Contents
摘要
背景
方法
结果
结论
白喉杆菌分离株在欧洲多个国家的每个基因簇的分布显示出重复的跨境传播。移民中大量的白喉杆菌感染令人担忧，特别是考虑到抗微生物药物耐药表型威胁到一线治疗的有效性。（由巴伐利亚州卫生、保健和预防部等资助。
白喉是一种可能危及生命且高度传染性的疾病，通常会导致呼吸系统疾病，但也可能导致皮肤病变。1主要病原体是白喉棒状杆菌的产毒菌株，它表达白喉毒素，白喉毒素是一种抑制真核细胞中蛋白质合成的强效外毒素。2,3呼吸道白喉是历史上最常被发现的形式；呼吸道白喉患者表现为咽痛伴假膜和低热等症状。皮肤白喉的特征是皮肤溃疡有时被灰色膜包围，通常不会导致严重的并发症，但可以在传播中发挥重要作用。白喉毒素的产生可导致并发症，例如心肌炎、多发性神经病和急性肾病。未接种疫苗的 5 岁以下儿童特别容易患白喉。未接种疫苗的未经治疗的呼吸道白喉患者的估计病死率为 29%。4
2016 年至 2021 年期间，欧洲疾病预防和控制中心 （ECDC） 报告了欧盟 （EU） 和欧洲经济区 （EEA） 每年平均 27 例白喉杆菌感染病例。然而，白喉在疫苗覆盖率不理想的地区仍然流行或可能成为流行病。5,6欧盟和欧洲经济区的确诊病例经常在来自这些地区的旅行者和移民中观察到。7
2022 年夏天，几个欧洲国家注意到产毒白喉杆菌感染数量异常激增。8-11ECDC 于 2022 年 10 月发布了一份快速风险评估文件。12我们调查了疫情的时间和地理动态和潜在来源，以及病例的临床、表型和基因组特征以及携带毒毒素基因的相关白喉杆菌分离株。
方法
纳入标准和案例定义
研究人群和流行病学和临床数据
系统发育学和基因组学
抗菌素耐药性
伦理学
结果
患者的流行病学特征和特征
我们在 363 个国家/地区的 362 名患者中确定了 10 种携带毒毒素基因的分离株：德国（118 名患者）、奥地利（66 名患者）、英国（59 名患者）、瑞士（52 名患者）、法国（30 名患者）、比利时（21 名患者）、挪威（8 名患者）、荷兰（5 名患者）、意大利（3 名患者）和西班牙（1 名患者）（图 1B).数据收集时患者的中位年龄为 18 岁；176 例患者 （48.6%） 年龄在 16 至 20 岁之间，其中 355 例 （98.1%） 为男性。大多数患者 （348 [96.1%]） 有近期迁移史、与移民人口有密切接触或最近进入报告国的日期；据报道，174 名患者 （48.1%） 是移民中心的居民。
多位点序列分型确定了 16 种序列类型；363 个分离株中有 330 个 （90.9%） 属于三种不相关的序列类型之一：序列类型 （ST） 377、ST384 和 ST574。这些基因型在原产国、报告国和时间上表现出相似的频率（图 1B 和 1C）。
临床表现
有 75 例患者接受特定抗生素的数据。最常见的药物是阿奇霉素 （24 例） 、阿莫西林 （23 例） 、克拉霉素 （21 例） 、克林霉素 （11 例） 、青霉素 （8 例） 和多西环素 （3 例）。具体而言，皮肤白喉患者接受了阿莫西林 （17 例） 、克拉霉素 （11 例） 、克林霉素 （8 例） 和阿奇霉素 （7 例）。呼吸道白喉患者接受克拉霉素 （9 例） 、阿奇霉素 （8 例） 、青霉素 （7 例） 和阿莫西林 （5 例）。一些最常报告的合并感染是化脓性链球菌 （30 例患者）、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 （15 例） 和奥术菌 （4 例）。5 例患者还表现为疥疮感染。混合感染主要见于皮肤病例。在呼吸道病例中报告了 2 例混合感染： 1 例为乳异常链球菌，1 例为化脓性链球菌。
