柳叶刀子刊重磅:全球监测数据发布!10价与13价肺炎疫苗对全年龄段侵袭性肺炎的“免疫屏障”实证


肺炎球菌,作为革兰氏阳性菌,在人群中广泛定植,是引发肺炎、脑膜炎、菌血症等侵袭性肺炎球菌疾病(IPD)的主要病原体。据世界卫生组织(WHO)统计,全球每年约有数十万人因肺炎球菌感染而失去生命,其中儿童和老年人是主要的受害群体。在疫苗尚未广泛应用之前,肺炎球菌疾病的发病率和死亡率居高不下,给全球公共卫生带来了沉重负担。


早期,肺炎球菌多糖疫苗(PPV)虽在一定程度上起到了预防作用,但因其无法诱导T细胞免疫反应,在2岁以下儿童中免疫效果不佳。随着疫苗研发技术的不断进步,10价肺炎球菌结合疫苗(PCV10)和13价肺炎球菌结合疫苗(PCV13)应运而生。


PCV10包含10种肺炎球菌血清型,PCV13则覆盖了13种血清型,它们能够有效激活T细胞介导的免疫反应,显著提高了对肺炎球菌疾病的预防效果。


自PCV10和PCV13上市以来,许多国家和地区纷纷将其纳入国家免疫规划,疫苗的广泛接种使肺炎球菌疾病的防控形势发生了巨大变化。然而,不同地区的疫苗接种率、肺炎球菌血清型分布以及人群免疫状况存在差异,疫苗在全球范围内的实际防控效果仍有待全面评估。


在此背景下,PSERENADE项目Pneumococcal Surveillance to EvaluatetheReal-worldimpact of PCV10 and PCV13 on invasive pneumococcal disease acrossallage groups)启动,该项目致力于通过全球监测分析,深入了解PCV10和PCV13对所有年龄段人群IPD的影响,为优化肺炎球菌疾病防控策略提供科学依据


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doi:10.1016/S1473-3099(24)00665-0



方法


PSERENADE项目采用了多地区、多中心的监测方法,覆盖了全球多个具有代表性的国家和地区,包括不同经济发展水平、不同地理环境以及不同疫苗接种政策的区域。监测时间跨度较长,确保能够全面收集疫苗接种前后的相关数据。


在数据收集方面,研究人员通过建立完善的监测网络,收集医疗机构中确诊的IPD病例信息,包括患者年龄、性别、基础疾病、临床症状、实验室检测结果等。同时,对分离出的肺炎球菌进行血清型鉴定,以明确引起感染的具体血清型。


为了评估疫苗的效果,研究人员对比了疫苗接种前后IPD发病率的变化情况,并分析了不同年龄段人群中疫苗对不同血清型IPD的预防效果。此外,还考虑了疫苗接种覆盖率、人群免疫水平等因素对研究结果的影响,采用统计学方法进行综合分析,以确保研究结果的准确性和可靠性。



结果


研究分析了包括30个国家(主要是高收入国家(39个研究中心)的32个PCV13研究中心(488,758例病例)和15个PCV10研究中心(46 386例病例),使用加强剂量方案(41个研究中心)。到引入PCV10或PCV13后6年,两种产品因PCV10型血清型和PCV10相关血清型6A引起的IPD大幅下降(年龄<5岁:下降83-99%;≥65岁:下降54-96%)。


引入PCR 10或PCR 13之前,PCV7相关血清型19A的增加在PCR 13部位被逆转(年龄<5岁:相对于任何PCR之前下降61-79%;年龄≥65岁:下降7-26%),但在PCR 10部位增加(年龄<5岁:1.6 - 2.3倍;年龄≥65岁:3.6 - 4.9倍)。血清型3 IRR对于产品或年龄组没有一致的趋势。两种产品的非PCV13型IPD增幅相似(年龄<5岁:2.3-3.3倍;年龄≥65岁:1.7-2.3倍)。


表.分析中包含的监测点和监测数据的特征数据为n、n(%)或中位数(范围)

