SEROTYPE DIVERSITY AND ANTIMICROBIAL RESISTANCE OF STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

The pneumococcus (Streptococcus pneumoniae) is a common bacterial pathogen responsible for various infections, especially in children below
5 years of age. The severity of pneumococcal infections varies from self-limiting mucosal infections, including acute otitis media, sinusitis, and noninvasive pneumonia, to life-threatening invasive disease like bacteremia and meningitis. A high incidence of pneumococcal infections is combined with a constantly growing antibiotic resistance of this pathogen. The growing resistance is thought to be associated with misuse of antibiotics and emerging of resistant clones that may spread throughout the entire population. Pneumococcal polysaccharide conjugate vaccines (PCV) contain an assortment of pneumococcal capsular polysaccharides (from 7 to 13) that produce serotype-specific protective antibodies. Since early 2000’s, the introduction of PCV into national immunization programs has been shown to substantially decrease the incidence of invasive pneumococcal disease and pneumococcal carriage associated with vaccine-type pneumococci in many countries. In 2014, PCV vaccination was included in the Russian national calendar of prophylactic vaccination. The present article reviews the current literature on serotype prevalence, antibiotic susceptibility, and PCV effect on the evolution of pneumococcus.

About the authors

N. A. Mayanskii

Scientific Centre of Children's Health, Moscow

Author for correspondence.
Email: mayansky@nczd.ru

PhD, Head of the Laboratory Department of SCCH

Russian Federation

N. M. Alyab'eva

Scientific Centre of Children's Health, Moscow, Russian Federation

Email: alyabieva@nczd.ru
младший научный сотрудник лаборатории экспериментальной иммунологии и виру- сологии Научного центра здоровья детей Адрес: 119991, Москва, Ломоносовский пр-т, д. 2, стр. 1, тел.: +7 (499) 134-03-50 Russian Federation

A. V. Lazareva

Scientific Centre of Children's Health, Moscow, Russian Federation

Email: lazarevaav@nczd.ru
кандидат медицинских наук, заведующая лабораторией микробиологии Научного центра здоровья детей Адрес: 119991, Москва, Ломоносовский пр-т, д. 2, стр. 1, тел.: +7 (499) 134-53-87 Russian Federation

L. K. Katosova

Scientific Centre of Children's Health, Moscow, Russian Federation

Email: katosova@nczd.ru
доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории микробиологии Научного центра здоровья детей Адрес: 119991, Москва, Ломоносовский пр-т, д. 2, стр. 1, тел.: +7 (499) 134-53-87 Russian Federation

