肺炎球菌疫苗迎来新挑战,高致病、多耐药的GPSC10菌株正在崛起

近日,《柳叶刀微生物》(The Lancet Microbe)发表的一项国际全基因组测序研究提示,多耐药、高侵袭性的血清型24F正成为PCV13引入后的主要替换血清型,其中GPSC10是导致血清型24F增加的主要谱系。


在化脓性球菌中,肺炎链球菌的致病力仅次于金黄色葡萄球菌,可引起大叶性肺炎、脑膜炎、支气管炎等疾病,是引起婴幼儿和老年人发病和死亡的重要病因,也是中青年人最常见的一种感染性疾病。


荚膜是肺炎链球菌主要的致病因素,根据荚膜多糖抗原性的不同,可以将肺炎球菌分为100多个血清型。


近二十年来,肺炎球菌结合疫苗(PCV)的广泛接种,在全球范围内有效减少了肺炎球菌疾病。然而,即便是23价PCV(PCV23)也无法完全覆盖所有肺炎球菌的血清型,而且PCV引入后可导致其他非PCV血清型流行的替代和增加。例如,2000年美国引入PCV7后导致血清型19A增加。近年来,全球多个国家报道引入PCV13后,血清型24F导致侵袭性肺炎球菌疾病(IPD)的增加。


血清型24F具有高侵袭性疾病潜力和导致脑膜炎的倾向,由血清型24F肺炎球菌引起的脑膜炎死亡率可达13%。此外,血清型24F的增加也伴随着抗生素耐药性的增加。掌握肺炎球菌结合疫苗引入后的血清型变化,对临床IPD的预防和诊治,以及调整未来的疫苗设计有重要意义。


近日,《柳叶刀微生物》(The Lancet Microbe)发表的一项国际全基因组测序研究提示,多耐药、高侵袭性的血清型24F正成为PCV13引入后的主要替换血清型,其中GPSC10是导致血清型24F增加的主要谱系。



该研究对2003年至2018年从法国收集的419份、从西班牙收集的91份24F血清型肺炎球菌样本进行全基因组测序。结果表明,在许多国家鉴定出来的血清型24F,主要是由于三个谱系的克隆传播所引起:GPSC10(CC230,占41.5%)、GPSC16(CC156,占38.2%)和GPSC206(CC7701,占17.7%)。其中,GPSC10的比例从PCV13引入早期的23. 0%显著增加到PCV13引入晚期的65.1%。在PCV13引入晚期,GPSC10成为24F血清型的主要谱系,占肺炎病例的100%(10/10),脑膜炎病例的74%(35/47),其他感染的67%(4/6),菌血症的50%(11/22),无症状感染的60%(50/84)。


与其他血清型24F谱系相比,GPSC10在总体侵袭性疾病(OR 1.38,P=0.11)和脑膜炎病例(OR 1.57,P=0.060)的检出率高于无症状群体。虽然没有统计学意义,但表明GPSC10谱系具有相对较高的侵袭性疾病潜力和引起脑膜炎的倾向。


肺炎球菌谱系的患病率,以及导致总体侵袭性疾病(A)和脑膜炎(B)的优势比


值得注意的是,GPSC10是唯一具有多重药耐药特征的谱系。该谱系对青霉素、红霉素、四环素均表现耐药性。


肺炎球菌谱系的抗菌药敏感性


GPSC10的国际数据集(n=888)显示,该谱系可表达16种其他血清型,其中只有6种包含在PCV13疫苗中。所有血清型24F分离株在GPSC10系统发育中聚集在一个进化枝中,并检测到从欧洲到其他大陆的长程传播。时空分析显示,GPSC10-24F用了3-5年时间在法国传播,在邻国西班牙观察到PCV13传入期间,血清型组成从PCV13血清型19A快速变化到血清型24F。


疫苗、抗菌药和病原体的压力进化,犹如一场你争我赶的竞赛。文章最后指出,上述研究表明,细菌基因组测序对于更好地理解血清型变化背后的肺炎球菌谱系的价值,并揭示了GPSC10本身对于基于血清型的疫苗策略是一个挑战。更系统的调查以确定类似GPSC10的谱系,将有助于改善下一代肺炎球菌疾病的预防策略。


▌参考文献:

[1]Lo SW, Mellor K, Cohen R, et al. Emergence of a multidrug-resistant and virulent Streptococcus pneumoniae lineage mediates serotype replacement after PCV13: an international whole-genome sequencing study [published online ahead of print, 2022 Aug 16]. Lancet Microbe. 2022;S2666-5247(22)00158-6.

[2]Wahl B, O’Brien KL, Greenbaum A, et al. Burden of Streptococcus pneumoniae and Haemophilus influenzae type b disease in children in the era of conjugate vaccines: global, regional, and national estimates for 2000–15. Lancet Glob Health 2018; 6: e744–57.

[3]Ouldali N, Levy C, Varon E, et al. Incidence of paediatric pneumococcal meningitis and emergence of new serotypes: a timeseries analysis of a 16-year French national survey. Lancet Infect Dis 2018; 18: 983–91.

[4]Ouldali N, Varon E, Levy C, et al. Invasive pneumococcal disease incidence in children and adults in France during the pneumococcal conjugate vaccine era: an interrupted time-series analysis of data from a 17-year national prospective surveillance study. Lancet Infect Dis 2021; 21: 137–47.

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