中国人群侵袭性肺炎链球菌感染的生物学及分子流行病学特征研究

The invasive streptococcus pneumoniae (SPN) causes life-threatening disease worldwide. The increasing antimicrobial drug resistance and non-susceptible serotypes to PCV7 vaccine attribute the dilemma of the prevention and treatment on invasive pneumococcal disease (IPD) in China, particularly on children and old age patients. It is an imperative task to develop conjugate vaccine suitable to the population in our country based on serotype-specific SPN isolates. Surveillance study abroad showed that major serotypes of SPN in IPD patients replaced after the introduction of vaccine and clone spread in epidemic serotype of invasive SPN and antimicrobial drug resistant isolates. The SPN serotype distribution of IPD and molecular epidemiology following PCV7 vaccination in our country remain mysterious to us. We intend to carry out a dynamic surveillance of SPN serotype distribution in IPD based on population in China and serotype supplement characterization following vaccination, investigate the molecular mechanism of antimicrobial drug resistance in SPN, confirm the molecular epidemiology of SPN isolates. This project provides theoretical foundation and scientific basis for development SPN vaccine based on China population, as well as has economic value and social significance for making strategy for prevention and treatment of IPD in our country, controlling spread of antimicrobial drug resistant SPN, reducing morbidity and mortality of IPD.

侵袭性肺炎链球菌（SPN）感染引起的疾病严重危及全球患者生命。SPN耐药性的不断增强以及目前PCV7疫苗覆盖血清型的缺陷性，使得中国人群尤其是儿童和老年人侵袭性肺炎链球菌性疾病（IPD）的防治面临困境，根据中国流行的SPN血清型研发适合我国人群的多价疫苗成为迫切的研究任务。目前国外大量数据表明，疫苗应用后引起IPD的SPN血清型可发生转换，侵袭性SPN流行血清型及耐药株存在克隆传播。我国PCV7疫苗应用后侵袭性SPN血清型分布及分子流行特征尚不清楚，我们拟对中国人群IPD的SPN血清型分布动态监测，观察疫苗接种后血清型转换特征，探讨SPN耐药的分子机制，明确SPN克隆传播的分子流行性。本项目的实施将为研发适合中国人群的SPN多价疫苗组分及新型抗菌药物提供重要的理论基础和科学依据，对于探索我国IPD防治策略，控制耐药SPN克隆传播，降低人群IPD的发病率和病死率具有重要的经济价值和社会意义。

侵袭性肺炎链球菌（SPN）感染严重危及患者生命，本项目对中国人群侵袭性SPN进行耐药性、血清型、耐药机制和分子流行性展开深入研究。研究发现，我国人群侵袭性SPN对红霉素、克林霉素耐药率高达100%；四环素和复方新诺明呈现高水平耐药；非脑膜炎病例对β-内酰胺类药物耐药率相对较低(<30.0%)，其中青霉素耐药率保持在非常低的水平(0.9%)，而脑膜炎病例β-内酰胺类药物耐药率明显高于非脑膜炎病例，尤其是青霉素的耐药率高达70.8%；喹诺酮类药物出现少量的氧氟沙星和左氧氟沙星不敏感菌株，尚未发现利奈唑胺和万古霉素耐药的菌株。我国人群侵袭性SPN血清型以6型最多见（36.2%），其它依次为19F型、14型、3型、19A型、23F型和22F型等。成人与儿童流行的血清型存在一定差异，成人侵袭性SPN血清型分布以6型、3型、19F型和22F型较为常见，而儿童血清型分布则以6型、19F型、14型和23F型为常见类型。我国人群侵袭性SPN对红霉素耐药机制主要与核糖体甲基化酶基因ermB和外排泵蛋白编码基因mefA及mefE存在有关，ermB基因检出率高达100%，mefA和mefE基因检出率分别为75.4%和40.0%，三种耐药基因同时存在的菌株占39.2%。SPN对β-内酰胺类药物耐药与青霉素结合蛋白PBP靶位改变有关，我国人群侵袭性SPN中，青霉素不敏感菌PBP1a基因转化率高达100%，PBP2x和PBP2b基因转化率分别为84.8%和42.4%，三种基因均转化SPN检出率达33.3%；头孢曲松和头孢噻肟耐药的SPN中，PBP1a基因转化率高达100%，PBP2x基因转化率分别达87.0%和85.0%。喹诺酮类药物不敏感SPN均由DNA拓扑异构酶parC基因突变所致，未发现DNA回旋酶基因变异。我国人群侵袭性SPN菌株同源性分析克隆呈现多样性，主要出现A、B、C、D、E、F六种克隆，各克隆均有亚型分布，A克隆比例最高（42.3%），见于各年度SPN菌株中；多位点序列分型显示ST320为我国侵袭性SPN主要流行序列型，存在于多种血清型菌株中，与Taiwan19F-14克隆具有较近的亲缘关系。本项目研究数据将为研发适合中国人群的SPN疫苗组分提供科学的理论依据，对于探索我国SPN防治策略，降低人群感染发病率和病死率具有重要的经济价值和社会意义。