1990–2021年全球及区域、国家层面按年龄与性别分层的儿童病原体归因感染性疾病疾病负担:一项系统分析(Global, Regional, and National Burden of Pathogen-Attributable Infectious Diseases in Children by Age and Sex, 1990–2021: A Systematic Analysis)
《Infection》:Global, regional, and national burden of pathogen-attributable infectious diseases in children by age and sex, 1990–2021: a systematic analysis
背景:由细菌和病毒病原体引起的感染性疾病仍是儿童全球疾病负担的主要贡献因素,亟需全面评估以为公共卫生策略提供依据。本研究旨在量化并描述1990–2021年0–14岁儿童中34种主要细菌及病毒病原体归因死亡数及伤残调整寿命年(disability-adjusted life-years, DALYs),并按性别、年龄及社会人口学指数(Sociodemographic Index, SDI)分层,同时预测至2050年趋势。
方法:研究采用全球疾病负担(Global Burden of Disease, GBD)2021研究数据,覆盖204个国家与地区;数据分析于2025年10–12月进行,使用贝叶斯年龄–时期–队列(Bayesian age–period–cohort, BAPC)模型生成至2050年的预测。评估1990–2021年34种主要细菌与病毒病原体归因负担。主要结局指标为病原体归因死亡数及DALYs,按性别、年龄及SDI分层。
结果:2021年,34种病原体共致约1,266,053例死亡(95%不确定区间[uncertainty interval, UI]:856,833–1,812,077)。腹泻病为首要感染综合征(608,793例死亡;95% UI:349,675–983,346),其次为下呼吸道感染(lower respiratory infections, LRIs;545,061例死亡;95% UI:424,541–681,064)及脑膜炎(112,199例死亡;95% UI:78,995–157,539)。肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)为主要病原体,致173,041例死亡(95% UI:136,353–210,258),在21个GBD区域中18个区域为首要死因,大洋洲年龄标化死亡率最高。肺炎链球菌与轮状病毒(rotavirus)是病原体归因DALYs的首要贡献者,负担随年龄增长总体下降。SDI与负担指标呈强负相关,低SDI地区尤其是撒哈拉以南非洲负担最重。新生儿期负担最高,男孩负担高于女孩。轮状病毒为腹泻死亡首要病因,肺炎链球菌主导下呼吸道感染及脑膜炎相关死亡。预计至2050年,虽然多数病原体归因负担将下降,但肺炎支原体(Mycoplasma pneumoniae)所致下呼吸道感染、脑膜炎奈瑟菌(Neisseria meningitidis)所致脑膜炎及非伤寒沙门菌(non-typhoidal Salmonella)与诺如病毒(norovirus)所致腹泻病仍将是重大公共卫生挑战。
结论:本研究证实儿童中存在显著的病原体归因感染性疾病负担,男孩及低SDI地区人群尤为突出。结果强调需针对特定病原体、兼顾公平性的干预措施及强化卫生体系,以减少儿童感染性疾病持续存在的差异。
论文解读:《Infection》发表——1990–2021年0–14岁儿童34种病原体归因感染性疾病全球负担系统分析与2050年预测
一、研究背景与立题依据
尽管扩大免疫规划(Expanded Programme on Immunization, EPI)及全球卫生干预使过去三十年0–14岁儿童感染性死亡大幅下降,但下呼吸道感染(lower respiratory infections, LRIs)、腹泻病及脑膜炎仍占据儿童伤残调整寿命年(disability-adjusted life-years, DALYs)相当比重。肺炎球菌结合疫苗(pneumococcal conjugate vaccines, PCVs)与轮状病毒疫苗的广泛接种降低了经典疫苗可预防疾病(vaccine-preventable diseases, VPDs)负担,但收益在全球分布不均,低及中低收入国家疫苗覆盖率与及时性仍不理想。