Пневмококки — это грамположительные аэробные бактерии вида Streptococсus pneumoniae. Они имеют шаровидную форму, что понятно из названия: «кокк» на древнегреческом означает «зерно». Корень «пневмо» здесь тоже не случаен, ведь именно пневмококки ответственны за развитие у детей тяжелых инфекций, часто заканчивающихся воспалением легких, — пневмоний.
На самом деле в каждой бактерии S. pneumoniae целых два кокка, объединенных полисахаридной оболочкой, защищающей микроорганизм от атаки иммунной системы (рис. 2). Так как пневмококк относится к стрептококкам, он обладает типичными свойствами для этого рода бактерий. Например, отдельные пневмококки способны собираться в цепочки.
У больного регистрируют пневмококковую инфекцию, если бактерию удается выявить в обычно стерильном биологическом материале — крови, моче, мокроте, спинномозговой жидкости — в зависимости от того, где наблюдается воспаление.
Крупозную пневмонию, сопровождающуюся сужением гортани, можно узнать по ее характерному течению. Болезнь длится 7–11 дней, и на ее первых стадиях в альвеолах пораженных легких скапливается много жидкости. Такая пневмония часто имеет масштабный характер и переносится очень тяжело. Часто ей сопутствует плеврит — воспаление плевральной оболочки, окружающей легкие [5]. При крупозной пневмонии температура тела повышается до 40 °C, а одышка становится заметной уже в первые сутки болезни. На 3–4 день появляется сильный кашель с отделением «ржавой» мокроты. Если поражено всё легкое целиком, во время кашля наблюдается колющая боль в груди.
Отит чаще всего встречается у детей, особенно до двух лет, и может рецидивировать. Пневмококки являются причиной заболевания примерно в 30–40% всех случаев. Болезнь может протекать тяжело, с очень сильной болью и временной потерей слуха, но прогноз, как правило, благоприятный. Тем не менее распространение инфекции за пределы среднего уха очень опасно, ведь уши находятся близко к мозгу. Если пневмококк попадет в полость черепа, может развиться менингит — воспаление оболочек головного мозга, о котором мы уже рассказывали в статье «Менингит: многоликий убийца» [2].
Синусит — воспаление носовых пазух — само по себе очень распространенное заболевание: в России им ежегодно болеют порядка 10 млн человек. При этом основной причиной синуситов являются вирусы. Бактерии вызывают всего около 10% всех случаев болезни [6]. Если синусит лечить, он не причинит особого вреда, но игнорирование гайморита и других его форм может приводить к неприятным последствиям — например, к воспалению зрительного нерва и ухудшение зрения.
Основное средство для лечения пневмококковых инфекций — антимикробные препараты: бета-лактамные антибиотики, макролиды или фторхинолоны [7]. Чтобы ускорить выздоровление, основное лечение проводят в комплексе с симптоматическим. Например, при пневмонии могут помочь муколитические средства, разжижающие мокроту. Другие полезные здесь препараты — жаропонижающие, противовоспалительные и обезболивающие.
После антибиотиков больным рекомендуют принимать пре- и пробиотики для того, чтобы поддержать микробиом кишечника [8], который антибактериальные препараты могут угнетать.
Перед тем, как назначить лечение, определяют, к каким именно препаратам чувствителен выделенный у пациента возбудитель. Микробная антибиотикорезистентность сегодня является одной из основных проблем при лечении бактериальных инфекций, в том числе пневмоний .
На «Биомолекуле» есть отдельный спецпроект, посвященный устойчивости к антибиотикам у бактерий и современным способам борьбы с этим опасным явлением.
Мировая заболеваемость пневмококковыми инфекциями велика, хотя с приходом нового коронавируса SARS-CoV-2 в 2020 году доля вирусных пневмоний, в общем, заметно выросла. Тем не менее, по приблизительным оценкам, в 2000–2015 годах пневмококк был причиной пневмонии у детей до пяти лет в 34% случаев [10]. А в 2018 году в США, где ведется тщательный учет всех случаев инвазивных пневмококковых инфекций, заболеваемость среди детей до пяти лет составила 7 на 100 тыс. населения. Не так много, если сравнивать с цифрами до начала широкого распространения пневмококковых вакцин: 235 случаев на 100 тысяч детей в возрасте 6–11 месяцев и 35,2 случая на 100 тысяч детей от 2 до 4 лет [11].