在入院的 17 例患者中，5 例患有皮肤白喉，12 例患有呼吸道白喉 （其中 7 例有假膜）。所有 12 例呼吸道白喉患者均接受白喉抗毒素联合抗生素治疗。白喉抗毒素剂量范围为 5000 至 100,000 IU；8 例患者接受了高于 60,000 IU 的剂量。12 例患者在症状出现后平均 2.8±1.5 天 （±SD） 内接受了治疗，其中大多数 （9 例患者） 在 3 天内接受了治疗。在 54 例未入院并在现场接受治疗的患者中，40 例患有皮肤白喉，14 例患有呼吸道白喉 （其中 7 例有假膜）。
在可获得特定临床体征和症状信息的 52 例患者中，4 例皮肤白喉患者出现非典型症状，40 例出现典型症状。据报道，1 例呼吸道白喉是非典型病例，6 例是典型病例。在有呼吸系统表现的患者中报告的最常见症状是扁桃体炎（8 名患者）、喉咙痛（6 名患者）和淋巴结肿大（4 名患者）（图 2C）。非典型呼吸道白喉患者表现为扁桃体周围脓肿（图 2D）。除 1 例死亡外，抗生素治疗后未报告其他严重的临床并发症。死亡患者表现为脓性分泌物和覆盖整个咽壁的厚膜。白喉抗毒素是在疾病晚期给药的，这种延迟可能导致严重的病程，导致多器官衰竭和死亡。17
迁移路线和旅行历史
白喉杆菌分离株的表型和基因组特征
在 363 株都携带毒素基因的分离株中，对 306 株 （84.3%） 进行了 Elek 试验；所有分离株均被证实会产生白喉毒素。因此，在研究过程中没有发现携带毒毒素基因的非产毒分离株。18
对 287 株分离株进行了青霉素的微生物敏感性试验，对 282 种分离株进行了红霉素的敏感性试验。287 株分离株中共有 286 株 （99.7%） 对青霉素敏感，暴露量增加，282 株分离株中有 264 株 （93.6%） 对红霉素敏感。一个分离株（登录号：f82239e6；ST183） 对青霉素和美罗培南耐药，但对红霉素不耐药。所有 114 株接受阿莫西林表型检测的分离株均易感。共有 18 种红霉素耐药菌株在大多数情况下也对环丙沙星、四环素、多西环素和甲氧苄啶-磺胺甲噁唑耐药。未观察到任何分离株对 β-内酰胺类和大环内酯类药物的并发表型耐药。测试的分离株对甲氧苄啶-磺胺甲噁唑（175 个分离株中的 142 个[81.1%]）、四环素（180 个分离株中的 59 个[32.8%]）和环丙沙星（255 个中的 57 个[22.4%]）具有最高的耐药性（表 S3）。
系统发育分析如图 4 所示。共鉴定出 12 个亚系，其中 3 个最为常见： SL377 （对应于 ST377） 、 SL384 （对应于 ST384） 和 SL574 （对应于 ST574 和 ST698）。在这些亚系中，确定了包含超过 15 个基因组的四个主要遗传簇：SL574 中的遗传簇 （GC） 1（131 个分离株），SL384 中的 GC3（74 个分离株）以及 SL377 中的 GC2（110 个分离株）和 GC9（17 个分离株）。GC2 和 GC9 在 65 个 cgMLST 位点处不同。研究分离株的遗传簇是新定义的，与先前测序的分离株不同。每种显性序列类型、亚系和遗传簇都与多个原产国和报告国相关（图 4 和图 5）。与 SL384 最密切相关的公共序列来自也门疫情20；然而，这些序列与研究分离株至少相差 37 个 cgMLST 等位基因，因此不属于同一个遗传簇（图 5）。同样，与欧洲疫情中 SL377 分离株关系最密切的分离株来自印度，cgMLST 等位基因差异超过 50 个。未发现属于 SL574 的公共分离株。值得注意的是，主要的遗传簇 （GC1 、 GC2 和 GC3） 由不同的基因型 （cgMLST 谱） 组成，其中许多在多个报告国家/地区发现（图 4）。