References

  1. Eichmann K., Krause R.M. Fred Neufeld and pneumococcal serotypes: foundations for the discovery of the transforming principle. Cell. Mol. Life Sci. 2013; 70: 2225–2236.
  2. Баранов А.А., Намазова Л.С., Таточенко В.К. Пневмококковая инфекция и связанные с ней заболевания — серьезная проблема современного здравоохранения. Педиатрич. фармакол. 2008; 5 (2): 7–12.
  3. Walker C.L., Rudan I., Liu L., Nair H., Theodoratou E., Bhutta Z.A., O’Brien K.L., Campbell H., Black R.E. Global burden of childhood pneumonia and diarrhoea. Lancet. 2013; 381: 1405–1416.
  4. Centers for Disease Control and Prevention. Active Bacterial Core Surveillance Report. Emerging Infections Program Network, Streptococcus pneumonia. 2008.
  5. World Health Organization. Pneumococcal conjugate vaccine for childhood immunization — WHO position paper. Wееkly Epidemiol Rec. 2007; 82: 93–104.
  6. Simell B., Auranen K., Kayhty H., Goldblatt D., Dagan R., O’Brien K.L. Pneumococcal Carriage Group. The fundamental link between pneumococcal carriage and disease. Expert. Rev. Vaccines. 2012; 11: 841–855.
  7. Райнерт Р.Р., Тайши Б. Новые данные по эффективности 13-валентной пневмококковой конъюгированной вакцины в отношении инвазивных пневмококковых инфекций, пневмоний, острого среднего отита и назофарингеального носительства. Педиатрич. фармакол. 2012; 3: 12–18.
  8. Сидоренко С.В., Лобзин Ю.В., Харит С.М., Королева И.С., Таточенко В.К. Пневмококковая инфекция и современные возможности ее профилактики — эпидемиологический обзор ситуации в мире и в России. Вопр. совр. педиатрии. 2010; 9 (1): 62–69.
  9. Харит С.М., Сидоренко С.В., Рулева А.А., Перова А.Л., Волкова М.О., Гостев В.В., Алексеенко С.И., Орлов А.В. Распространенность пневмококковых пневмоний и отитов у детей младшего возраста (предварительные данные). Вопр. совр. педиатрии. 2011; 6: 103–107.
  10. Monasta L., Ronfani L., Marchetti F., Montico M., Vecchi Brumatti L., Bavcar A., Grasso D., Barbiero C., Tamburlini G. Burden of disease caused by otitis media: systematic review and global estimates. PLoS ONE. 2012; 7 (4): 36226.
  11. Lieberthal A.S., Carroll A.E., Chonmaitree T., Ganiats T.G., Hoberman A., Jackson M.A., Joffe M.D., Miller D.T., Rosenfeld R.M., Sevilla X.D., Schwartz R.H., Thomas P.A., Tunkel D.E. The diagnosis and management of acute otitis media (clinical practice guideline). Pediatrics. 2013; 131: 964.
  12. Баранов А.А., Омельяновский В.В., Брико Н.И., Лобзин Ю.В., Намазова-Баранова Л.С., Таточенко В.К., Харит С.М., Сидоренко С.В., Королева И.С., Платонов А.Е., Мойсяк Г.Ю., Крысанов И.С., Ивахненко О.И., Цфасман Ф.М. Результаты фармакоэкономического анализа применения пневмококковой конъюгированной 7-валентной вакцины для профилактики пневмококковых инфекций у детей первых 5 лет жизни в Российской Федерации. Педиатрич. фармакол. 2009; 6 (6): 6–10.
  13. Катосова Л.К., Спичак Т.В., Ким С.С., Яцышина С.Б., Зубкова И.В., Прадед М.Н. Этиологическая диагностика острых пневмоний у детей. Вопр. диагностики в педиатрии. 2009; 2: 27–31.
  14. Hausdorff W.P., Feikin D.R., Klugman K.P. Epidemiological differences among pneumococcal serotypes. Lancet Infect. Dis. 2005; 5: 83–93.
  15. Jefferson T., Ferroni E., Curtale F., Giorgi R.P., Borgia P. Streptococcus pneumoniae in western Europe: serotype distribution and incidence in children less than 2 years old. Lancet Infect. Dis. 2006; 6: 405–410.
