荊小袁， 陸 敏

百日咳（pertussis）是一種傳染性極強的呼吸系統(tǒng)的感染性疾病，由百日咳鮑特桿菌（簡稱百日咳桿菌）感染所引起，是嚴重威脅兒童健康及生命的主要傳染病之一。百日咳桿菌所產(chǎn)生的百日咳毒素（pertussis toxin，PT）是其重要的功能性毒性因子[1-2]。該病臨床上以逐漸加重的咳嗽癥狀為主要表現(xiàn)，呈典型的陣發(fā)性、痙攣性咳嗽，咳畢可伴有雞啼樣吸氣聲；對嬰幼兒具有嚴重危害，有時可引起致命的并發(fā)癥，特別是對于還沒有完成疫苗接種的兒童[3-6]。

百白破三聯(lián)疫苗（DTP）的接種能夠顯著降低百日咳的發(fā)病率，使百日咳的發(fā)生得到有效控制。但近20年來，部分國家，尤其是疫苗覆蓋率較高的地區(qū)，又出現(xiàn)復發(fā)的傾向，甚至出現(xiàn)局部的暴發(fā)性流行，稱為“百日咳再現(xiàn)”[7-8]。目前，百日咳桿菌感染依然是導致嬰兒死亡的一個重要原因。據(jù)報道，全球每年大約有4 850萬人感染百日咳，其中近30萬人未能成功救治[9]。國內外研究發(fā)現(xiàn)，家庭成員（尤其是父母）及青少年是兒童患百日咳的主要感染源，約占兒童百日咳病例的76%～83%[10-12]；其傳播模式亦由兒童→兒童轉變?yōu)楦改讣扒嗌倌辍鷥和驄胗變篬13-14]。

我國人口密度大，醫(yī)療衛(wèi)生及監(jiān)測體系尚不完善，以及對百日咳主要基于臨床表現(xiàn)的診斷方法，致使百日咳的檢出率明顯低于真實水平。本研究旨在了解兒童百日咳感染的流行病學特征，評估百日咳在兒童中的發(fā)生率，從而為兒童新的疫苗接種政策提供依據(jù)。

為了解上海市兒童百日咳抗體水平，評價百白破三聯(lián)疫苗的免疫效果和接種質量，指導免疫方案的制定，本研究通過收集2015年2月－2017年2月至我院兒童保健科行健康查體的兒童血清樣本，對本市兒童的百日咳抗體水平進行監(jiān)測分 析。

1 材料與方法

1.1 研究對象

1.1.1 納入標準 同意使用從其他醫(yī)療原因獲得的額外血清標本，年齡在0～18歲的受試者。所有檢查均獲得其家長或監(jiān)護人的知情同意。受試者無嚴重的慢性疾病。

1.1.2 剔除標準 ①年齡＞3歲且1年內接種百白破無細胞疫苗（DTaP）或含DTaP的兒童；②免疫功能低下（包括接受免疫抑制劑）的兒童；③過去12個月靜脈注射免疫球蛋白的兒童。

1.2 方法

1.2.1 樣本采集、儲存和轉運要求 ①在知情同意的情況下，抽取受試兒童2.5 mL外周血，送至上海市兒童醫(yī)院免疫學實驗室進行統(tǒng)一檢測；②于抽血1 h內將血清分離，并收集2份至少300 μL的血清標本至血清小瓶內，于-80 ℃保存至需要時取用；③標本運輸至實驗室過程中需置于干冰中保持溫度。

1.2.2 檢查方法 采用德國歐蒙醫(yī)學實驗室診斷股份公司生產(chǎn)的抗百日咳桿菌毒素抗體IgG（抗-PT IgG）檢測試劑盒（試劑批號E140819AM），檢測受試者血清抗百日咳抗體IgG水平，單位以國際單位（IU）/mL表 示。

1.2.3 判斷依據(jù) 定標：采用國際WHO標準（WHO國際標準百日咳抗體，人，NIBSC編碼：06/140）進行質控校準，以IU/mL進行定量。判斷標準：參照歐蒙試劑盒提供的產(chǎn)品說明書及相關研究結果[15-16]，并結合我國的免疫接種計劃，以血清抗體水平＜30 IU/ mL判斷為血清抗體陰性，提示近期未接觸百日咳桿菌；血清抗體水平≥30 IU/mL判斷為抗體陽性，提示近期接觸過百日咳桿菌；血清抗體水平≥100 IU/mL提示為急性感染（過去1年內未接種DTaP或含DTaP疫苗）或近期免疫。

