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近日,广州医科大学附属第一医院、呼吸疾病全国重点实验室叶枫/王彦教授团队在Journal of Infection (IF=11.9,传染病学1区)在线发表题为“Global Disability-Adjusted Life Years Burden of Lower Respiratory Infections Caused by Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, and Klebsiella pneumoniae, 1990-2021: A Systematic Analysis of the Global Burden of Disease Study 2021”的原创研究论文。该研究基于GBD 2021数据库,系统分析1990-2021年全球范围内肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌导致的下呼吸道感染(LRIs)的伤残调整寿命年(DALYs)负担,重点探讨COVID-19疫情对三者疾病负担趋势的影响,并通过ARIMA和BAPC模型预测2030年的年龄标准化DALY率(ASDR),为制定针对性公共卫生策略提供依据。王彦博士和叶枫教授为论文共同通讯作者,陆龙臻、龙志为、陈凤珍为论文共同第一作者。
1.全球性长期评估:本研究基于 GBD 2021 数据,系统分析了 1990-2021 年肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌所致下呼吸道感染的 DALYs 负担,覆盖全球、5个社会人口学指数(SDI)区域、21 个 GBD 地区及 204 个国家和地区。
2. 聚焦 COVID-19 疫情影响:研究以 2019 年为关键时间节点,比较疫情前后三类病原体相关疾病负担的变化,提示 COVID-19 期间下呼吸道感染病原负担格局可能发生了改变,其中金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌 ASDR 下降加快,而肺炎链球菌下降趋势有所放缓。
3. 病原体差异具有公共卫生意义:研究显示,1990-2021 年三类病原体相关 ASDR 总体下降,但下降幅度并不一致;肺炎链球菌下降较明显,金黄色葡萄球菌下降相对较慢且趋势更不规则,提示不同细菌性病原体可能需要差异化的防控和资源配置策略。
4. 揭示地区与人群负担不均衡:研究发现低 SDI 地区总体负担较高,南亚、撒哈拉以南非洲及部分太平洋岛国在不同指标上表现出较高负担或疫情期上升趋势;同时,5 岁以下儿童、老年人和男性承受的疾病负担更重,为识别重点防控地区和高风险人群提供了依据。
5. 趋势分析与未来预测:本研究不仅采用 EAPC 和 Join point 回归刻画长期及阶段性变化,还使用 ARIMA 和 BAPC 模型预测至 2030 年的 ASDR 趋势,结果提示三类病原体相关负担可能继续下降,但金黄色葡萄球菌下降速度可能较慢,仍需持续关注。
下呼吸道感染长期是全球重要公共卫生问题,不仅造成大量死亡和残疾,也带来经济损失和劳动力下降。2019 年全球下呼吸道感染约有 3.69 亿病例和 255 万死亡,已成为全球过早死亡和残疾的重要原因之一。一直以来,细菌感染是下呼吸道感染的重要病因,其中肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌与较高死亡负担密切相关。COVID-19 疫情改变了下呼吸道感染的病原谱。一方面,戴口罩、居家隔离等非药物干预减少了部分呼吸道病原体传播;另一方面,COVID-19 重症患者中继发性细菌感染和共感染问题突出。因此,三类病原体在疫情前后所致疾病负担如何变化仍需系统评估。本文旨在描述 1990-2021 年三类病原体相关下呼吸道感染 DALYs 负担的长期趋势,并预测至 2030 年,为公共卫生政策制定提供依据。
本研究基于 GBD 2021 数据,提取1990至2021年间204个国家和地区、5个社会人口学指数(SDI)区域及21个GBD区域的数据。主要研究指标包括 DALYs、DALY 率和年龄标准化 DALY 率(ASDR)。研究采用估计年度百分比变化(EAPC)评估总体变化趋势,并使用 Join point 回归分析局部趋势变化及关键时间节点,计算年度百分比变化(APC)。此外,研究构建 ARIMA 和 BAPC 模型,预测三类病原体相关下呼吸道感染 ASDR 至 2030 年的变化趋势。
