李宏森 綜述，梁疆莉，2，楊凈思，2 審校

1.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所，云南 昆明 650118；2.昆明市新發(fā)突發(fā)高致病性病原體疫苗研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化企業(yè)科技創(chuàng)新中心，云南 昆明 650118

百日咳是由百日咳桿菌引起的傳染性極強(qiáng)的呼吸系統(tǒng)疾病，最早可追溯到中世紀(jì)，許多歐洲國家均報(bào)道過百日咳暴發(fā)流行。因其在嬰兒和兒童中的嚴(yán)重程度，被認(rèn)為是一種危險(xiǎn)的，甚至無法治療的致命疾病［1］。直至20世紀(jì)初，百日咳的病原體才被發(fā)現(xiàn)并分離［1-2］。

20 世紀(jì)40 年代，第1 個(gè)真正的全細(xì)胞百日咳（whole cell pertussis，wP）疫苗在美國問世，其與破傷風(fēng)和白喉類毒素聯(lián)合制備的全細(xì)胞百白破疫苗（diphtheria-tetanus-whole cell pertussis vaccine，DTwP）的廣泛使用大大降低了百日咳的發(fā)病率［1］。但DTwP疫苗不良反應(yīng)不斷報(bào)道，許多國家因此停止了DTwP接種［3］。20 世紀(jì)90 年代，新研發(fā)的無細(xì)胞百白破疫苗（diphtheria-tetanus-acellular pertussis vaccine，DTaP）被證實(shí)不良反應(yīng)更少，耐受性更好，但之后的隨訪表明，DTaP疫苗的保護(hù)作用逐漸減弱［1］，美國、英國、澳大利亞等疫苗高覆蓋率的發(fā)達(dá)國家出現(xiàn)百日咳的集中暴發(fā)流行，青少年和成人病例顯著增多，這種現(xiàn)象被稱為“百日咳再現(xiàn)”［4］。

近年來，使用無細(xì)胞百日咳（acellular pertussis，aP）疫苗的中國和部分仍在使用wP 疫苗的國家也報(bào)道了百日咳報(bào)告發(fā)病率持續(xù)升高的趨勢［5-8］，說明百日咳再現(xiàn)已不局限于使用aP 疫苗的發(fā)達(dá)國家。因此，進(jìn)一步了解百日咳的流行病學(xué)特征對于研發(fā)更有效的百日咳疫苗以及更好地預(yù)防和早日消除百日咳至關(guān)重要。本文對國內(nèi)外百日咳的發(fā)病概況、時(shí)間分布和人群分布等基本流行特征、血清流行病學(xué)特征（血清抗體水平變化）、分子流行病學(xué)特征（流行株基因變化）及其防控進(jìn)展作一綜述。

1 百日咳基本流行特征

1.1 百日咳的發(fā)病概況 中國部分地區(qū)的調(diào)查表明，近年來百日咳發(fā)病率的總體呈上升趨勢［9-11］，其發(fā)病率經(jīng)歷了3 個(gè)階段：①1998—2006 年wP 疫苗時(shí)期，發(fā)病率呈下降趨勢；②2006 — 2012 年同時(shí)使用wP和aP 疫苗期間，發(fā)病率穩(wěn)定在低谷；③2012 年aP 疫苗完全取代wP 疫苗后，發(fā)病率再次升高，見圖1［12］。最新的調(diào)查表明，中國百日咳年均發(fā)病率（／10 萬）在2018、2019、2020、2021年分別為1.59、2.15、0.32和0.68，較2015—2017年年均發(fā)病率（0.55／10萬）分別上升了189.09%、290.91%、-41.82%和23.64%［13］，2020 和2021 年發(fā)病率突然下降可能與COVID-19 疫情防控有關(guān)。中國調(diào)查發(fā)現(xiàn)，百日咳的發(fā)病率存在“高-低-高-低”不規(guī)則波動(dòng)的特點(diǎn)，一般2 ～5 年出現(xiàn)1次發(fā)病高峰［14］。

圖1 中國1998—2018年間接種不同類型疫苗的百日咳報(bào)告病例數(shù)Fig.1 Number of reported cases of pertussis by vaccination types in China from 1998 to 2018

