Konjuge pnömokok aşısı uygulaması sonrası çocuklarda invaziv pnömokok hastalığı sıklığı, serotip dağılımı ve antibiyotik direnci
Prevalence, serotype distribution and antibiotic resistance of invasivepneumococcal disease after 13-valent pneumococcal conjugated vaccine
Yazar: NİHAL EKİN
Danışman: PROF. DR. ERDAL İNCE
Ankara Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2020
Konu: Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları = Child Health and Diseases
Dizin: Antibiyotikler = Antibiotics ; Aşılama = Vaccination ; Aşılar = Vaccines ; Pnömokok aşıları = Pneumococcal vaccines ; Pnömokok enfeksiyonları = Pneumococcal infections ; Stereotip = Stereotyping ; Streptococcus pneumoniae = Streptococcus pneumoniae ; Çocuklar = Children ; İlaçlara direnç = Drug resistance

Özet:
Streptococcus pneumoniae, yaygın aşılama programlarına rağmen, enfeksiyon
hastalıkları ile ilişkili ölümlerin en önemli nedenlerindendir. İlk olarak 2000 yılında yedi
bileşenli konjuge pnömokok aşısı (KPA), ardından 2009'da KPA10 ve 2010'da KPA13
üretilmiş ve birçok ülkenin ulusal aşı takviminde yerlerini almışlardır. Bu aşıların
uygulamalarından sonra tüm dünyada İPH insidansında ve antibiyotik direncinde
azalma görülmüştür. Türkiye'de ilk olarak KPA7 Ekim 2005' de ruhsat almış, Nisan
2011 tarihinden sonra KPA13 Ulusal Aşı Takviminin bir parçası olmuştur. Dünyanın
diğer bölgelerinde olduğu gibi Türkiye'de de aşı uygulaması sonrasında İPH
insidansında azalma, aşı kapsamındaki serotiplerle ilişkili invaziv hastalıklarda azalma,
İPH neden olan serotiplerin aşı dışı serotipler lehine değişimi ve antibiyotik direnç
oranlarında düşme olması beklenmektedir. Bu çalışma, KPA13 uygulaması sonrası
ülkemizdeki pnömokok epidemiyolojisindeki değişimleri belirlemek ve gelecekteki aşı
çalışmalarına yol gösterici olması amacıyla yapılmıştır.
Çalışma, Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi (AÜTF) Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları
Anabilim Dalı, AÜTF Çocuk Enfeksiyon Hastalıkları Bilim Dalı, AÜTF Cebeci Hastanesi
Merkez Mikrobiyoloji Laboratuvarı, Türkiye Halk Sağlığı Kurumu Mikrobiyoloji Referans
Laboratuvarları Daire Başkanlığı Ulusal Solunum Yolu Patojenleri Referans
Laboratuvarı ve Ulusal Moleküler Mikrobiyoloji Referans Merkez Laboratuvarı'nda
retrospektif olarak yürütüldü. Ekim 2009 ile Ekim 2019 tarihleri arasında AÜTF Çocuk
Sağlığı ve Hastalıkları Anabilim Dalı Genel Pediatri Polikliniği ve Acil Polikliniğine
başvuran 0-18 yaş arasındaki çocuklardan invaziv pnömokok hastalığı tanısı alanlar
çalışmaya dahil edildi. Pnömokok suşlarının penisilin ve sefotaksime karşı duyarlılığı
E-test yöntemi ile Clinical Laboratory Standards Institute (CLSI) kriterleri temel alınarak
belirlendi. İzolatlar Quellung reaksiyonu veya PCR yöntemi ile serotiplendirildi.