同时,非疫苗血清型替换、新现及再现病毒持续传播、抗菌药耐药(antimicrobial resistance, AMR)削弱现有治疗效力、呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus, RSV)季节性流行均构成持续挑战。目前针对0–14岁儿童感染性病原归因负担的系统评估有限,既往研究多聚焦成人或单一综合征,少有从人口学角度综合量化病原体特异性死亡与伤残贡献,亦缺乏至21世纪中叶的前瞻预测。基于此,研究人员利用GBD 2021数据系统评估34种主要细菌与病毒病原体在儿童中的归因死亡与DALYs负担并预测至2050年,按性别、地理区域及SDI分层刻画差异,为免疫规划2030(Immunization Agenda 2030)及全球儿童健康公平提供证据。
二、主要关键技术方法概述
研究人员基于全球疾病负担(Global Burden of Disease, GBD)2021研究标准化框架,提取204个国家与地区1990–2021年0–14岁儿童数据,通过IHME GBD Results Tool获取34种细菌与病毒病原体归因死亡数与DALYs,按年龄组(新生儿0–27天细分0–6天及7–27天、婴儿、幼儿及5–14岁各亚组)、性别、年份及SDI五分位分层。病原体归因采用综合征建模策略——先估算综合征(LRIs、腹泻病、脑膜炎、血流感染)总负担再以多源数据分配病原体比例,群体水平约束避免重复计数。SDI为收入、教育、生育率复合指标。采用Pearson相关系数分析SDI与各病种年龄标化率(age-standardized rates, ASRs)关联,性别分层比较。使用R软件INLA及BAPC包建立贝叶斯年龄–时期–队列(Bayesian age–period–cohort, BAPC)模型,二阶随机游走先验平滑时间趋势,外推预测至2050年。所有估计报告95%不确定区间(uncertainty interval, UI)源自后验分布1000次抽样第25与975值。
三、研究结果
全球病原体归因感染性疾病负担(Global burden of pathogen-attributable infectious diseases)
2021年肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)为全球儿童感染首要病原体,致173,041例死亡(95% UI:136,353–210,258)及1528万DALYs(95% UI:1205–1857万),对应年龄标化死亡率(age-standardized death rate, ASDR)8.60/10万、年龄标化DALYs率(age-standardized rate of DALYs, ASR of DALYs)759.69/10万。轮状病毒(rotavirus)为第二大致病病原体,志贺菌(Shigella)居第三,艰难梭菌(Clostridioides difficile)贡献最小。
病原体归因感染性疾病负担的时间趋势(Temporal trends in pathogen-attributable infectious disease burden)
1990–2021年多数分析病原体负担显著下降。肺炎链球菌DALYs的ASR降幅逾80%,自1990年4112.67/10万降至2021年759.69/10万(95% UI:599.01–923.00);轮状病毒ASDR自37.45/10万降至6.44/10万(95% UI:4.57–8.91)。艰难梭菌ASDR变化甚微。性别分层显示多数病原体男孩负担高于女孩,如肺炎链球菌男孩DALYs ASR为780.85/10万、女孩737.14/10万;志贺菌(Shigella)ASDR亦男高于女。
地理变异与区域病原体分布(Geographic variation and regional pathogen distribution)
2021年呈现显著地域异质性:乍得年龄标化DALYs率最高(47,296.34/10万;95% UI:40,126.54–58,769.22),南苏丹亦极高,澳大利亚最低。区域层面肺炎链球菌在21个GBD区域中18个居首(大洋洲负担最重);轮状病毒在中、东、西撒哈拉以南非洲占主导。西非地区RSV致男孩DALYs ASR(453.20/10万)明显高于女孩(350.08/10万)。
年龄特异的病原体归因感染性疾病负担变异(Age-specific variations in pathogen-attributable infectious disease burden)