1.肺炎链球菌相关下呼吸道感染的疾病负担及地区差异:下降显著,但地区间不均衡
1990-2021 年,全球肺炎链球菌所致下呼吸道感染的 DALYs 和 ASDR 均明显下降,ASDR 从 1249.50/10 万降至 309.90/10 万。然而,不同地区间负担并不均衡:低 SDI 地区负担仍较高,南亚 DALYs 总量较高,大洋洲 ASDR 较高;国家层面上,印度 DALYs 总量较高,乍得共和国 ASDR 较高。值得注意的是,2019-2021 年疫情期间,东亚及部分太平洋岛国的 ASDR 出现上升,提示部分地区在公共卫生危机下可能更易受到冲击。
图1.1990-2021 年全球及 5 个 SDI 区域肺炎链球菌所致下
呼吸道感染的 DALYs、ASDR 和 ASDR 的 EAPC。
图2.21 个 GBD 地区中,1990、2019 和 2021 年肺炎链球菌所致下呼吸道感染的DALYs、ASDR及1990-2021 年 ASDR 的 EAPC。
2. 金黄色葡萄球菌与肺炎克雷伯菌的疾病负担:金葡菌下降缓慢,克雷伯菌稳步下降
1990-2021年间,肺炎克雷伯菌的ASDR从281.51/10万稳步降至99.46/10万;而金黄色葡萄球菌的疾病负担下降最为缓慢且呈现不规则波动,ASDR仅从242.89/10万降至156.80/10万。在地区分布上,南亚地区承担了这两种病原体最高的DALYs总量。此外,太平洋部分岛国在疫情期间的疾病负担也出现了急剧上升。
图3.金黄色葡萄球菌所致下呼吸道感染在全球及5个SDI区域的DALYs、ASDR和EAPC(1990-2021年)
图4.肺炎克雷伯菌所致下呼吸道感染在全球及5个SDI区域的DALYs、ASDR和EAPC(1990-2021年)
3.三类病原体的性别和年龄差异:老幼与男性是高危人群
三类病原体所致下呼吸道感染负担均表现出一定的性别和年龄差异。总体上,男性 DALYs 或 ASDR 高于女性。年龄分布方面,5 岁以下儿童和老年人是主要高负担人群,尤其 DALY 率在约 50 岁后逐渐上升,并在高龄人群中更为突出。与肺炎链球菌和肺炎克雷伯菌相比,金黄色葡萄球菌所致下呼吸道感染的疾病负担更偏向老年人群。
4.COVID-19 疫情影响:重塑三菌负担格局
Join point 回归显示,三类病原体的长期变化模式并不完全相同。肺炎链球菌和肺炎克雷伯菌相关 ASDR 在多数时期呈下降趋势;金黄色葡萄球菌趋势更复杂,既有下降阶段,也有停滞和局部上升阶段。疫情期间,三类病原体趋势发生变化。2019-2021 年,金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌相关下呼吸道感染 ASDR 下降加快,而肺炎链球菌下降速度放缓。这可能与 SARS-CoV-2 与肺炎链球菌共感染有关,提示在季节性病毒流行和未来大流行期间,应重点监测肺炎链球菌继发感染。
图6.三类病原体所致下呼吸道感染疾病负担时间趋势的 Join point 回归分析。
5.未来预测(至2030年):金葡菌或将成为首要致病负担
ARIMA 模型预测显示,到 2030 年三类病原体ASDR将继续下降。但研究同时指出,纳入了年龄-时期-队列效应的 BAPC 模型给出了更为保守的预测结果(例如其预测2030年肺炎链球菌 ASDR 为 144.53/10万)。这种模型间的差异反映了未来疾病预测的不确定性,但两种模型均提示:金黄色葡萄球菌的下降速度可能显著慢于其他两类病原体,未来极有可能超过肺炎链球菌,成为下呼吸道感染 DALYs 负担的主要来源。
图7.基于 1990-2019 年和 1990-2021 年数据,使用 ARIMA 模型预测三类病原体所致下呼吸道感染全球 ASDR 至 2030 年的变化。
本文表明,1990-2021 年全球三类主要细菌性下呼吸道感染病原体所致 DALYs 负担总体下降,说明过去几十年相关公共卫生措施、疫苗接种、医疗水平提升和感染管理取得一定成效。其中,肺炎链球菌和肺炎克雷伯菌相关负担控制较为显著,而金黄色葡萄球菌下降缓慢,未来可能成为更突出的公共卫生威胁。
未来应重点关注以下方向:第一,继续提高肺炎链球菌疫苗覆盖率,尤其是低收入地区、太平洋岛国和儿童群体;第二,加强老年人肺炎链球菌感染预防,开发覆盖更广血清型的新型疫苗;第三,加大对金黄色葡萄球菌感染、耐药性、快速诊断和治疗策略的投入;第四,提高低 SDI 地区和小岛屿国家的监测、诊断和医疗资源可及性;第五,在未来季节性病毒流行和大流行中,应特别重视病毒感染后继发性细菌性肺炎的监测和防控。
参考内容:

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