Çalışma süresince 50 çocuğa invaziv pnömokok hastalığı tanısı konuldu. Altı hastada
invaziv pnömokok hastalığı için risk oluşturan hastalık bulunmaktaydı. Bu hastalar
dışında invaziv pnömokok hastalığı teşhisi konulan 6 hastada laboratuvardaki teknik
nedenler nedeniyle serotip ve antibiyotik direnci değerlendirilemedi. Sadece önceden
sağlıklı olan hastalardan elde edilen verilerle hastalık yaş dağılımı, hastalık insidansı
ve serotip analizleri belirlendi. Önceden sağlıklı olan 44 hasta değerlendirildiğinde
hastalardan 27 tanesi (%61,3) 2 yaş ve altında, 11 tanesi (%25) 2-5 yaş arasında, 6
tanesi (%13,7) 5 yaş üstündeydi. Bu sonuçlar İPH'ın halen 5 yaş altı çocuklarda daha
yaygın olduğunu göstermektedir. Beş yaş altındaki çocuklar hastalık tipine göre
değerlendirildiğinde, 30 (%79) hasta gizli bakteriyemi/sepsis, 8 (%21) hasta pürülan
menenjit tanısı almıştır. Önceden sağlıklı olan 5 yaş üstü hastaların 5'i menenjit ve 1
tanesi bakteriyemi tanısı aldı.
Çalışma süresince 5 yaş altı sağlıklı çocuklarda yıllık invaziv pnömokok hastalığı
sıklığının, 2009 yılında 100.000 hastane başvurusunda 9,35'ten 2019'da 100.000
hastane başvurusunda 0,83'e anlamlı olarak azaldığı görülmüştür (p<0.001). Bu
sonuçlar rutin aşı uygulaması sonrası invaziv hastalıkların görülme sıklığının azalacağı
hipotezimizi desteklemektedir.
Araştırmamızda serotipleme analizleri, KPA7 ve KPA13'ün rutin uygulamaya girdiği
tarihlere göre ayrılarak değerlendirilmiştir. Çalışma süresi boyunca KPA7 serotipleri ve
KPA13 serotipleri sırasıyla %28,9 (11/38) ve %44,7 (17/38) oranında görülmüştür. En
sık saptanan serotipler, 19F (6 hasta), 23F (4 hasta) ve 7F (3 hasta), 31 (2 hasta) ve
24B (2 hasta) idi. KPA13 döneminde, tam aşılı 3 çocukta KPA13 kapsamında olan 19F
serotipinin neden olduğu İPH görüldü. Çalışmamızdaki aşı dışı serotiplerin oranı ise
KPA7 döneminde %54,5 (6/11), KPA13 döneminde %70,3 (19/27) olarak saptanmıştır.
Aşı dışı serotiplerin oranı zaman içinde arttığı görüldü ancak bu artış istatiksel olarak
anlamlı değildi (p= 0,557).
Araştırmamızda KPA7 dönemindeki İPH'larda görülen KPA13 serotiplerinin oranı
%81,8 (9/11) iken, KPA13 uygulaması sonrası 8 yıl içinde bu oran %29,6'ya (8/27)
gerilemiştir. KPA7 döneminde saptanan serotiplerin 5'i (%45,5) 7 bileşenli, 9'u (%81,8)
13 bileşenli aşı tarafından kapsanmaktadır. Bu zaman diliminde görülen serotiplerden
2 (%18,1) tanesi hem KPA7 hem de KPA13 tarafından kapsanmıyordu. Ayrıca KPA7
döneminde görülen bu 2 aşı dışı serotip KPA15 ve KPA20'nin içeriğinde de yer
almamaktadır. KPA13 döneminde saptanan izolatların 8'i (%29,7) 13 değerlikli aşı
tarafından kapsanmaktadır. Bu dönemde KPA13 tarafından kapsanmayan 19 (%70,3)
serotip belirlenmiştir. KPA13 tarafından kapsanmayan bu serotiplerin 1 (%5,2) tanesi
KPA15, 5 (%26,3) tanesi KPA20 tarafından kapsanmaktadır.
Çalışma periyodu boyunca tüm hastalarda aşı kapsama oranları incelendiğinde
KPA7'nin serotip kapsama oranı %28,9 (11/38), KPA13' ünse %44,7 (17/38) olarak
belirlenmiştir. Bu süreçte KPA15'in serotip kapsama oranı %47,3(18/38), KPA20'ninse
%57,8 (22/38) olacağı saptanmıştır.
Çalışmaya alınan 44 izolattan ikisi PCR ile saptandığı için, 1 tanesi de laboratuvardaki
teknik nedenlerden dolayı antibiyotik duyarlılığı açısından incelenemedi.
