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脑膜炎球菌为革兰氏阴性双球菌，在急性期或早期患者脑脊髓液中，大多位于中性粒细胞内，呈肾形成双排列，凹面相对。电镜下可以观察到自病人分离的毒性菌株有微荚膜和菌毛。培养条件要求较高，普通培养基上不生长，在含有血清或血液的培养基上方能生长，如经加热(80℃以上)的血液琼脂培养基(称为巧克力血液培养基)。本菌为专性需氧菌，但初次培养时，在5～10%CO2低氧环境中生长最旺盛，最适PH7.0～7.4，最适温度37℃，培养24～72小时后，菌落呈圆形、光滑、湿润、透明、微带灰兰色。在血清肉汤中均匀生长。

本菌抵抗力弱，对寒冷、日光、热力、干燥、紫外线及一般消毒剂均敏感。对磺胺、青霉素、链毒素、金霉素均敏感，但容易产生耐药性。

根据脑膜炎球菌表面荚膜多糖抗原的不同，将本菌分为A、B、C、D、X、Y、29E及W135九个血清群，对人类致病的多属于A、B、C群，我国 95%以上病例为A群，有的地区发现B群和C群。X、Y、Z等经常在带菌者中发现，极少致病。以根据外膜蛋白抗原(型特异性)将各血清群分为若干血清型。