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IPD=侵袭性肺炎球菌疾病。PCV=肺炎球菌结合疫苗。PCV7 =七价PCV(Pivar、辉瑞)。PCV10 =十价PCV(Synflorix,GSK)。PCV13 =13价PCV(Inspirar 13,辉瑞)。PPV23 =23价肺炎球菌多聚糖疫苗(Pneumovax 23,默克)。

* 魁北克使用了这两种产品,但仅计入总数一次。

†联合国地区改编自联合国统计司。

‡世界银行收入水平截至2020年11月。

§Gavi国家是指有资格参加Gavi(疫苗联盟)或已毕业的国家。

¶分层定义为每100 000名儿童病例少于300例(低负担)、每100 000名儿童病例少于300例(中等负担)或每100 000名儿童病例少于2000例(高负担)。2000年是任何国家将PCV引入婴儿免疫计划的第一年。

‖针对任何成年年龄组的任何建议(仅针对高风险个人或普遍);在有数据的情况下,成人PPV 23和PCV13的摄入量普遍较低。

** 监测中心针对分析中包含的PCV10或PCV13年数据提供的年度PCV摄入估计值。12个月龄(如果有的话,对于某些研究中心,最多可达15个月龄),不包括疫苗推出年份。如果不可用,则使用监测中心提供的主要系列年度PCV吸收估计值加上23个月大时的加强剂量(不包括疫苗推出年份)。如果无法获得来自监测监测点的PCV摄入数据,则使用世卫组织和联合国儿童基金会的国家免疫覆盖率PCV摄入估计值,不包括疫苗推出年份(附录2第18-21页)。使用分析中包含的各个研究中心多年的PCV10和PCV13数据(不包括引入PCV10或PCV13的年份)中位摄入量生成中位数。

††完全血清分型的IPD病例数量(不包括未分型、不可分型、汇总、仅血清群和未区分的病例)除以报告的病例总数。

‡‡在任何PCV之前阶段(即,在PCV7之前,如果使用),则为PCV10点的PCV10血清型和PCV13血清型。


虽然血清型19A趋势不同,但5岁以下儿童(58-74%)产品之间的全血清型IPD下降幅度相似;在65岁或以上的成年人中,PCV13(25-29%)的下降幅度大于PCV10(4-14%)站点,但站点之间的其他差异排除了产品归因。


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图1:向PSEREADE项目提供IPD发病率数据的研究中心以及从当前分析中排除的原因

IPD=侵袭性肺炎球菌疾病。PCV=肺炎球菌结合疫苗。PCV10 =十价PCV(Synflorix,GSK)。PCV13 =13价PCV(Inspirar 13,辉瑞)。


疫苗接种前后IPD发病率变化

在PCV10和PCV13广泛接种后,全球多个地区的IPD发病率呈现出显著下降趋势。在儿童群体中,这种下降尤为明显。


例如,在一些将PCV13纳入国家免疫规划的高收入国家,5岁以下儿童的IPD发病率在疫苗接种后的几年内下降了50%-70%。在低收入和中等收入国家,尽管疫苗接种覆盖率相对较低,但随着疫苗的逐步推广,5岁以下儿童的IPD发病率也有了一定程度的降低。


在老年人中,IPD发病率同样有所下降。以美国为例,65岁及以上老年人在PCV13接种后,IPD发病率下降了约30%。这一结果表明,PCV13不仅对儿童有良好的保护效果,在老年人群体中也能有效预防IPD的发生。


不同血清型IPD发病率变化

PCV10和PCV13覆盖的血清型引起的IPD发病率显著下降。在疫苗接种前,这些血清型是导致IPD的主要病原体,而接种疫苗后,由它们引发的感染大幅减少。以PCV13为例,其覆盖的13种血清型导致的IPD在儿童和成人中的发病率均明显降低。在一些地区,疫苗相关血清型引起的IPD在儿童中几乎消失。


然而,随着疫苗的广泛使用,未被疫苗覆盖的血清型引起的IPD比例有所上升,即出现了血清型替换现象——在部分地区,非PCV13血清型导致的IPD在总病例中的占比从疫苗接种前的不足20%上升至30%-40%。一些原本不常见的血清型,如33F、22F等,逐渐成为引起IPD的重要病原体。