英國的百日咳發(fā)病率也經(jīng)歷了類似中國的3 個(gè)階段，不同的是，在百日咳發(fā)病率的下降趨勢期間，發(fā)病率呈現(xiàn)出4 年的流行周期，但百日咳再現(xiàn)之后并未表現(xiàn)出周期性［15］。美國的研究表明，雖然百日咳的發(fā)病率呈現(xiàn)周期性，但隨著時(shí)間的推移，發(fā)病率顯著增加。非高峰年的平均發(fā)病率為（3.4 ～5.9）／10 萬，增長1.7 倍；高峰年的平均發(fā)病率為（8.7 ～15.4）／10萬，增長1.8倍［16］。同樣，烏克蘭百日咳的發(fā)病周期為5 年，但烏克蘭百日咳的年平均發(fā)病率在22 年間從（4.91 ～5.54）／10 萬增加到（5.48 ～7.06）／10 萬［17］。百日咳流行的周期性具有地域差異。美國的調(diào)查顯示，雖然總體趨勢顯示全國發(fā)病率每2 ～5 年達(dá)到峰值，但地區(qū)分析表明，一些地區(qū)的流行周期與全國不同［16］。

1.2 時(shí)間分布 百日咳作為一種呼吸道疾病，其傳播會受到季節(jié)變化的影響。但百日咳季節(jié)性的性質(zhì)和程度缺乏共識，不同國家對于百日咳感染高峰時(shí)間的報(bào)道不同［18］。中國部分地區(qū)的調(diào)查表明，百日咳1 年四季均有發(fā)病，3—9 月普遍為百日咳發(fā)病高峰期，7 — 8 月達(dá)峰值，呈現(xiàn)出夏秋高、冬春低的特點(diǎn)［8，10］。西班牙、瑞士、摩洛哥百日咳的發(fā)病率也呈現(xiàn)出夏秋高、冬春低的周期性變化［19-21］。但越南、澳大利亞的研究表明，百日咳的發(fā)病率呈春夏高、秋冬低的周期性變化，除部分地區(qū)的高峰期有所偏差外，大多數(shù)地區(qū)峰值幅度和時(shí)間均相似［18，22］。

1.3 人群分布 巴西和中國的研究表明，百日咳病例主要集中在1 歲以下嬰兒中［23-24］。中國的調(diào)查表明，各年齡段百日咳發(fā)病數(shù)所占比例在發(fā)生變化，＜1 歲人群所占比例由2004 年的14.00%逐漸增長至峰值（68.00%）；1 ～5 歲人群所占比例由2004 年的63.00%逐漸減少至26.00%；＞5歲人群由2004年的23.00%逐漸減少至6.00%［9］。在使用wP 疫苗的非洲和泰國，大多數(shù)病例發(fā)生在年齡太小而不能完成疫苗基礎(chǔ)免疫的兒童中［25-26］。但歐洲地區(qū)百日咳的發(fā)病高峰年齡正逐漸增高，發(fā)病高峰人群逐漸從幼兒到學(xué)齡兒童、從學(xué)齡兒童到青少年、從青少年到成人［27］。此外，中國浙江省調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在所有百日咳病例中，未接種疫苗者占32.56%，接種疫苗不全者占36.71%［28］；在疫苗覆蓋率低的中、低收入國家，百日咳病例主要集中于未接種疫苗人群［24，29］。表明未接種疫苗仍是百日咳發(fā)病的最大危險(xiǎn)因素。

對于青少年、成人和老年人在感染人群中所占比例越來越高，有研究表明，部分原因是aP 疫苗取代wP疫苗后導(dǎo)致免疫力減弱［30-31］。但對于包括中國在內(nèi)的使用aP 疫苗的發(fā)展中國家，百日咳的年齡分布與發(fā)達(dá)國家不同的原因則可能是國家缺乏針對青少年和成人百日咳的監(jiān)測系統(tǒng)，公眾及醫(yī)護(hù)人員對青少年和成人百日咳感染的認(rèn)識不足以及實(shí)驗(yàn)室的診斷水平不高等［32-33］。

