冈比亚儿童咽扁桃体炎中主要致病菌的流行情况——一项病例对照研究

《Journal of Infection》：Prevalence of key bacterial pathogens among children with pharyngotonsillitis in The Gambia – a case-control study

　　

**目的**：冈比亚地区非洲儿童咽扁桃体炎的病因，除化脓性链球菌（Streptococcus pyogenes，S. pyogenes）外，目前了解甚少。本研究旨在描述冈比亚儿童中S. pyogenes、坏死梭杆菌（Fusobacterium necrophorum，F. necrophorum）及停乳链球菌似马亚种（Streptococcus dysgalactiae subspecies equisimilis，SDSE）的流行情况，并评估最初针对S. pyogenes或β-溶血性链球菌开发的临床决策规则对其预测的价值。

**方法**：研究人员开展了一项关于儿童（0-15岁）咽扁桃体炎病因的病例对照研究。病例和无症状对照的样本来自冈比亚此前两项研究（2021年6月至2022年9月）。咽拭子通过多重聚合酶链式反应（Multiplex-PCR）检测S. pyogenes、F. necrophorum和SDSE。对病例与对照进行比较，并评估临床决策规则的性能。

**结果**：仅S. pyogenes在病例（N=376）中的检出率高于对照（n=105）（32% vs. 11%，p<0.0001）。F. necrophorum（9% vs. 10%，p=0.95）和SDSE（11% vs. 14%，p=0.19）在两组间未见差异。临床决策规则对任何一种病原体的预测效果均不佳。

**结论**：S. pyogenes是唯一在病例中更为流行的病原体。F. necrophorum在冈比亚儿童咽拭子中的检出率高于此前高收入国家的报道，但F. necrophorum和SDSE在病例与对照间均无差异。

本研究旨在探讨冈比亚儿童咽扁桃体炎中主要细菌性病原体的分布特征，相关成果发表于《Journal of Infection》。

**研究背景与科学问题**

咽扁桃体炎是全球儿童常见的感染性疾病，其病原学谱在不同地区存在显著差异。化脓性链球菌（Streptococcus pyogenes，S. pyogenes）作为最重要的病原体已在全球范围内得到充分证实，且与风湿性心脏病（Rheumatic Heart Disease，RHD）的发生密切相关。然而，近年来坏死梭杆菌（Fusobacterium necrophorum，F. necrophorum）作为咽扁桃体炎病原体的地位日益受到关注。该菌为革兰阴性厌氧杆菌，除可导致勒米尔综合征（Lemierre's syndrome）及扁桃体周围脓肿等严重并发症外，在咽扁桃体炎中的作用也逐渐被认识。但值得注意的是，既往关于F. necrophorum的研究几乎均来自高收入国家（High-Income Countries，HICs），数据显示其主要影响青少年和年轻成人。关于该菌在非洲地区，特别是在儿童群体中的流行病学数据极为匮乏。非洲仅有的相关数据来自其可能与走马疳（noma）发病有关的推测性研究。

另一方面，停乳链球菌似马亚种（Streptococcus dysgalactiae subspecies equisimilis，SDSE，即C群和G群链球菌）作为另一类可引起咽扁桃体炎的病原体，虽临床表现相对较轻，但由于与S. pyogenes存在共同抗原，其是否与RHD相关尚未排除，故在低收入和中等收入国家（Low- and Middle-Income Countries，LMICs）中仍具研究价值。尽管S. pyogenes在非洲及冈比亚的致病作用已有报道，但关于F. necrophorum和SDSE的病例对照数据在非洲及LMICs中均极为稀缺。

在临床诊疗层面，多种用于咽痛管理的临床决策规则（Clinical Decision Rules）已在HICs中开发或验证，主要针对β-溶血性链球菌尤其是S. pyogenes，部分规则也评估了对SDSE的识别能力，而针对F. necrophorum的验证则显示效果欠佳。然而，这些规则在LMICs中对S. pyogenes的验证长期缺失，对F. necrophorum和SDSE的评估更是空白。鉴于上述局限，研究人员开展了本项病例对照研究，以明确冈比亚儿童咽扁桃体炎中F. necrophorum、S. pyogenes和SDSE的流行特征，并评估常用临床决策规则对这三种病原体的识别效能。

**关键技术方法**

本研究采用病例对照设计，病例样本来源于冈比亚Sukuta地区2021年6月至2022年9月期间进行的横断面研究，纳入标准为0-15岁伴有咽痛及咽扁桃体充血的儿童，5岁以下儿童若出现咽扁桃体充血伴非特异性症状也符合入组条件；对照样本来自同一时期同一社区进行的前瞻性家庭队列研究中的无症状儿童，最终纳入105例年龄匹配、近四周未使用抗生素且无皮肤或咽喉感染症状的独特个体。咽拭子采集后置于Amies转运培养基中，冷链运输至冈比亚医学研究委员会（MRC Unit The Gambia）实验室，-70℃保存后进行DNA提取。采用实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-Time PCR），在Bio-Rad CFX 96 Touch平台上以多重PCR（Multiplex-PCR）方式检测F. necrophorum的rpoB基因、S. pyogenes的spy1258基因及SDSE的lacI基因，通过Cycle Quantification（Cq）值设定阳性阈值。临床决策规则方面，评估了三种HICs开发的规则（Centor评分、改良Centor评分/McIsaac评分、FeverPAIN评分）及两种LMICs背景下的评分（Cape Town评分、Smeesters评分），通过受试者工作特征曲线（Receiver Operating Characteristic Curve，ROC曲线）的曲线下面积（Area Under the Curve，AUC）及常用截断值下的灵敏度、特异度进行性能评价，并计算阳性病因预测值（Positive Etiologic Predictive Value）。