Nonmeningeal enfeksiyona göre penisilin ve seftriakson MİK değerleri incelendiğinde
izolatların tümünün duyarlı olduğu bulundu. Meningeal enfeksiyona göre penisilin MİK
değeri incelendiğinde 18 (%43,9) hastanın dirençli, seftriakson MİK değerine göre ise
4 (%9,75) hastanın dirençli olduğu belirlendi. KPA7 tarafından kapsananlar penisilin
(meningeal enfeksiyona göre) duyarlılıkları açısından değerlendirildiğinde, izolatların
7'si (%70) penisilin dirençli, KPA13 tarafından kapsananların 7'si (%43,7) penisilin
dirençliydi. Penisilin direnci görülen izolatlar içerisinde en sık 19F (4 izolat) ve 23F (3
izolat) serotipleri belirlendi. Aşı dışı serotiplerin penisilin direnç oranıysa %44,4 (8/18)
olarak belirlendi. Çalışma periyodumuz 2009-2014 ve 2015-2019 olarak iki döneme
ayrılıp beş yaş altı çocuklarda meningeal enfeksiyona göre penisilin ve seftriakson
direnç oranları belirlendi. İki dönem arasında antibiyotik direnci açısından anlamlı bir
fark bulunmadı.
Sonuç olarak, çalışmamız tek merkezli olsa bile, KPA13 uygulaması sonrası 5 yaş altı
çocuklarda invaziv pnömokok hastalığının sıklığında azalma olduğunu göstermiştir.
Çalışmamızda aşı içeriğindeki serotiplerin oranı azalırken, aşı dışı serotiplerde artış
olduğu belirlendi. Ancak diğer birçok ülkeden farklı olarak, aşı dışı serotiplerden 22F
ve 33F'de artış izlenmedi. Çalışmamızda antibiyotik direnç oranlarında yıllara göre
belirgin bir değişim görülmedi.

Abstract:
Streptococcus pneumoniae, despite widespread vaccination programs, is one of the
most important causes of death associated with infectious diseases. Therefore, 7-
Valent Pneumococcal Conjugated Vaccine (PCV7), 10-Valent Pneumococcal
Conjugated Vaccine (PCV10) and 13-Valent Pneumococcal Conjugated Vaccine
(PCV10), which were produced respectively in 2000, 2009 and 2010, have taken their
places in national immunization programmes of many countries. After the vaccination
there has been decrease in the incidence of Invasive Pneumococcal Disease (IPD)
and antibiotic resistance worldwide. In Turkey, primarily PCV7 received certificate in
October 2005 and lastly PCV13 became a part of our national immunization
programme in April 2011. As in other parts of the world also in Turkey after vaccination,
it is expected that there will be a decrease in the incidence of IPD, a reduction in
invasive diseases associated with vaccine serotypes, change of serotypes causing IPD
in favor of non-vaccine serotypes and a decline in antibiotic resistance rates. This study
was conducted to determine the changes in the epidemiology of pneumococcus in our
country after PCV13 and it aimed to guide future vaccine studies.
This study was conducted as a retrospective research project in collaboration of
Department of Paediatrics, Department of Paediatric Infectious Diseases and Cebeci
Hospital Microbiology Laboratory at Ankara University Medical School, and National
Reference Microbiology Laboratory for Respiratory Pathogens, and Molecular
Microbiology Reference Laboratory at Public Health Association Turkish Ministry of
Health. The patients included the study were chosen among the children aged 0-18
years who applied Ankara University Medical School's Department of Paediatrics or
Emergency Department in between October 2009- October 2019 and were diagnosed
with invasive pneumococcal disease. The susceptibility of pneumococcal strains to
penicillin and cefotaxime was determined by E-test method based on Clinical
Laboratory Standards Institute (CLSI) criteria. The isolates were serotyped by
Quellung reaction or PCR method.
During the ten-year period focused in the study, 50 children were diagnosed with
invasive pneumococcal disease. Six of these children had underlying diseases that
posed a risk for invasive pneumococcal disease. In 6 of the remaining 44 patients,
serotype and antibiotic resistance could not be evaluated due to technical problems in
the laboratory. Disease age distribution, disease incidence and serotype analysis were
determined with the data obtained from previously healthy patients. Of the 44
previously healthy patients, 27 (61.3%) were under 2 years of age, 11 (25%) were
between 2-5 years of age, and 6 (13.7%) were over 5 years of age. These results
suggest that IPD is still more common in children under 5 years of age. Evaluation
made according to type of disease showed that 30 (79%) of children under 5 years
were diagnosed with occult bacteremia / sepsis and 8 (21%) had purulent meningitis.
