Характеристика бактерионосительства Streptococcus pneumoniae в детской популяции

Полный текст

Введение

Среди бактериальных респираторных патогенов одно из ведущих мест принадлежит Streptococcus pneumoniae. Инфекции, вызываемые данным микроорганизмом, продолжают сохранять свою актуальность, при этом дети младшего возраста и пожилые люди относятся к группе высокого риска [1]. В соответствии со структурой капсульного полисахарида на сегодняшний день выявлено 100 серотипов S. pneumoniae [2]. Широкое применение молекулярно-генетических методов позволяет проводить дальнейшую дифференциацию пневмококков по клонам и сиквенс-типам. Спектр доминирующих серотипов может зависеть от возраста обследуемых и географического региона, хотя для различных стран выявляются сходные закономерности распределения. По данным многоцентровых исследований, более 80% случаев инвазивной пневмококковой инфекции (ИПИ) во всех возрастных группах приходится на долю приблизительно 20 серотипов, при этом 13 из наиболее часто встречающихся серотипов ответственны за 70–75% случаев ИПИ у детей [3].

В состав пневмококковых вакцин включаются наиболее актуальные серотипы, которые ассоциируются с ИПИ. После введения специфической профилактики пневмококковой инфекции в национальные программы иммунизации детей наблюдается увеличение иммунной прослойки не только среди детского населения, но и среди взрослых. В рамках исследовательского проекта по оценке смены и распространения серотипов возбудителя пневмококковой инфекции были проанализированы данные из 44 пунктов эпиднадзора (Европы, Северной Америки, Африки, Латинской Америки, Азии и Океании) для изучения непосредственного и опосредованного влияния планового использования детских программ вакцинации 10- и 13-валентными пневмококковыми конъюгированными вакцинами (ПКВ-10 и ПКВ-13) в отношении заболеваемости ИПИ. Установлено, что проведение плановой иммунизации детей ПКВ привело к снижению на 85% ИПИ среди детей и взрослых всех возрастов через 6 лет после внедрения вакцины [3].

Несмотря на несомненные достижения вакцинопрофилактики, к которым можно отнести снижение ИПИ во всех возрастных группах вакцинированных и невакцинированных лиц, есть данные об увеличении частоты колонизации носоглотки невакцинными и нетипируемыми, в том числе инкапсулированными штаммами пневмококков. Многочисленные исследования эффективности ПКВ-13 в различных регионах показали, что применение этой вакцины может не только снизить заболеваемость пневмококковой инфекцией, но и вызвать изменения в серотиповом составе циркулирующих штаммов S. pneumoniae [4, 5].

Одним из приоритетных направлений контроля за пневмококковой инфекцией является проведение научных исследований по изучению непосредственного и опосредованного влияния вакцинации на результаты заболеваемости и носительства после введения на различных территориях ПКВ детскому населению.

Целью нашего исследования стало изучение региональных особенностей бактерионосительства S. pneumoniae в детской популяции и характеристика доминирующих серотипов возбудителя.

Материалы и методы

В рамках регионального мониторинга на территории Республики Татарстан в 2020–2022 гг. были обследованы 509 детей в возрасте от 3 лет до 5 лет 11 мес 29 дней в соответствии с критериями включения (приемлемый возраст, подписание родителями или законными представителями формы добровольного информированного согласия). Исследования были одобрены Локальным этическим комитетом КНИИЭМ (протокол № 1 от 12.03.2020). В группу здоровых детей (n = 509) были включены организованные дети, посещающие детские дошкольные учреждения г. Казани (n = 204) и п.г.т. Высокая Гора (n = 305), при отсутствии признаков острого респираторного заболевания. Вакцинальный статус детей изучали по картам развития ребёнка.

Материалом для исследования являлись мазки из носоглотки. Для сбора и транспортировки биоматериала использовали систему сбора и транспортировки жидкостей «ESwab» («Copan»). S. pneumonae определяли бактериологическим и молекулярно-биологическим методами. Культивирование было выполнено на колумбийском агаре CNA с 5% дефибринированной овечьей кровью («Sredoff»). Чашки Петри инкубировали 18–24 ч при 37ºC в атмосфере с 5% содержанием CO₂. Идентификацию S. pneumoniae проводили по морфологическим (грамположительные диплококки), культуральным (колонии S-формы с альфа-гемолизом), биохимическим свойствам (тест на каталазу, чувствительность к оптохину и солям желчи) в соответствии с методическими рекомендациями¹.