Если говорить о распространенности тех или иных серотипов, она постоянно меняется, и не последнюю роль здесь также играет вакцинация. В результате широкого охвата вакцинами на первый план выходят серотипы, которые не входят в состав профилактических препаратов. И со временем эта проблема может вылиться в снижение действенности программ по иммунизации как таковых [12]. В ответ на эту угрозу есть решение — разработка новых вакцин с дополнительными антигенами в составе. Правда, процесс этот не быстрый.
Основными носителями инфекции и раньше, и сейчас остаются дети. На распространенность болезни среди них сильно влияют условия жизни в регионах: в бедных, густонаселенных странах она может достигать 85% [13]. Сразу после детей следуют пожилые люди. Среди факторов риска, увеличивающих вероятность развития болезни, можно также выделить:
Обычно вспышки пневмококка можно назвать спорадическими (иными словами, они возникают на ограниченной территории и довольно быстро затухают). Типичными местами распространения болезни являются тесные, сплоченные коллективы — например, детские сады, школы, закрытые поселения, дома престарелых. Всё же иногда пневмококк громко заявляет о себе — тогда мы наблюдаем заметные всплески заболеваемости, такие, как в Африканском менингитном поясе , где то и дело регистрируются многочисленные случаи воспаления оболочек головного мозга, вызванного инфекцией пневмококком серотипа 1.
Препараты против пневмококков делят на два типа: полисахаридные (полисахариды Streptococcus pneumoniae и вспомогательные вещества) и конъюгированные (пневмококковые конъюгаты — полисахарид + белок и вспомогательные вещества).
В 1920-е годы ученые, работавшие в США, показали, что гуморальный иммунитет к пневмококку вырабатывается в ответ на его полисахаридную капсулу [17]. Вскоре полисахариды этой капсулы были выделены и очищены для использования в качестве вакцины [18], и последующие исследования эффективности таких препаратов, содержащих вещества от пневмококков 3–6 штаммов, показали неплохие результаты: 59–89%, а для некоторых серотипов — еще больше [19], [20]. К сожалению, несмотря на действенность, вакцины еще долго не получали признания: поскольку пневмококк считался легко излечимой инфекцией, врачи уповали на всемогущий пенициллин. Только в 1977 году в США лицензировали 14-валентную полисахаридную вакцину для детей от двух лет и старше, на смену которой в 1983 году пришла нынешняя 23-валентная формула. Она защищает от 23 серотипов возбудителя: 1, 2, 3, 4, 5, 6B, 7F, 8, 9N, 9V, 10A, 11A, 12F, 14, 15B, 17F, 18C, 19F, 19A, 20, 22F, 23F и 33F. Именно эти серотипы ответственны за 90% всех инфекций, связанных с пневмококками .
Со временем, с распространением конъюгированных вакцин и ростом охвата иммунизацией, этот показатель для штаммов полисахаридной 23-валентной вакцины заметно снизился [21].
Сегодня полисахаридные вакцины производят компании «Мерк» и «Санофи Пастер», на рынке Китая представлены собственные локальные вакцины, производимые Институтом биологических продуктов Чэнду и компанией Walvax Biotechnology. Все они включают бактериальные полисахариды, растворенные в изотоническом солевом растворе с добавлением фенола или тимеросала в качестве консерванта.
Главный недостаток полисахаридных вакцин — относительно быстрое снижение напряженности иммунитета, который вырабатывается после прививки. Ревакцинацию такими препаратами нужно проводить каждые 3–5 лет. Второй значимый минус их использования — низкая эффективность при вакцинации маленьких детей до двух лет, которые составляют основной резервуар инфекции.
Сегодня полисахаридные вакцины рекомендованы для иммунизации пожилых людей старше 65 лет, а также детей старше 2 лет и взрослых из группы риска.
Конъюгированные вакцины отличаются от полисахаридных тем, что полисахаридные антигены в них связаны с белком-носителем. Такие препараты обеспечивают более длительную защиту от инфекции (до 7 лет, и в течение 15 лет сглаживают течение болезни [22]), но включают антигены меньшего числа серотипов пневмококка — от 7 до 13 в сравнении с 23 серотипами в полисахаридной вакцине .
В настоящее время активно ведутся испытания новых конъюгированных пневмококковых вакцин, которые будут защищать от 20 серотипов и больше. В США и ЕС уже запущен процесс регистрации 20-валентной вакцины для взрослых от 18 лет и старше от компании Pfizer.
Вторым недостатком конъюгированных вакцин, помимо небольшого количества серотипов, является их относительно высокая цена из-за сложности технологии получения. Вопрос стоимости в этом случае стоит остро, ведь многие страны с низким уровнем доходов просто не могут позволить себе включить эти препараты в национальные календари иммунизации.