1.2.4 統(tǒng)計學分析 全部數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計軟件SPSS 22.0 進行統(tǒng)計處理。定性變量以百分比表示，定量變量以95%可信區(qū)間（95%CI）表示。通過卡方檢驗對定性變量資料（抗體陽性率）進行組間比較，通過單向方差分析（one-way ANOVA test）和兩獨立樣本的t檢驗對定量變量資料（血清抗體濃度）進行組間比較。以P＜0.05為標準， 判斷差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 研究對象的特點

2.1.1 0～18歲研究對象的特點 本研究共納入受試者372名，所有研究對象均選自2015年2月－2017年2月在我院兒童保健科就診行健康查體的兒童。其中男童217名（58.3%），女童155名（41. 7%）。按年齡段將其分為5組：＜3歲（0～35個月）86名（23.1%），3～5歲67名（18.0%），6～9歲73名（19.6%），10～12歲70名（18.8%），13～18歲76名（20.4%），見表1。

2.1.2 3歲以下研究對象的特點 由于3歲以下兒童為我國百日咳疫苗的主要接種對象，其血清抗體水平可能受到接種疫苗的影響。按照疫苗接種時間，我們將該年齡段86例研究對象分為6組：＜3月齡，3～5月齡，6～12月齡，13～18月齡，19～24月齡，25～35月齡。進一步了解該年齡段兒童的血清抗體水平的特點，見表2，圖1。

表1 上海0～18歲兒童的人口數(shù)據(jù)資料和抗-PT IgG抗體水平的統(tǒng)計學描述Table 1 Demographic data and serum level of anti-Bordetella pertussis toxin IgG antibody in children (0-18 years old) in Shanghai

表2 上海3歲以下兒童的數(shù)據(jù)資料和抗-PT IgG抗體水平的統(tǒng)計學描述Table 2 The data of serum anti-Bordetella pertussis toxin IgG antibody in terms of age group (＜3 year old) in Shanghai

2.2 實驗室檢測結果

2.2.1 0～18歲兒童血清抗-PT IgG的水平檢測 本研究中372名研究對象，血清抗-PT IgG的抗體陽性率為11.29%（≥30 IU/mL），平均水平為16.21（95%CI：11.43～20.99）IU/mL。

抗-PT IgG的平均水平最高的是＜3歲組（21.82 IU/mL，95%CI：12.39～31.25 IU/ mL）和10～12歲組（21.16 IU/mL，95%CI：5.06～37.27 IU/ mL），最低的是6～9歲年齡組（9.74 IU/mL，95%CI：3.70～15.77 IU/mL）。各年齡組的抗-PT IgG的平均水平及95%CI在表1中列 出。

男性的平均抗體水平為17.23（95%CI：10.00～24.45）IU/mL，女性的平均抗體水平為14.84（95%CI：9.30～20.83）IU/mL，兩獨立樣本的t檢驗顯示，兩者的抗體水平差異無統(tǒng)計學意義（P=0.605）。

單向方差分析顯示，0～18歲的5個年齡組之間的平均抗體水平差異無統(tǒng)計學意義（P=0.431）。進一步將水平最低的年齡組（6～9歲組）分別與2個抗體水平較高的年齡組（＜3歲組和10～12歲組）進行兩獨立樣本的t檢驗顯示，＜3歲組受試者的抗-PT IgG平均水平明顯高于6～9歲組（P=0.033）；而10～12歲組和6～9歲組之間的水平差異無統(tǒng)計學意義（P=0.188）。

2.2.2 血清抗-PT IgG的陽性率檢測 在372名受試者中，血清抗-PT IgG的水平在（30～＜100）IU/ mL的受試者29例（7.80%），提示近期接觸過百日咳桿菌；其中，＜3歲組（12.79%）和10～12歲組（7.14%）陽性率最高，3～5歲組陽性率最低（4.48%）。血清抗-PT IgG的水平≥100 IU/mL的受試者13名（3.49%），提示急性感染或近期免疫；其中，＜3歲組（5.81%）和10～12歲組（4.29%）陽性率最高，13～18歲組陽性率最低（1.32%）。血清陽性率在各年齡組間比較，差異無統(tǒng)計學意義（P=0.562）。如表1所 示。

血清抗-PT IgG的水平在（30～＜100）IU/ mL者，男性受試者13名（5.99%），女性受試者16名（10.32%）；血清抗-PT IgG的水平≥100 IU/mL者，在男性受試者中為9名（4.15%），女性受試者中為4名（2.58%）。兩者間的差異無統(tǒng)計學意義（P=0.236）。

