
肺炎链球菌是儿童社区获得性感染的首位致病病原,可引起侵袭性和非侵袭性疾病。近年来由于抗菌药物的广泛使用,国内肺炎链球菌耐药克隆的替代使耐药问题日趋严重。推广疫苗及合理使用抗生素对控制肺炎链球菌耐药克隆的播散具有重要作用。
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接种肺炎链球菌结合疫苗(pneumococcal conjugated vaccine,PCV)是预防儿童肺炎链球菌感染的有效途径,PCV7广泛应用后,法国和我国香港疫苗覆盖的血清型分别下降了26.0%和23.8%,但非疫苗覆盖的血清型分别上升了32.5%和28.7%,即"血清型替换"现象[1]。应用抗生素是治疗肺炎链球菌性疾病的主要手段,但近年来肺炎链球菌耐药现象在全球呈上升趋势,且在抗生素选择压力下出现了"克隆替换"现象,如Spain23F、Taiwan19F等多重耐药克隆在国内的流行,值得关注和警惕。我国于2008年9月引入PCV7,2016年11月引入PCV13,因而了解当前国内肺炎链球菌的血清型分布、构成变化、PCV覆盖率、常见血清型的抗生素敏感性和分子流行病学,对我国肺炎链球菌的监测、临床合理使用抗生素和疫苗的推广使用具有重要的指导意义,现就肺炎链球菌血清型对抗生素的耐药情况及国内常见血清型耐药克隆的变迁进行阐述,以指导临床肺炎链球菌感染的治疗。
国内分离的肺炎链球菌血清型构成比虽然存在地区和分离年份的差异,但整体上均以19F、19A、6B、6A、14和23F为主[2,3]。PCV应用在降低侵袭性肺炎球菌性疾病(invasive pneumococcal disease,IPD)和肺炎链球菌耐药性的发生率方面取得了巨大成功,证明肺炎链球菌耐药与某些特定的血清型存在明显的相关性,某些多重耐药血清型可在全球广泛传播,因此一个地区的肺炎链球菌耐药情况与当地的血清型构成有关。国内文献报道,青霉素不敏感肺炎链球菌(PNSSP)和青霉素耐药肺炎链球菌(PRSP)主要包括6B、19A、19F、23F和14型[4,5,6,7,8],如19F和19A的PNSSP检出率分别为82.1%和92.1%[5]、59.1%和72.0%[8]、92.9%和96.3%[6];6B型为73.3%[6]、24.3%[7];14型为87.5%[6];23F为84.6%[6];6A为7.2%[7]。北京地区6群的PNSSP率从1997年至2000年的3.4%上升到2005年至2007年的29.4%[7],可能与高耐药的6B型从22.5%上升到35.6%有关。因为上述血清型均属于PCV13覆盖型别,因此PCV13的推广应用将有利于我国肺炎链球菌耐药性流行的防控。
多位点序列分型(Multilocus sequence typing,MLST)是一种基于对7个管家基因核苷酸序列测定的细菌分型方法,以确定菌株的序列型(sequence type,ST),在ST基础上,7个管家基因中仅有1个基因型差异的所有ST组成克隆群(clonal complex,CC)。目前肺炎链球菌MLST数据库(http://spneumoniae.mlst.net/)命名的肺炎链球菌ST型已超过15 000个。肺炎链球菌分子流行病学监测网(http://www.sph.emory.edu/PMEN/)目前已确认了43个具有全球流行趋势的耐药肺炎链球菌克隆株,其中广泛流行的肺炎链球菌克隆株包括Spain23F-1(ST81)、Spain6B-2(ST90)、Tennessee23F-4、Spain14-5、England14-9(ST9)、CSR14-10、Taiwan19F-14(ST236)、Hungary19A-6、S.Africa19A-7等[9]。这些克隆的血清型别与国内常见的6种型别一致,因此现选择上述6种血清型的MLST进行分析。
黎全华等[10]报道,北京地区1997年至2010年19F型在肺炎链球菌中的构成比从6.1%升高到17.8%,对头孢曲松的敏感性从100%下降到68%,对β-内酰胺类抗生素耐药性增强。MLST显示CC983(32.5%)和CC271(10.8%)是最为常见的克隆群,这2种克隆群的构成随时间而变化。1997年至2002年以CC983(68%)为主,CC271仅为12%;2003年至2006年CC271所占比例升高至87%,CC983下降至27%;2010年CC271高达92%,而未发现CC983菌株。CC983和CC271在耐药性方面存在差异,CC983对5种β-内酰胺类抗生素均敏感,而CC271对这些抗生素均有不同程度的耐药。国内多篇文献报道ST271已成为19F型菌株的主要克隆型。钱婧等[11]报道,2006年至2008年国内11家儿童医院分离的34株侵袭性19F菌株中,ST271占67.6%。吴健宁等[12]报道,ST271(31.7%)是厦门地区2012年至2014年分离的肺炎链球菌的流行克隆型。严彩芳等[13]报道,分离自国内多家医院的22株侵袭性19F菌株中,ST271占64.0%。CC271克隆群中的ST271型为国际流行耐药克隆群Taiwan19F-14(ST236)的单一等位基因变异(aroE15→4),上述克隆替换现象考虑是与β-内酰胺类抗生素的选择压力下,高耐药的流行克隆群CC271的输入和播散有关。