2 百日咳血清流行病學(xué)特征

國家疫苗接種策略涵蓋的感染血清監(jiān)測十分重要，因?yàn)槠涮峁┝擞嘘P(guān)感染負(fù)擔(dān)和人群免疫情況的相關(guān)信息［34］。百日咳的保護(hù)性免疫通過體液免疫和細(xì)胞免疫實(shí)現(xiàn)。但抗百日咳抗體仍被認(rèn)為是最好的免疫標(biāo)志物，由于百日咳毒素（pertussis toxin，PT）是百日咳桿菌所特有的，抗PT-IgG 常作為百日咳的病原學(xué)標(biāo)志物［34］。

眾所周知，接種aP 疫苗后抗體水平會逐漸下降，接種wP 疫苗后抗體水平也會逐漸下降，只是下降速度不同。研究表明，aP疫苗初次免疫后，抗體水平在迅速升高后迅速下降（約2個(gè)月），約1年后抗體水平接近檢測下限，加強(qiáng)免疫后，抗體水平也會在1年后開始下降［35-37］。wP 疫苗免疫初期免疫原性較差，抗體水平不會迅速升高，加強(qiáng)免疫后，抗體水平在3 ～4年后開始下降［38-39］。

2.1 aP疫苗國家在愛沙尼亞，盡管總體疫苗覆蓋率很高，但針對兒童和青少年的調(diào)查表明，幾乎一半（48.7%）研究對象的抗PT-IgG 濃度低于檢測試劑盒的檢測下限（5 IU／mL）。整個(gè)隊(duì)列中抗PT-IgG的幾何平均濃度（geometric mean concentration，GMC）較低，為7.4 IU／mL。GMC 在接種疫苗的年齡組（3 個(gè)月～1 歲、2 歲、7 和8 歲）明顯較高，但在接下來的年齡組中觀察到快速下降，與3 個(gè)月～10 歲人群相比，11 ～17 歲人群中未檢測到抗體水平的比例明顯更高。此外，與年齡較大的年齡組相比，年齡較小的年齡組對基礎(chǔ)免疫和加強(qiáng)免疫的抗體反應(yīng)有明顯增強(qiáng)的趨勢，抗體水平分別為24.0 和8.4 IU／mL［40］。針對成人的調(diào)查表明，成人與兒童的血清流行病學(xué)特征相似，且抗PT-IgG 濃度最高的年齡組是年輕人（20 ～29歲）。過去，該年齡組在2歲時(shí)只接種了1劑強(qiáng)化疫苗，且在愛沙尼亞免疫覆蓋率較低的時(shí)期，他們還是嬰兒，這表明該年齡組的抗PT-IgG 來源于活動(dòng)性或新近發(fā)生的百日咳感染［41］。

前文提到，中、低收入國家缺乏成人百日咳監(jiān)測系統(tǒng)以及無成人百白破的加強(qiáng)免疫，因此，關(guān)于成人百日咳的血清流行病學(xué)數(shù)據(jù)主要來自于歐美發(fā)達(dá)國家。在歐盟國家中，很大比例成年人的抗PT-IgG 濃度很低，抗PT-IgG的GMC范圍為7.2 ～14.8 IU／mL，小部分人無法檢測到［34］。匈牙利的研究表明，約85%的受試者血清抗PT-IgG 呈陰性，該群體在易受百日咳感染的同時(shí)，還可能將這種感染傳染給易感嬰兒［42］。表明盡管實(shí)施了良好的兒童基礎(chǔ)免疫及成人加強(qiáng)免疫策略，但抗體水平均在基礎(chǔ)免疫和加強(qiáng)免疫幾年后開始降低，百日咳在歐盟各國的成年人中仍顯著傳播［34］。為探究孕婦抗PT-IgG是否可能作為嬰兒保護(hù)性抗體的潛在來源，加拿大還評估了孕婦的抗PT-IgG 水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，59%的孕婦檢測不到抗PT-IgG（水平低于檢測下限10 EU／mL），78%的孕婦抗PT-IgG 水平＜20 EU／mL，表明本身易受百日咳感染的同時(shí)不太可能成為嬰兒保護(hù)性抗體的來源［43］。美國的一項(xiàng)研究表明，在妊娠晚期接種成人百白破的孕婦所生嬰兒臍帶血中抗PT-IgG 的GMC為47.3 IU／mL，而未接種成人百白破的孕婦所生嬰兒臍帶血中抗PT-IgG 的GMC 為12.9 IU／mL，表明孕婦在妊娠晚期接種成人百白破與嬰兒抗PT-IgG水平升高有關(guān)［44］。

