(一)发病原因
脑膜炎球菌为奈瑟菌属之一，革兰阴性，肾形，直径约0.6～0.8μm，多成对排列，其邻近，面扁平，有时四个相连，新鲜分离菌株有多糖荚膜，在电镜下，本菌有外膜，厚约8nm，外膜与胞质膜之间为黏肽层，或称周质间隙，厚约6nm，该菌仅存在于人体，可从带菌者鼻咽部及患者的血液，脑脊液，皮肤瘀点中检出，在脑脊液涂片时病菌在中性粒细胞内外均可见到，该菌专性需氧，对培养基要求较高，通常用血液琼脂或巧克力琼脂作分离，在5%～10%二氧化碳，浓度下生长较好，最适宜温度为35～37℃，超过41℃或低于30℃均不能生长，18～24h后菌落呈无色半透明，光滑湿润，有光泽的露滴状圆形隆起，病菌能形成自溶酶，如不及时转种，可于数天内死亡，对寒冷及干燥亦极为敏感，在体外极易死亡，故采集标本后必须立即送检接种，对一般消毒剂极为敏感，糖发酵反应是鉴定奈瑟菌属种别的重要方法，脑膜炎球菌发酵葡萄糖，麦芽糖，但不发酵乳糖，果糖和蔗糖，可和奈瑟菌属中的淋球菌，乳糖发酵奈瑟菌等相鉴别，本菌的荚膜多糖是分群的依据，目前将本菌分为A，B，C，D，X，Y，Z，29E，W135，H，I，K，L，13个菌群，此外，尚有部分菌株不能被上述菌群抗血清所凝集，称之为未定群，在带菌者分离的脑膜炎球菌中占20%～50%，一般无致病力，B群和C群尚可按菌体外膜的蛋白质抗原分型，引起临床发病者多数为2型和15型，不论B群或C群，其型抗原在化学和血清学方面是相同的，近年来有联合采用七种胞质酶的多位点凝胶电泳(multi locus electrophoresis，MLEE)和两种外膜蛋白质的聚丙烯凝胶电泳的方法分析A群脑膜炎球菌的克隆型，在此基础上发展的多位点测序分型(Multilocus sequence typing，MLST)方法具有分辨率高，重复性好，可在网站上比较全球不同实验室的数据(http：www.mlst.net)等优点，成为Nm分型的“黄金标准”，该方法特别适用于流行病学调查，研究不同流行株的遗传学衍变，Pierre用MLST研究发现1988～1999年在非洲流行的A群4型和P1-9亚型，实际上是ST-5和ST-7两个序列型。
(二)发病机制
1.发病机制
病原菌自鼻咽部侵入人体，如人体健康或有免疫力，则可迅速将病原菌消灭，或成为带菌状态，一般估计1000～5000人次感染可产生一次临床感染，免疫力不强，主要是体内缺乏特异性杀菌抗体，是引起临床发病的主要因素，细菌的毒力亦是一个重要因素，脑膜炎奈瑟菌主要的毒力因子有荚膜，菌毛和内毒素，荚膜能抗吞噬作用，菌毛可黏附至咽部黏膜上皮细胞表面，利于进一步侵入，病菌侵入机体繁殖后，因自溶或死亡而释放出内毒素，内毒素作用于小血管和毛细血管，引起坏死，出血，故出现皮肤瘀斑和微循环障碍，严重败血症时，因大量内毒素释放可造成：DIC及中毒性休克，A，B，C群的致病力就较其他各群为强，B和C群中的2型和15型亦较其他各型易于致病，研究表明，先天性或获得性IgM缺乏或减少，补体C5～C8的单个先天性缺乏均是引起临床发病，甚至是反复发作或暴发型的原因，由于其他疾病，如系统性红斑狼疮，多发性骨髓瘤，肾炎和后期肝病时补体减少，脑膜球菌发病亦有所增多，备解素的先天性缺乏亦可导致暴发型流