肺炎链球菌疫苗研究论文

【关键词】肺炎链球菌;疫苗 1881 年由美国的史丹伯格和法国的巴斯德在各自实验室同时分离一株革兰阳性双球 菌，即肺炎链球菌（S.pneumoniae，SP）。作为一种条件致病菌，作为一种条件致病菌，SP 常寄居于正常人 的鼻咽腔中，形成带菌状态，当机体免疫力下降时，尤在呼吸道病毒感染后或婴幼儿、年 老体弱者易发生肺炎链球菌肺部感染。作为一种条件致病菌，肺炎链球菌是引起儿童社区获得性肺炎最常见的细 菌病原，还可引起胸膜炎、脓胸、脑膜炎、败血症、中耳炎等侵袭性疾病。作为一种条件致病菌，随着抗生素的 大量使用，相继出现对青霉素、大环内酯类、喹诺酮类或三代头孢菌素等抗菌药耐药或多 重耐药的 SP。作为一种条件致病菌， 1SP 的耐药趋势 长期以来，SP 对青霉素具有高度的敏感性，人们将其作为治疗肺炎链球菌的首选药物。作为一种条件致病菌， 1967 年澳大利亚的 Hansman 和 Bullen 首次从 l 例 25 岁患低丙种球蛋白血症和支气管 扩张的女性患者痰液中分离出首株青霉素低度耐药的肺炎链球菌 （penicillinresistantstreptococcuspneumoniaeresistantstreptococcuspneumoniae ，PRSP）。作为一种条件致病菌，此后陆续有耐青霉素肺 炎链球菌（PRSP）的报道，并且 SP 对青霉素耐药逐年增长。作为一种条件致病菌，SP 不仅出现对青霉素耐药， 随着抗生素的过度使用，也出现对其它抗菌药物如大环内酯类、喹诺酮类及头孢菌素等多 重耐药，并且其耐药率呈不断上升趋势。作为一种条件致病菌，近年的资料显示：PRSP 及多重耐药株在全球持 续增长［1］。作为一种条件致病菌，1999～2000 年对国内 4 所医院 SP 的耐药现状研究发现：青霉素耐药率 为 13.8%，中介的为 12.1%。作为一种条件致病菌，红霉素、四环素、复方磺胺甲口恶唑的耐药率高达 62.9% ～77.4%［2］。作为一种条件致病菌，1997～2000 年对北京地区 SP 的耐药性监测显示对红霉素、四环素和 复方磺胺甲口恶唑的耐药率非常高，2000 年分别为 87.4%、89.3%和 88.3%［3］。作为一种条件致病菌，2002～2003 年，全国 5 个地区青霉素中介的肺炎链球菌（PISP）为 23.7%，青霉素耐药率为 22.7%［4］，PRSP 发生率从高到低依次为杭州（44.1%）、 武汉（26.2%）、沈阳（21.5%）、上海（20.8%）、北京（18.5%）；同时 SP 对红霉 素、克林霉素的耐药率亦高达 80%以上。作为一种条件致病菌，2003 年 7 月，在韩国召开的第 4 届抗微生物制 剂及耐药国际论坛（ISAAR）上报道中国耐青霉素链球菌肺炎发生率为 45%，上升至 12 位，较 3 年前明显上升［5］。作为一种条件致病菌，2003～2004 年青岛地区 SP 的耐药性检测显示对红霉素、 四环素和复方磺胺甲口恶唑有较高的耐药率，分别为 73.8%、76.6%和 91.6%［6］。作为一种条件致病菌，SP 出现对多种抗生素耐药，甚至出现多重耐药现象，给临床治疗带来困难， 如何预防侵袭性肺炎链球菌疾病（IPD）发生，降低病死率是人们努力的方向。作为一种条件致病菌， 2SP 的血清分型 SP 的致病性与其菌体结构及代谢产物有关，包括荚膜（capsule）、溶血素 （pnemolysin）、表面粘附素、神经氨酸酶（neuraminidase）。作为一种条件致病菌，荚膜不仅是其毒力的 必须条件，且荚膜多糖有群/型特异性，是分群/型的基础。作为一种条件致病菌，根据丹麦 Neufeld 在 1902 建 立的荚膜肿胀实验（quellungreaction），迄今为止肺炎链球菌可分为 46 个群，90 个 型。