2.2 wP疫苗國家由于成本低，許多中、低收入國家仍使用wP 疫苗接種。泰國的調(diào)查顯示，隨著時(shí)間的推移，攜帶保護(hù)性抗體的青少年比例逐漸下降，表明在最后1 次接種疫苗后，疫苗誘導(dǎo)的抗體降低［45］。柬埔寨嬰兒期全程接種疫苗的3 ～15 歲兒童中，只有47%血清抗PT-IgG 陽性，且血清抗PT-IgG 陽性兒童的比例隨著年齡的增長而顯著增加。但柬埔寨百日咳免疫計(jì)劃只包括6、10、14 周齡，表明年齡較大的兒童血清抗PT-IgG 陽性主要來源于自然感染，百日咳仍在接種疫苗的柬埔寨兒童和青少年中流行［46］。在老撾，血清陰性率非常高，與過去12 個(gè)月內(nèi)接種過疫苗的人群相比，20 個(gè)月前接種過疫苗的人群血清陰性率更高，分別為32.1%和42.5%，提示抗體降低［47］。在突尼斯，35.2%的受試者未檢出抗PT-IgG，該比例在7、8、12 歲受試者中最高，表明在18 月齡接種最后1 劑疫苗后，疫苗獲得性免疫力逐漸下降［48］。

2.3 中國 中國目前使用的是aP 疫苗，但中國引入aP 疫苗的時(shí)間較晚，且中國的百日咳監(jiān)測系統(tǒng)覆蓋的人群不全面以及無學(xué)齡兒童、青少年和成人百日咳疫苗的加強(qiáng)免疫［49］。因此，中國百日咳的血清流行病學(xué)特征與使用aP 疫苗的西方發(fā)達(dá)國家存在一定差異。

中國部分地區(qū)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，全人群的GMC 普遍較低［50-51］。研究發(fā)現(xiàn)，0 ～6 歲年齡組的GMC 為5.99 IU／mL，GMC 在3 ～6 月齡之間遵循一種上升趨勢，從2.70 IU／mL上升至最高值（12.00 IU／mL），隨后開始下降；加強(qiáng)免疫后，GMC 再次升高，第2 個(gè)峰值出現(xiàn)在2 歲，為6.09 IU／mL；3 歲開始再次下降，6 歲降至最低，為3.72 IU／mL［51］。該趨勢與中國百白破的免疫規(guī)劃程序（3、4、5 月齡3 次初次免疫及18 ～23 月齡1 次加強(qiáng)免疫）相關(guān)［52-53］。＞6 歲年齡組抗PT-IgG GMC 總體為5.67 IU／mL，GMC 在6 ～9歲呈上升趨勢，從3.72 IU／mL上升至7.02 IU／mL，之后保持在4.5 IU／mL 以上并趨于平穩(wěn)，見圖2［51］。與之相對應(yīng)的是，血清估計(jì)感染率從學(xué)齡兒童開始增加，在9 歲左右達(dá)高峰［51］。上述結(jié)果可能的原因是6 歲之前抗體水平的升高主要來源于疫苗接種，而學(xué)齡期以后抗體水平的再次升高則主要來源于自然感染［51］。

圖2 中國各年齡組抗PT-IgG GMC分布Fig.2 GMC distribution of anti-PT-IgG by age groups in China

3 百日咳分子流行病學(xué)特征

3.1 aP 疫苗國家 引入aP 疫苗后，大多數(shù)國家報(bào)道稱百日咳桿菌黏附素（pertactin，Prn）-菌株的頻率呈持續(xù)上升趨勢，法國的研究表明，百日咳桿菌Prn-菌株的比例從2003 年的0 穩(wěn)步上升至2018 年的48.4%［54-56］。最新的研究表明，prn+是wP疫苗時(shí)代最適應(yīng)的基因型，prn-是aP 疫苗時(shí)代最適應(yīng)的基因型，在引入aP 疫苗后，Prn-菌株的適應(yīng)度平均為Prn+菌株的1.26倍，見圖3［57］。日本在廣泛引入不含Prn的aP 疫苗后，Prn-菌株的頻率出現(xiàn)了下降［54］。因此，如長期保持含Prn的aP疫苗接種，預(yù)計(jì)未來Prn-菌株的頻率將進(jìn)一步增加［55］。

