侵袭性脑膜炎球菌病(IMD)是由脑膜炎奈瑟球菌引起的以败血症和脑膜炎为主要症状的一类疾病，这种细菌通常定植于人类咽部，可分为12个血清群，血清群内部和外部分离株之间相互演化后形成克隆复合体(CC)。在过去的20年中，脑膜炎奈瑟球菌血清群C (NmC) CC4821已取代脑膜炎奈瑟球菌血清群A (NmA) CC5，成为我国的优势菌株。自2005年以来，氟喹诺酮类药物一直被用作IMD患者密切接触者的预防性抗感染用药，而CC4821株的流行导致中国脑膜炎球菌对氟喹诺酮类药物产生较高的耐药性（≈70%）。

值得注意的是，目前CC4821株正在全球范围内传播，在中国以外的19个国家中均有发现。一些国家将青霉素和第三代头孢菌素(3GC)IMD作为治疗性抗感染的一线药物，例如头孢噻肟和头孢曲松。由于IMD患者可在数小时内死亡，因此感染耐青霉素/3GCs的脑膜炎奈瑟球菌的流行病学数据是全世界高度关注的问题。

鉴于中国缺乏脑膜炎球菌及其对青霉素敏感性的数据，本研究旨在报告对青霉素不敏感（PenNS）的脑膜炎球菌分离株，证明其penA基因的起源和演化，并评估CC4821株的传播在对青霉素和3GC耐药性中的作用。

研究方法

本研究收集1965-2020年间上海的491株脑膜炎球菌和724株共生奈瑟菌。包括在1965-1985年和2005-2020年间从171名IMD患者和320名无症状携带者中分离出的脑膜炎球，以及2013年和2019年期间从健康人中分离出共生奈瑟菌分离株。

首先进行药敏试验，使用琼脂稀释法，测定青霉素、阿奇霉素、头孢噻肟、头孢曲松、美罗培南、氯霉素、环丙沙星、米诺环素、利福平和甲氧苄氨嘧啶/磺胺甲恶唑的最低抑菌浓度（MIC）。使用单克隆抗血清试验确定脑膜炎奈瑟球菌分离株的血清群，并对青霉素和3GC抗性进行相关基因分析，通过测序确定了脑膜炎球菌penA等位基因的潜在供体和重组交叉点。最后通过基因改造，将本研究中测序的脑膜炎奈瑟球菌和共生奈瑟球菌的基因组提交给PubMLST奈瑟球菌数据库，进行分析数据。

研究结果

脑膜炎球菌分离株对青霉素的不敏感性增加

共采集到1965年至2020年间，491株分离株来源于上海的IMD患者和无症状携带者。导致 IMD 的主要分离株血清群从1965-1985 年的NmA (72.6%, 90/124) 转变为2005–2020年的NmC（42.6%, 20/47)和脑膜炎奈瑟球菌血清群B(NmB)(40.4%, 19/47)。

药敏试验表明，26株（5.3%）分离株为PenNS，其中3株（Nm462、Nm463和Nm507）对头孢噻肟同样具有耐药性（MIC范围为0.25–0.50μg/mL）。IMD分离株对青霉素不敏感的平均比例为(3.5% ，6/171)，携带分离株为(6.3% ，20/320)。显示总比例从1965-1985年的(0.3%，1/303)增加到2005-2014年的(7.0%，10/143)和 2015-2020的(33.3%，15/45) 在。相应地，3个时期内50%的测试分离株的MIC (MIC50)从1965-1985年的0.03μg/mL增加到2005-2014年的0.048μg/mL和2015-2020年的 0.06μg/mL (表1)。1965-2020年间，环丙沙星的平均不敏感性比例为(26.3%，129/491)，甲氧苄氨嘧啶/磺胺甲恶唑的平均比例为(93.9%，461/491)。所有分离株均对阿奇霉素、头孢曲松、美罗培南、氯霉素、米诺环素和利福平敏感。

*值为数量/百分比（%）

MIC50：50%受试菌株被抑制的最低抑制浓度

PenNS分离株的流行病学和分子特征

在 PenNS分离株中，NmB占主导地位（69.2%，18/26）。除了无法鉴别的47个CC（单株）分离株外，有8个分离株属于CC4821，另外4个分别属于不同的CC。19个(73.1%) PenNS分离株也表现出喹诺酮耐药性（MIC的范围为0.06–0.5 μg/mL），代表13个携带GyrA突变的gyrA等位基因（T91I，n=16；D95N，n=3）。

基因组分析显示，11个PenNS分离株聚集在一起，其中8个分离株属于CC4821，3个是单株（2个ST-7962和1个ST-13502，每个分别与CC4821 ST-5664共享4个基因簇）（图2）, 因此该集群被确定为CC4821集群。在已知的4个全球CC4821亚系中定位了11个PenNSCC4821 簇分离株，发现L44.2亚系占主导地位(n = 7)，其次是L44.1 (n = 2)、L44.3 ( n = 1）和 L44.4（n = 1）（图 2）。

PenA等位基因的PenNS脑膜炎球菌的系统发育分析

为了追踪PenNS分离株的penA等位基因的起源，研究分析了2013-2019年期间收集的724株共生奈瑟球菌分离株的penA核苷酸；发现了288个penA等位基因，均具有PBP2中的5个常见氨基酸突变。penA 795等位基因频率最高(8.6%, 62/724)，其次是penA964 (4.7%, 34/724) 和penA808 (4.4%, 32/724)。

专家通过对penA等位基因进行系统发育分析，最终发现了5个基因簇（图3)。

研究结论

这项在上海人群中的研究发现，PenNS占比从1965-1985年的0.3%上升至2005-2014年的7.0%和2015-2020年的33.3%。26株PenNS脑膜炎球菌中，11株(42.3%)属于CC4821簇，均携带青霉素结合蛋白2突变，主要来自共生奈瑟菌。遗传和演化分析确定了6个penA等位基因的潜在提供者。3株PenNS脑膜炎球菌对头孢噻肟耐药，其中2株位于CC4821基因簇内。96%的PenNS脑膜炎球菌超出现有疫苗的覆盖范围，头孢噻肟耐药菌株均来自幼儿，喹诺酮耐药CC4821获得的青霉素和头孢噻肟耐药与头孢曲松耐药菌株FC428在全球范围的传播密切相关，尤其对幼儿构成更大的威胁。

总之，此项研究发现，近年来上海脑膜炎球菌分离株对青霉素的敏感性正在发生变化，PenNS脑膜炎球菌的分离株有所增加，PenNS CC4821分离株已成为主要菌株。耐药的penA等位基因已被具有血清群B或血清C的喹诺酮耐药CC4821高侵袭性流行克隆株捕获。令人担忧的是，我国还缺少对CC4821-R1-C/B的NmB 分离株具有较高覆盖率的 NmB 疫苗，三重抗性CC4821克隆株有可能会引发流行病。

本研究为未来的工作奠定了基础，以进一步确定和描述了耐喹诺酮类脑膜炎奈瑟菌克隆复合体4821对青霉素和头孢噻肟的耐药性，对今后监测及为减少抗生素耐药的做努力具有重要意义。

参考文献

Chen M, Shao Y, Luo J, Yuan L, Wang M, Chen M, Guo Q. Penicillin and Cefotaxime Resistance of Quinolone-Resistant Neisseria meningitidis Clonal Complex 4821, Shanghai, China, 1965-2020. Emerg Infect Dis. 2023 Feb;29(2):341-350. doi: 10.3201/eid2902.221066. PMID: 36692352; PMCID: PMC9881793.

文稿撰写：Sparkling

文稿校对：Tiva

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