了解杭州地区儿童百日咳血清抗体水平，评估百日咳在儿童群体的发生率，评价疫苗免疫效果。
回顾性研究。收集并分析2018年1月至12月在杭州市儿童医院体检的1 486例0~14岁儿童的百日咳毒素抗体IgG水平，血清抗体水平≥30 IU/mL为血清阳性。将入组儿童按0~3岁、4~6岁、7~9岁、10~14岁进行分组；再将3岁以下儿童按0~<3月龄、3~<6月龄、6~<9月龄、9~<12月龄、12~<18月龄、18~≤36月龄进行分组；最后按免疫接种剂次将入组儿童进行分组，采用Mann-Whitney U法、Kruskal-Wallis法及χ2检验比较不同组间的百日咳毒素抗体IgG水平及百日咳感染率。
百日咳毒素抗体IgG的总体阳性率为23.62%(351/1 486)，抗体浓度中位数为6.60 IU/mL。0~14岁儿童中，0~3岁组儿童百日咳毒素抗体IgG阳性率和抗体浓度中位数水平最高，分别为24.58%(29/118)和6.95 IU/mL，不同年龄组抗体阳性率和抗体浓度中位数比较差异均无统计学意义(均P>0.05)。0~3岁儿童中，不同组间百日咳毒素抗体IgG阳性率和抗体浓度中位数的比较差异均有统计学意义(均P<0.05)。预测杭州地区3岁以上儿童人群的百日咳感染率约为45.99%。3剂次以上的接种人群占87.48%(1 300/1 486)，对应人群的抗体阳性率为25.46%(331/1 300)。除未接种的儿童，不同免疫接种剂次组间儿童抗体阳性率和抗体浓度中位数比较差异均有统计学意义(χ2＝24.467、67.438，均P<0.001)。
杭州地区0~14岁儿童血清百日咳毒素抗体IgG阳性率水平较低，但预测百日咳人群感染率较高，易形成重要传染源，应重视并加强疫苗接种计划和研究，加强传染源监测，警惕"百日咳再现"。
版权归中华医学会所有。
未经授权，不得转载、摘编本刊文章，不得使用本刊的版式设计。
除非特别声明，本刊刊出的所有文章不代表中华医学会和本刊编委会的观点。
百日咳是我国法定乙类传染病，是由百日咳鲍特菌(BP)感染引起的一组高传染性、高发病率和较高病死率的急性呼吸道传染病，是引起婴幼儿死亡的重要原因。据世界卫生组织评估，2014年全球新发百日咳病例高达约5 000万例，95%的患者来自发展中国家，约30万例死亡[1]。婴幼儿百日咳病死率可高达3%，多为未接种疫苗或疫苗接种不全的患儿[2]，可见百日咳疫苗的重要性。因百日咳全细胞疫苗可能带来的严重异常反应，我国自2006年开始向无细胞百白破疫苗过渡，自2013年基本全面替代[3]。但近年来，多个疫苗高接种率国家包括我国相继报道百日咳发病率多年低水平后又出现复发的倾向，甚至局部暴发性流行，称"百日咳再现"[4]，其可能与诊断流程和检测水平优化、疫苗免疫保护效果逐渐减退、菌株疫苗基因型改变、传播模式改变、BP对大环内酯类药物耐药等因素相关[5]。近年来我国儿童接种百日咳疫苗覆盖率维持在99%以上，但发病率显著上升，疫苗免疫后的保护作用引起关注[6]。BP感染人体后可刺激产生多种抗体，其中百日咳毒素(PT)IgG是由BP产生的特异性抗体，故定量检测PT-IgG抗体水平是诊断百日咳感染特异、敏感的方法之一[7]，也是评价含百日咳疫苗免疫后产生保护性抗体的重要方法。由于浙江省关于百日咳儿童的血清流行病学报道几乎空白，本研究通过对2018年杭州市儿童医院体检儿童PT-IgG水平的收集和分析，评估不同性别、年龄组、疫苗接种剂次儿童人群的抗体水平，以期为国家制定疫苗接种计划、制定百日咳防治策略提供科学依据。
回顾性研究。对2018年1月至12月在杭州市儿童医院体检的1 486例0~14岁儿童临床资料进行分析，其中男858例(57.74%)，女628例(42.26%)。排除标准：(1)慢性基础疾病、慢性咳嗽或临床高度疑似百日咳者；(2)免疫功能低下或长期使用免疫抑制剂者；(3)最近1年内使用免疫球蛋白者；(4)年龄>3岁且最近1年内有补种百日咳疫苗者；(5)儿童家属不同意入组者。本研究通过杭州市儿童医院医学伦理委员会批准，患儿监护人均知情同意。
采集患儿2 mL外周静脉血送至免疫实验室分离血清，血清样本检测前在－20 ℃下保存。对采集的静脉血清标本采用抗PT-IgG抗体酶联免疫吸附实验检测试剂盒(德国欧蒙医学实验室诊断股份有限公司)进行检测，严格按试剂照说明书进行。以国际单位IU/mL表示。根据欧蒙试剂说明书，血清抗体<30 IU/mL为血清阴性；血清抗体≥30 IU/mL为血清阳性；血清抗体≥100 IU/mL提示急性感染或近期免疫。
