百日咳研究现状

王宗润，米荣

（首都儿科研究所附属儿童医院，北京 100020）

1 流行病学

百日咳是由百日咳杆菌引起的急性上呼吸道感染性疾病，2013年全球百日咳杆菌感染死亡的5岁以下儿童近126 000例[1]自1950年引进全细胞疫苗后，百日咳死亡率及致病率显著降低[2]。但近年来，据WHO估计［3］，全球每年百日咳发病5 000万例，死亡30万例，其中95%发生于发展中国家，2013年我国约1 700多例百日咳病例，70例集中在2岁以下，大部分为6个月以下的婴儿，目前尚需对百日咳进行全面认识。

2 百日咳定义

百日咳（Pertussis）民间亦称“鸳鸯咳”、“疫咳”，是由百日咳杆菌所致的急性呼吸道传染病，百日咳杆菌属于鲍特氏菌属，无鞭毛、芽孢，革兰阴性。传染源可为带菌患儿，青年人百日咳感染后漏诊率高，症状不明显，为重要传染源[4]。百日咳杆菌主要经飞沫传播，经过潜伏期后（约7～10天）出现症状，对传染病缺乏特异性免疫力的人为易感者，因母体通过胎盘传递的百日咳抗体为非保护性抗体，易被感染，故新生儿尤其不能除外。其感染病程可达数周至3个月左右，因此临床称为“百日咳”。表现为阵发性、痉挛性咳嗽，阵咳终末可闻及鸡鸣声（婴儿特征不典型），咳嗽逐渐加重。婴儿及重症者易并发肺炎及颅内出血、脑病等并发症［5］。

3 百日咳发病机制

3.1 百日咳毒素 光滑型百日咳杆菌的夹膜，毒力强，可引发疾病。据研究百日咳外毒素为主要致病因子［6］，能诱发机体的持续免疫功能，使患儿白细胞增加，同时此毒素含多种生物活性，抑制巨噬细胞功能，还可使上皮细胞纤毛运动失调，刺激黏液中的感受器产生痉挛性咳嗽。百日咳毒素抗体是检测百日咳杆菌感染的特异性指标，我国目前大量使用的百白破无细胞疫苗其主要成分即为百日咳毒素[7]。

3.2 转运蛋白C抗体 百日咳博代氏杆菌转运蛋白C[8]作为博代氏百日咳杆菌的新成员具有抗血清功能，在疾病传播过程中主要通过产生博代氏百日咳杆菌缺陷基因致病。转运蛋白C还可增强细菌影响力，研究表明［9］MgCl2可以通过封闭传统的激活传播途径减少博代氏百日咳杆菌杀伤力。

3.3 腺苷酸环化酶毒素 它是博代氏百日咳杆菌主要致病因素之一，革兰阴性致病菌，可引起人类急性咳嗽［10］。

3.4 FHA 百日咳丝状血凝素（f i lamentous hemagglutinin，FHA）FHA[11]为百日咳杆菌常见的致病黏附因子，黏附于杆菌膜表面，能协助百日咳杆菌黏附于单核细胞、巨噬细胞，并与细胞表面特异性受体结合，国外研究者Cot ter[12]也证实了此种说法，可见黏膜表面的众多粘附因子也参与这一过程。

3.5 PRN 百日咳黏附素（per tactin,PRN）是一种外膜表面相关蛋白。Bouchez等人[13]在2007年首次分离出PRN的临床缺陷株与百日咳杆菌的基因序列并无明显差异，但是在小鼠感染模型上，更容易侵染树突状细胞致使抑制机体免疫应答。推测PRN可参与百日咳杆菌在宿主中的成活和繁殖[14]，但有研究得出不同的结论[15]，PRN与百日咳致病性无关，一方面可能与建立的动物模型相关，因为目前还未能建立一个相对完整的动物模型来系统研究这些黏附分子；另一方面可能由于百日咳杆菌包含许多膜相关的黏附因子，单一缺失PRN可能对百日咳杆菌的侵袭未能构成影响。PRN的缺陷能否成为百日咳的发病机制仍需大量动物实验研究。

4 百日咳的鉴别诊断

4.1 类百日咳样综合证 该病是一组在临床上难以与百日咳相区别的症候群，其发病原因为呼吸道合胞病毒、腺病毒、支原体病毒、衣原体病毒等微生物。临床表现与百日咳相似，以发作性痉挛性咳嗽或患者在咳嗽末有高调鸡鸣样回声为主要临床特征，有时出现喘憋引起发绀，但百日咳患者痉挛性咳嗽多发生于夜间。