  16. Катосова Л.К., Таточенко В.К., Арова А.А., Кешикбаева А.А., Батуро А.П., Кузнецова Т.А., Левин А.Б. Серотипы S. pneumoniae у детей, больных острой пневмонией и плевритом. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 1990; 5: 23–28.
  17. Reinert R.R., Paradiso P., Fritzel B. Advances in pneumococcal vaccines: the 13-valent pneumococcal conjugate vaccine received market authorization in Europe. Expert Rev. Vaccines. 2010; 9: 229–236.
  18. Richter S.S., Heilmann K.P., Dohrn C.L., Riahi F., Diekema D.J., Doern G.V. Pneumococcal Serotypes before and after Introduction of Conjugate Vaccines, United States, 1999-2011. Emerg. Infect. Dis. 2013; 19: 1074–1083.
  19. Hackel M., Lascols C., Bouchillon S., Hilton B., Morgenstern D., Purdy J. Serotype prevalence and antibiotic resistance in Streptococcus pneumoniae clinical isolates among global populations. Vaccine. 2013; 31: 4881–4887.
  20. Cohen R., Levy C., Bingen E., Koskas M., Nave I., Varon E. Impact of 13-valent pneumococcal conjugate vaccine on pneumococcal nasopharyngeal carriage in children with acute otitis media. Pediatr. Infect. Dis. J. 2012; 31: 297–301.
  21. Gertz R.E., Li Z., Pimenta F.C., Jackson D., Juni B.A., Lynfield R. et al. Increased penicillin nonsusceptibility of nonvaccine-serotype invasive pneumococci other than serotypes 19A and 6A in post-7-valent conjugate vaccine era. J. Infect. Dis. 2010; 201: 770–775.
  22. Козлов Р.С. Пути оптимизации мониторинга, профилактики и фармакотерапии пневмококковой инфекции. Автореф. дис… докт. мед. наук. Смоленск. 2004. 45 с.
  23. Stratchounski L.S., Kozlov R.S., Appelbaum P.C., Kretchikova O.I., Kosowska-Shick K. Antimicrobial resistance of nasopharyngeal pneumococci from children from day-care centres and orphanages in Russia: results of a unique prospective multicentre study. Clin. Microbiol. Infect. 2006; 12: 853–866.
  24. Козлов Р.С., Чагарян А.Н., Козлова Л.В., Муравьев А.А. Серологическая характеристика и чувствительность к антибиотика м пневмококков, выделенных у детей в возрасте до 5 лет в отдельных регионах Российской Федерации. Клин. микробиол. и антимикроб. химиотерапия. 2011;13: 177–187. 25. Королева И.С., Белошицкий Г.В., Миронов К.О. Серотиповая характеристика пневмококков, выделенных от больных пневмококковым менингитом. Вопр. совр. педиатрии. 2012; 11 (4): 122–127.
  25. Маянский Н.А., Алябьева Н.М., Иваненко А.М., Пономаренко О. А., Катосова Л.К., Лазарева А.В., Куличенко Т.В., Намазова-Баранова Л.С. Бактериальная этиология острого среднего отита у детей до 5 лет: роль Streptococcus pneumoniae. Вопр. диагностики в педиатрии. 2013; 5 (1): 5–13. 2
  26. Баранов А.А., Намазова-Баранова Л.С., Маянский Н.А., Куличенко Т.В., Полунина Т.А., Лазарева А.В. Роль Streptococcus pneumoniae в структуре бактериальных инфекций у детей, госпитализированных в стационарные отделения лечебных учреждений г. Москвы в 2011-2012 гг. Педиатрич. фармакол. 2013; 10 (5): 6–12.
  27. Linares J., Ardanuy C., Pallares R., Fenoll A. Changes in antimicrobial resistance, serotypes and genotypes in Streptococcus pneumoniae over a 30-year period. Clin. Microbiol. Infect. 2010; 16: 402–410.
  28. Whitney C.G., Farley M.M., Hadler J., Harrison L.H., Lexau C., Reingold A., Lefkowitz L., Cieslak P.R., Cetron M., Zell E.R., Jorgensen J.H., Schucha A. Increasing prevalence of multidrugresistant Streptococcus pneumoniae in the United States. N. Engl. J. Med. 2000; 343: 1917–1924.