BP感染的发生率采用de Melker等[8]描述的方法进行估算。BP感染后，PT-IgG浓度会在平均58.6 d后降至100 IU/mL，故取截断值为100 IU/mL，采用以下公式计算感染发生率：365.2/58.6×(PT-IgG水平≥100 IU/mL的人群比例)。为排除疫苗接种对抗体水平的潜在干扰，百日咳感染率的分析仅包括3岁以上人群。
首先，将入组儿童按0~3岁、4~6岁、7~9岁、10~14岁进行分组；其次，由于我国现行的百日咳疫苗接种计划为3、4、5月龄基础免疫，18~24月龄加强免疫，故3岁以下儿童PT-IgG水平受疫苗接种影响较大，因此按疫苗接种计划，再将3岁以下儿童按0~<3月龄、3~<6月龄、6~<9月龄、9~<12月龄、12~<18月龄、18~≤36月龄进行分组；最后，按免疫接种剂次将入组儿童进行分组，比较不同组间的PT-IgG水平及百日咳感染率。
使用SPSS 25.0统计学软件进行数据统计分析。对PT-IgG浓度数据行正态性检验，服从正态分布的数据采用
±s表示，不服从正态分布时采用中位数描述。采用非参数秩和检验(Mann-Whitney U法及Kruskal-Wallis法)对不同组间PT-IgG水平进行比较。采用χ2检验对不同组间PT-IgG阳性率进行比较。P<0.05为差异有统计学意义。
共纳入1 486例儿童，男女比例1.37∶1.00。来自杭州城区1 160例(78.06%)，来自郊区326例(21.94%)。PT-IgG总体阳性率为23.62%(351/1 486)，血清抗体浓度中位数为6.60 IU/mL。男童PT-IgG浓度中位数为6.40 IU/mL，抗体阳性率为23.19%，女童抗体浓度中位数为7.20 IU/mL，抗体阳性率为24.20%，男童与女童抗体阳性率及抗体浓度中位数比较差异均无统计学意义(均P>0.05)。其他数据见表1。
杭州市0~14岁不同年龄组儿童百日咳毒素IgG水平比较 [例(%)]
Comparison of pertussis toxin IgG levels in children of different age groups from 0 to 14 years old in Hangzhou [case(%)]
杭州市0~14岁不同年龄组儿童百日咳毒素IgG水平比较 [例(%)]
Comparison of pertussis toxin IgG levels in children of different age groups from 0 to 14 years old in Hangzhou [case(%)]
| 组别 | 例数 | 百日咳毒素IgG阳性 | 百日咳毒素IgG中位水平(IU/mL) | 百日咳毒素IgG≥100 IU/mL |
|---|---|---|---|---|
| 0~3岁 | 1 188 | 292(24.58) | 6.95 | 84(7.07) |
| 4~6岁 | 223 | 43(19.28) | 6.10 | 14(6.28) |
| 7~9岁 | 59 | 13(22.03) | 4.90 | 7(11.86) |
| 10~14岁 | 16 | 3(18.75) | 4.95 | 1(6.25) |
| χ2/Z值 | 3.224 | 0.653 | 2.374 | |
| P值 | 0.358 | 0.884 | 0.455 |
由表1可知，0~3岁组儿童PT-IgG阳性率和中位浓度水平最高，10~14岁组儿童PT-IgG阳性率最低，PT-IgG阳性率并未随年龄增长呈递减或递增趋势。不同年龄组PT-IgG阳性率及抗体浓度中位数比较差异均无统计学意义(均P>0.05)。PT-IgG浓度≥100 IU/mL的人群主要集中在0~3岁组和4~6岁组。3岁以上且PT-IgG浓度≥100 IU/mL的比例为7.38%(22/298)，按百日咳感染58.6 d后PT-IgG下降至<100 IU/mL的比例进行推算，杭州市3岁以上儿童人群百日咳感染率为45.99%(365.2/58.6×7.38%)。