圖3 不同疫苗時(shí)代PRN缺陷對不同潛在基因型的影響Fig.3 Effects of PRN defects on different potential genotypes in different vaccine ages

抗PT-IgG GMC（IU／mL）包含歐洲9 個(gè)國家的一項(xiàng)研究表明，引入aP 疫苗后，現(xiàn)有菌株的毒力相關(guān)基因變得與以往不同：①疫苗株的ptxA等位基因?yàn)閜txA2或ptxA4，但目前所有分離菌株均為ptxA1；②疫苗株的ptxP等位基因?yàn)閜txP1，在早期研究中，ptxP1和ptxP3的頻率相似（分別為39%和50%），但目前所有分離菌株95.5%為ptxP3；③疫苗株的prn等位基因?yàn)閜rn1或prn7，但目前共檢測到4 種prn等位基因：prn1、prn2、prn3和prn9，最常見的是prn2（96.2%）［56］；④對于fim3或fim2等位基因，在早期研究中，fim3占主導(dǎo)地位，目前產(chǎn)生Fim2的菌株比例持續(xù)上升，占45.3%［55-56］。多位點(diǎn)可變數(shù)目串聯(lián)重復(fù)序列分析（multiple locus variable-number tandem repeat analysis，MLVA）分型還表明，80.8%的菌株為MT27［56］。日本使用的疫苗株為TohamaⅠ（ptxA2-ptxP1-prn1），但研究表明，與之差異明顯的基因型為ptxA1-ptxP3-prn2的菌株比例正逐漸擴(kuò)大［54］。關(guān)于菌株耐藥性，多項(xiàng)研究均表明，aP 疫苗國家的流行株均對大環(huán)內(nèi)酯類抗生素（如紅霉素）敏感，只有日本在2020 年首次報(bào)道了大環(huán)內(nèi)酯類抗生素耐藥菌株的出現(xiàn)［58-60］。

3.2 wP 疫苗國家 從使用wP 疫苗的國家收集的百日咳桿菌基因組亞型的數(shù)據(jù)很少，因此，這些國家和使用aP 疫苗的國家之間是否發(fā)生傳播尚無足夠的資料，限制了對百日咳桿菌在不同疫苗接種策略國家之間多樣性驅(qū)動(dòng)因素的了解［61］。

那些使用wP 疫苗的國家均無關(guān)于Prn-菌株的報(bào)道，這種情況與使用aP 疫苗的發(fā)達(dá)國家形成鮮明對比［6-7，61］。之前的研究表明，wP 疫苗與aP 疫苗因選擇壓力不同確實(shí)會選擇不同的百日咳桿菌種群［62-63］。但現(xiàn)有的研究發(fā)現(xiàn)，幾乎所有百日咳桿菌分離菌株的基因型均為ptxP3-ptxA1-prn2，與疫苗株（伊朗：ptxP2-ptxA1-prn1，突尼斯：ptxP1-ptxA1-prn1）的等位基因譜不完全匹配，表明百日咳桿菌菌株在系統(tǒng)發(fā)育和抗原性上與使用aP 疫苗的發(fā)達(dá)國家流行的菌株密切相關(guān)，幾乎所有菌株均對紅霉素敏感也說明了這一點(diǎn)［6-7，61，64-65］。在阿根廷2000 — 2017年間的百日咳桿菌分離株中，90.6%的菌株基因型為ptxP3-ptxA1-prn2-fim3-2。ptxP1、ptxP4和prn1等位基因是在2004 年以前檢出的，從2004 年開始，ptxP3位點(diǎn)占主導(dǎo)地位，不同于疫苗生產(chǎn)菌株ptxP1。關(guān)于fim，只有2016 年的1 株為fim2，其余分離株均為fim3［6］。伊朗的ptxP3菌株分為8 個(gè)分支，每個(gè)分支與美國、英國和加拿大等其他國家的菌株密切相關(guān)，提示百日咳桿菌種群與西方發(fā)達(dá)國家的這種相似并不是由于出現(xiàn)了新的超強(qiáng)毒力克隆或單一譜系的擴(kuò)大。此外，在伊朗還發(fā)現(xiàn)了1 個(gè)新的等位基因prn9，所有prn9分離株均是在2013年后分離的，從2013年的12.5%上升至2016年的27%［7］。