新生儿期(0–27天)尤其出生首周肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)为死亡与DALYs首要归因病原体——0–6天新生儿ASDR达440.81/10万(95% UI:341.53–570.85),对应ASR of DALYs 39,662.87/10万(95% UI:30,729.90–51,362.81)。7–27天新生儿肺炎克雷伯菌ASD男孩(87.54/10万)高于女孩(74.79/10万)。满月至以后肺炎链球菌转为首位,1–5月龄婴儿达峰(ASDR 98.53/10万;95% UI:83.34–112.57;ASR of DALYs 8849.79/10万;95% UI:7485.64–10,110.86),随年龄增长逐步下降。2–4岁男孩DALYs ASR略高于女孩。
主要感染综合征中的病原体归因负担(Pathogen-attributable burden across major infectious syndromes)
轮状病毒为腹泻病首要归因病原体(129,555例死亡;95% UI:91,893–179,197)及肠道病原体中最高DALYs ASR。肺炎链球菌为LRIs及脑膜炎死亡与DALYs首要贡献者,LRIs中ASDR达7.65/10万(95% UI:6.09–9.19)。主要综合征中男孩ASDR及DALYs ASR均高于女孩,如B组链球菌(Group B Streptococcus)致LRIs DALYs ASR男90.56/10万、女76.43/10万。
SDI与病原体归因感染性疾病负担的关联(Associations Between SDI and pathogen-attributable infectious disease burden)
总体SDI与全人群DALYs ASR呈强负相关(r = ?0.67;95% UI:?0.72~?0.61;p < 0.01)。男性DALYs ASR与SDI呈弱正相关(r = 0.19;95% UI:0.12–0.27;p < 0.01)。死亡负担与SDI未见显著性别特异性相关。
病原体归因感染性疾病负担的预测趋势(Projected trends in pathogen-attributable infectious disease burden)
BAPC模型预测至2050年整体负担继续下降,尤以疫苗可预防病原体明显(如流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)型b DALYs ASR预计自1990年19,813/10万降至2050年528/10万)。肺炎支原体(Mycoplasma)与脑膜炎奈瑟菌(Neisseria meningitidis)在预测后期显示潜在回升趋势,但长期预测因宽不确定区间需谨慎解读。
四、讨论与结论总结
讨论指出,过去三十年疫苗可预防儿童感染负担大降反映全球免疫规划成效,但2021年数据受COVID-19大流行非药物干预及常规免疫中断影响可能呈暂时流行病学改变。尽管死亡负担下降,非致死性健康损失对DALYs贡献上升,提示未来需超越疫苗扩展、强化卫生体系及致残预防。肺炎支原体与脑膜炎奈瑟菌潜在回升分别与大环内酯耐药及血清群替换、疫苗覆盖不全相关,强调持续抗菌药物管理(antimicrobial stewardship)、疫苗优化及病原监测重要性。年龄分层揭示新生儿期肺炎克雷伯菌医院/产时传播相关高危特征及生后早期肺炎链球菌与RSV主导,支持NICU感控、围产期筛查及母婴免疫/长效单抗预防策略。低SDI地区特别是撒哈拉以南非洲仍承受不成比例高负担,需结合水、环境卫生和个人卫生(water, sanitation, and hygiene, WASH)综合干预。男孩持续较高负担可能与生物学易感差异有关,男性DALYs ASR与SDI弱正相关或为生存偏倚等混杂,需关注性别维度脆弱性。研究局限含GBD模型推断而非原始终端确诊数据、综合征归属重叠可能、生态学研究不能确立因果及BAPC外推未考虑新现病原与突发公卫事件。
结论(Conclusons原文翻译):
基于GBD数据的系统评估与预测表明,过去三十年0–14岁儿童全球感染性疾病负担已大幅下降,反映免疫规划与公共卫生干预的重大影响。然而下降并不均衡——疾病负担在低SDI地区、新生儿及男童中不成比例集中,且数种非疫苗可预防病原体显示出未来潜在回升。这些发现提示进一步降低儿童感染性疾病负担不能仅靠疫苗扩展,未来策略需整合常规免疫、围产期感染预防、抗菌药物管理及更广泛卫生体系强化。本研究为全球优先推进儿童感染防控、助力可持续发展目标(Sustainable Development Goals, SDGs)儿童生存指标提供定量证据。