0~<3月龄组儿童PT-IgG阳性率最低，仅6.45%；18~≤36月龄组抗体阳性率最高，达29.61%，不同月龄组间PT-IgG阳性率和浓度中位数比较差异均有统计学意义(均P<0.05)。结果见表2。
杭州市0~3岁不同月龄组儿童百日咳毒素IgG水平比较 [例(%)]
Comparison of pertussis toxin IgG levels in children of different months groups from 0 to 3 years old in Hangzhou [case(%)]
杭州市0~3岁不同月龄组儿童百日咳毒素IgG水平比较 [例(%)]
Comparison of pertussis toxin IgG levels in children of different months groups from 0 to 3 years old in Hangzhou [case(%)]
| 组别 | 例数 | 百日咳毒素IgG阳性 | 百日咳毒素IgG中位水平(IU/mL) |
|---|---|---|---|
| 0~<3月龄 | 93 | 6(6.45) | 1.60 |
| 3~<6月龄 | 145 | 28(19.31) | 2.60 |
| 6~<9月龄 | 153 | 39(25.49) | 7.80 |
| 9~<12月龄 | 108 | 23(21.30) | 5.65 |
| 12~<18月龄 | 331 | 90(27.19) | 9.30 |
| 18~≤36月龄 | 358 | 106(29.61) | 8.65 |
| χ2/Z值 | 25.456 | 73.840 | |
| P值 | <0.001 | <0.001 |
本研究中，接种3剂次以上的儿童占87.48%(1 300/1 486)，对应人群的抗体阳性率为25.46%(331/1 300)。随着免疫接种剂次的加强，PT-IgG阳性率及浓度中位数均呈上升趋势。除未接种的儿童，不同免疫接种剂次组间儿童PT-IgG阳性率及抗体浓度中位数比较差异均有统计学意义(均P<0.001)。结果见表3。
杭州市不同免疫接种剂次儿童百日咳毒素IgG水平比较
Comparison of pertussis toxin IgG levels in children with different immunizations in Hangzhou
杭州市不同免疫接种剂次儿童百日咳毒素IgG水平比较
Comparison of pertussis toxin IgG levels in children with different immunizations in Hangzhou
| 接种剂次 | 例数(%) | 平均年龄(月， ±s) | 百日咳毒素IgG阳性[例(%)] | 百日咳毒素IgG中位水平(IU/mL) |
|---|---|---|---|---|
| 未接种 | 93(6.26) | 2.32±0.15 | 6(6.45) | 1.60 |
| 1剂次 | 56(3.77) | 4.25±0.25 | 5(8.93) | 1.50 |
| 2剂次 | 37(2.49) | 4.78±0.22 | 9(24.32)a | 3.00 |
| 3剂次 | 644(43.34) | 12.56±2.51 | 166(25.78)a | 7.90a |
| 4剂次 | 656(44.14) | 32.51±4.62 | 165(25.15)a | 7.50a |
| χ2/Z值 | 24.467 | 67.438 | ||
| P值 | <0.001 | <0.001 |
注：与接种1剂次比较，aP<0.05 Comparison with one inoculation，aP<0.05
本研究显示，杭州地区0~14岁儿童PT-IgG水平中位浓度仅为6.60 IU/mL，总体阳性率为23.62%，低于国家要求的75%标准[9]。本研究中，不同年龄组儿童抗体阳性率及抗体浓度水平总体偏低，且差异均无统计学意义(均P>0.05)；百日咳疫苗接种3剂次以上与接种1剂次儿童的抗体阳性率及抗体中位水平比较，差异均有统计学意义(均P<0.05)，较低的阳性率和抗体水平尚不足提供强有力的免疫保障。提示该地区儿童对百日咳尚未形成有效的免疫屏障，易感性较高。