3.3 中國 與同樣使用aP 疫苗的西方發(fā)達(dá)國家不同的是，中國對紅霉素耐藥的百日咳桿菌菌株所占比例迅速擴(kuò)大，原因是紅霉素等大環(huán)內(nèi)酯類藥物作為治療百日咳桿菌感染的經(jīng)驗(yàn)性藥物在我國的濫用，且這種耐藥性菌株的大量出現(xiàn)是在中國2012 年aP疫苗完全取代wP疫苗之后，提示國產(chǎn)aP疫苗無法抑制紅霉素耐藥性菌株在我國的傳播，繼續(xù)濫用抗生素將進(jìn)一步擴(kuò)大該比例［66］。北方地區(qū)研究表明，幾乎所有菌株的毒力相關(guān)基因均為ptxA1-ptxC1-ptxP1-prn1-fim2-1-fim3A-tcfA2。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，ptxP1菌株均對紅霉素高度耐藥，均存在23S rRNA基因A20-47G 突變；ptxP3菌株均對紅霉素敏感。經(jīng)MLVA 分型發(fā)現(xiàn)的3 個(gè)優(yōu)勢型別MT104、MT55 和MT195 的等位基因圖譜與上述結(jié)果一致。這些結(jié)果表明，ptxP1菌株在中國的流行仍較高，與ptxP3菌株更流行的全球趨勢不同［12］。但在上海，攜帶ptxP3等位基因的百日咳桿菌菌株已達(dá)41.13%，類似發(fā)達(dá)國家的趨勢［67］。在深圳，所有菌株與國產(chǎn)aP疫苗株CS（ptxA2-ptxC1-ptxP1-prn1-fim2-1-fim3A-tcfA2）差異明顯。攜帶ptxP3等位基因的百日咳桿菌菌株占62%，與發(fā)達(dá)國家的進(jìn)化趨勢一致。所有菌株含有與疫苗株相同的fim2-1和fim3-1基因，表明這兩個(gè)抗原相關(guān)基因相對保守［68］。

4 百日咳防控進(jìn)展

傳染病的防控從3 方面下手：控制傳染源、切斷傳播途徑、保護(hù)易感人群。根據(jù)百日咳的流行病學(xué)特征，目前各國制定的防控措施大同小異，主要圍繞疫苗接種策略展開。

4.1 疫苗接種策略 據(jù)估計(jì)，在完成基礎(chǔ)免疫后，患百日咳的幾率隨年齡線性增加，平均每年增加42%。在完成基礎(chǔ)免疫5 年后，最初95%的有效性將下降至71%，而在同一時(shí)期內(nèi)，90%的有效性將下降至42%［69］。疫苗基礎(chǔ)免疫之后抗體水平會逐漸下降，證明在學(xué)齡前需加強(qiáng)免疫以避免百日咳的廣泛傳播。同樣，接種疫苗后獲得的保護(hù)性免疫喪失使青少年和成人易再次感染。而青少年和成人接種百日咳疫苗具有雙重價(jià)值：直接保護(hù)接種過疫苗的個(gè)體，增強(qiáng)人群的免疫水平；在減少細(xì)菌循環(huán)的同時(shí)確保最大限度地保護(hù)嬰兒［70］。

新生兒的免疫系統(tǒng)不成熟，不能保護(hù)其免受感染。同時(shí)，新生兒因年齡太小而不能接種疫苗，只能依賴母傳抗體進(jìn)行保護(hù)，直至完成疫苗基礎(chǔ)免疫［71］。有研究表明，妊娠期間接種成人加強(qiáng)疫苗的孕婦及其新生兒的GMC 顯著高于未接種的孕婦及其新生兒［71-72］。妊娠期間加強(qiáng)免疫目前被認(rèn)為是最有效的疫苗接種策略，不僅可有效保護(hù)孕婦，還可保護(hù)嬰兒在開始基礎(chǔ)免疫前的頭幾個(gè)月免于嚴(yán)重百日咳和相關(guān)死亡［73］。