不同年龄段疫苗效果差异

在儿童群体中,PCV10和PCV13表现出了极高的预防效果。特别是在2岁以下婴幼儿中,疫苗能够有效预防大部分由疫苗相关血清型引起的IPD,显著降低了婴幼儿因肺炎球菌感染导致的死亡风险。在1-5岁儿童中,疫苗也能减少IPD的发生,减轻疾病的严重程度。


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图2:按年龄组划分的PCV10型IPD的全中心加权平均IRR

将引入PCV10或PCV13后特定监测点的IPD年发病率与引入PCV13前该监测点的平均发病率进行比较,以计算特定监测点的IRR;所有监测点加权平均IRR是该监测点的平均IRRs。PCV10类型包括血清型1、4、5、6B、7F、9V、14、18C、19F和23F。不包括来自血清型6A的交叉保护。阴影区域表示PCV10或PCV13推出的年份。第0年的估计值表明使用PCV10或PCV13第一年后发生率的变化。在5岁或以上的个体中,最符合数据的模型是将第一年的估计影响转移到引入PCV第一年后的一年,而不是像5岁以下儿童那样转移到PCV推出的那一年。对于具有中度或重大PCV7影响的研究中心,第一年的估计影响发生在PCV7引入时(未显示)。对于不受PCV7影响的研究中心,第一年的估计效果可以通过第一点估计来看到,这表明了PCV前时期(即IRR=1),对于5岁以下的儿童,该时期发生在-1岁,对于所有其他年龄组,该时期发生在0岁。

IPD=侵袭性肺炎球菌疾病。IRR=发病率比。PCV=肺炎球菌结合疫苗。PCV7 =七价PCV(Pivar、辉瑞)。PCV10 =十价PCV(Synflorix,GSK)。PCV13 =13价PCV(Inspirar 13,辉瑞)。


对于老年人,疫苗同样具有一定的保护作用。虽然老年人的免疫功能相对较弱,疫苗的免疫应答可能不如儿童强烈,但接种疫苗后,老年人的IPD发病风险仍有明显降低。尤其是对于患有慢性疾病,如心血管疾病、糖尿病、慢性阻塞性肺疾病等的老年人,疫苗的保护效果更为显著,能够减少因肺炎球菌感染引发的严重并发症和死亡。


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图3:5岁以下儿童因任何血清型或特定血清型或血清型组而导致的IPD的全中心加权平均IRR

将引入PCV10或PCV13后特定监测点的IPD年发病率与引入PCV13前该监测点的平均发病率进行比较,以计算特定监测点的IRR;所有监测点加权平均IRR是该监测点的平均IRRs。y轴比例因图形而异。PCV13类型包括血清型1、3、4、5、6A、6B、7F、9V、14、18C、19A、19F和23F。阴影区域表示PCV10或PCV13推出的年份。第0年的估计值表明使用PCV10或PCV13第一年后发生率的变化。在65岁或以上的个体中,最符合数据的模型是将第一年的估计影响转移到引入PCV第一年后的一年,而不是像5岁以下儿童那样转移到PCV推出的那一年。对于具有中度或重大PCV7影响的研究中心,第一年的估计影响发生在PCV7引入时(未显示)。对于没有PCV7影响的研究中心,第一年的估计效果可以通过第一点估计来看到,这表明了PCV前时期(即IRR=1),对于5岁以下的儿童来说,该时期发生在-1岁,对于所有其他年龄组来说,该时期发生在0岁。

IPD=侵袭性肺炎球菌疾病。IRR=发病率比。PCV=肺炎球菌结合疫苗。PCV7 =七价PCV(Pivar、辉瑞)。PCV10 =十价PCV(Synflorix,GSK)。PCV13 =13价PCV(Inspirar 13,辉瑞)。


PCV10和PCV13在青少年和成年人中的IPD预防效果也得到了证实。在一些高风险人群,如免疫功能低下者、患有特定基础疾病者中,疫苗能够有效降低IPD的发生风险,提高生活质量。