国内关于儿童的PT-IgG水平调查阳性率均不理想，深圳市学龄前儿童PT-IgG阳性率为20.27%[10]，贵州省0~7岁儿童PT-IgG阳性率为15.27%[11]，平顶山市0~14健康儿童PT-IgG阳性率仅为13.02%[12]，提示我国儿童人群为百日咳易感人群，原因可能与疫苗保护效果不佳、疫苗接种后保护作用持续时间较短相关[6]。目前我国广泛使用的无细胞百白破疫苗是以百日咳毒素和丝状血凝素为主要抗原成分，但每批原液中两者含量并不稳定[13]，导致疫苗免疫应答效果各异。本调查发现杭州地区儿童疫苗接种率中，3剂次以上的达87.48%(1 300/1 486)，对应儿童的PT-IgG阳性率仅为25.46%(331/1 300)，提示免疫应答效果欠佳。虽然本研究发现接种3剂次以上与接种1剂次儿童的抗体阳性率和抗体水平比较差异均有统计学意义，但有研究发现百日咳毒素抗体IgG衰减过快，接种疫苗10~12个月后抗体水平从21.90 IU/mL降至11.75 IU/mL，抗体阳性率从28.57%下降至10.71%[9]。还有研究发现儿童时期感染百日咳或者接种百日咳全细胞疫苗产生的血清免疫，10年后PT-IgG水平可降至原来的0~20%[14]，提示百日咳疫苗不能诱导终身免疫[15]。谢娜等[16]以2009年为界限，比较2009年前(全细胞百白破疫苗)和2009年后(无细胞百白破疫苗)的疫苗接种效果，发现接种3剂次或4剂次疫苗后，2009年以后出生的儿童PT-IgG阳性率显著低于2009年以前出生的儿童，提示无细胞百白破疫苗诱导产生的PT-IgG阳性率更低。疫苗免疫效果不仅与疫苗抗原有关，还与临床菌株抗原型别是否对应密切相关。李丽君等[17]发现目前临床诊断百日咳患儿的抗原基因型与我国百日咳疫苗株基因型已发生改变，疫苗免疫提供的免疫保护效应削弱。综上可知，我国现行的百日咳疫苗亟须提升，在加强儿童免疫接种的基础上需大力研制稳定的疫苗组分，开展人群免疫应答和百日咳流行菌株调研，提高儿童百日咳疫苗接种效果。
本研究结果显示，在不同年龄组中，0~3岁组儿童PT-IgG阳性率(24.58%)和抗体中位水平(6.95 IU/mL)最高；在不同月龄组中，18~≤36月龄组PT-IgG阳性率(29.61%)最高，提示疫苗接种后血清免疫达到小高峰，这与我国现行百日咳疫苗接种规律基本一致(3、4、5月龄时基础免疫，18~24月龄时加强免疫)，但总体阳性率和抗体水平依然不容乐观。本研究中3月龄以内未接种疫苗的小婴儿也有6.45%的PT-IgG阳性率，提示可能存在胎传抗体。故3岁以下儿童的血清学抗体主要与免疫接种和胎传抗体有关。
目前较公认的是将3岁以上PT-IgG>100 IU/mL的儿童比例用于预测人群感染率。本研究预测的杭州地区人群感染率约为45.99%，与温州地区预测的49.30%结果相近[9]，远高于汪海波等[18]报道的我国2010年百日咳发病率(0.2/10万)及刘铁诚等[19]报道的浙江2017年发病率(0.54/10万)。提示杭州地区儿童百日咳感染率明显被低估，"百日咳再现"形势可能更加严峻。
百日咳感染率被低估的原因可能与百日咳临床表现不典型、临床医师认知不足、检测手段有限等有关，这也使得这类亚临床或隐性感染者易被误诊为普通呼吸道感染，再次成为未免疫儿童的重要传染源[20]。而百日咳的实验室检测水平有限，杭州地区专科儿童医院中目前仅杭州市儿童医院常规开展PT-IgG检测并已申请百日咳核酸检测项目。故百日咳的传染病报卡率必然被低估，应引起传染病防控部门及更多医务工作者的高度重视。
此次调查中纳入对象年龄组分层存在一定偏差，10~14岁的大龄儿童纳入较少，且我国尚缺乏百日咳毒素抗体IgG的酶联免疫吸附剂测定检测标准值，对阳性率的判断仅能依据试剂盒及国外文献记载，尚需进一步行大样本、多中心研究。
综上，杭州地区0~14岁儿童百日咳毒素抗体IgG阳性率低，整体处于较高风险，建议提高儿童疫苗的接种水平，学龄前儿童可接种百日咳疫苗加强针，加强百日咳组分疫苗的研制和调整。本研究预测杭州地区百日咳人群感染率远高于以往报道数据，感染源被严重低估，易导致聚集性感染等"百日咳再现"表现，家庭、医院、社会均应高度关注此风险。
所有作者均声明不存在利益冲突
