
肺炎链球菌是儿童常见的感染性病原,可以引起侵袭性和非侵袭性疾病,而侵袭性疾病造成的负担和后果尤为严重。现阐述侵袭性肺炎链球菌疾病的流行病学、疾病分布及其菌株变化的最近进展,为疫苗设计、免疫策略的选择及临床诊治提供参考。
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肺炎链球菌是导致儿童感染性疾病的重要病原菌之一,可以引起肺炎、中耳炎等非侵袭性疾病及脑膜炎、胸膜炎、菌血症、化脓性感染等侵袭性疾病,尽管肺炎链球菌疫苗已开始使用,临床也有多种敏感抗生素可以选择,但侵袭性肺炎链球菌疾病(invasive pneumococcal diseases,IPDs)导致的疾病负担仍非常严重,且造成许多持久的、不良的后果。现就IPDs及致病菌株的国内外进展进行阐述,为疫苗设计、免疫策略的选择及临床诊治提供参考。
IPDs通常是指一组从人体无菌部位分离出肺炎链球菌的感染性疾病,如细菌性脑膜炎、细菌性胸膜炎、关节炎、腹膜炎、脓毒症、脑脓肿等,血培养阳性的肺炎一般也包含在IPDs之内。其机制主要是定植于鼻咽部的细菌繁殖后通过血液入侵或直接侵犯下呼吸道,然后播散到人体的各个部位。
肺炎链球菌相关的患病率和病死率很高[1,2,3,4],2008年世界卫生组织(WHO)估计全球每年约有47.6万名5岁以下儿童死于链球菌相关性疾病,占全部死亡人数的5.4%,尤其是IPDs,且大多数发生在发展中国家。据统计,在广泛使用7价肺炎链球菌蛋白结合疫苗(PCV7,包含4、6B、9V、14、18C、19F和23F型)之前,欧洲<2岁儿童的IPDs发生率为44.4/10万,美国发生率为167/10万,非洲发生率为60/10万(南非)~797/10万(获得性免疫缺陷综合征流行的莫桑比克)[5]。新生儿这一特殊群体中,IPDs的发生率为40.0/10万~51.7/10万[6]。2000年以后,欧美等发达国家先后将PCV引入国家免疫规划,大幅度降低了IPDs的发生率。美国疾病预防控制中心(CDC)官方资料显示:<5岁儿童的IPDs发生率1998年为80/10万,2000年接种PCV7当年就下降至约60/10万,普遍接种2年以后降至10/10万以下,2007年更是降至1/10万以下,2010年开始接种PCV13(除7价疫苗之外,还包括了1、3、5、6A、7F和19A型),发病率保持在1/10万以下的水平[7]。
尽管如此,IPDs的发病情况仍不容乐观。新近发表的文章统计了不同免疫人群的IPDs发病率,研究发现,健康人为10/10万,非洲国家抗反转录病毒晚期治疗阶段的获得性免疫缺陷综合征患者为331/10万,非洲国家为318/10万,自体或异体干细胞移植的患者则分别为696/10万和812/10万,实体器官移植的患者为465/10万,慢性炎症性疾病患者为65/10万[8]。且由于IPDs多分布在发展中国家,同时这些国家中很大一部分并未将把PCV引入国家的儿童免疫计划之内,且未建立非常有效或完善的监测系统,导致IPD的发病率数据不尽完善。美国CDC尝试在多个发展中国家进行IPD监测,但由于病例纳入标准及执行过程中的不一致等问题导致其结果也有偏颇[9]。因此,目前的IPD数据并不是非常全面和准确,在全球范围内开展IPD发病率的持续监测仍然非常重要。
常见报道的IPDs主要有细菌性脑膜炎、细菌性胸膜炎、关节炎、腹膜炎、脓毒症、脑脓肿等。有学者报道,成人IPD可引起心肌梗死、心律失常和心力衰竭等心血管不良事件发生[10],虽然尚未见儿童相关方面的报道,但也要引起临床医师的重视。由于病例选择、地域、培养技术等多方面影响,不同地方的研究显示疾病的分布也存在差异。
我国多中心的研究表明,脑膜炎在IPDs中最为常见,占39.2%,其次为菌血症肺炎(29.8%)、无病灶性血流感染(20.4%)等[11]。之前多中心的研究中IPDs致病株58.5%分离自血液、28.1%分离自脑脊液、12.9%来自胸腔积液、0.5%为关节腔积液来源[12]。苏州资料显示脑膜炎占31.3%、脓毒症占27.5%、肺炎占21.3%、其他占20.0%[13,14]。儿童监护病房中IPD的监测中,发现细菌性脑膜炎占43.3%、胸膜炎为33.3%(其中80%伴坏死性肺炎)、脓毒症占18.1%、坏死性筋膜炎占3.3%[15]。然而,澳大利亚的资料显示细菌性肺炎是最常见的IPD(48%),其次为原发性菌血症(36%)、细菌性脑膜炎(15%)等[16]。葡萄牙资料则显示,未广泛接种疫苗(2015年)之前,IPD主要是菌血症、脑膜炎、胸腔积液及其他[17]。从全球文献统计资料来看[8],肺炎链球菌脑膜炎在健康人群中的发病率为0.8/10万,免疫功能缺陷者则高达14/10万人,脓毒症的发生率在获得性免疫缺陷综合征患者中为91/10万,明显高于健康对照组(24/10万)。我国最新统计数据则显示儿童肺炎链球菌菌血症发病率为0.94/10万~2.66/10万,脑膜炎则为0.58/10万~1.25/10万[18]。
细菌性脑膜炎以其高病死率及高后遗症在IPD中占有重要地位,也是IPD中研究最多的一种疾病。全球最新监测资料表明,肺炎链球菌是细菌性脑膜炎的重要病原,是导致脑膜炎后带残生存年最长的细菌[19]。澳大利亚一项关于儿童细菌性脑膜炎的细菌病原研究中,肺炎链球菌占全部患者的25%,尤其在2001年PCV7疫苗引入前频繁检出;细菌性脑膜炎的发病率从1992年至2002年的每年21/10万下降至2003年至2014年每年11/10万,但随着疫苗的常规接种,出现了非疫苗血清型菌株[20]。亚洲1999年至2003年的资料显示:1~23月龄的儿童肺炎链球菌细菌性脑膜炎的发病率为5.1/10万[21]。中国未将PCV纳入免疫规划,近30年的资料显示,1~59月龄儿童患肺炎链球菌细菌性脑膜炎的发病率为14/10万[22]。研究发现肺炎链球菌脑膜炎病死率为20%~50%[23,24]。尽管在疫苗预防和辅助治疗方面不断取得进展,细菌性脑膜炎仍然是一个长期问题,其中原因包括抗生素抗药性增加、血清型转换和疫苗接种失败等[25]。
肺炎链球菌脓毒症在临床上也很常见,其可单独发生,也可合并其他部位病变,如合并脑膜炎、肺炎、脓胸及胸腔积液等,严重的合并脓毒症休克,可引起死亡。其他IPD包括细菌性关节炎、骨髓炎、脑脓肿等等多数均是肺炎链球菌脓毒症的合并感染。
荚膜是肺炎链球菌重要的毒力因子,荚膜肿胀实验则是目前WHO公认的肺炎链球菌血清分型的"金标准"。目前肺炎链球菌共有90余个血清型。随着PCV疫苗在欧美国家及某些地区的广泛接种,肺炎链球菌的血清型出现了变化。其中疫苗血清型逐渐减少,疫苗之外的血清型则呈现逐渐上升趋势,被称为"血清型替代"现象。引起IPD的菌株中也存在这种现象。