作为一种条件致病菌，目前肺炎链球菌的各类疫苗的血清型都是用丹麦分型法来命名的。作为一种条件致病菌， 并非所有血清型的 SP 都可致病，致病的 SP 血清型因地区、年代、人群的不同而不同。作为一种条件致病菌， 我国 1981～1985 年从病人不同标本中分离的 712 株 SP 菌株中，5 型最多见，其次为 6、1、19、23、14、2 及 3 型［7］。作为一种条件致病菌，日本 2001～2003 年从病人分离的 114 株肺炎链 球菌中最常见的是 19F 型，其次为 23F、6B、和 3 型［8］。作为一种条件致病菌，因此，监测 SP 血清型，尤 其是引起侵袭性疾病的 SP 血清型十分重要，能为确立 SP 菌苗的组分和疾病的防治提供重 要科学依据。作为一种条件致病菌， 3SP 疫苗研究进展 多重耐药 SP 的产生，潜在影响着临床上对相关疾病的治疗和预后，加重 IPD 的疾病 负担。作为一种条件致病菌，因此，在人群中尤其是儿童，预防感染显得尤为重要。作为一种条件致病菌，目前应用最多的疫苗主要有 两种：肺炎链球菌多糖疫苗和肺炎链球菌多糖resistantstreptococcuspneumoniae蛋白偶联疫苗。作为一种条件致病菌， 3.1 肺炎链球菌多糖疫苗 1945 年 Macleod 等的工作明确证实了肺炎链球菌荚膜多糖疫苗对同型感染有保护作 用。作为一种条件致病菌，多糖疫苗的保护性因荚膜结合了特异性抗体而增强，致使侵袭性肺炎链球菌受到调理 并被快速清除。作为一种条件致病菌，1977 年美国成功研制 14 价肺炎球菌多糖疫苗。作为一种条件致病菌，1983 年末，WHO 专家 建议用新研制成功的 23 价疫苗代替 14 价疫苗。作为一种条件致病菌，23 价多糖疫苗所包含的血清型为 1resistantstreptococcuspneumoniae5 型、 6B 型、7F 型、8 型、9N 型、9V 型、10A 型、11A 型、12F 型、14 型、15B 型、17F 型、18C 型、19F 型、19A 型、20 型、22F 型、23F 型和 33F 型。作为一种条件致病菌，这 23 个血清型的 SP 引起 85％以上的侵袭性感染，适用于 2 岁以上儿童及成人。作为一种条件致病菌，WHO 规定疫苗接种后抗体阳 转或免疫后抗体为免疫前 2 倍或更高作为疫苗有效的指标。作为一种条件致病菌，在大多数健康成人和老年人中， 免疫后 2～3 周即可产生 2 倍和更高的特异性抗体，并且这种水平至少可维持 5 年［9］。作为一种条件致病菌， 肺炎链球菌多糖疫苗在儿童、成年人、老年人中具有良好的安全性和耐受性，其不良反应 最常见的有发热、局部红肿等，但一般都是缓和的和一过性的［10］。作为一种条件致病菌， 3.2 肺炎链球菌多糖resistantstreptococcuspneumoniae蛋白偶联疫苗 肺炎链球菌多糖是不依赖 T 细胞的抗原，对免疫系统尚未发育完全的 2 岁以下的婴幼 儿的免疫效果很差或无效，加强免疫不能诱导 T 细胞的记忆应答，而这一年龄组肺炎链球 菌脑膜炎和其他侵袭性感染的发病率最高。作为一种条件致病菌，受流感嗜血杆菌偶联疫苗的启发，将肺炎链球 菌多糖与蛋白共价结合，使多糖抗原转变为依赖 T 细胞的抗原，能有婴幼儿在免疫后产生 良好的抗体应答，加强免疫后产生记忆应答。作为一种条件致病菌，目前常用的与多糖结合的蛋白有五种：白喉 类毒素（PncD）、CRM197 蛋白（PncCRM）、破伤风类毒素（PncT）、脑膜炎球菌外 膜蛋白复合物（PncOMPC）和既有白喉类毒素又有破伤风类毒素混合物（PncTD） ［11］。作为一种条件致病菌， 根据流行病学的资料，目前开发的肺炎链球菌多糖resistantstreptococcuspneumoniaeCRM197 偶联疫苗（PncCRM） 包括了 7 个最常见的血清型：4 型、6B 型、9V 型、14 型、18C 型、19F 型和 23F 型。