2.2.3 ≥3歲兒童血清抗-PT IgG的陽性率檢測 受試者中，3～18歲年齡段有286名，其中血清抗-PT IgG水平在（30～＜100）IU/mL者18名（占該年齡段6.29%），血清抗-PT IgG的水平≥100 IU/mL者8名（占該年齡段2.79%）。各年齡組間血清陽性率的比較差異無顯著統(tǒng)計學意義（P=0.949）。

2.2.4 3歲以下兒童血清抗-PT IgG的陽性率檢測 86名＜3歲嬰幼兒中，血清抗-PT IgG的水平在（30～＜100）IU/mL者11名（占該年齡段12.79%），血清抗-PT IgG的水平≥100 IU/mL者5名（占該年齡段5.81%），兩者占比均為各年齡組中的最高值。

我國兒童DTP的接種時間為3、4、5月齡各接種1針和18～24月齡的一次強化注射。對3歲以下兒童血清抗-PT IgG水平的研究發(fā)現(xiàn)，＜3月齡的嬰兒體內的抗體水平最低，平均2.89（95%CI：-?3.87～9.65）IU/mL。其后，隨著疫苗接種，兒童體內的抗體水平逐漸增高，當3次疫苗接種完成后，體內抗體水平達到最高53.09（95%CI：16.37～89.82）IU/mL。隨后逐漸下降，當完成第4針接種后，在25～35個月階段的抗體水平出現(xiàn)第二個小高峰16.89（95%CI：0.69～32.73）IU/mL。見表2和圖1。

2.2.5 百日咳桿菌感染發(fā)病率的預測 目前，由于使用試劑、檢測方法以及疫苗接種的不同，世界上不同地區(qū)對血清抗-PT IgG陽性率的判斷存在差異。本研究中，我們根據(jù)中國兒童的血清抗-PT IgG水平及實驗所使用的歐蒙試劑盒提供的產(chǎn)品說明書，并參照已發(fā)表的關于血清抗-PT IgG水平相關研究的文獻，將30 IU/mL的血清抗-PT IgG水平作為診斷血清陽性的最低標準，用以評估百日咳桿菌感染的發(fā)生率[15-17]。

3 討論

在我國已報道的百日咳病例中，嬰幼兒占一半以上，但其中只有40%～50%病例有典型的陣發(fā)性、痙攣性咳嗽表現(xiàn)，大部分常無典型痙咳，往往咳嗽數(shù)聲后即出現(xiàn)屏氣發(fā)紺，易致窒息、驚厥，若不及時行人工呼吸、給氧等積極搶救，可窒息死亡[18]。近年來，百日咳在青少年和成人的發(fā)病率明顯增高，但其大多無典型的臨床表現(xiàn)，易被誤診為一般的呼吸道感染，成為嬰幼兒的重要傳染源[19-20]。目前，由于確診百日咳診斷的實驗室檢查在我國并未常規(guī)開展，以及疫苗接種等原因導致許多患兒臨床表現(xiàn)不典型，致使很多沒有典型臨床表現(xiàn)的百日咳患兒可能被漏診。這使得已報道的百日咳發(fā)病率明顯低于真實水平。本研究通過對0～18歲兒童血清抗-PT IgG水平的橫斷面研究，了解上海地區(qū)百日咳抗體在各年齡段兒童中的血清陽性率。

本研究中，372名研究對象的血清抗-PT IgG水平平均值為16.21（95%CI：11.43～20.99）IU/ mL，各年齡組研究對象的血清平均抗體水平波動于9～22 IU/mL。該結果與我國近年來關于百日咳桿菌感染的相關報道結果相符[21-22]，但較歐美地區(qū)的調查結果則偏低[23-24]，考慮可能與不同國家免疫計劃的差異有關。

我國現(xiàn)行的百日咳免疫程序規(guī)定，3、4、5月齡行基礎免疫，18月齡行加強免疫。本次研究發(fā)現(xiàn)，在3歲以下兒童中，＜3月齡的年齡組中抗體平均水平最低，為2.89 IU/mL，這可能與該年齡段尚未接種疫苗有關，而成人血清百日咳抗體水平很低[22]，導致母體不能有效提高新生兒的抗體水平。由此可以推斷，母親在妊娠期間接種百日咳疫苗有可能降低3月齡以下嬰兒百日咳的發(fā)生率。3～5月齡的嬰兒接受疫苗注射，其抗體水平明顯升高；當3針接種完成后（6～12月齡），體內抗體水平達到最高水平（平均水平53.09 IU/mL）；隨后抗體逐漸消退，直至進行第4針強化接種完成后（3歲以下），抗體水平又有所升高。各年齡組間平均水平的差異有統(tǒng)計學意義（P=0.026）。這種抗體水平的變化與我國兒童的百日咳疫苗接種是相符合的。同時這也說明，該年齡段兒童抗體水平的陽性可能與疫苗接種有關，并不一定為百日咳桿菌接觸或患有百日咳。因此，3歲以下年齡段兒童血清百日咳抗體水平的檢測主要用于對DTP接種效果的評 估。