On the other hand, 5 of the previously healthy patients over 5 years of age were
diagnosed with meningitis and 1 with bacteremia.
In 2009, the incidence of invasive pneumococcal disease among healthy children
under 5 years of age was 9,35 for 100,000 hospital admissions, but it decreased
significantly to 0.83 in 2019 (p <0.001). These results support our hypothesis that the
incidence of invasive diseases will decrease after routine vaccination.
In our study, serotyping analyzes were evaluated according to the dates when the
PCV7 and PCV13 were routinely applied. During the study period, the PCV7-
serotypes and the PCV13-serotypes were 28.9% (11/38) and 44.7% (17/38),
respectively. The most common serotypes were 19F (6 patients), 23F (4 patients) and
7F (3 patients), 31 (2 patients) and 24B (2 patients). In the PCV13 period, three fully
vaccinated children had IPD caused by serotype 19F covered by PCV13. The rate of
non-vaccine serotypes in our study was 54.5% (6/11) in the PCV7 period and 70.3%
(19/27) in the PCV13 period. The proportion of non-vaccine serotypes increased over
time, but this increase was not statistically significant (p = 0.557).
Our study showed that the rate of PCV13 serotypes seen in IPDs was 81.8% (9/11) in
the PCV7 period, but it decreased to 29.6% (8/27) within 8 years after PCV13
vaccination. While 5 (45.5%) of the serotypes detected in the PCV7 period were
covered by PCV7, 9 of them (81.8%) were covered by PCV13; but 2 (18.1%) of the
serotypes seen in this time period were covered by neither PCV7 nor PCV13. In
addition, these 2 non-vaccine serotypes seen in the PCV7 period are not included in
the content of PCV15 and PCV20. Of the isolates detected in the PCV13 period, 8
(29.7%) were covered by 13 valent vaccines. In this period, 19 (70.3%) serotypes that
not covered by PCV13 were detected. One (5.2%) of these serotypes was covered by
PCV15 and 5 (26.3%) of them were covered by PCV20.
When the vaccine coverage rates were examined in all patients during the study
period, serotype coverage rate of PCV7 was determined as 28.9% (11/38) and 44.7%
(17/38) of PCV13. In this process, the serotype coverage rate for PCV15 was found to
be 47.3% (18/38) and 57.8% (22/38) for PCV20.
In consequence of two isolates were detected by PCR method and one isolate exposed
some technical problems in the laboratory, three of the 44 isolates that the study
includes could not be examined for antibiotic susceptibility. Evaluation of penicillin and
ceftriaxone MIC values according to non-meningeal infection showed that all of the
isolates were susceptible to penicillin and ceftriaxone. When MIC values were
evaluated according to meningeal infection, it was seen that 18 (43.9%) patients were
resistant to penicillin and four (9.75%) patients were resistant to ceftriaxone. Penicillin
susceptibility evaluation of isolates covered by vaccines according to meningeal
infection indicated that seven (70%) of those covered by PCV7 and seven (43.7%) of
those covered by PCV13 were resistant to penicillin. Among the isolates with penicillin
resistance, the most common serotypes were 19F (4 isolates) and 23F (3 isolates).
Penicillin resistance rate of non-vaccine serotypes was 44.4% (8/18). Our study period
was divided into two periods as 2009-2014 and 2015-2019, and penicillin and
ceftriaxone resistance rates were determined in children under five years of age
according to meningeal infection. There was no significant difference in antibiotic
resistance between the two periods.
In conclusion, even if it was a single-center study, it showed that the incidence of
invasive pneumococcal disease decreased in children under 5 years of age after
PCV13 vaccination. In our study, it was determined that the ratio of serotypes in
vaccine content decreased while non-vaccine serotypes increased. However, unlike
many other countries, there was no increase in the non-vaccine serotypes 22F and
33F. In our study, no significant change in antibiotic resistance rates over the years
was observed.