Xue等[14]报道,1997年至2006年中国11家儿童医院分离出49株侵袭性19A型菌株,构成比从2.2%上升到12.8%,青霉素敏感率从100%下降至86.7%,对其他β-内酰胺类抗生素耐药性也逐渐增强。MLST分型以ST320(65.3%)和ST3546(16.3%)为主。年代分布显示,1997年至1998年两者的构成比分别为11.1%和66.7%,而在2005年至2006年变为86.6%和0。抗生素敏感性显示,ST320对青霉素、阿莫西林、头孢克洛和头孢曲松的不敏感率分别为15.6%、15.6%、100.0%和46.9%,而ST3546对上述抗生素均敏感。国内多篇文献报道ST320为19A的主要克隆型。刘春林等[8]报道,2005年至2008年分离的30株19A型中,ST320占70.0%。严彩芳等[13]报道,分离自国内多家医院的35株侵袭性19A菌株中,ST320占82.9%。上述研究的菌株均在我国引入PCV7之前,又属于同一血清型,不存在"血清型替换"问题,ST320的克隆流行考虑与该型菌株的高耐药性,在抗生素的选择压力下更易克隆流行有关。国外也有文献报道,在非疫苗接种儿童中分离的19A型菌株中,ST199、ST3009和ST3007是最常见的ST型[15],因此不同地区、不同国家的流行克隆可能不同,对PCV7接种后的效果可能也不尽相同。
Ma等[16]报道,分离自1997年至2006年和2010年北京儿童医院的99株23F型,对头孢呋辛的不敏感率从4%上升至92.4%。MLST分为16个型,主要包括ST342(45.5%)和ST81(17.2%),2006年之前的流行克隆是ST342,而2010年未发现该型;ST81在2001年首先被发现,随后逐渐升高,到2011年达到84.6%。抗生素敏感性显示,ST342对头孢曲松均敏感,而ST81全部耐药。钱婧等[11]也报道,11株侵袭性23F型菌株主要为ST81(36.4%)和ST342(36.4%)。ST81属于Spain23F-1耐药克隆株,该克隆首先在1978年被西班牙学者发现并命名,其后在全球范围内广泛传播,目前已在国内呈流行趋势。亚洲资料显示,ST81从19世纪90年代以后在亚洲的一些国家和地区出现并保持稳定[17],这种耐药克隆群的转换有可能是抗生素选择压力下产生的后果。
史伟等[18]报道,1997年至2010年分离自北京儿童医院上呼吸道感染患儿的6群肺炎链球菌中,6B型的构成比从18.6%上升至47.4%,6A型从65.7%下降至36.8%,抗生素敏感性显示,6A和6B型的PNSSP检出率分别为9.9%和32.4%。MLST分型显示,2008年之前低耐药的ST982是6A型的主要流行克隆,占51.4%,而2010年下降至14.3%,被其他散在高耐药的克隆群所取代。2002年之前低耐药的CC4542(69.2%)是6B型的主要克隆群,2002年至2005年逐渐被高耐药的CC90替代,然而2005年后的菌株中未再检测的该型菌株,被一些散在克隆所替代,考虑可能与抗生素的选择压力下,该克隆群并不具有选择优势有关。Shi等[19,20,21]报道,2013年以后6C型出现明显升高趋势,以ST2912(62.5%)为主,该型的PNSSP检出率为22.7%;6D型几乎全部分离自2000年之前,全部为ST982型,对青霉素均敏感;2006年以前6群以对青霉素敏感的ST982为主,2006年后逐渐被高耐药的ST3173、ST90、ST9789和ST2912替代。与19群和23F型不同的是,6群中并无被特定的克隆群替代现象,这可能与6群耐药性克隆存在多种遗传背景有关。ST90属于Spain6B-2,该型首次在西班牙发现并流行了很长时间,20世纪90年代该克隆型曾在欧美发达国家和地区流行[9],PCV7广泛应用后,该型菌株在上述地区已很少见。
何明明等[22]报道,1997年至2010年分离自北京地区儿童上呼吸道感染的14型菌株的构成比从3.9%升高至9.3%,头孢呋辛的不敏感率从0上升至84.6%。64株14型分为11个ST型,主要包括ST875(52.5%)和ST876(21.3%)。年代分布显示,1997年至2010年,CC875的构成比从100%降至0,而CC876从0上升到92.3%。抗生素敏感性显示,CC875对头孢呋辛和亚胺培南均敏感,而CC876对2种抗生素的不敏感率分别为82.3%和37.5%。考虑由于抗生素的选择压力,低耐药的CC875被高耐药的CC876替代。钱婧等[11]也报道ST876(51.5%)也是33株侵袭性14型菌株的主要克隆型。
综上,PCV7未广泛应用前国内高耐药血清型如19A、19F、6B和14型的分离率逐渐升高。研究发现在同一个血清型内,当前流行的高耐药ST型或CC群替换了既往流行的敏感的ST型或CC群,如19F型在2003年以后由CC271替换了CC983[10],19A型中ST320替换了ST3546[14],23F型在2006年以后由ST81替换了ST342[16],6群中CC90和其他一些少见克隆群替换了ST982和CC4542[18],14型中ST876替换了CC875[22],可能与国际流行的耐药克隆,如Spain23F-1(ST81)、Spain6B-2(ST90)和Taiwan19F-14(ST271和ST320)在我国传播流行有关。上述现象说明,抗生素选择压力筛选了具有特定遗传背景的克隆菌株,而不是原来的流行克隆中出现了耐药变异。
肺炎链球菌耐药的环节和途径包括菌株发生独立的基因突变、耐药菌株的克隆传播及耐药基因的水平转移,外界环境和药物压力(如疫苗和抗生素)是肺炎链球菌基因组进化的主要内在驱动力。近年来,随着抗生素的大量使用,在其选择压力下,敏感菌株减少,有利于耐药克隆的传播流行,给人类健康带来了新的挑战。明确肺炎链球菌耐药性的发展和克隆传播机制,对临床用药具有重要的指导意义。控制耐药性菌株的蔓延,防止新抗菌药物耐药性的出现任重而道远。
所有作者均声明不存在利益冲突





