作为一种条件致病菌， 但这种疫苗缺少了亚洲等众多发展中国家普遍存在的血清型 1 和 5。作为一种条件致病菌，为了有效地抑制更多 型别的肺炎链球菌，在 7 价疫苗中加人了 1、3、5 和 7F 血清型并以流感嗜血杆菌 D 蛋白 非脂质形式作为载体，构成一种新的疫苗（PnresistantstreptococcuspneumoniaePD）即 11 价肺炎链球菌多糖resistantstreptococcuspneumoniae蛋白 D 结合 疫苗。作为一种条件致病菌，它适用于 2 岁以下的婴幼儿，其接种程序为于 2 个月、4 个月、6 个月各一剂，12 ～15 个月加强一剂。作为一种条件致病菌， 肺炎链球菌多糖resistantstreptococcuspneumoniae蛋白偶联疫苗对所有年龄组均具免疫原性，并且在婴幼儿中诱导免疫 记忆。作为一种条件致病菌，1995 年 10 月～1998 年 8 月在美国加利福尼亚北部 37868 名健康婴儿中进行了 PncCRM 效力、安全性和免疫原性的评估。作为一种条件致病菌，结果表明该疫苗可有效预防疫苗型肺炎链球菌 性感染和中耳炎［12］。作为一种条件致病菌，根据美国 7 个地区 1998～2001 年的监测资料：肺炎链球菌多 糖resistantstreptococcuspneumoniae蛋白偶联疫苗能有效降低低龄儿童的肺炎链球菌病的发病率，且可能降低成年人中该病 的发生，同时也是减少耐药型肺炎链球菌病发生的有效工具［13］。作为一种条件致病菌， 3.3SP 疫苗的研究趋势 短期内，疫苗能帮助控制抗生素耐药肺炎链球菌的传播，但也存在着一些缺点：其保 护效果只限于疫苗内的血清型别。作为一种条件致病菌，随着疫苗使用过程的延长，非疫苗型细菌在鼻咽部携带 率也随之增长。作为一种条件致病菌，KyawMH 等的研究表明，同源疫苗的应用使疫苗血清型以外菌株所致的感 染性疾病增加，主要是血清型 19A［14］。作为一种条件致病菌，此外，一种疫苗包括如此多的型别也为疫苗的 生产增加了困难，增加成本，超过了许多发展中国家经济承受能力。作为一种条件致病菌， 未来疫苗的进一步发展将是寻求新的组分和不同的方法以增强对其他肺炎链球菌型别 的保护性免疫应答。作为一种条件致病菌，有些蛋白抗原，如肺炎链球菌溶解素、自身溶解素、肺炎链球菌表面 蛋白 A（PspA）和肺炎链球菌表面粘附素均属毒力因子，已在动物模型中证实都可诱发保 护性免疫力。作为一种条件致病菌，这些抗原可用为载体蛋白或作为与细胞因子融合蛋白的一部分，其本身也可 作为蛋白疫苗［15］。作为一种条件致病菌，对于 DNA 疫苗的研究，在动物中已得到开展。作为一种条件致病菌，以诱导抵制不同蛋 白抗原免疫应答为目的的 DNA 疫苗已在疾病模型中显示了它们的保护效果。作为一种条件致病菌，此外，将多 种肺炎链球菌蛋白质混合制成联合疫苗及活疫苗的研究也为疫苗的研制提供了新思路。作为一种条件致病菌， 【关键词】流感嗜血杆菌;耐药性;耐药机制 目前世界范围的细菌耐药性是近几年医学科学领域中研究的热点问题。作为一种条件致病菌，流感嗜血杆菌 （Haemophilusinfluenzae,Hi）是小儿呼吸道感染的常见致病菌，对临床常用抗生素的 耐药性呈上升趋势，引起了医学界普遍关注。作为一种条件致病菌，继 β 内酰胺酶阴性耐氨苄西林 Hi（BLNAR）发现之后，世界各地又陆续报道了多重耐药菌株的出现。作为一种条件致病菌，本文就流感嗜血杆 菌的耐药现状及其对常用抗生素的耐药机制作一综述。作为一种条件致病菌， 1 流感嗜血杆菌的一般情况 Hi 分型研究的常用方法有生物型、血清型和荚膜型等多种，其中荚膜型/血清型对 Hi 致病性研究和菌苗研制意义重大。