  29. Fenoll A., Granizo J.J., Aguilar L., Gimenez M.J., AragonesesFenoll L., Hanquet G. et. al. Temporal trends of invasive Streptococcus pneumoniae serotypes and antimicrobial resistance patterns in Spain from 1979 to 2007. J. Clin. Microbiol. 2009; 47: 1012–1020.
  30. Zapun C., Contreras-Martel T.V. Penicillin-binding proteins and beta-lactam resistance. FEMS Microbiol. Rev. 2008;
  31. : 361–385. 32. Cornick J.E., Bentley S.D. Streptococcus pneumoniae: the evolution of antimicrobial resistance to beta-lactams, fluoroquinolones and macrolides. Microb. Infect. 2012; 14: 573–583.
  32. Retsema J., Fu W. Macrolides: structures and microbial targets. Int. J. of Antimicrob. Agents. 2001; 3–10.
  33. Страчунский Л.С., Белоусова Ю.Б., Козлова С.Н. Антибактериальная терапия. М.: Полимаг. 2000. 190 с.
  34. Reinert R.R. The antimicrobial resistance profile of Streptococcus pneumoniae. Clin. Microbiol. Infect. 2009; 15 (Suppl. 3): 7–11.
  35. Felmingham D., Canto´n R., Jenkins S.G. Regional trends in betalactam, macrolide, fluoroquinolone and telithromycin resistance among Streptococcus pneumoniae isolates 2001-2004. J. Infect. 2007; 55: 111–118.
  36. Савинова Т.А., Ильина Е.Н., Сидоренко С.В. Перспективы применения антипневмококковой вакцинации для сдерживания распространения антибактериальной резистентности среди пневмококков. Антибиотики и химиотер. 2011; 56: 5–6.
  37. Reinert R.R., Filimonova O.Y., Al-Lahham A., Grudinina S.A., Ilina E.N., Weigel L.M., Sidorenko S.V. Mechanisms of macrolide resistance among Streptococcus pneumoniae isolates from Russia. Antimicrob. Agents. Chemother. 2008; 52: 2260–2262.
  38. Mayanskiy N., Alyabieva N., Ponomarenko O., Lazareva A., Ivanenko A., Kulichenko T., Namazova-Baranova L., Baranov A. Serotypes and antibiotic resistance on non-invasive Streptococcus pneumoniae circulating in pediatric hospitals in Moscow, Russia. Int. J. Infect. Dis. 2014; 20: 58–62.
  39. Белошицкий Г.В., Королева И.С., Миронов К.О. Фенотипическая и генотипическая характеристика штаммов пневмо- кокков, выделенных от больных пневмококковым менингитом. Клин. микробиол. антимикроб. химиотер. 2011; 13 (3): 261–266.
  40. Farrell D.J., Jenkins S.G., Brown S.D., Patel M., Lavin B.S., Klugman K.P. Emergence and spread of Streptococcus pneumoniae with erm (B) and mef (A) resistance. Emerg. Infect. Dis. 2005; 11: 851–858.
  41. Del Grosso M., Northwood J.G., Farrell D.J., Pantosti A. The macrolide resistance genes erm (B) and mef (E) are carried by Tn 2010 in dual gene Streptococcus pneumoniae isolates belonging to clonal complex CC271. Antimicrob. Agents. Chemother. 2007; 51: 4184–4186
  42. Goossens H., Ferech M., Vander Stichele R., Elseviers M. ESAC Project Group. Outpatient antibiotic use in Europe and association with resistance: a cross-national database study. Lancet. 2005; 365: 579–587.
  43. Lepoutre A., Varon E., Georges S., Guttman L., Levy-Bruhl D. Impact of infant pneumococcal vaccination on invasive pneumococcal diseases in France, 2001–2006. Euro Surveill. 2008; 13: 18962.
  44. Croucher N.J., Harris S.R., Fraser C., Quail M.A., Burton J., van der Linde M., McGee L., von Gottberg A., Song J.H., Ko K.S., Pichon B., Baker S., Parry C.M., Lambertsen L.M., Shahinas D., Pillai D.R., Mitchell T.J., Dougan G., Tomasz A., Klugman K.P., Parkhill J., Hanage W.P., Bentley S.D. Rapid pneumococcal evolution in response to clinical interventions. Science. 2011; 331: 430–434.