蠶繭策略是對兒童環(huán)境中直接接觸的個(gè)人（父母、祖父母、兄弟姐妹、與兒童同住的其他家庭成員等）進(jìn)行疫苗接種，以避免疾病傳播。盡管實(shí)施該策略可能存在困難，但其保護(hù)了母親在妊娠期間未接種疫苗的兒童。在澳大利亞、法國、德國和美國等國家，這項(xiàng)措施于2000年推出［74］。

4.2 百日咳新型疫苗 雖然優(yōu)化疫苗接種策略對全人群抵抗百日咳具有一定作用，但始終避免不了疫苗接種后免疫力迅速減弱的問題。雖然目前廣泛使用的aP 疫苗可誘導(dǎo)有效的IgG 和Th2 細(xì)胞應(yīng)答［75］，但小鼠和狒狒百日咳感染模型的研究表明，需強(qiáng)大的Th1 和Th17 細(xì)胞應(yīng)答才能獲得最佳的保護(hù)性免疫［76-77］。局部免疫，特別是產(chǎn)生組織駐留記憶T細(xì)胞（TRM）反應(yīng)的IL-17 以及黏膜IgA 可能是誘導(dǎo)鼻腔滅菌保護(hù)性免疫的核心［78］，因此，設(shè)計(jì)新型百日咳疫苗的策略必須考慮呼吸道黏膜免疫的誘導(dǎo)。新的百日咳疫苗正在開發(fā)中，包括百日咳減毒活疫苗、百日咳外膜囊泡（outer membrane vesicle，OMV）疫苗或用新型佐劑配制的aP疫苗。

OMV 疫苗較aP 疫苗具有的1 個(gè)優(yōu)勢是，其天然構(gòu)象中含有更多種類的細(xì)菌抗原，可引發(fā)更廣泛的免疫反應(yīng)［79］。小鼠研究表明，經(jīng)腸外給藥的百日咳OMV 疫苗可產(chǎn)生混合的Th1／Th2／Th17 反應(yīng)以及CD4+TRM，其保護(hù)作用高于aP 疫苗，同時(shí)顯示出更好的安全性［80-81］。最新發(fā)表的新型佐劑aP 疫苗包括CpG 1018 佐劑aP 疫苗和c-di-GMP 佐劑aP 疫苗。研究表明，這些新型佐劑aP 疫苗在系統(tǒng)和黏膜上可誘導(dǎo)強(qiáng)大的體液和細(xì)胞免疫，產(chǎn)生更好的抗體和更強(qiáng)的Th1、Th17 應(yīng)答。在百日咳攻毒后，接種新型佐劑aP 疫苗的小鼠表現(xiàn)出更好的保護(hù)作用，肺部炎性細(xì)胞浸潤減少，上呼吸道和下呼吸道細(xì)菌載量降低［82-83］。

目前處于最先進(jìn)開發(fā)階段的新型疫苗是巴斯德里爾研究所和法國國家健康和醫(yī)學(xué)研究所開發(fā)的百日咳減毒活疫苗BPZE1。研究表明，單次鼻腔給藥后，其可保護(hù)小鼠免受肺部和鼻腔定植，并誘導(dǎo)全身和局部免疫反應(yīng)，包括鼻腔組織中產(chǎn)生IL-17 的TRM［84］。在狒狒模型中，單劑量BPZE1 在受到高致病性菌株攻擊時(shí)提供對百日咳疾病的保護(hù)，并使鼻咽定植減少99.998%［85］。人體研究表明，BPZE1 在年輕人中是安全的，能夠短暫定植在鼻咽部，并誘導(dǎo)針對百日咳抗原的廣泛的抗體反應(yīng)和強(qiáng)大的細(xì)胞免疫反應(yīng)［86-87］。2019 年進(jìn)行的Ⅱ期臨床試驗(yàn)首次證明了BPZE1 能夠減少人類百日咳桿菌的感染，及其在鼻腔誘導(dǎo)局部分泌性IgA反應(yīng)的能力［88］。