ДНК из чистых культур S. pneumoniae выделяли с помощью набора «AmpliSens DNA-Sorb-B Nucleic Acid Extraction Kit» («InterLabService»). Типирование полученных образцов методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) проводили в два этапа. Первый этап — выявление маркерных генов S. pneumoniae lytA и cpsA; второй этап — определение серотипа методом ПЦР в реальном времени с использованием меченных флуоресцентными метками олигонуклеотидов и праймеров в соответствии с рекомендациями CDC²: 6A/B/C/D, 9A/V, 23F, 19F, 18A/B/C/F, 15A/F, 19A, 3, 12F/A/B/44/46, 7A/F, 4, 5 11A/D, 16F, 9L/N, 14, 1, 2, 22A/F, 23 A, 33A/33F/37. Изоляты S. pneumoniae, которые не были отнесены к изучаемым группам, были обозначены как нетипируемые.

Для 2 изолятов S. pneumoniae, серотиповая принадлежность которых была определена методом ПЦР как 15AF и 11AD, выполнено полногеномное секвенирование (WGS). При этом анализ генома первого изолята показал его принадлежность к серотипу 15С (Streptococcus pneumoniae 105_Kz CP125291), а второго изолята — к серотипу 11D (Streptococcus pneumoniae 105_Kz CP125291). Данные загружены в GenBank (BioProject PRJNA971376 (NZ_CP126249.1) и PRJNA1009429). Выбор серотипов для секвенирования объясняется существенным распространением пневмококков серогрупп 15 и 11 на фоне вакцинации, при этом только серотипы 11A, 15A и 15C включены в новую ПКВ-20 («Pfizer») [6], серотипы 11A и 15B — в состав ПВ23.

Для WGS ДНК из чистых культур S. pneumoniae выделяли при помощи набора «QIAamp DNA Mini Kit» («Qiagen»). WGS выполняли на платформах «DNBSEQ-G50» («MGI») и «GridION» («Oxford Nanopore Technologies»). Библиотеки для WGS готовили при помощи наборов «MGIEasy Fast FS DNA Library Prep Set» («MGI»), «Native Barcoding Expansion» и «Ligation Sequencing Kit» («Oxford Nanopore Technologies») соответственно. Медиана длины фрагментов библиотеки составила 430 bp (идентифицировано с помощью системы капиллярного гель-электрофореза «QIAxcel Advanced System»). Секвенирование с получением парно-концевых прочтений выполняли на платформе «DNBSEQ-G50» («MGI») с использованием набора «DNBSEQ-G50RS» (FCL PE150/FCS PE150).

Качество полученных нуклеотидных последовательностей оценивали с помощью программы «FastQC v. 0.11.8» («Babraham Bioinformatics»). Фильтрация ридов по качеству и удаление адаптеров и праймеров ПЦР, используемых при подготовке библиотек, выполнены с помощью программы «Cutadapt v. 1.15». Для сборки геномов de novo использовали алгоритм «SPAdes v. 3.15.4» [7], для гибридной сборки — «Unicycler v. 0.4.7» [8]. Финальная оценка качества была выполнена с помощью программы «Quast v. 5.0.2» [9]. Определение сиквенс-типа по схеме MLST-типирования (Multilocus sequence typing) было выполнено с помощью программы «MLST v. 2.0»³ [10]. Геномы были аннотированы с помощью сервера RAST (Rapid Annotations using Subsystems Technology) [11]. Для идентификации генов и мутаций, ассоциирующихся с устойчивостью к антибиотикам, использовали базу данных CARD [12]. Поиск последовательностей профагов в геномах изучаемых изолятов выполняли с помощью онлайн-сервиса Phaster [13], поиск островков патогенности в геномах — с помощью онлайн-сервиса «IslandViewer v. 4» [14].

Полученные в процессе исследования результаты обрабатывали с помощью программной системы «Statistica for Windows v. 6.0». Критерием статистической достоверности получаемых данных считали уровень р < 0,05.