为了解疫苗接种前后的IPD致病株血清型改变,有学者统计了全球68项IPD相关研究,这些研究来自38个将PCV纳入免疫规划的国家,其中14个国家引入PCV7,24个国家接种PCV10或PCV13,结果发现,使用PCV7的国家在广泛接种后,19A型所占的比例升高(21.8%),接种PCV10或PCV13的国家其所占比例则明显降低(14.2%)。且在疫苗广泛接种以后,非PCV13疫苗血清型导致的IPD平均占42.2%,不过这一比例存在一定地区差异,其中北美57.8%、欧洲71.9%、西太平洋地区45.9%、拉丁美洲28.5%、非洲国家42.7%、东方地中海国家则仅为9.2%。最常见的非PCV13血清型主要为22F、12F、33F、24F、15C、15B、23B、10A和38型等,不过其排列顺序因国家和地区不同而异[26]。英国对比了PCV7和PCV13广泛接种前后的资料,发现与PCV7接种之前相比,所有年龄组PCV7相关血清型导致的IPDs发病率下降了97%;自PCV13广泛使用以后,增加的血清型,即除PCV7之外的其他PCV13血清型导致的IPD减少了64%;但同时发现,自采用PCV7以来,非PCV13血清型引起的IPD发病率翻了一番,自2013年以后,8、12F和9N型所致的IPD发病率增加迅速,在2016年至2017年,其中40%以上的肺炎链球菌感染患者是由这3种类型所致[27]。美国则发现了自PCV13疫苗接种后35B型有明显上升趋势[28]。
我国缺乏非常全面的资料,北京儿童医院牵头的IPDs多中心研究曾报道,2006年至2008年最常见的血清型为19F(19.9%)、14(19.3%)、19A(18.1%)、6B(9.4%)和23F型(6.4%)[12];苏州资料则显示2010年至2015年,该地区引起IPD最常见血清型为6B和14型[13,14]。河北省的报道(2014年至2016年)则主要为19F、14、6A/B、19A和20型等[29]。最近有学者通过文献分析统计了全国近年来的资料,结果发现中国大陆主要的血清型为19F(30.1%)、23F(12.2%)、19A(9.2%)、6B(7.3%)、14(7.0%)和6A型(6.1%)等[30]。韩国1991年至2016年统计资料显示,最常见的血清型为19A(16.8%)、23F(13.2%)、6B(8.9%)和14型(8.4%)[31]。可见IPD的致病血清型随着年代、地域、免疫接种情况不同等有不同变化。尤其是血清型19A型并不是PCV7血清型,且中国未广泛接种PCV7,所以其在中国的地位如此之高说明其可能本就广泛存在于中国,Ma等[32]发现深圳地区19A型迅速增长,提示含19A型的PCV13较PCV7更适用于中国儿童,目前中国已经开始使用该疫苗,对于广大的中国儿童来说是非常有益的。
IPDs是引起儿童高病死率及致残率的一组疾病,造成的疾病负担非常严重,有幸的是已有疫苗能够覆盖常见的致病菌株。疫苗使用后,仍存在细菌血清型不断变化、替代、耐药菌株不断产生、疫苗接种失败或无效等问题,因此,IPDs仍是儿童面临的重大疾病,且鉴于中国既无全面的IPDs儿童监测网络,也未将PCV疫苗引入免疫规划,在中国大陆进行IPDs菌株的监测仍是非常必要的。目前我国很多研究者在积极建立我国IPDs的监测网,但由于临床医师、检验医师的意识不同、培养技术有一定难度、培养的阳性率偏低、抗生素的早期不规范使用及经济、设施等诸多方面的因素,仍然是困难重重,只有不断提高意识、加强培养及适当投入,才能在我国形成有效的IPDs监测系统,需要儿科医师的广泛关注及大力支持,防治儿童IPDs仍然任重而道远。
所有作者均声明不存在利益冲突





