4.2 喘息性支气管炎 患有喘息性支气管炎的患儿也可出现痉挛性咳嗽，但多有家族性喘息疾病史或过敏史，肺部听诊可闻及哮鸣音,呼吸末无钩回声,反复发病，应注意与此病鉴别诊断。及时给予雾化吸入复方异丙托溴铵及布地奈德可迅速缓解。

4.3 咳嗽变异性哮喘 是以慢性持续性咳嗽为主要临床表现的特殊类型哮喘,多发生在夜间或凌晨。主要病理变化为气道慢性非特异性炎症,多有遗传因素、过敏因素、运动及环境因素引起。春秋季发病多，以长期顽固性干咳为主，肺功能损害介于正常人及典型哮喘之间，皮肤过敏原试验可为阳性，支气管激发试验阳性，抗生素无效，抗组胺药、β2受体激动剂或肾上腺皮质激素可缓解[16]。

5 百日咳的并发症

5.1 肺炎、呼吸衰竭 百日咳患儿由于分泌物较多，反复刺激呼吸道，出现咳嗽症状，病情迁延至肺部，出现肺部病变，继而使肺部成为痰液培养皿，引起肺部感染，严重者可致呼吸衰竭。没有接种过疫苗的早期新生儿患并发症的可能性较高，可导致死亡。

5.2 百日咳脑病 脑病为最严重的并发症，病死率52.9%［17］，早期新生儿多见，脑脊液多无明显变化。痉咳引起患儿脑血管痉挛，导致脑出血、脑缺氧。表现为反复抽搐、呕吐、意识不障碍，高热、脑疝，危及患儿生命。

5.3 肺动脉高压与白细胞增多症 白细胞增多症多见于重症百日咳患儿。白细胞聚集于肺循环对肺循环血流形成机械性阻塞，从而导致严重低氧血症及肺动脉高压。严重的百日咳患儿可伴有循环障碍，心率增快，可达200～220次/分，导致心衰，也可血压增高，约100/70mmHg,血管收缩能力差。双倍血容量换血对于肺动脉高压及继发于此的低氧血症及心力衰竭是有效的治疗，与新生儿高胆红素血症治疗方法相同。等量交换，1小时左右。

5.4 其它并发症 如腹腔压力增高致脐疝、腹股沟疝，营养不良等。

6 百日咳的实验室检查

6.1 实时荧光定量PCR 目前国内外已将PCR技术应用于百日咳感染的诊断，慢性咳嗽患儿有2.1%～5.8%的阳性率[18]。百日咳的致病菌为百日咳鲍特菌，使用实时荧光定量PCR检测该菌IS481基因片段可协助诊断［19］,该序列为目的基因，设计探针和引物，构建质粒标准品，建立RT-PCR体系，优化反应条件，制作标准曲线、扩增曲线，进行定量检测。该方法具有敏感性好、特异性高及重复性好等优点。

6.2 咽拭子细菌培养 百日咳的标准检查方法为咽拭子细菌培养法，但这种方法的培养周期长且敏感性低，如果患儿已经经过抗生素治疗或标本采集的时间过晚，以此方法检测的阳性率会降低，故不作为临床检测的首选方法。

6.3 血清学检查 ①血清凝集实验和补体结合实验：双份血清化验结果与正常对照组结果正常升高4倍可确诊为百日咳，但此方法仅能作为回顾性诊断。②酶联免疫吸附试验：百日咳杆菌毒素和丝状血凝素做抗原检测百日咳特异性抗体，恢复期血清抗体阳性率高，尤其对于细菌培养阴性者有意义。③酶联斑点印迹法：应用百日咳毒素单克隆抗体进行酶联斑点印迹法检测百日咳患儿鼻咽分泌物中百日咳毒素，特异性高，用于早期诊断。④ELISA：测百日咳患儿鼻咽分泌物中百日咳毒素，特异性高，用于早期诊断。⑤ELISA：用ELISA方法可以测定FHA和PT等抗原的特异性抗体IgA、IgM和IgG，但由于需要成对比较急性期和恢复期的血清标本，所以对于百日咳的早期诊断无特殊意义。

7 百日咳的治疗

7.1 抗生素治疗 百日咳杆菌对红霉素敏感，建议每天给药40～50mg/（kg·d），最大剂量小于2 g，1个疗程14 d左右［20］。此外，大环内酯类药物与红霉素作用效果相似，而且不良反应较少，方便患儿持续治疗。对红霉素过敏的患儿可使用复方新诺明进行治疗，连续使用14 d，在给药治疗时要注意患儿的排尿情况及肾脏功能。同时使用皮质激素和红霉素，可减少咳嗽次数，但小鼠实验证明使用皮质激素可使百日咳病死率升高[21]，预后差，故β受体激动剂、激素及血制品不推荐使用。

7.2 免疫支持治疗 近年来，越来越多的国家采用免疫支持疗法对此病进行干预，前期国内外全细胞百日咳疫苗的广泛使用明显降低了百日咳的发病率，但它的反应原性限制了对青少年的实用，加之可造成脑损伤给人们带来的惊恐，近年被非细胞百日咳疫苗取代，它清除了80%的抗原表位，减少了中和抗体，诱导B细胞成为疫苗表位，而非抗原表位[22]。T.John M［23］等人在美国利用被研究者血清中的抗体反应动力监测发现：非细胞活性百日咳疫苗的有效性可维持5年，期间血制品标本抗体依旧存在，通过这一临床实验证实，此疫苗可以抵抗百日咳杆菌病原的抗原性，抗毒素血清素的浓度均在0.01 IU/ml以上，接种者5年之内可免除再次接种。但百日咳类毒素对人体引起了不适反应，对此，为了提高人体对疫苗的耐受性及安全性，减少反应原性，试图研发多种抗原性较低的疫苗，进而减少免疫原性，提高疫苗抗体。在瑞士，百日咳的免疫治疗法被推荐为最重要最具特效的治疗方案，尤其是小于6个月的婴儿。2012年10月起，英国联合文员会颁布相关规定，孕妇自孕28周到38周期间给予常规免疫接种，使胎儿在母体内通过胎盘转运抗体获得接种的免疫功效[24]，通过增强母亲免疫力来提高患儿在母体的生存质量。但因此种方法并未在国内得到广泛的应用,孕妇接种此种疫苗的程序并未完善,合理性和安全性未得到证实,还需要大量的恒面研究。

7.3 利多卡因及维生素K1 利多卡因雾化吸入后以气雾形式阻滞迷走神经，抑制气道平滑肌收缩，扩张气道，减轻炎性水肿,从而可以减少分泌物释放及排出；此外，还可阻滞细胞膜的钠离子通道,抑制咳嗽反射弧,避免气道痉挛［25］，修复受损的气道上皮细胞和神经细胞，从而降低气高反应性。维生素K1不仅直接接触支气管平滑肌的痉挛，还可减轻百日咳杆菌及毒素所致的痉挛性咳嗽及炎症渗出，从而缩短百日咳病程[26]。

8 小结

2011～2013年，百日咳患儿死亡人数分别为40、93、87人，且2008年发展中国家百日咳患儿病死率高达95%，人数达200 000人[27]，“百日咳再现”在我国已经出现。尽管国内外研究对百日咳的致病机制及治疗进行了大量的研究，但该病临床诊断困难、缺乏实验敏感性及实验数据异性，故仍需大量的临床及实验研究为百日咳的预防及治疗提供有效的手段。同时加大百日咳知识的宣传力度，以提高医护人员的认识度进而减低百日咳的误诊率及漏诊率。

[1] Liu L,Oza S,Hogan D,et al.Global,regional,and national causes of child mor tal ity in 2000–13,with projections to inform post-2015 priorities:an updated systematic analysis[J]. Lancet, 2015,385(9966):430-440.

[2] Burns DL,Meade BD,Messionnier NE.Per tussis resurgence:perspectives f rom the Working Group Meeting on per tussis on the causes,possible paths forward,and gaps in our knowledge[J].J Infect Dis,2014,209(1):S32-S35.

[3] Gul land A.Teenagers and newborn babies in England and Wales may get pertussis jab as cases continue to rise[J].BMJ,2012,345:5919.

[4] CHEN Min,XU Bing,XIE Guang-zhong.Acel lular Pertussis Vaccines for Preventing Per tyssis[J]. Chinese Journal of Vaccines and Immunization,2008,14(1):67-70.

[5] 夏来顺,周英杰.中西医结合治疗百日咳并发症128例分析[J].煤矿医学,1981,3(1):27-31.

[6] 杨晓明.百日咳疫苗现状和发展方向[J].中国生物制品学杂志,2003,16(2):128-130.

[7] Xu Y,Tan Y,Asokanathan C,et al.Character nation of copuri f ied acel lular pertussis vaccines[J].Hum Vaccin Immunother,2015,11(2):421-427.

[8] Noofel i M,Bokhari H,Blackburn P, et al.BapC autotranspor ter protein is a virulence determinant of Bordetel la pertussis[J].Microb Pathos,2011,51(3):169-177.

[9] Riaz MR, Siddiqi AR,Bokhari H.Structural and functional studies of BapC protein of Bordetel la pertussis[J].Microbiological Research,2015,3(174):56-61.

[10]Melvin JA,Schel ler EV,Mil ler JF,et al.Bordetella per tussis pathogenesis:cur rent and future challenges[J].Nat Rev Microbiol,2014,12(4):274-288.

[11]Inatsuka CS,Julio SM,Cot ter PA.Bordetel la fi lamentous hemagglutinin plays a critical role in immunomodulation,suggesting a mechanism for host specif icity[J]. Proc Nat l Acad Sci USA, 2005,102(51):18578-18583.

[12]Cot ter PA,Yuk MH,Mattoo S,et al.Fi lamentous hemagglutinin of Bordetel la bronchiseptica is required for ef ficient establishment of t racheal colonization[J].Infect Immun,1998,66(12):5921-5929.

[13]Bouchez V,Brun D,Cantinel l i T,et al.First report and detailed characterization of B.per tussis isolates not expressing per tussis toxin or pertactin[J].Vaccine,2009,27(43):6034-6041.

[14]Bouchez V,Brun D,Dore G,et al.Bordetel la paraper tussis isolates not expressing pertactin circulating in France[J].Cl in Microbiol Infect,2011,17(5):675-682.

[15]Everest P,Li J,Douce G,et al.Role of the Bordetel la per tussis P.69/per tactin protein and the P.69/pertactin RGD motif in the adherence to and invasion of mammal ian cel ls[J].Microbiology,1996,142(11):3261-3268.

[16]Niimi A.Cough and asthma[J].Cur r Respir Med Rev,2011,7(1):47-54.

[17]王晓颖.2011至2015年59例3月龄以下婴儿百日咳的临床特征分析[J].中华围产医学杂志,2017,20(8):583-588.

[18]Heininger U,Schmidt-Schlapfer G,Cher ry JD,et al.Cl inical validation of a polymerase chain react ion assay for the diagnosis of per tussis by comparison with serology,cul ture,and symptoms during a large per tussis vaccine ef f icacy t rial[J]. Pediat rics,2000,105(3):E31.

[19]Glare EM,Paton JC,Premier RR.Analysis of a repetitive DNA sequence f rom Bordetel la per tussis and its appl ication to the diagnosis of per tussis using the polymerase chain reaction[J].J Clin Microbiol,1990,28(9):1982-1987.

[20]Luo J,wang HX,Yuan L,et al.cl inical characteristics of whooping cough in neonates and antimicrobial resistance of the pathogenic bacteria[J].Zhongguo Dang Dai Er Ke Za Zhi,2014,16(10):958-975.

[21]施学文,陈娟.婴儿百日咳综合征71例诊治体会[J].临床肺科杂志,2009,14(8):1075-1076.

[22]Seubert A,D’Oro U,Scarsel li M, et al.Genetically detoxif ied per tussis toxin(PT-9 K/129G):impl ications for immunization and vaccines[J]. Exper t Rev Vaccines,2014,13(10):1191-1204.

[23]John T,Voysey M,Yu LM,et al.Immunogenicity of a low-dose diphtheria,tetanus and acel lular pertussis combination vaccine with either inactivated or oral pol io vaccine compared to standard-dose diphtheria,tetanus,acel lular per tussis when used as a pre-school booster in UK chi ldren:A 5-year fol lowup of a randomised cont rol led study[J]. Vaccine,2015,33(36):4579-4585.

[24]Donaldson B,Jain P,Holder BS,et al.What determines uptake of per tussis vaccine in pregnancy?A cross sectional survey in an ethnical ly diverse population of pregnant women in London[J]. Vaccine,2015,33(43):5822-5828.

[25]Haghi M,Hit tinger M,Zeng Q,et al.Mono-and Cocul tures of Bronchial and Alveolar Epithel ial Cel ls Respond Di f ferently to Proinf lammatory Stimul i and Their Modulation by Salbutamol and Budesonide[J].Mol Pharm,2015,12(8):2625-2632.

[26]Mancaneira JF,Benedetti JR,Zhang Ll.Hospitalizations and deaths due to pertussis in chi ldren f rom 1996 to 2013[J].J Pediat r(Rio J),2016,92(1):40-45.

[27]毅黎明.维生素K1治疗百日咳[J].临床儿科杂志,1987,5(5):317.