Результаты

Бактерионосительство S. pneumoniae в группе здоровых детей выявлено у 207 (40,7%) детей, при этом частота обнаружения S. pneumoniae у детей, проживающих в Казани, была достоверно выше, чем у детей, проживающих в сельской местности, — 53,4 и 31,1% соответственно (p < 0,05). При изучении вакцинального статуса по картам развития ребёнка установлено, что из 509 здоровых детей 315 человек было вакцинировано ПКВ-13 (табл. 1). Из 207 носителей S. pneumoniae было вакцинировано 134 ребёнка, при этом полный курс вакцинации прошли 43 ребёнка, получили 2 дозы — 47 и только 1 дозу — 44.

 

Таблица 1. Частота бактерионосительства S. pneumoniae у вакцинированных здоровых детей, n (%)

Table 1. The frequency of S. pneumoniae bacterial carriage in vaccinated healthy children, n (%)

Вакцинация Vaccination	Число вакцинированных детей Number of vaccinated children	Число детей без носительства S. pneumoniae Number of children who are not S. pneumoniae carriers	Число детей — бактерионосителей S. pneumoniae Number of the S. pneumoniae carrier children
V1	108	64 (59,3%)	44 (40,7%)*
V2	115	68 (59,2%)	47 (40,8%)*
V3	92	49 (53,3%)	43 (46,7%)
Всего | Total	315	181 (57,4%)	134 (42,5%)*

Примечание. *p < 0,01 по сравнению с группой без носительства.

Note. *p < 0.01 compared to the non-carrier group.

 

По данным Республиканского центра иммунопрофилактики, вакцинация детского населения против пневмококковой инфекции проводится в Республике Татарстан согласно национальному календарю профилактических прививок с 2014 г. Для вакцинации используется пневмококковая вакцина ПКВ-13 в соответствии со схемой, которая включает проведение вакцинации в 2, 4, 5 мес и ревакцинации в 15 мес. По состоянию на 01.01.2021 среди детей в возрасте 0–7 лет 82% детей были привиты 1–3 дозами вакцины, при этом доля прошедших полный курс вакцинации и ревакцинации составила 60,4%.

Среди вакцинированных детей в большинстве случаев (57,5%) носительства S. pneumoniae не наблюдалось. Только у 20,7% детей, прошедших полный курс вакцинации, выявлено бактерионосительство S. pneumoniae (p < 0,01). Таким образом, в большинстве случаев бактерионосителями являлись невакцинированные или не прошедшие полный курс вакцинации дети.

При изучении степени обсеменённости носоглотки S. pneumoniae установлено, что низкая обсеменённость (10¹–10² КОЕ/тампон) наблюдалась в 62 (30%) случаях, умеренная (10³–10⁴ КОЕ/тампон) — в 113 (54,6%), высокая (10⁵–10⁶ КОЕ/тампон) — в 32 (15,4%). При этом в группах детей-бактерионосителей — как вакцинированных, так и невакцинированных — преобладала умеренная степень обсеменённости, достоверных различий по степени обсеменённости в зависимости от вакцинации ПКВ-13 не установлено (табл. 2).

 

Таблица 2. Степень обсеменённости носоглотки S. pneumoniae в зависимости от вакцинации ПКВ-13, n (%)

Table 2. The degree of S. pneumoniae contamination of the nasopharynx depending on vaccination by PCV-13, n (%)

Степень обсеменённости The degree of contamination	Число детей — носителей S. pneumoniae Number of S. pneumoniae carrier children	Число случаев носительства S. pneumoniae у вакцинированных детей The number of cases of S. pneumoniae carriage in vaccinated children	Число случаев носительства S. pneumoniae у невакцинированных детей Number of cases of S. pneumoniae carriage in unvaccinated children	p
Низкая Low	62 (30%)	35 (26,2%)	27 (43,5%)	0,152
Умеренная Medium	113 (54,6%)	78 (58,2%)	35 (47,1)	< 0,01
Высокая High	32 (15,4%)	21 (15,6%)	11 (34,4%)	0,013
Всего Total	207	134 (64,7%)	73 (35,3%)	< 0,01

 

Нами был изучен серотиповой состав штаммов пневмококков, выделенных от здоровых детей, и проанализирован в зависимости от вакцинального статуса бактерионосителя (табл. 3).

 

Таблица 3. Серотиповой состав S. pneumoniae, выделенных от здоровых детей-бактерионосителей в зависимости от вакцинального статуса, n (%)

Table 3. Serotype composition of S. pneumoniae isolated from healthy bacterial carrier children depending on the vaccination status, n (%)

Вакцина Vaccine	Идентифицированные серотипы Identified serotypes	Всего вакцинированные и невакцинированные All vaccinated and unvaccinated	Невакцинированные ПКВ-13 Unvaccinated with PСV-13	Вакцинированные ПКВ-13 Vaccinated with PCV-13	p
ПКВ-13 Вакцинные серотипы PCV-13 vaccine serotypes	4	0	0	0	–
	6ABCD (в составе ПВК-13 только 6A и 6B)* 6ABCD (only 6A and 6B are included in PCV-13)*	48	21 (43,75%)	27 (56,25%)	0,223
	9AV (в составе ПВК-13 только 9V)* 9AV (only 9V is included in PCV-13)*	0	0	0	–
	14	20	13 (65%)	7 (35%)	0,061
	18ABCF (в составе ПВК-13 только 18С)* 18ABCF (only 18C is included in PCV-13)*	4	0	4	–
	19F	1	0	1	–
	23F	0	0	0	–
	1	1	0	1	–
	5	0	0	0	–
	7AF (в составе ПВК-13 только 7F)* 7AF (only 7F is included in PCV-13)*	0	0	0	–
	3	6	1 (16,67%)	5 (83,33%)	0,021
	19A	0	0	0	–
ППСВ-23 Вакцинные серотипы PPSV-23 Vaccine serotypes	2	1	1	0	–
	8	0	0	0	–
	9LN (в составе ППСВ-23 только 9N)* 9LN (only 9N is included in PPSV-23)*	28	11 (39,29%)	17 (60,71%)	0,112
	10A	0	0	0	–
	11AD (в составе ППСВ-23 только 11A)* 11AD (only 11A is included in PPSV-23)*	59	15 (25,42%)	44 (74,58%)	0,214
	12F	3	0	3	–
	15BC (в составе ППСВ-23 только 15B)* 15BC (only 15B is included in PPSV-23)*	0	0	0	–
	17F	0	0	0	–
	22F	11	4 (36,36%)	7 (63,64%)	0,211
	33F	5	0	5	–
	12AF (только 12F — в составе ППСВ-23)* 12AF (only 12F is included in PPSV-23)*	0	0	0	–
Невакцинные серотипы Non-vaccine serotypes	15AF	49	10 (20,41%)	39 (79,59%)	0,213
	16F	1	0	1	–
	23A	54	11 (20,37%)	43 (79,63%)	0,213
Нетипируемые серотипы Untyped serotypes	–	33	13 (39,39%)	20 (60,61%)	0,087
Итого Total		324	100 (30,86%)	224 (69,14%)	0,216

Примечание. *Серотипы некоторых серогрупп не были дифференцированы методом ПЦР в реальном времени.

Note. *Serotypes of some serogroups were not differentiated by real-time PCR.

 

Общее число идентифицированных серотипов изолятов S. pneumoniae, выделенных из мазков из носоглотки, превысило число выделенных культур, что указывает на микст-колонизацию несколькими серотипами (от 2 до 4), при этом в большинстве случаев смешанная колонизация чаще наблюдалась у вакцинированных детей. Данный феномен также был отмечен другими исследователями [15].

Результаты анализа серотипового состава указывают на низкий охват циркулирующих среди детей-носителей серотипов применяемыми на территории России пневмококковыми вакцинами, при этом в ходе исследования нам не удалось дифференцировать отдельные серотипы в составе некоторых серогрупп. Полученные результаты можно оценивать как ориентировочные и требующие дальнейшей расшифровки. Доля серотипов, входящих в состав вакцины ПКВ-13, составила 24,7%, а на долю вакцинных серотипов 23-валентной пневмококковой полисахаридной вакцины (ППСВ-23), не применяющейся для вакцинации детей, — 33%. Доля невакцинных серотипов составила 32,1%, нетипируемых — 10,2%. Анализ серотипового состава в зависимости от вакцинального статуса ребёнка показал значительные отличия в частоте распространения серотипов. У невакцинированных детей преобладали серотипы, относящиеся к вакцинным, — 6ABCD (21%), 11AD (15%), 14 (13%), хотя в ряде серогрупп нам не удалось дифференцировать вакцинные и невакцинные серотипы. У вакцинированных детей доминировали 15AF (17,4%), 23A (19,2%), т.е. серотипы, не входящие в состав действующих вакцин, и 11AD (19,6%) — часть серогруппы, представитель которой (11A) входит в состав ППСВ-23, крайне редко используемой для профилактики пневмококковой инфекции у детей.

Из изолятов, ассоциирующихся с наиболее распространёнными среди детей-носителей серогруппами 15 и 11, не входящими в применяемую вакцину ПКВ-13, были выбраны для секвенирования по одному репрезентативному изоляту (табл. 4). Изолят 27_Kz (серотип 15C) принадлежал к сиквенс-типу ST1025. Геном изолята 27_Kz содержал один интактный профаг (Streptococcus phage SpSL1, NC_027396(23), 39,7 т.п.н.) и остатки 3 профагов. В геноме 27_Kz присутствовали компоненты фосфотрансферазных систем различной специфичности (галактозо-специфичной, маннитол-специфичной, бета-глюкозидазо-специфичной, целлобиозо-специфичной); гены сортаз; ген IgA1-протеазы; гены синтеза лантионин-содержащего бактериоцина LanM; гены синтеза аспарагина; локус piaABCD (кодирующий транспортёры ионов железа); гены ABC-транспортёров различной специфичности (аминокислоты, полиамины, ионы металлов). Варианты системы рестрикции-модификации I типа (типы S-субъединиц специфичности) изолята 27_Kz ассоциировались с патогенностью (на основании аннотации в «IslandViewer v. 4»). Наличие детерминант резистентности к антибиотикам разных классов было предсказано с использованием RAST-онлайн-сервера. В геноме 27_Kz был идентифицирован ассоциированный с резистентностью к триметоприму вариант гена дигидрофолат редуктазы folA (табл. 4).

 

Таблица 4. Характеристика геномов изолятов серотипов 15C и 11D, полученных из мазка из носоглотки детей с установленным носительством S. pneumoniae

Table 4. Characteristics of genomes of serotypes 15C and 11D isolates obtained from nasopharyngeal swabs of children with identified S. pneumoniae carriage

Образец Sample	Номер в Genbank Genbank accession number	Год выделения Year of isolation	Серотип Serotype	Сиквенс-тип Sequence type	Возраст пациента, лет Patient's age, years	PEN	ERY	TET	CHL	TXT
27_Kz	NZ_CP126249.1	2020	15C	1025	3	S	S	S	S	R
105_Kz	PRJNA1009429	2020	11D	62	4	S	S	S	S	S

Примечание. PEN — пенициллин; ERY — эритромицин; TET — тетрациклин; CHL — хлорамфеникол; TXT — ко-тримоксазол; R — наличие, S — отсутствие детерминант резистентности.

Источник: Прогнозирование устойчивости к противомикробным препаратам в PATRIC и RAST. URL: https://www.bv-brc.org/job

Note. PEN — penicillin; ERY — erythromycin; TET — tetracycline; CHL — chloramphenicol; TXT — co-trimoxazole; R — presence, S — absence of resistance determinants.

Source: Prediction of antimicrobial resistance in PATRIC and RAST. URL: https://www.bv-brc.org/job

 

Изолят 105_Kz (серотип 11D) принадлежал к ST62. В геноме изолята 105_Kz присутствовали остатки 4 профагов и мобильный генетический элемент Tn5252, содержащий локус синтеза лантибиотиков. Геном изолята 105_KZ также содержал компоненты фосфотрансферазных систем различной специфичности, гены сортаз, ген IgA1-протеазы, локус piaABCD, гены ABC-транспортёров различной специфичности (аминокислоты, полиамины, ионы металлов). Изолят 105_Kz отличался наличием гена цитозин-ДНК-метилтрансферазы (большинство генетических линий S. pneumoniae содержат аденин-ДНК-метилтрансферазы). Наличие малораспространённой среди S. pneumoniae цитозин-специфичной метилтрансферазы может объяснять отсутствие интактных профагов в геноме данного штамма, а также может быть связано с генетической стабилизацией и распространением ST62. Кроме того, изолят 105_Kz имеет АТФ-синтазы V (не F-типа) и может иметь особенности энергетического метаболизма.

Таким образом, на фоне вакцинации в России происходит распространение серогрупп 15 и 11 у детей — носителей S. pneumoniae, представители которых могут ассоциироваться с генетическими линиями с потенциально повышенной вирулентностью или другими адаптивными изменениями, обеспечивающими стабилизацию и успешное распространение данных клонов.

Обсуждение

Результаты нашего исследования показывают, что вакцинация ПКВ-13 полностью не исключает явления бактерионосительства среди детей дошкольного возраста, но при этом дети, прошедшие полный курс вакцинации и ревакцинации, имеют достоверно более низкие показатели частоты бактерионосительства по сравнению с группой детей, не прошедших вакцинацию либо её полный курс. Нами не выявлено влияния вакцинации на степень обсеменённости носоглотки пневмококками у здоровых детей-бактерионосителей. Возможно, на степень колонизации оказывают воздействие другие факторы, связанные с иммунологическими особенностями макроорганизма, вирулентностью возбудителя или факторами окружающей среды, что, несомненно, требует проведения дальнейших исследований.

В нашей работе установлена корреляция между частотой бактерионосительства и средой проживания ребёнка: у городских детей частота колонизации носоглотки S. pneumoniae была достоверно выше, чем у детей, проживающих в сельской местности, что можно объяснить большими контактами в городской среде. Эти данные должны быть учтены при планировании региональных мониторинговых исследований за циркуляцией S. pneumoniae среди разных групп детского населения. Мониторинговые исследования, проводимые в различных странах, указывают на существование общих закономерностей в распределении серотипового состава S. pneumoniae после введения плановой иммунизации. Так, в Португалии ПКВ-13 стала доступна с 2010 г., после десятилетия использования ПКВ-7. S. Felix и соавт. оценивали изменения в распределении серотипов и чувствительности к противомикробным препаратам пневмококков, переносимых детьми, проживающих в двух регионах Португалии (одном городском и одном сельском), за 3 эпидемиологических периода: до введения ПКВ-13 (2009–2010), ранний ПКВ-13-период (2011–2012) и поздний ПКВ-13-период (2015–2016) [16]. Изучали образцы из носоглотки (n = 4232), полученные от детей в возрасте 0–6 лет, посещающих центры дневного ухода. Уровень иммунизации ПКВ-13 был очень высоким в обоих регионах (> 75%). Носительство пневмококка оставалось стабильно высоким: 62,1, 62,4 и 61,6% в изучаемые периоды соответственно (р = 0,909) в городском регионе и 59,8, 62,8, 59,5% (р = 0,543) в сельском регионе. При этом носительство серотипов, входящих в состав ПКВ-13, снизилось как в городах (16,4, 7,3 и 1,6%; р < 0,001), так и в сельских районах (13,2, 7,8 и 1,9%; р < 0,001). Это снижение было в основном связано с серотипом 19А (14,1, 4,4 и 1,3% в городском регионе и 11,1, 3,6 и 0,8% в сельском регионе; р < 0,001), в то время как серотипы 11D, 15A/B/C, 16F, 21, 22F, 23A/B, 24F, 35F и нетипируемые варианты были наиболее распространены в поздних стадиях иммунизации ПКВ-13 [16].

Мониторинг серотипового cостава циркулирующих пневмококков позволил в нашем исследовании выявить некоторые тенденции в структуре доминирующих серотипов в зависимости от вакцинального статуса детей. Так, нами установлено, что, несмотря на преобладание вакцинных серотипов, доля вариантов S. pneumoniae, входящих в состав ПКВ-13, имеет тенденцию к снижению и замещению на серотипы, не входящие в её состав. Процессы замещения серотипов мы наблюдали в обеих группах, но с различной интенсивностью. В группах вакцинированных детей отмечено большее генетическое разнообразие с преобладанием невакцинных серотипов (15AF — 17,4%; 23A — 19,2%), тогда как в группе невакцинированных детей их доля ниже (15AF — 10%; 23A — 11%).