4.3 監(jiān)測系統(tǒng) 百日咳再現(xiàn)和暴發(fā)的報(bào)告主要來自發(fā)達(dá)國家，因?yàn)檫@些國家擁有先進(jìn)的診斷設(shè)施和傳染病監(jiān)測系統(tǒng)。百日咳的疾病負(fù)擔(dān)在亞洲國家如中國、印度、巴基斯坦和其他人口眾多的國家被嚴(yán)重低估［89］。傳統(tǒng)認(rèn)知將百日咳作為一種兒童疾病，一些社區(qū)醫(yī)生可能缺乏對其作為一種疾病或老年群體作為攜帶者存在的認(rèn)識，因此很可能被忽視。在中國，通過一個(gè)全國性基于互聯(lián)網(wǎng)的直接報(bào)告信息系統(tǒng)（法定傳染病報(bào)告系統(tǒng)）對疾病進(jìn)行強(qiáng)制性報(bào)告［90］。但我國的百日咳監(jiān)測系統(tǒng)仍有待完善，百日咳監(jiān)測系統(tǒng)的完善應(yīng)包括明確百日咳監(jiān)測病例的定義及病例分類，建立統(tǒng)一的、臨床上簡單可行的采樣方法和實(shí)驗(yàn)室檢測手段，規(guī)范百日咳病例的報(bào)告管理及疫情處置措施［91］。

5 小結(jié)與展望

綜上所述，近年來百日咳的發(fā)病率在全球范圍內(nèi)普遍呈上升趨勢?？赡芘c以下原因有關(guān)：①百日咳流行具有周期性。即使在疫苗接種時(shí)代，也一般2 ～5 年出現(xiàn)1 次發(fā)病高峰，且在美國等國家，每次流行的下一個(gè)周期比上一個(gè)周期的發(fā)病率高。②現(xiàn)有的百日咳疫苗無論是wP 還是aP 均不能提供長期的保護(hù)，特別是aP 疫苗的保護(hù)效果相對較低，免疫持久性縮短。接種疫苗后，由于血清抗體水平的衰減導(dǎo)致疫苗保護(hù)力逐漸減弱，從而導(dǎo)致百日咳發(fā)病逐漸大齡化和成人化，而成人百日咳又可潛在傳播給因年齡太小而不能接種疫苗的新生兒。③百日咳疫苗的免疫程序不足。百日咳疫苗的保護(hù)效果會隨著時(shí)間延長而降低，而大多數(shù)國家的百日咳疫苗免疫程序只涵蓋了嬰幼兒。④疫苗選擇壓力導(dǎo)致病原體基因的變異。正如前文所提到的，無論接種何種疫苗（即使是wP 疫苗），百日咳桿菌流行株的基因均在不斷變化。⑤國家（特別是低收入和發(fā)展中國家）百日咳監(jiān)控系統(tǒng)的逐步完善，實(shí)驗(yàn)室診斷水平和醫(yī)務(wù)人員診斷意識的提高以及報(bào)告百日咳病例的醫(yī)療機(jī)構(gòu)和地區(qū)增加，提高了百日咳的檢出率和報(bào)告率。

基于百日咳的流行病學(xué)特征、現(xiàn)有疫苗接種策略以及百日咳監(jiān)測系統(tǒng)不全（以中國為例）的原因，呼吁權(quán)威部門從國家層面完善百日咳監(jiān)控系統(tǒng)和修訂百白破聯(lián)合疫苗免疫策略?；谥袊鵁o學(xué)齡兒童、青少年和成人百日咳疫苗的加強(qiáng)免疫，而百白破聯(lián)合疫苗又不能提供長期保護(hù)，中國可在現(xiàn)有免疫程序基礎(chǔ)上，對抗體水平下降至不在保護(hù)范圍內(nèi)或嬰幼兒接觸的高危人群加強(qiáng)免疫，包括對學(xué)齡兒童、青少年、成年人以及孕婦的加強(qiáng)免疫，以減少百日咳在人群中的循環(huán)，從而提升百日咳的整體防護(hù)水平。由于wP 和aP 疫苗的使用均會導(dǎo)致百日咳桿菌流行株的基因變化，應(yīng)深入了解掌握中國百日咳桿菌的分子流行病學(xué)特征，以篩選出新的百日咳疫苗候選株。同時(shí)，應(yīng)鼓勵(lì)百日咳新型疫苗的研發(fā)，并加快青少年、成人及孕婦百日咳疫苗的研發(fā)。