基因组组装携带几个预测的耐药基因或突变。特别是，观察到 tet（33） 和 dfrA1，以及 gyrA 突变 S89F 和 D93Y，它们的存在分别与四环素、甲氧苄啶和环丙沙星的表型数据高度一致（图 S3）。此外，sul1 在属于 SL698 和 SL377 的分离株中特异性发现，并且这些分离株对磺胺类药物具有耐药性。如前所述，分离株亚组 （GC9，在 SL377 中） 携带一个包含 ermX 基因（编码红霉素耐药性）和 blaOXA-2 基因的整合子（图 4）。9blaOXA-2 在整合子中的远端位置可能意味着它未表达，因为正如先前报道的那样，测试的分离株仍然对青霉素和阿莫西林敏感。9降低对青霉素敏感性的 pbp2m 基因，21红霉素抗性基因 ermX 也存在于少数不同的散发基因组中（图 4）。还观察到第二个整合子，它携带对甲氧苄啶和氨基糖苷类抗生素的耐药基因。大多数 SL377 分离株携带第二个整合子，这表明它是在定义较小的 SL377 簇 GC9 的分裂之前获得的。第二个整合子位于基因组区域的两侧，在该区域发现了氯霉素和氨基糖苷类耐药性的其他基因，代表了在 SL377 中水平获得的重要抗菌素耐药基因组区域。
在全基因组 SNP 分析的基础上，GC1、GC2、GC3 和 GC9 的较小系统发育细分仅限于独特的报告国家，这表明了当地的传播链（图 S4、S5 和 S6）。每个遗传簇内的最大根到尖端的距离为 17 个 SNP，这一发现强调了四个遗传簇从各自的祖先开始的最近多样化。
2023 年数据分析
讨论
此次疫情是过去 70 年来西欧白喉病例的最大增幅。它主要发生在进入该地区的流离失所人口中。2022 年常住人口中没有记录到继发感染，2023 年仅检测到 7 例此类感染。
有关过境路线的现有数据显示，大多数患者是通过西巴尔干地区迁移的。许多欧洲国家与 2019 冠状病毒病大流行相关的旅行限制进一步增加了移民中心和营地的人口密度，22这给卫生系统和医疗服务带来了额外的压力。皮肤白喉通常被认为是一种较轻的疾病，不太可能导致全身感染，并且很少被诊断出来（需要微生物学分析），也许部分解释了为什么这次疫情在西巴尔干过境国家没有被注意到。呼吸道病例的发病率（本研究中为 15%）低于以往疫情（其中皮肤病例可能被低估）可能是由于频繁且管理不善的皮肤损伤和与感染者的密切接触，以及迁移过程中卫生条件差的结果。
男性移民病例的患病率可能由女性和男性在寻求医疗保健的行为方面的差异来解释。然而，对所有入境移民进行筛查的国家并未发现女性比例更高。另一种解释可能是男性和女性移民之间的行为差异——即男性移民可能比女性移民在人群中的流通更多，女性移民的社交圈子较小。此外，女性可能会因怀孕而与医疗保健提供者有更多的接触，通过怀孕，她们可以接种白喉疫苗。
在 GC9 中观察到的大环内酯类耐药对治疗结果构成重大威胁，增加了需要白喉抗毒素治疗的全身并发症的可能性，并可能有利于传播。尽管大多数病例仅使用抗生素治疗，但一些呼吸系统病例患者接受了白喉抗毒素治疗。17在一些国家（例如瑞士），难民营提供加强疫苗。
建议及时生成和共享基因组数据作为疫情应对的一个组成部分。23,24在 2022 年欧洲疫情暴发期间，2022 年欧洲白喉联盟内部的定期讨论以及报告国家之间共享测序数据，从而确定了四个主要的基因簇。这些数据使我们能够确定它们在抗菌药物敏感性方面的共性，并为公共卫生行动和应对方案做出贡献，例如识别和筛查红霉素耐药性。
我们的研究建立在对当地疫情的早期观察的基础上8,9,11,25并能够在大陆范围内对事件进行分析。所揭示的疫情的多克隆性质与以往的白喉疫情一致20,26,27并支持源自先前未报道的菌株的几个不同的出现事件，这些菌株是在运往欧洲的途中在未确定的持续感染源中传播的。据估计，主要基因簇的共同祖先的时间在 2017 年至 2020 年之间，这表明低水平传播可能在一段时间内没有被注意到，并且可能在移民的来源国更早地存在，这可能是由于疫苗接种水平低和用于诊断和监测白喉的医疗保健基础设施有限。