О процессах замещения вакцинных серотипов на невакцинные исследователи стали сообщать вскоре после начала внедрения в различных странах массовой иммунизации ПКВ. После введения в плановую иммунизацию ПКВ-7 в США в 2003–2005 гг. появились сообщения о глубоких изменениях в распределении серотипов, колонизирующих носоглотку детей, при этом некоторые из невакцинных серотипов приобретают наибольшее распространение и становятся всё более агрессивными за счёт антибиотикорезистентности [17, 18].

С момента внедрения ПКВ-13 исследователи из стран, включивших эту вакцину в свои национальные программы иммунизации, стали сообщать об увеличении числа случаев инфицирования S. pneumoniae серогруппы 15, которая не охватывается данной вакциной [19–21]. Пневмококки этой серогруппы вызывали вспышки и смертельные случаи среди детей [22, 23].

В Китае в результате непрерывного мониторинга в Пекинской детской больнице, частично отражающего распространённость S. pneumoniae у китайских детей за период исследования, циркуляция пневмококков серогруппы 15 среди детского населения составила 6,12%. После введения ПКВ-13 в Китае в мае 2017 г. показатели выделения S. pneumoniae серогруппы 15 в 2018 и 2019 гг. составили 7,41 и 10,53% соответственно, демонстрируя тенденцию к росту [24]. Китайские исследователи обнаружили, что штаммы S. pneumoniae серогруппы 15 проявляют хорошую чувствительность к распространённым антибиотикам, однако наиболее распространённый клональный комплекс (СС) CC3397 был в 100% случаев устойчив к пенициллину, на основании чего было сделано предположение о влиянии антибиотиков на изменение доминирующих СС [24]. Во многих исследованиях ранее сообщалось о явлениях клонального сдвига в других серотипах, например, CC271 заменил CC983 среди штаммов серотипа 19F [25], ST81 заменил ST342 среди изолятов пневмококка серотипа 23F [26], CC320 заменил CC230 в штаммах 19A [27], CC876 заменил CC875 в штаммах серотипа 14 [28]. Эти примеры явлений клонального сдвига у одного серотипа могут быть вызваны селекционным действием антибиотиков, согласно которому сиквенс-типы, экспрессирующие высокую устойчивость к антибиотикам, заменяют сиквенс-типы с меньшей резистентностью. Для подтверждения данной теории необходимы длительные эпидемиологические исследования антибиотикорезистентности штаммов S. pneumoniae среди различных серотипов, в том числе серогруппы 15.

За период наших наблюдений с 2016 г. мы также отмечаем тенденцию роста распространённости серотипов серогруппы 15: доля серотипов 15AF в 2016–2019 и 2020–2021 гг. выросла с 2,4 до 7,0%, при этом в группе вакцинированных детей в 2021 г. она составила 17,4%, для части серогруппы 15ВС также отмечается динамика роста с 2,4% в 2016 г. до 3,9% в 2019 г. [29]. Как известно, cеротипы 15B, 15A и 15C серогруппы 15 являются одними из наиболее распространённых серотипов S. pneumoniae, ассоциированных с инвазивными пневмококковыми заболеваниями после внедрения ПКВ-13, кроме того, 15B вносит значительный вклад в развитие острого среднего отита. Капсульные полисахариды серотипов 15A, 15B и 15C тесно связаны между собой, причём 15A имеет линейную структуру повторяющихся единиц, а 15B и 15C — разветвлённую структуру повторяющихся единиц углеводных остатков [30].

По результатам российских многоцентровых исследований «ПеГАС» 2015–2018 гг. по изучению инвазивных штаммов S. pneumoniae установлены доминирующие серотипы, принадлежащие к серогруппам 3 (21%), 19F и 6ABE (по 11%), 15В (6,5%). У всех 46 изученных штаммов были определены сиквенс-типы и выявлено 6 не описанных ранее сиквенс-типов: ST15247–ST15252, при этом проведённое мультилокусное секвенирование-типирование не позволило выявить преобладающий сиквенс-тип или определить СС, за исключением штаммов серотипа 3 [31]. По результатам другого многоцентрового исследования, проводимого с 2016 г., в России преимущественно распространены генетические линии СС505 (серотип 3), СС236/CC271/CC320 (19F), CC1025 (15BC), CC143 (различные серотипы), CC311 (23F), которые часто ассоциируются с инвазивными заболеваниями. Для CC1025, к которой относится серотип 15ВС, также отмечена тенденция к возрастанию численности. Генетические линии CC505, CC1025 и CC311 ассоциируются с чувствительностью к большинству классов антибиотиков. Геномы представителей распространённых генетических линий несут разнообразные детерминанты вирулентности [32].