  45. Wyres K.L., Lambertsen L.M., Croucher N.J., McGee L., von Gottberg A., Liñares J., Jacobs M.R., Kristinsson K.G., Beall B.W., Klugman K.P., Parkhill J., Hakenbeck R., Bentley S.D., Brueggemann A.B. Pneumococcal capsular switching: a historical perspective. J. Infect. Dis. 2013; 207: 439–449.
  46. Song J.H., Daganc R., Klugmane K.P., Fritzell B. The relationship between pneumococcal serotypes and antibiotic resistance. Vaccine. 2012; 30: 2728–2737.
  47. Beall B., McEllistrem M.C., Gertz Jr. R.E., Wedel S., Boxrud D.J., Gonzalez A.L. et al. Pre- and postvaccination clonal compositions of invasive pneumococcal serotypes for isolates collected in the United States in 1999, 2001 and 2002. J. Clin. Microbiol. 2006; 44: 999–1017.
  48. Beall B.W., Gertz R.E., Hulkower R.L., Whitney C.G., Moore M.R., Brueggemann A.B. Shifting genetic structure of invasive serotype 19A pneumococci in the United States. J. Infect. Dis. 2011; 203: 1360–1368.
  49. Pelton S.I., Huot H., Finkelstein J.A., Bishop C.J., Hsu K.K., Kellenberg J. et al. Emergence of 19A as virulent and multidrug resistant Pneumococcus in Massachusetts following universal immunization of infants with pneumococcal conjugate vaccine. Pediatr. Infect. Dis. J. 2007; 26: 468–472.
  50. Maiden M.C., Bygraves J.A., Feil E., Morelli G., Russell J.E., Urwin R., Zhang Q., Zhou J., Zurth K., Caugant D.A., Feavers I.M., Achtman M., Spratt B.G. Multilocus sequence typing: a portable approach to the identification of clones within populations of pathogenic microorganisms. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998; 95: 3140–3145.
  51. McGee L., Mcdougal L., Zhou J., Spratt B.G., Tenover F.C., George R., Hakenbeck R., Hryniewicz W., Lefevre J.C., Tomasz A., Klugman K.P. Nomenclature of major antimicrobial-resistant clones of Streptococcus pneumoniae defined by the pneumococcal molecular epidemiology network. J. Clin. Microb. 2001; 39: 2565–2571.
  52. Enright M.C., Spratt B.G. Multilocus sequence typing. Trends in Microb.1999; 7: 482–487.
  53. Jefferies J.M.C., Clarke S.C., Smith A., Dowson C., Mitchell T.J. Automated pneumococcal MLST using liquid-handling robotics and a capillary DNA sequencer. Mol. Biot. 2003; 24: 303–308.
  54. Feil E.J., Li B.C., Aanensen D.M., Hanage W.P., Spratt B.G. Inferring patterns of evolutionary descent among clusters of related bacterial genotypes from multilocus sequence typing data. J. Bacter. 2004; 186: 1518–1530.
  55. Obert C.A., Gao G., Sublett J., Tuomanen E.I., Orihuela C.J. Assessment of molecular typing methods to determine invasiveness and to differentiate clones of Streptococcus pneumoniae. Infect., Genetics & Evolution. 2007; 7: 708–716.
  56. Moore M.R., Gertz R.E., Woodbury R.L., Barkocy-Gallagher G.A., Schaffner W., Lexau C., Gershman K., Reingold A., Farley M., Harrison L.H., Hadler J.L., Bennett N.M., Thomas A.R., McGee L., Pilishvili T., Brueggemann A.B., Whitney C.G., Jorgensen J.H., Beall B. Population snapshot of emergent Streptococcus pneumoniae serotype 19A in the United States, 2005. J. Infect. Dis. 2008; 197: 1016–1027.
  57. Савинова Т.А., Филимонова О.Ю., Грудинина С.А, Сидоренко С.В. Генетическое разнообразие пенициллинустойчивых Streptococcus pneumoniae. Журн. инфектол. 2010; 1 (4): 66–71. 59. Савинова Т.А. Генетическое разнообразие и молекулярные основы резистентности Streptococcus pneumoniae к β-лактамным антибиотикам. Автореф. дис. … канд. мед. наук. М. 2011. 22 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 1970 "Paediatrician" Publishers LLC



This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies