《PLOS Pathogens》:Scrub and murine typhus seroprevalence among blood donors in Laos
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本综述基于一项横断面研究,系统评估了老挝12个省份健康献血人群中恙虫病立克次体(Orientia tsutsugamushi, STG)与斑疹伤寒立克次体(Rickettsia typhi, TG)感染的血清流行状况。研究揭示了STG抗体阳性率(7.26%)高于TG(4.09%),并呈现显著的地理聚集性:STG感染高发于北部山区省份(如华潘、乌多姆赛、川圹),而TG则在北部与南部(如阿速坡)均有检出。研究强调了立克次体病在老挝的广泛存在,为理解其流行病学分布、评估输血安全风险及指导公共卫生干预提供了关键数据。
背景
立克次体(Rickettsia)是一类专性细胞内寄生的革兰阴性球杆菌,通过节肢动物媒介传播。其引起的人类疾病主要分为三个主要抗原群:斑疹伤寒群(TG)、斑点热群(SFG)和恙虫病群(STG)。在老挝,导致人类疾病的主要立克次体病原体是恙虫病东方体(O. tsutsugamushi)和斑疹伤寒立克次体(R. typhi),它们分别通过受感染的恙螨和跳蚤传播给人类。O. tsutsugamushi是恙虫病的病原体,而R. typhi引起地方性(鼠型)斑疹伤寒。这两种疾病都是老挝急性发热性疾病的重要原因。立克次体感染通常表现为急性发热,常伴有头痛、肌痛、恶心、呕吐和皮疹。恙虫病的焦痂是区分恙虫病与地方性斑疹伤寒及其他发热性疾病(如登革热)的有用临床体征。尽管采用配对血清的免疫荧光测定(IFA)是诊断的金标准,但对恢复期血清的要求延迟了确诊。先前的研究报告了万象首都周边地区STG IgG总体血清阳性率为20.3%,TG IgG为20.6%,但不同调查区域的阳性率差异很大。本研究旨在通过检测老挝12个省份献血者储存血清中的STG和TG特异性IgG抗体,估算立克次体病,特别是恙虫病和地方性斑疹伤寒的负担,并利用地理信息系统(GIS)绘图说明病例的空间分布。
方法
本研究使用的样本是老挝国家血液中心在2021年1月至8月期间从老挝17个省中的12个省收集的献血者储存血清。献血者在献血时已签署书面知情同意书,同意将剩余样本用于未来研究。研究人群按年龄分层为五组(17-24岁、25-30岁、31-36岁、37-46岁和≥47岁)。从每个省份选取100份血清样本(总计1200份)用于检测恙虫病群(STG)和斑疹伤寒群(TG)的IgG抗体。
实验室分析在老挝-牛津-玛霍索医院-惠康信托基金研究单元(LOMWRU)和曼谷玛希敦-牛津热带医学研究单元(MORU)进行。使用美国海军医学研究中心(NMRC)提供的抗原,采用内部开发的酶联免疫吸附试验(ELISA)筛查所有样本针对O. tsutsugamushi(Karp, Kato, Gilliam, TA716株)和R. typhi(Wilmington株)的IgG抗体。ELISA检测阳性(OD≥0.5)的样本,随后使用相同抗原进行免疫荧光测定(IFA)确认。IFA通过从1:100开始对样本进行系列倍比稀释(至1:25600)来确定IgG抗体滴度。本研究中,血清阳性定义为初始ELISA筛查OD≥0.5且后续IFA确认IgG滴度≥1:100,表明曾暴露于立克次体感染。
数据分析使用RStudio和GraphPad Prism进行。计算了STG和TG IgG血清阳性率的患病率及95%置信区间(CI)。使用逻辑回归计算比值比(ORs)和95% CI,以评估参与者特征(性别、年龄组、地区)与STG和TG IgG血清阳性几率之间的关联。
结果
献血者人口学特征
研究共纳入1198名献血者(2名来自沙拉湾省的献血者因年龄和性别信息缺失被排除)。献血者中位年龄为31岁,大部分为男性(68.70%)。样本来源的12个省份地理位置见图1。
ELISA筛查结果
所有样本均接受了ELISA筛查。STG的总体中位OD为0.032,TG为0.046。STG ELISA阳性(OD≥0.5)的参与者占10.20%,TG ELISA阳性者占12.10%。有7名参与者(0.58%)对STG和TG的ELISA检测均为阳性。
按性别分层,男性STG ELISA阳性率为11.91%,女性为5.33%。按年龄组分层,≥47岁年龄组STG ELISA阳性率最高(13%),25-30岁年龄组最低(8.46%)。按省份分层,STG ELISA阳性率最高的三个省份是川圹(31%)、华潘(30%)和乌多姆赛(22%)。
对于TG,男性和女性的ELISA阳性率相近(男性11.66%,女性11.47%)。37-46岁年龄组阳性率最高(17%),17-24岁年龄组最低(4.66%)。TG ELISA阳性率最高的三个省份是乌多姆赛(27%)、阿速坡(20%)和万象省(18%)。ELISA筛查结果按性别、年龄和省份的分布详见图2。
IFA确认的血清阳性率
经IFA确认,STG总体血清阳性率为7.26%(95% CI: 5.93-8.87),TG为4.09%(95% CI: 3.11-5.37)。在85名STG血清阳性者中,56.47%检测到高抗体滴度(≥1:400),最高滴度为1:3200。在TG阳性者中,14.58%为高滴度(≥1:400),最高滴度为1:800。抗体滴度分布见图3。
STG IgG血清阳性率在男性中更高(8.87% vs 女性3.73%),而TG IgG血清阳性率则在女性中更高(5.87% vs 男性3.28%)。按年龄组分析,STG和TG的血清阳性率均未显示与年龄组显著相关。按省份分析,STG血清阳性率最高的三个省份是华潘(27%)、乌多姆赛(19%)和川圹(16%),而在沙拉湾省未检测到STG IgG抗体。TG血清阳性率在阿速坡和乌多姆赛均为10%,博胶省为8%,在其他省份较低或为零,在华潘省未检测到TG IgG抗体。各省血清阳性率分布及地图可视化见图4。
尽管有7份样本ELISA检测对TG和STG均为阳性,但IFA确认测试表明没有样本同时感染两种病原体。
逻辑回归与血清阳性几率
逻辑回归分析评估了参与者特征与血清阳性几率的关联。
对于STG,男性血清阳性几率显著高于女性(调整后比值比aOR: 2.44)。年龄组与STG血清阳性无显著关联。以万象首都为参照,华潘(aOR: 35.96)、乌多姆赛(aOR: 21.87)和川圹(aOR: 18.17)的血清阳性几率最高。由于沙拉湾省无阳性病例,无法计算其比值比。
对于TG,女性血清阳性几率显著高于男性(aOR: 0.53)。年龄组与TG血清阳性无显著关联。以万象首都为参照,阿速坡(aOR: 5.48)、乌多姆赛(aOR: 5.13)和博胶(aOR: 4.76)的血清阳性几率最高。由于华潘省无阳性病例,无法计算其比值比。多项比值比的置信区间较宽,表明这些估计存在相当大的不确定性。逻辑回归分析结果见图5。
讨论
本研究揭示了老挝健康献血者中立克次体感染的既往暴露情况。STG血清阳性率高于TG,且存在明显的性别和地理差异。男性更可能暴露于STG,而女性则对TG表现出更高的血清阳性率。后者可能与地方性斑疹伤寒通常与城市及城郊环境中的家鼠-跳蚤传播有关,反映了家庭或周边环境暴露模式的差异,但这仍需结合个体行为或环境风险因素的详细数据进一步验证。
地理分布上,STG血清阳性率最高的华潘、乌多姆赛和川圹均位于老挝北部,这些省份多为山地农村,森林和农业用地广布,被认为是恙螨媒介和啮齿动物宿主的适宜栖息地,可能导致比万象首都、琅勃拉邦等更城市化地区更高的传播风险。然而,目前尚无这些省份恙螨中O. tsutsugamushi流行率的公开数据,需要进一步的昆虫学研究来证实这一生态假设。本研究在琅南塔省观察到的STG背景血清阳性率(7%)与之前一项关于急性发热性疾病研究中恙虫病患病率(6%)相似。但在沙拉湾省的选定人群中未检测到STG血清阳性病例,这可能由于献血者与因急性发热就诊的医院患者在暴露风险上存在差异。
一个显著的发现是,与2010年的报告相比,本研究在万象首都检测到的STG和TG血清阳性率均较低。可能的原因包括:献血者人群不能代表一般人群(暴露于宿主动物或媒介的机会较少、年龄多样性有限、暴露相关行为不同);样本采集发生在COVID-19大流行期间(2021年1月至8月),期间实施的流动限制可能暂时影响了人群流动和短期暴露;IgG抗体在恙虫病患者中可持续至少18个月,在地方性斑疹伤寒患者中可持续长达12个月,而献血者代表的是具有过去暴露史的个体,其抗体水平可能较低;此外,过去十年间万象首都许多地区城市化加剧,可能导致媒介栖息地向农村地区转移。
研究局限性
本研究存在若干局限性。首先,仅调查了17个省中的12个。其次,每省仅选取100名参与者,可能无法准确反映各地区的真实暴露风险。样本来自献血者,导致老年人代表性不足,且年龄分布反映了献血人群而非一般人群的特征。这些因素可能引入选择偏倚,且相对较小的样本量导致多个比值比的置信区间较宽。第三,研究在COVID-19大流行期间进行,可能影响了居民行为和当地暴露风险。最后,仅对ELISA阳性样本(OD≥0.5)进行了IFA检测,虽然ELISA初筛后接IFA的方法已在该人群中被验证具有高灵敏度,但仍可能遗漏部分血清阳性个体。
结论
本研究证明了在老挝多个省份,包括COVID-19期间,存在对STG和TG的显著既往暴露。然而,这些发现反映的是健康个体的过去暴露情况,并不能直接量化当前由立克次体感染引起的发热性疾病负担。研究结果强调了立克次体病在老挝的广泛存在,其暴露模式存在区域差异,为未来确定研究重点和制定有针对性的公共卫生干预措施提供了信息。