本研究中選取的研究對象，除3歲以下年齡組之外，所有受試者均按計劃完成4針DTP接種，近1年內未接受DTaP（或含DTaP疫苗）以及丙種球蛋白注射。參照實驗所使用的試劑說明書、我國的計劃免疫和已有研究[22]， 本次研究將30 IU/mL作為預測血清抗體陽性的截斷值，將≥100 IU/mL的血清抗-PT IgG水平作為近期感染（過去1年內未接受DTaP或含DTaP疫苗）的標 準。

研究顯示，兒童時期感染百日咳或接種疫苗后產(chǎn)生的血清免疫，3～5年后逐漸消退，10年后可降至原來的0～20%[25-27]。為消除疫苗接種的影響，小于3歲年齡段兒童的血清抗體水平僅作為參照，我們主要對3歲以上兒童百日咳感染的發(fā)病率進行預測。該年齡段兒童的血清抗-PT IgG抗體陽性與百日咳桿菌感染密切相關，可作為預測百日咳桿菌感染（尤其是臨床表現(xiàn)不典型患兒）的指 標。

盡管我國目前DTP接種已在全國大部分地區(qū)較好地實施，但百日咳在各年齡組兒童中仍普遍存在。本次研究顯示，在3～18歲年齡段中，血清抗-PT IgG的水平≥100 IU/mL者占2.79%，提示該年齡段兒童百日咳桿菌急性感染的發(fā)生率為2.79%，明顯大于我國百日咳發(fā)病率的統(tǒng)計值（約0.2/10萬）[28]。臨床上，部分兒童（尤其是大齡兒童）感染百日咳后臨床表現(xiàn)不典型且無明顯癥狀，常被誤診為普通呼吸道感染。這可能是百日咳發(fā)病率的報道數(shù)據(jù)明顯低于實驗室檢查感染率的主要原因。同時提示我們，抗體陽性表示百日咳桿菌感染或暴露，但并不一定引起百日咳的典型臨床表現(xiàn)。

現(xiàn)有研究表明，百日咳在各年齡段均存在漏診現(xiàn)象，且在青少年和成人中明顯高于小年齡兒童[4，29]。我們的研究亦發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)象。這可能是大齡兒童感染百日咳后臨床表現(xiàn)不典型，容易被誤診為普通呼吸道感染所造成的。而這部分患兒由于癥狀較輕，大多不能引起重視并得到有效治療，從而成為尚未完成疫苗接種嬰幼兒的重要傳染源 [7-19]。

在我國，兒童多在3歲以前完成4針DTP的免疫接種，之后尚沒有進一步的強化免疫計劃。目前，實驗室檢測血清抗-PT IgG水平的方法（如ELISA等）不能區(qū)分抗體水平的升高是感染所致還是疫苗接種所致。根據(jù)推測，＜3歲的嬰幼兒是進行疫苗接種年齡段，且具有較高的易感性，其血清抗體水平應明顯高于其他年齡段。但本研究發(fā)現(xiàn)，雖然＜3歲年齡組受試者血清抗-PT IgG抗體平均水平（21.82 IU/mL，95%CI：12.39～31.25 IU/mL）和陽性率（18.60%）最高，但各月齡組間抗體陽性率的比較并未發(fā)現(xiàn)顯著差異。本研究共納入372名研究對象，由于樣本量的限制，結果可能存在一定的局限性，更多的樣本尤其是較大年齡段樣本的納入更有利于增加研究結果的準確性。

本研究表明，百日咳桿菌感染在我國各年齡段兒童中普遍存在，在已完成免疫接種的兒童中，以10～12歲年齡組的發(fā)生率最高?？紤]到這一年齡段的患兒接觸百日咳桿菌的可能性較大，且幼時疫苗接種所獲得的抗體已經(jīng)基本消退，是百日咳感染易感人群，更是引起嬰幼兒感染的傳染源，對其進行強化疫苗接種可能有助于顯著降低各年齡段兒童百日咳的發(fā)病率。3個月以內的小嬰兒血清抗體水平非常低，易發(fā)生百日咳桿菌的感染，在母親妊娠階段或妊娠前期進行預防接種可能有助于提高該年齡段的血清抗體水平，降低其百日咳的發(fā)病率。