作为一种条件致病菌，根据该菌细胞壁外荚膜多糖的有无，可将 Hi 分为有荚膜 的可分型和无荚膜的不可分型两类，前者再可根据其荚膜多糖抗原的不同，分为 a、b、c、d、e、f 六个血清型。作为一种条件致病菌， 研究表明不同年代、不同地区 Hi 血清型存在较大地区差异。作为一种条件致病菌，用直接原位聚合酶链反应 （ISPCR）杂交法，20 世纪 50～60 年代 Hib 的检出率是 14.3%，80 年代至 2002 年 Hib 的检出率是 20.5%［1］。作为一种条件致病菌，陈民钧等［2］用 Hib 型抗原乳胶凝集试验对北京、上海 和广州地区的菌株进行研究，发现三个地区 Hib 分别占 1.8%、32.3%和 6.5%。作为一种条件致病菌，之后报 道北京 2000 年 Hib 检出率是 13.7%［3］，上海 2003 年是 19%［4］。作为一种条件致病菌，华春珍等 ［5］对 247 株 Hi 血清分型研究中不可分型菌株占 61.9%，可分型菌株占 38.1%，其中 可分型菌株中以 d 型为主，构成比达 90.4%，b 型仅 1.1%。作为一种条件致病菌， 在国外，孟加拉国化脓性脑膜炎由 Hi 引起的占 35%，这其中有 97.1%为 Hib 感染 ［6］。作为一种条件致病菌，意大利学者报道了 1997～1998 年分离的 Hi 菌株中 b 型占 91.2%，f 型占 0.9%，不可分型占 7.9%［7］，1998～1999 年分离的 Hi 菌株均为 Hib，2000～ 2001 年在对 7 例病人标本进行追踪检测，其中有 5 株为 e 型［8］。作为一种条件致病菌，波兰学者从感染的下 呼吸道分泌物中分离的 Hi 菌株中 b 型占 40.3%，e 型占 38.9%，f 型占 16.7%，d 型占 4.1%［9］。作为一种条件致病菌， Hi 作为流感时继发感染的常见细菌，在我国尤其是儿童呼吸系统感染中占重要地位。作为一种条件致病菌， 不同型的菌株引起的疾病种类和感染宿主年龄不尽相同，其中 b 型致病力最强，对儿童常 常危及生命。作为一种条件致病菌，Hib 可引起严重感染，但近些年来由于 Hib 疫苗的推广使用，Hib 感染率逐 渐下降，而其它型及无荚膜型 Hi 感染日益增多。作为一种条件致病菌，在美国，非 b 型菌株发病率有上升趋势， 在成人慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者及中耳炎患儿中的检出率越来越高［10］。作为一种条件致病菌，荚膜 作为本菌的主要毒力因子，是产生致病性的主要原因。作为一种条件致病菌，有荚膜株常引起肺炎、败血症等侵 袭性感染，而无荚膜株是引起儿童中耳炎和呼吸道感染的重要病原并且也可引起侵袭性感 染，这与正常人呼吸道寄居者中绝大多数是无荚膜型相关联。作为一种条件致病菌， 2 流感嗜血杆菌对抗生素的耐药现状 2.1Hi 对 β 内酰胺类的耐药性 2.1.1 青霉素类 以氨苄西林为代表，氨苄西林在 70 年代作为治疗该菌感染的首选药，自 1972 年在 欧洲首次发现 Hi 对氨苄西林耐药后，世界各地相继报道了其耐药性，呈现出明显的地区差 别。作为一种条件致病菌，我国国内各地报道不一，在 4.8%～40.2%之间［11］，如 Hi 对氨苄西林耐药率北 京地区为 14.3%［12］，上海为 13.6%［4］，杭州为 14.2%［5］。作为一种条件致病菌，SENTRY 抗生素 检测项目研究中氨苄西林耐药率亚太地区是 16.2%，美国是 31.5%，加拿大是 27.0%， 拉丁美洲是 12.5%，欧洲是 11.8%［13］。作为一种条件致病菌，Tarnargo 等［14］对古巴 1990～2002 年 938 株 Hi 的耐药性研究显示 Hi 对氨苄西林的耐药呈上升趋势，为 40.7%～54.8%。