近期,⼀项由浙江省人民医院俞云松教授和浙江大学附属第⼀医院周华教授领导的研究在《柳叶刀微生物》上发表,揭示了 COVID-19 疫情后的肺炎⽀原体流⾏情况。虽然疫情限制措施已经解除,但中国的肺炎⽀原体相关流⾏病学数据和耐药率数据仍然较少,主要因为这种病原体难以培养,而全基因组高通量测序的方法或可成为诊断肺炎支原体并获得其流行病学与耐药情况的重要技术手段

研究背景

⾃ 2023 年 10 ⽉中旬以来,中国北⽅地区(如北京和辽宁)的呼吸道疾病显著增加,流感样疾病病例数明显⾼于过去三年。这⼀趋势可能与呼吸道合胞病毒、流感病毒以及肺炎⽀原体等病原体的传播有关。

研究方法

研究⼈员从 2021 年 7 ⽉⾄ 2023 年 12 ⽉,收集了来⾃中国七个地区(包括⻄南、⻄北、中部、南部、东南、北部和东北)的 236 份肺炎⽀原体阳性呼吸样本。这些样本来⾃ 106 名⼉童和 130 名成⼈。通过全基因组测序技术,并进⾏多位点序列分型(MLST)分析与核⼼基因组 MLST(cgMLST)的整合分析,对这些样本中的肺炎⽀原体基因型及其分布情况进⾏深⼊研究。
主要发现

1. 基因型分布

在 91 份高覆盖率样本中可直接用于 MLST 分析,其中 ST3 型(69.23%)和 ST14 型(23.07%)是主要的肺炎⽀原体基因型,随后是 ST7 型(7.69%)。整合核心基因组 MLST(cgMLST)分析结果后对 149 份样本进行分析统计,其比例也大致相当,前三位分别为 ST3 型(69.79%)、ST14 型(19.46%)和 ST7 型(8.72%)。

图 1:杭州市两家三甲医院的肺炎⽀原体检测阳性率趋势图

(A) 浙江⼤学医学院附属第⼀医院的肺炎⽀原体 IgM 和 PCR 检测阳性率。数据显示,从 2022 年⾄ 2023 年,这两种检测⽅法的阳性率均显著上升。

(B) 浙江省⼈⺠医院的肺炎⽀原体 IgM 检测阳性率。这⼀数据同样显示出阳性率的明显上升趋势,进⼀步验证了肺炎⽀原体感染病例的增加。

2.耐药性分析

在 236 份样本中,168 份样本具有⾜够的测序数据⽤于耐药性突变分析。23S rRNA 基因中与⼤环内酯类抗⽣素耐药相关的突变率为 88.10%,其中 A2063G 是最常⻅的突变(n=148)。不同地区和 ST 型别的 23S rRNA V 区的突变率有所不同,ST3 型和 ST14 型的突变率分别为 100% 和 96.6%,⽽ ST7 型在中国南部地区未发现耐药突变。

图 2:中国⼤陆不同地区肺炎⽀原体克隆的分布

(A) 各地区不同 ST 型的肺炎⽀原体分布情况。研究显示,ST3 型和 ST14 型在多个地区均有分布,而 ST7 型主要集中在南⽅地区。

(B) 不同 ST 型肺炎⽀原体分布的示意地图。地图直观展示了不同地区肺炎⽀原体 ST 型的地理分布,帮助识别流⾏病学模式。

3.耐药突变分布

不同 ST 型和地区的 23S rRNA A2063G 突变分布。研究显示,ST3 型和 ST14 型的菌株多存在 A2063G 突变,⽽ ST7 型菌株未发现此突变。

图 3: 23S rRNA A2063G 突变的分布。图中点表示菌株,绿⾊表示野⽣型,红⾊表示 A2063G 突变,灰⾊和 “-” 表示测序质量不⾜以进⾏分型和突变分析。

4. 系统发育分析

系统发育树揭示了中国主要流⾏的肺炎⽀原体克隆与全球流⾏克隆之间的进化关系。系统发育树包括本研究中的肺炎⽀原体菌株及全球流⾏克隆的参考基因组,展示了这些菌株的进化关系和遗传多样性。

图 4:系统发育树

包括本研究中的肺炎⽀原体菌株及全球流⾏克隆的参考基因组,展示了这些菌株的进化关系和遗传多样性。

结论

研究表明,随着 COVID-19 限制措施的放松,肺炎⽀原体可能在中国引发了疫情爆发,且⼤环内酯类耐药的肺炎⽀原体在全国范围内传播。高通量全基因组测序在流⾏病学监测和诊断中展现了重要价值。

研究支持

该研究得到中国科技部重点研发计划、浙江省先锋研究发展项⽬及浙江省科技厅重点研究项目的资助。

这项研究提供了中国当前肺炎支原体流行的重要信息,帮助我们更好地理解和控制这种疾病。希望公众提⾼警惕,注意防护,共同应对。