在研究期结束后的几个月内，所有报告国家的病例数都有所减少。我们怀疑这部分可以归因于几种对策，包括基于访谈的接触者追踪和筛查以识别继发病例。一些国家已经开始对白喉患者的接触者进行化学预防，而其他国家则选择在移民中心内和周围的更广泛人群中开展化学预防或疫苗接种运动。28,29在发现这次疫情后立即启动了干预措施，在某些情况下，一直持续到 2023 年春季。然而，由于 2023 年与 2022 年相比，分离株的活跃收集非常有限，因此很难推断病例减少的驱动因素。由于移民人口难以研究，我们怀疑病例数量可能要高得多。2023 年还确定了最初疫情的基因集群，这表明持续的感染病灶。还确定了弱势群体的继发病例，例如无家可归者和静脉注射吸毒者。继发病例凸显了加强公共卫生措施和临床意识的必要性。30
2022 年下半年在西欧移民中观察到的白喉杆菌感染人数的增加似乎因应对措施而停止，但在 2023 年在报告国家观察到了一些向前传播。这些事件的远端起源仍有待确定，尽管它可能与政治动荡和公共卫生系统不安的国家疫苗接种覆盖率低有关，这些国家有利于当地重新出现并促使移民到欧洲。这些数据表明，欧洲需要采取一些行动来降低未来此类疫情的风险，包括提高移民、他们的医生和与移民接触的相关人员的认识；为移民、当地居民以及医疗和社会护理人员制定全面的疫苗接种方案；对高危人群进行临床监测；对有症状者进行快速诊断和接触者筛查，并对病例进行实验室确认；抗菌素敏感性检测，以确定适当的抗菌治疗和预防；以及产毒菌株的全基因组测序和测序数据的共享，以便为当地和区域传播提供信息。加强免疫计划的实施并寻求实现高疫苗接种覆盖率（包括基础系列和加强剂量）仍然是在人群层面预防白喉的关键干预措施。尽管欧洲的儿童疫苗接种覆盖率保持稳定，但老年人免疫力的减弱和保护水平较低可能会造成脆弱性。WHO 尚未建议在以后的生活中额外接种加强剂以确保终身保护，31但研究表明，老年人的血清保护作用下降。32,33增加白喉抗毒素的全球产量，并保持稳定的公共储备，以便在疫情暴发情况下迅速部署，也应成为一项国际公共卫生优先事项。
笔记
本文发表于 2025 年 6 月 4 日的 NEJM.org。
由巴伐利亚州卫生、保健和预防部以及德国联邦卫生部通过 Robert Koch 研究所及其国家参考实验室网络（批准号。FKZ 1369-359）提交给德国国家白喉实验室；瑞士苏黎世大学向 Egli 博士提供无限制的研究资助；瑞士国家科学基金会通过瑞士病原体监测平台 （Ref 407240_177504） 向 Egli 博士提供赠款 （NRP72）；以及巴斯德研究所和法国公共卫生研究所（法国圣莫里斯）对法国国家白喉参考中心的支持。
作者提供的披露表可与本文的全文一起在 NEJM.org 上获得。
我们感谢 Nora Köhler、Valéria Pires、Stefan Antener 和 Daniel Gander（苏黎世大学医学微生物学研究所）；Annick Carmi、Sylvie Brémont、Marion Barbet 和 Virginie Passet（巴斯德研究所）在病例微生物学确认和全基因组测序方面提供技术援助；Sabine Lohrer、Jasmin Fräßdorf、Marion Lindermayer、Anne Könitzer、Wolfgang Schmidt、Helga Kocak、Juliane Breitenberger、Andrea Seifarth 和 Turgut-Cengiz Dedeoglu（德国），以及德国参与初级细菌学诊断的地方、国家以下和国家公共卫生当局、移民收容所和医学实验室；呼吸和疫苗可预防细菌参考股和抗菌素耐药性和医疗保健相关感染参考股（英国卫生安全局）的同事，用于菌株的表征；以及 Jasmin Bleier、Petra Hasenberger 和 Silke Stadlbauer（奥地利）。
补充材料
引用
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