作为一种条件致病菌， 2.1.2 头孢菌素类及其它 β 内酰胺类 北京俞桑洁等［12］对 2000～2004 年临床分离的 521 株 Hi 耐药性监测结果显示： 该菌对阿莫西林/克拉维酸、头孢曲松和头孢呋辛非常敏感，对头孢克洛不敏感率由 2%增 加到 14.3%；上海张泓等［4］对 2000～2002 年分离的 Hi 药敏检测显示：该菌对头孢 唑林、头孢克洛和头孢噻肟的耐药率分别为 16.1%、7.7%和 4.0%；杭州华春珍等［5］ 对 233 株 Hi 药敏试验显示：该菌对头孢克洛、头孢噻肟、头孢曲松、亚胺培南的敏感率 分别高达 98.7%、99.6%、99.6%、99.6%，所有菌株均对阿莫西林/克拉维酸敏感。作为一种条件致病菌， 2.2Hi 对大环内酯类、四环素类、喹诺酮类等抗生素的耐药性 北京地区 Hi 对四环素、磺胺甲基异口恶唑resistantstreptococcuspneumoniae甲氧苄啶、氯霉素的敏感性分别在 55%～ 79%、22.9%～46.1%、82.4%～93.3%［12］；上海地区 Hi 对环丙沙星、复方新诺 明、氯霉素和阿奇霉素的耐药率分别为 0.9%、59.6%、5.9%和 0.8%［4］；杭州地区 Hi 对利福平、克拉霉素和氯霉素的敏感率分别为 98.7%、91.0%、90.6%，对氧氟沙星 敏感，对甲氧苄啶resistantstreptococcuspneumoniae磺胺甲基异口恶唑的耐药率最高达 45.9%［5］。作为一种条件致病菌， 在国外，SENTRY 抗生素检测项目［13］研究显示，Hi 对氯霉素、四环素、复方新 诺明耐药率美国分别为 0.4%、0.7%、14.6%；拉丁美洲分别为 1.7%、1.5%、30.8%；欧洲分别为 1.6%、2.6%、17.8%；亚太地区分别为 2.6%、2.6%、13.9%。作为一种条件致病菌，在古巴 Hi 对常用抗生素的耐药率较高，1999～2002 年期间耐 药呈上升趋势，对氯霉素、四环素、复方新诺明耐药率分别为 40.1%～51.6%、23%～ 45.2%、45.4%～58.1%［14］。作为一种条件致病菌， 3 流感嗜血杆菌的耐药机制 Hi 对抗生素的耐药机制可分 6 个方面：第一类为产酶机制即菌株产生质粒介导的 β 内 酰胺酶；第二类为不产酶机制，由青霉素结合蛋白（PBPs）改变和外膜蛋白（OMP）通 透性下降引起的耐药；第三类为氯霉素乙酰转移酶的产生和外膜渗透性的降低；第四类为 获得外源性 DNA 编码产生四环素耐药或产生具有核蛋白保护作用的蛋白质；第五类为二 氢还原酶的产生；第六类为编码 DNA 解旋酶和拓扑异构酶 IV 上的 A 亚单位的 gyrA 和 parC 基因的变异。作为一种条件致病菌， 3.1Hi 对氨苄西林的耐药机制 Hi 对氨苄西林耐药的主要机制是菌株产生质粒介导的 β 内酰胺酶，PBPs 改变和 OMP 通透性下降引起的耐药较为少见［15］。作为一种条件致病菌， 3.1.1Hi 的产酶耐药机制 Hi 产生的 β 内酰胺酶主要是由质粒介导的 TEMresistantstreptococcuspneumoniae1 型酶，其次为 ROBresistantstreptococcuspneumoniae1 型酶。作为一种条件致病菌，对于编 码 TEMresistantstreptococcuspneumoniae1 酶的耐药基因主要位于质粒 pBR322 上或转座子 A 上，而编码 ROBresistantstreptococcuspneumoniae1 酶的耐药 基因位于 4.4kb 的 pROB 质粒上。