В мире наиболее популярна 13-валентная конъюгированная вакцина «Превенар 13» (Pfizer), в составе которой антигены 13 серотипов возбудителя: 1, 3, 4, 5, 6A, 6B, 7F, 9V, 14, 18C, 19A, 19F и 23F. Ее рекомендуют детям от 2 месяцев до 6 лет, пожилым людям старше 65 лет и взрослым из групп риска по пневмококку. В Китае компания Walvax Biotechnology производит собственный 13-валентный препарат. Для Африки и Азии не так давно разработали отдельную 10-валентную вакцину «Пневмосил», которая включает наиболее распространенные в этой части света штаммы пневмококка и отличается меньшей стоимостью, что позволяет широко применять ее в регионах с повышенным риском смертности от пневмонии.
Широкое внедрение конъюгированных вакцин против пневмококка началось в 2000 году, когда была введена 7-валентная вакцина (использование знакомой нам 13-валентной пневмококковой вакцины началось на 10 лет позже). Во многом толчком к введению новых препаратов послужили прекрасные результаты исследований эффективности вакцин против гемофильной палочки в 90-х годах, созданной по тому же принципу.
Эффективность конъюгированных вакцин в борьбе с инвазивными заболеваниями подтверждена множеством исследований [24], [25]. Например, в 2014 году было показано, что после введения широкой вакцинации против пневмококка конъюгированными 7- и 13-валентной вакцинами в южной части Израиля число случаев отита у детей младше двух лет сократилось на 60% [26]. При этом высеваемость штаммов, содержащихся в 13-валентной вакцине, заменившей 7-валентную, у детей со средним отитом сократилось на 85%. В США, в свою очередь, широкий охват вакцинами привел к практическому исчезновению вакцинных серотипов (рис. 6).
!!!Отметим, что, чтобы достичь максимального эффекта после прививки конъюгированной вакциной, прививать детей следует до встречи с возбудителем, а не тогда, когда уже наблюдаются рецидивирующие отиты и синуситы бактериального происхождения. Вторичная вакцинация после спонтанного инфицирования гораздо менее эффективна, чем первичная (примерно на 20–30%) [27].
И детей, и взрослых во всем мире принято вакцинировать конъюгированными вакцинами. Полисахаридные вакцины применяют только для вакцинации детей и взрослых из групп риска, то есть тех, кому особенно важна защита от максимального числа штаммов пневмококка. В этом случае предпочтительно получить сперва конъюгированную вакцину, а затем, спустя какое-то время, — полисахаридную. Последняя вводится однократно.
Споры о том, какой график детской вакцинации лучше, пока всё еще ведутся. Так, в США «золотой стандарт» включает 3 дозы конъюгированной вакцины в младенчестве, как правило, с интервалом 4–8 недель, и одну ревакцинацию на втором году жизни. Графики 3+0 (3 дозы с интервалом 4 недели) и 2+1 (2 дозы с интервалом 8 недель, ревакцинация в 9–18 месяцев), рекомендованные ВОЗ, также считаются эффективными в странах с масштабными программами вакцинации [28]. Однако в некоторых исследованиях в странах с низким охватом вакцинами эти графики не позволяли сформировать надежный, длительный иммунитет ко всем вакцинным штаммам [29].
О коллективном иммунитете и важности широкого охвата вакцинацией мы рассказали в статье «Вакцинация перед школой: гайд для родителей» [30].
Спорным также остается вопрос возможности совмещения «Превенара 13» и «Менактры» — вакцины против менингококка. В США вводить эти вакцины в один день строго не рекомендуется детям с удаленной или плохо функционирующей селезенкой, а также детям с ВИЧ. Это связано с возможным снижением эффективности иммунизации против пневмококковой инфекции. В то же время в Австралии эти вакцины советуют вообще не совмещать.
Догоняющая вакцинация должна проводиться как можно раньше, так как риски осложнений после пневмококковой инфекции для маленьких детей выше.
В США, если первая доза вакцины была введена ребенку до возраста 12 месяцев, вторую дозу вводят с минимальным интервалом 4 недели. Интервал между 2 и 3 дозами зависит от срока получения второй дозы. Если она была получена до 7-месячного возраста, третью прививку делают через 4 недели, если позднее — через 8 недель (табл. 2).