脑，但这些因素仅在个别病例的发病中起作用，此外，特异性IgA的异常增多可以和大量病原菌抗原结合，由于IgA不能激活补体系统，故对IgM的补体介导溶解杀菌作用起了阻滞抗体的作用，亦可能是引起临床发病的一个因素，上呼吸道病毒性感染时亦易于发病，临床所见的脑膜炎实际上同时有败血症存在，故其他脏器亦偶可发生迁徙性化脓性病灶，如心内膜炎，心包炎，化脓性关节炎等，此外，脑膜炎球菌可由呼吸道侵入而引起原发性肺炎，尤其是Y群，有报道88例Y群脑膜炎球菌中，68例表现为肺炎而无败血症和脑膜炎的表现，由经气管吸引的分泌物培养证实，迅速发展的暴发型脑膜炎球菌败血症，即曾称为华-弗综合征(Waterhouse-Friderichsen syndrome)者，曾认为是由于双侧肾上腺皮质出血和坏死，引起急性肾上腺皮质功能衰竭，现已证明，肾上腺皮质功能多数并未衰竭，在发病机制中并不起主要作用，因为：①暴发型脑膜炎球菌败血症患者在肾上腺皮质无出血时亦时有发生;②血清皮质醇的水平通常显著升高而并非减低;③暴发型脑膜炎球菌败血症患者恢复后不会发生艾迪生(Addison)病，某些败血症患者之所以出现暴发休克型，是由于脑膜炎球菌的脂多糖内毒素可以引起全身性施瓦茨曼反应(Shwartzman reaction)，激活补体系统，并发生微循环障碍和内毒素性休克，血清的肿瘤坏死因子水平亦增高，其程度与病情严重程度成正比，内毒素在引起皮肤瘀点，瘀斑方面较革兰阴性杆菌强5～10倍，认为是局部施瓦茨曼反应所致，此外，脑膜炎球菌内毒素较其他内毒素更易激活凝血系统，因此在暴发休克型流脑早期即可出现弥散性血管内凝血(DIC)，从而加重紫癜，出血和休克，暴发脑膜脑炎型的发生和发展亦和内毒素有关，动物实验证明，脑室内注射脑膜炎球菌内毒素可以引起脑膜脑炎综合征，第三型变态反应可能在发病机制中起某些作用，如在受损的血管壁内可以见到免疫球蛋白，补体及脑膜炎球菌抗原的沉积;本病的并发症如关节炎和心包炎等偶可于败血症治愈后发作而穿刺培养液阴性，但可发现含有特异抗原的免疫复合物。
2.病理
在败血症期，主要病变为血管内皮损害，血管壁有炎症，坏死和血栓形成，同时有血管周围出血，出现皮肤，皮下组织，黏膜和浆膜等局灶性出血，暴发休克型解剖所见为皮肤血管内皮细胞内及腔内均可发现大量革兰阴性双球菌，皮肤及内脏血管损害更为严重和广泛，有内皮细胞坏死和脱落，血管腔内有纤维蛋白-白细胞-血小板血栓，皮肤，肺，心，胃肠道和肾上腺均有广泛出血，心肌炎和肺小脓肿亦颇为常见，心肌炎的存在和休克的产生有一定因果关系，脑膜炎期的病变以软脑膜为主，早期有充血，少量浆液性渗出及局灶性小出血点，后期则有大量纤维蛋白，中性粒细胞及细菌出现，病变主要在颅底和大脑两半球表面，由于颅底脓液粘连压迫，以及化脓性病变的直接侵袭，可引起视神经，外展及动眼神经，面神经，听神经等脑神经损害，甚至为永久性，脑组织表层有退行性变，此外，炎症可沿着血管侵入脑组织，引起充血，水肿，局灶性中性粒细胞浸润及出血，在暴发脑膜脑炎型病例中，病变以脑组织为主，有明显充血和水肿，颅内压明显增高，水肿的脑组织向颅内的裂孔(枕骨大孔和天幕裂孔)突出，可形成脑疝，少数慢性患者由于脑室孔阻塞和脑脊液循环障碍而发生脑积水。