**研究结果**

**样本特征与病原体总体检出情况**：共检测376例病例样本，中位年龄4岁，女性占45%；105例对照中位年龄5岁，女性占47%。病例中，167/376（44%）检出至少一种病原体，其中S. pyogenes占32%（120/376），SDSE占10%（37/376），F. necrophorum占9%（35/376）；对照中，31%（33/105）检出病原体，SDSE占14%（15/105），S. pyogenes占11%（12/105），F. necrophorum占10%（10/105）。三种病原体的共感染现象在病例中较为常见，F. necrophorum阳性病例中43%合并S. necrophorum感染，17%合并SDSE感染，另有一例三种细菌同时阳性。

**病例与对照的病原体比较**：仅S. necrophorus在病例中的检出率显著高于对照（32% vs. 11%，p<0.0001），而F. necrophorum（9% vs. 10%，p=0.95）和SDSE（11% vs. 14%，p=0.19）在两组间无统计学差异。排除多微生物阳性样本后，上述趋势保持不变，S. pyogenes仍为唯一具有显著差异的病原体。阳性病因预测值显示，F. necrophorum和SDSE均为0%。

**临床特征与临床决策规则性能**：不同病原体阳性病例的基线人口学特征相似，临床表现亦无明显差异。临床决策规则对F. necrophorum、SDSE、S. pyogenes及任一病原体的预测效能均不佳。Smeesters评分对F. necrophorum（AUC=0.57）、SDSE（AUC=0.56）、S. pyogenes（AUC=0.62）及任一病原体（AUC=0.60）的AUC值最高，但与其他规则相比无统计学差异。各规则在常用截断值下的灵敏度与特异度均不理想，提示其在冈比压该场景中的适用性有限。

**诊断靶点比较**：S. pyogenes的多重PCR靶点spy1258与既往单重PCR靶点speB的阳性符合率为83%。对于SDSE，培养法仅能识别多重PCR阳性者的30%，特异度虽高达98%，但灵敏度仅为30%。

**讨论与结论**

本项病例对照研究巩固了S. pyogenes作为冈比亚儿童咽扁桃体炎关键细菌性病原体的地位，同时表明F. necrophorum和SDSE在该年龄群体中并非重要的致病病原体。

研究人员指出，F. necrophorum在冈比亚儿童中的咽部携带率显著高于既往HICs的全球数据，且病例与对照间无差异，这与此前唯一一项针对儿童的病例对照研究结论一致。该发现提示全球范围内口咽部微生物组（Microbiome）可能存在地域差异，但其原因尚不明确。F. necrophorum高携带率的临床预后意义亦有待阐明，尤其缺乏非洲地区关于其常见并发症（如反复咽扁桃体炎和扁桃体周围脓肿）的系统性研究。关于SDSE，综合非洲既往三项研究及本研究数据，均未发现其在儿童病例中的致病优势，与成人数据形成对比，进一步支持其在儿童群体中致病作用有限的观点。

临床决策规则在本研究中表现不佳，主要原因在于无论微生物学结果如何，病例的评分普遍偏高。研究人员指出，多数规则旨在识别快速抗原检测试验（Rapid Antigen Detection Test，RDT）阳性的S. pyogenes感染而非PCR阳性者，而PCR可检测细菌负荷更低的样本，可能包含更高比例的携带状态而非活动性感染。鉴于F. necrophorum和SDSE在该场景中的临床相关性有限，针对这两种病原体优化临床决策规则的必要性亦相应降低。在诊断方法学方面，spy1258和speB两个PCR靶点对S. pyogenes的检出率相似，既往常用且特异性良好；SDSE的培养法灵敏度不足，凸显分子检测方法的优势。

本研究存在若干局限：病例和对照并非同期前瞻性入组，而是源自两项既往研究；研究人群偏向低龄儿童，青春期及青少年数据匮乏；对照来源于S. pyogenes PCR阳性病例的家庭接触者，可能存在选择偏倚，S. pyogenes携带率或高于普通人群；病例数与对照数约4:1的比例虽基于F. necrophorum低携带率的预期设计，但实际高携带率导致检验效能不足；所有病例均来自城市地区医疗机构，结果向农村地区的推广性受限。

研究结论：本项研究巩固了S. pyogenes作为冈比亚儿童咽扁桃体炎关键病原体的地位，并表明F. necrophorum和SDSE并非该年龄群体中的重要致病原。未来研究应进一步探究F. necrophorum和SDSE所致咽喉感染的临床病程，以确定在该场景中发现此类细菌的临床意义，同时需纳入成人群体进行研究。F. necrophorum咽部携带和感染的年龄分布存在全球差异，这一发现值得进一步深入研究。