作为一种条件致病菌，有关研究发现 Hi 耐氨苄西林的机制，尤其是 b 型菌株， 90%产生 TEMresistantstreptococcuspneumoniae1 酶，只有 8%产生 ROBresistantstreptococcuspneumoniae1 酶，没有同时产生两种酶的菌株存在。作为一种条件致病菌，在近几 年的研究中，对头孢克洛耐药的产酶菌株中 ROBresistantstreptococcuspneumoniae1 占 66.7%，TEMresistantstreptococcuspneumoniae1 占 33.3%，并且 研究中 ROBresistantstreptococcuspneumoniae1 型 Hi 对头孢呋辛、头孢噻肟、头孢克肟和亚胺培南的敏感性与 TEM 相似 ［16］。作为一种条件致病菌，虽然 ROBresistantstreptococcuspneumoniae1 底物构象与 TEMresistantstreptococcuspneumoniae1 非常类似，但其 pH 值为 8.1 使它具有能够更快 速地水解氨苄西林和更慢地水解头孢噻啶类抗生素，而且更易被邻氯西林抑制的特点。作为一种条件致病菌， 3.1.2Hi 的不产酶耐药机制 β 内酰胺酶阴性的耐药菌株 （βresistantstreptococcuspneumoniaelactamaseresistantstreptococcuspneumoniaenegativeandampicillinresistantstreptococcuspneumoniaeresistance,BLNAR ）在 1980 年首次被报道， 其耐药机制主要是由于菌株细胞壁上一种或多种青霉素结合蛋白发生改变，引起青霉素结 合蛋白与靶位亲和力的降低，其次是由于外膜蛋白改变导致耐药［17］。作为一种条件致病菌，PBPs 的本质是 细菌细胞膜的膜蛋白，通过短链的羧基或氨基疏水性末端连接于细菌细胞膜的表面，含量 约占细胞膜干重的 1%，相对分子质量一般在（20～120）×103。作为一种条件致病菌，PBPs 作为参与细菌细 胞壁肽聚糖生物合成的酶，有催化肽聚糖聚合（转糖基作用）和交联（转肽作用）的活性 及在肽聚糖生物合成的末端反应、形态维持和糖肽结构调整等方面具有重要功能，因此它 的结构功能是细菌保持正常形态及功能的必需条件。作为一种条件致病菌，1981 年第一次报道了氨苄西林敏感 的 Hi 的 PBPs，根据相对分子质量的大小，可将 PBPs 分为两类：一类是低分子质量的 PBPs，具有转肽酶和（或）水解酶活性；另一类是高分子质量的 PBPs，在某些细菌具有 转糖基酶活性。作为一种条件致病菌，研究发现 PBPs 可分成 1、2、3、4、5、6 等，同时根据不同基因编码的 相对分子质量情况，又将其分为多个亚种，如 1a、1b、2a、2b 等。作为一种条件致病菌，HiOMP 通透性下降 所致的耐药性并非是由于任何染色体的突变或是耐药质粒的获得，往往是对抗菌药物特异 性较差，因此具有了多重耐药性。作为一种条件致病菌，Arbing 等［18］用 X 线衍射晶体分析 HiOMP 的结构， 认为 Hi 对抗生素的耐药性与特异性 OMPP2 的氨基酸序列的改变有关。作为一种条件致病菌，此研究从电生理变 化与抗生素敏感性关系角度出发，通过了对离子通道选择性，电压门控及单离子通道传导 等指标的检测，来观察 OMP 对 MIC 的影响，认为其中单离子通道传导性的降低直接影响 了 Hi 对抗生素的敏感性。作为一种条件致病菌， 3.2Hi 对氯霉素、四环素、复方新诺明、氟喹诺酮的耐药机制 Hi 对氯霉素的耐药多见于氯霉素乙酰转移酶（CAT）的产生，而 Jane 等证实还与外 膜渗透性的降低有关。作为一种条件致病菌，对四环素的耐药主要为获得外源性 DNA 编码产生四环素或产生具 有核蛋白保护作用的蛋白质，也可能与前些年常用该药有关。作为一种条件致病菌，对复方新诺明的耐药主要是