫苗覆盖的血清群（A、C群）所占的比例仅为47.41%，未覆盖的血清群中W和Y群引起的病例达26.29%。目前A/C/Y/W四价多糖疫苗仅作为非免疫规划疫苗自愿接种，在发病率较高的南疆地区，该疫苗接种率较低，达不到保护易感人群的作用，这可能是W和Y群流脑多发的原因之一。另外，由A、C、W、Y群引起的暴发尚可通过接种疫苗进行控制，但我国目前尚无B群流脑疫苗，如果发生B群流脑暴发疫情，形势将更加严峻。此外，有相关研究发现，我国B群流脑菌株具有和其他国家菌株不同的遗传特征和疫苗相关蛋白型别［12］，国外的B群流脑疫苗是否可用于我国B群流脑疫情防控还未可知，新疆的B群Nm菌株和全国其他省份的菌株克隆群分布相近，提示也存在防控难度。
健康人群带菌状况与流脑流行密切相关［13］。新疆健康人群Nm携带率明显高于其他省份［14］，说明新疆是流脑暴发的高风险地区。降低人群携带最有效的方法是接种多糖结合疫苗［15］，但是我国免疫规划中使用的是流脑多糖疫苗，该疫苗无法消除健康人群携带［15, 16］，因此，用结合疫苗替代多糖疫苗将是新疆流脑防控的重要问题。
从年龄分布来看，在健康人群中16~20岁组Nm带菌率最高，该人群多数为高中生，由于调查的高中生中，以寄宿制学校为主，学生居住环境相对拥挤，容易造成病原菌的传播和流行，这可能是导致这一年龄组带菌率高的原因之一［16］。在今后的研究中，可对带菌率高的人群进一步进行专项调查，了解其带菌率较高的危险因素，以便有针对性的采取措施，降低人群带菌率。
MLST是全球公认的Nm分子分型方法，该方法是我们认识Nm菌株的特征、识别传染源以及分析菌株变异规律的有效手段［17］。本研究发现，新疆流行的Nm菌株分子分型大部分和其他省份型别相同，但也略有差异。cc4821中，ST-8491 W群占优势，该菌株于2016年首次在河北省发现［18］，证明由B、C群经荚膜转换而来。同年，在新疆密切接触者中检测到该菌株，推测与河北菌株关系密切。由于cc4821是高致病克隆群，需加强W群的监测，以防在新疆发生W群的暴发流行。我国cc175菌株主要分离自健康带菌者，在其他省份尚未引起病例的发生，在新疆却发现了病例和大量携带者，提示新疆的cc175菌株比我国其他地区发现的菌株致病力更强。该高毒力cc175菌株可能由低毒力的菌株通过进化而来；同时，考虑到国外时有cc175致病的报道，新疆cc175菌株也可能由国外传入。
本研究的资料时间跨度大、内容丰富，全面反映了1960-2019年新疆流脑流行情况，对指导当地流脑防控具有重要意义。然而，由于历史数据不全，本研究未对1960-2003年的数据进行分年龄、性别的统计分析。导致无法了解新疆流脑年龄、性别分布特征是否随时间发生了变化。
综上所述，1960-2019年新疆流脑发病率存在地区差异，健康人群带菌率高，Nm菌株血清群正在发生变迁，新疆流脑正在经历流行趋势及血清群的变迁。应在重点地区加强流脑疫情的防控，防止流脑的暴发流行。
所有作者均声明不存在利益冲突