Таблица 2. Догоняющая вакцинация детей против пневмококковой инфекции в США. Источник: CDC.В России Национальным календарем профилактических прививок (НКПП) предусмотрена трехкратная вакцинация конъюгированными пневмококковыми вакцинами детей в возрасте 2, 4,5 и 15 месяцев. Из таких вакцин в РФ зарегистрированы «Превенар 13» и «Синфлорикс», получить их бесплатно в нашей стране стало возможным с 2014 года (табл. 3).
По эпидемическим показателям в России против пневмококка прививают:
Вакцинацию пожилых людей проводят, опираясь на их предшествующий опыт вакцинации. Если человек не прививался или не знает, какие прививки делал, его вакцинируют конъюгированной вакциной, а затем — полисахаридной с интервалом 6–12 месяцев. Если ранее человек уже прошел вацинацию полисахаридным препаратом, ему рекомендуют ввести «Превенар 13» с минимальным интервалом 12 месяцев после предыдущей дозы и затем, при необходимости, проходить ревакцинацию 1 раз в 5 лет (рис. 7).
Безопасность пневмококковых вакцин подробнее всего изучена для детей до двух лет, как у наиболее широко вакцинируемой группы населения. Самые частые реакции на конъюгированные вакцины — это покраснение, уплотнение и отек в месте инъекции. Кроме того, довольно часто после прививки наблюдаются:
Другие, более редкие побочные эффекты включают крапивницу, сыпь, потерю чувствительности (гипотонические-гипореактивные эпизоды), посинение кожи (цианоз), гранулоцитопению, респираторные симптомы, желудочно-кишечные расстройства и аллергические реакции [31]. Кроме того, при одновременном введении пневмококковых и противогриппозных вакцин может быть увеличен риск фебрильных судорог [32].
С полисахаридными вакцинами дела обстоят примерно также, однако здесь нужно учитывать, что получают такие вакцины в основном не маленькие дети, а взрослые и пожилые люди. Наиболее часто после прививки 23-валентной вакциной наблюдаются: боль, покраснение и уплотнение в месте укола, головная боль, озноб, утомляемость и боль в мышцах [33]. Такие симптомы могут сохраняться 2–3 дня после появления. Лихорадка наблюдается менее чем у 3% привитых. Известны также редкие случаи анафилактической реакции на вакцину у детей [34].
Как видно, пневмококковые вакцины отличаются довольно высокой реактогенностью (АКДС, о которой мы уже рассказывали [23], всё равно остается чемпионом по побочным эффектам), но все нежелательные явления после них временные и проходят сами через 1–3 дня без вмешательства врачей. Чтобы снять неприятные симптомы после прививки, специалисты иногда могут назначать противовоспалительные препараты (например, ибупрофен).
Среди противопоказаний к вакцинации против пневмококка:
Важно отметить, что прививать против пневмококка, начиная с двухмесячного возраста, можно недоношенных детей, детей с врожденной инфекцией, с гемолитической болезнью новорожденных, ВИЧ-инфекцией и других детей, имеющих по состоянию здоровья отвод от вакцинации БЦЖ. Все эти дети относятся к группе риска, а это значит, что заражение пневмококком у них чаще, чем у других, способно привести к летальному исходу.
Несмотря на то, что современные вакцины успешно справляются с пневмококком, поиск новых вакцинных препаратов не прекращается. Ведь остаются нерешенными некоторые важные проблемы, влияющие на эффективность иммунизации. Главная из них — это ограниченное число штаммов возбудителя, против которых направлено действие конъюгированных и полисахаридных препаратов. Да, эти вакцины способны защищать от 75–90% всех бактерий, которые вызывают тяжелые детские инвазивные инфекции, но со временем этот показатель, скорее всего, будет продолжать падать. Не в пользу конъюгированных вакцин говорит и их высокая цена.
Поэтому, наряду с модифицированными вакцинами на основе поверхностных полисахаридов бактерий, ученые работают над получением совершенно новых вакцин-кандидатов. Среди наиболее перспективных сегодня платформ — вакцины на основе поверхностных пневмококковых белков [35] и цельноклеточные вакцины [36]. Белковые вакцины, как и цельноклеточные, в перспективе смогут защищать от более широкого спектра возбудителей, если в их составе будут содержаться консервативные белки, которые есть у большинства пневмококков. Кроме того, ожидается, что они смогут конкурировать с конъюгированными вакцинами по цене.
Как бы то ни было, добившись неоспоримого успеха в борьбе с детской пневмонией, ученые всего мира не позволят пневмококку взять реванш, и сделают все возможное, чтобы защитить будущие поколения от тяжелых инфекций, вызванных этой скромной и порой незаметной бактерией.