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图4:65岁或以上成年人因任何血清型或特定血清型或血清型组而导致的IPD全中心加权平均IRR

将引入PCV10或PCV13后特定监测点的IPD年发病率与引入PCV13前该监测点的平均发病率进行比较,以计算特定监测点的IRR;所有监测点加权平均IRR是该监测点的平均IRRs。y轴比例因图形而异。PCV13类型包括血清型1、3、4、5、6A、6B、7F、9V、14、18C、19A、19F和23F。阴影区域表示PCV10或PCV13推出的年份。第0年的估计值表明使用PCV10或PCV13第一年后发生率的变化。在65岁或以上的个体中,最符合数据的模型是将第一年的估计影响转移到引入PCV第一年后的一年,而不是像5岁以下儿童那样转移到PCV推出的那一年。对于具有中度或重大PCV7影响的研究中心,第一年的估计影响发生在PCV7引入时(未显示)。对于没有PCV7影响的研究中心,第一个点估计可以看到第一年的估计效果,这表明了PCV前时期(即IRR=1),对于5岁以下的儿童,该时期发生在-1岁,对于所有其他年龄组,该时期发生在0岁。

IPD=侵袭性肺炎球菌疾病。IRR=发病率比。PCV=肺炎球菌结合疫苗。PCV7 =7价PCV(Pivar、辉瑞)。PCV10 =10价PCV(Synflorix,GSK)。PCV13 =13价PCV(Inspirar 13,辉瑞)。


不同地区疫苗效果差异

在高收入国家,由于疫苗接种覆盖率高、医疗卫生条件好,PCV10和PCV13对IPD的防控效果显著。这些国家能够及时为儿童和高危人群提供疫苗接种,并且有完善的监测体系,能够及时发现和处理疫苗相关问题。因此,IPD发病率在疫苗接种后迅速下降,并保持在较低水平。


在低收入和中等收入国家,虽然疫苗接种覆盖率相对较低,且面临着医疗卫生资源有限、疾病负担较重等问题,但随着全球疫苗免疫联盟(Gavi)等组织的支持和疫苗的逐步推广,这些地区的IPD发病率也有所下降。


不过,由于各地的经济发展水平、疫苗接种政策、卫生基础设施等存在差异,疫苗在不同低收入和中等收入国家的防控效果存在较大差异。一些地区能够积极推广疫苗接种,加强监测和防控工作,IPD发病率下降明显;而在一些资源匮乏、疫苗接种工作开展困难的地区,疫苗的防控效果则相对有限。



讨论


肺炎球菌疾病是全球范围内严重威胁人类健康的公共卫生问题,尤其对儿童、老年人及免疫功能低下人群危害极大。10价肺炎球菌结合疫苗(PCV10)和13价肺炎球菌结合疫苗(PCV13)的出现,为预防侵袭性肺炎球菌疾病(IPD)带来了新的希望。PSERENADE项目作为一项全球监测分析,旨在全面评估这两种疫苗在所有年龄段人群中对IPD的影响。


本项目通过多地区、多中心的监测与数据分析,详细探究了疫苗接种前后IPD发病率、血清型分布变化等关键指标,为全球肺炎球菌疾病防控策略的制定和优化提供了坚实的科学依据。研究结果显示,PCV10和PCV13在降低IPD发病率、改变血清型流行格局等方面成效显著,但同时也面临着血清型替换等挑战,后续防控工作仍需持续关注并应对这些问题。


疫苗的显著成效

PCV10和PCV13在全球范围内对IPD的防控取得了显著成效。这两种疫苗通过诱导机体产生特异性抗体,有效降低了疫苗相关血清型引起的IPD发病率,尤其为儿童和老年人这两个高风险群体提供了有效保护。


疫苗的广泛接种不仅减少了肺炎球菌感染导致的疾病负担,降低了死亡率,还对公共卫生产生了积极的影响。例如,在一些疫苗接种率较高的地区,IPD的传播得到了有效控制,群体免疫效应逐渐显现,使得未接种疫苗的人群也能在一定程度上受益。