Заключение

Проведённые исследования указывают на высокую частоту колонизации носоглотки у детей дошкольного возраста, особенно среди городских детей. При этом на серотиповой пейзаж оказывает влияние вакцинальный статус ребёнка: установлены достоверные различия по частоте встречаемости различных серотипов у вакцинированных и невакцинированных детей. На современном этапе проведение мониторинга только за серотиповым (серогрупповым) cоставом циркулирующих штаммов S. pneumoniae недостаточно. В целях совершенствования эпидемиологического надзора за пневмококковыми инфекциями необходимо внедрение мониторинга за циркулирующими СС пневмококков и анализ генетических детерминант антибиотикорезистентности в зависимости от ST с применением WGS и биоинформатического анализа.

 

¹  Методические рекомендации МР 4.2. 0114-16 «Лабораторная диагностика внебольничной пневмонии пневмококковой этиологии» (утв. Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом РФ).

² Table 1: List of oligonucleotide primers used in 41 conventional multiplex* PCR assays for pneumococcal serotype deduction of 70 serotypes. URL: http://www.cdc.gov/streplab/downloads/pcr-oligonucleotide-primers.pdf

³ Center for Genomic Epidemiology. URL: http://www.cbs.dtu.dk/services/MLST

Об авторах

Гузель Шавхатовна Исаева

Казанский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии; Казанский государственный медицинский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: guisaeva@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-1462-8734

д.м.н., зам. директора Казанского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии, зав. каф. микробиологии им. акад. В.М. Аристовского Казанского государственного медицинского университета

Россия, Казань; Казань

Альбина Зуфаровна Зарипова

Казанский государственный медицинский университет; Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Татарстан (Татарстан)

Email: guisaeva@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-6790-0538

ассистент каф. микробиологии им. акад. В.М. Аристовского Казанского государственного медицинского университета, Казань, Россия; начальник отдела кадров Центра гигиены и эпидемиологии в Республике Татарстан (Татарстан)

Россия, Казань; Казань

Лира Табрисовна Баязитова

Казанский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии; Казанский государственный медицинский университет

Email: guisaeva@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-2142-7682

к.м.н., зав. научно-исследовательской лабораторией микробиологии Казанского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии, доцент каф. микробиологии им. акад. В.М. Аристовского Казанского государственного медицинского университета

Россия, Казань; Казань

Ралина Маратовна Хусаинова

Казанский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии; Казанский государственный медицинский университет

Email: guisaeva@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-4733-3959

м.н.с. научно-исследовательской лаборатории микробиологии Казанского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии, Казань, Россия, ассистент каф. микробиологии им. акад. В.М. Аристовского Казанского государственного медицинского университета

Россия, Казань

Татьяна Александровна Чазова

Казанский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии

Email: guisaeva@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-2013-4239

м.н.с. лаб. микробиологии Казанского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии

Россия, Казань

Ольга Феликсовна Тюпкина

Казанский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии

Email: guisaeva@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-8180-1165

с.н.с. лаб. микробиологии Казанского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии

Россия, Казань

Екатерина Валерьевна Никитина

Детский научно-клинический центр инфекционных болезней

Email: guisaeva@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-9737-9496

к.б.н., н.с. научно-исследовательского отдела медицинской микробиологии и молекулярной эпидемиологии Детского научно-клинического центра инфекционных болезней

Россия, Санкт-Петербург

Ирина Анатольевна Цветкова

Детский научно-клинический центр инфекционных болезней; Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

Email: guisaeva@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-0170-6975

к.б.н., м.н.с. научно-исследовательского отдела медицинской микробиологии и молекулярной эпидемиологии Детского научно-клинического центра инфекционных болезней; ассистент каф. микробиологии, вирусологии и иммунологии Санкт-Петербургского государственного педиатрического медицинского университета

Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Список литературы

Дополнительные файлы