血清型替换问题

尽管疫苗取得了显著成效,但血清型替换现象给疫苗的长期防控效果带来了挑战。随着疫苗相关血清型感染的减少,未被疫苗覆盖的血清型有了更多的生存空间,从而导致其引起的IPD比例上升。这种血清型替换可能会使疫苗的保护效果受到一定影响,增加了疾病防控的复杂性。为应对这一问题,需要持续加强对肺炎球菌血清型分布的监测,及时了解血清型的变化趋势。同时,研发包含更多血清型的新一代肺炎球菌疫苗或联合疫苗,可能是解决血清型替换问题的有效途径。


不同地区防控差异的原因

不同地区PCV10和PCV13的防控效果存在差异,主要原因包括疫苗接种覆盖率、医疗卫生资源、人群免疫状况等。在高收入国家,较高的疫苗接种覆盖率和完善的医疗卫生体系为疫苗的有效实施提供了保障,能够及时发现和处理疫苗接种过程中出现的问题,从而使疫苗的防控效果得以充分发挥。


而在低收入和中等收入国家,疫苗接种覆盖率低、医疗卫生资源不足以及人群免疫状况复杂等因素限制了疫苗的防控效果。此外,地区间的地理环境、人口密度、卫生习惯等也可能影响疫苗的防控效果。因此,在制定肺炎球菌疾病防控策略时,需要充分考虑地区差异,采取因地制宜的防控措施。


疫苗接种策略的优化

为了进一步提高PCV10和PCV13的防控效果,需要优化疫苗接种策略:

  • 首先,应提高疫苗接种覆盖率,特别是在低收入和中等收入国家以及高风险人群中。这需要加强疫苗的推广和宣传,提高公众对肺炎球菌疾病和疫苗的认识,同时完善疫苗接种服务体系,确保疫苗能够及时、有效地接种到目标人群。

  • 其次,根据不同年龄段人群的免疫特点和疾病风险,制定个性化的接种方案。例如,对于儿童,可以考虑采用不同的接种程序,以提高疫苗的免疫效果;对于老年人,可以加强加强免疫接种,增强其免疫应答。

  • 还应加强对疫苗接种效果的监测和评估,及时调整接种策略,以适应不断变化的疾病流行情况。


与其他防控措施的协同作用

疫苗接种是预防肺炎球菌疾病的重要手段,但仅依靠疫苗接种难以完全控制疾病的传播。因此,需要加强与其他防控措施的协同作用。例如,加强环境卫生管理,保持室内通风良好,减少肺炎球菌的传播途径;提高个人卫生意识,倡导勤洗手、戴口罩等良好的卫生习惯;加强对高危人群的管理,及时发现和治疗潜在的感染病例,减少疾病的传播风险。通过综合运用多种防控措施,可以进一步提高肺炎球菌疾病的防控效果,保障公众健康。



结论

PSERENADE项目的全球监测分析表明,10价和13价肺炎球菌结合疫苗(PCV10和PCV13)在预防所有年龄段侵袭性肺炎球菌疾病(IPD)方面发挥了重要作用。疫苗的广泛接种显著降低了IPD的发病率,尤其是疫苗相关血清型引起的感染。然而,血清型替换现象以及不同地区防控效果的差异仍然是当前面临的挑战。为了进一步优化肺炎球菌疾病的防控策略,需要持续加强对血清型分布的监测,研发新一代疫苗,优化疫苗接种策略,并加强与其他防控措施的协同作用。通过全球公共卫生工作者的共同努力,有望进一步降低肺炎球菌疾病的负担,保障全球公众的健康。未来,还需要继续关注疫苗的长期效果和安全性,以及随着疫苗使用和疾病流行变化可能出现的新问题,不断调整和完善防控措施,为全球肺炎球菌疾病防控事业做出更大的贡献。



参考文献

Bennett JC, Deloria Knoll M, Kagucia EW, et al. Global impact of ten-valent and 13-valent pneumococcal conjugate vaccines on invasive pneumococcal disease in all ages (the PSERENADE project): a global surveillance analysis. Lancet Infect Dis. Published online December 17, 2024. doi:10.1016/S1473-3099(24)00665-0


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