Epidemiology of Pneumococcal Meningitis Before and After the Introduction of 10-valent Pneumococcal Conjugate Vaccine (PCV10) in Poland and Finland

Abstract

<i>Streptococcus pneumoniae</i> eli pneumokokki voi aiheuttaa vakavan infektion, kuten keuhkokuumeen, verenmyrkytyksen tai aivokalvontulehduksen. Pneumokokki on tärkeimpiä bakteeriperäisen aivokalvontulehduksen (bakteerimeningiitin) aiheuttajia maailmassa. Siitä on tunnistettu sata eri serotyyppiä, joista tärkeimmät on huomioitu pneumokokkirokotteissa. Suomessa 10-valenttinen pneumokokkikonjugaattirokote (PCV10) otettiin kansalliseen rokotusohjelmaan syyskuussa 2010 ja Puolassa tammikuussa 2017.

Tässä tutkimuksessa käytimme kansallisia seurantatietoja arvioidaksemme <i>S. pneumoniae</i>:n merkitystä bakteerimeningiitin tautitaakassa sekä arvioidaksemme pneumokokin aiheuttaman aivokalvontulehduksen pitkän aikavälin kehitystä Suomessa. Tarkastelimme myös PCV10:n väestötason vaikutuksia pneumokokin aiheuttaman aivokalvontulehduksen epidemiologiaan. Puolassa käytimme kansallisia, väestöpohjaisia seurantatietoja tutkiaksemme pneumokokin aiheuttaman aivokalvontulehduksen epidemiologiaa ennen ensimmäisen lasten pneumokokkikonjugaattirokotteen käyttöönottoa. Kiinnitimme erityistä huomiota taudin ilmaantuvuuteen, serotyyppijakaumaan ja antibioottiherkkyyteen sekä resistenssin yleisyyteen.

Vuosina 1998–2014 pneumokokki oli yleisin bakteeri, joka aiheutti aivokalvontulehduksia Suomessa. Se oli myös tärkein kuolemaan johtaneen aivokalvontulehduksen aiheuttaja aikuisväestössä. Pneumokokin aiheuttaman aivokalvontulehduksen ilmaantuvuus väheni huomattavasti 10-valenttisen konjugaattirokotteen käyttöönoton jälkeen. Seitsemän vuotta PCV10:n käyttöönoton jälkeen pneumokokin aiheuttaman aivokalvontulehduksen kokonaisilmaantuvuus oli vähentynyt 27 % (95 % luottamusväli, 12–39 %). PCV10-rokotteeseen kuuluvien serotyyppien aiheuttaman aivokalvontulehduksen ilmaantuvuus oli vähentynyt 68 % (95 % luottamusväli, 57–77 %). Ilmaantuvuus vähentyi 64 % alle 5-vuotialla lapsilla ja 34 % 50–64-vuotiailla. Vaikka 65-vuotta täyttäneiden ilmaantuvuus väheni 69 %, laskua PCV10-serotyypien ilmaantuvuudessa kompensoi 157 %:n lisääntyminen muiden kuin PCV10rokoteserotyypien ilmaantuvuudessa. Kuolleisuus kuitenkin väheni 42 % (95 % luottamusväli, 4–65 %). Ennen PCV10 käyttöönottoa tapauskuolleisuus oli 16 %, kun se PCV10 käyttöönoton jälkeen oli 12 % (p=0,41). 50–64-vuotiailla tapauskuolleisuus oli 25 % ennen PCV10 käyttöönottoa ja 10 % se jälkeen (p=0,04).

Puolassa pneumokokkimeninigiitin vuotuinen ilmaantuvuus 100 000 henkilövuotta kohden vaihteli 0,21 tapauksesta vuonna 2005 0,47 tapaukseen vuonna 2015. Ilmaantuvuudessa havaittiin merkittäviä alueellisia eroja. Kokonaisilmaantuvuus lisääntyi keskimäärin 7 % vuosittain (95 % luottamusväli, 6–8 %). Lisääntyminen havaittiin kaikissa ikäryhmissä: 3 %:n nousu (95 % luottamusväli, 2–5 %) 15–49-vuotiailla, 12 % nousu (95 % luottamusväli, 10–13 %) 50–64-vuotiailla, 18 % nousu (95 % luottamusväli, 16–19 %) 65–74-vuotiailla ja 9 % nousu (95 % luottamusväli, 7–10 %) ≥75-vuotiaiden keskuudessa. Tapauskuolleisuus vaihteli 4 %:sta alle 1-vuotiailla lapsilla 31 %:iin ≥65-vuotiailla aikuisilla. PCV10-rokotteeseen kuuluvat 10 serotyyppiä aiheuttivat 46 % kaikista pneumokokkimeningiittitapauksista. Alle 5-vuotialla lapsilla osuus oli 75 %. PCV10-serotyyppien osuus kuitenkin väheni 52 prosentista 41 prosenttiin verrattaessa vuosia 2008–2011 vuosiin 2012–2015. Alle 5-vuotiailla lapsilla väheneminen oli suurempi, 87 prosentista 57 prosenttiin. Yli neljäsosa kaikista bakteerikannoista ja puolet alle 5-vuotiaiden kannoista oli resistenttejä penisilliinille. Bakteerikannoista 13 prosenttia oli herkkyydeltään alentunut kefotaksiimille.

Pneumokokki oli pääasiallinen bakteerimeningiitin aiheuttaja Suomessa tutkimuksen aikana. Pneumokokkimeningiitin sairastuvuuden ja kuolleisuuden huomattava vähentyminen havaittiin pian rokotteen käyttöönoton jälkeen sekä seitsemän vuoden seurannassa. Tästä huolimatta PCV10-rokotteeseen kuulumattomien serotyyppien lisääntyminen aiheuttaa ikäihmisillä edelleen merkittävää sairastuvuutta pneumokokkimeningiittiin.

Vaikka pneumokokkimeningiitin ilmaantuvuus Puolassa lisääntyi tutkimuksen aikana, yleiset ja ikäkohtaiset ilmaantuvuusluvut olivat huomattavasti pienempiä kuin muissa Euroopan maissa ennen PCV10:n käyttöönottoa. PCV10-rokoteserotyyppien aiheuttamien infektioiden osuus kaikista pneumokokkimeningiittitapauksista oli kuitenkin samaa luokkaa kuin muissa Euroopan maissa ennen konjugaattirokotusten aloittamista. Tästä huolimatta ilmoitettujen tapausten vähäinen määrä, merkittävät alueelliset erot ja suuri tapauskuolleisuus viittaavat huomattavaan pneumokokkimeningiitin alidiagnosointiin ja aliraportointiin. Nämä seurantajärjestelmän haasteet tulee Puolassa arvioida ja mahdollisuuksien mukaan ottaa huomioon suunniteltaessa tulevia PCV10 rokotusohjelman vaikuttavuustutkimuksia.

<i>Streptococcus pneumoniae,</i> or pneumococcus, can cause severe infections such as pneumonia, sepsis, and meningitis. Pneumococcal meningitis is a leading cause of bacterial meningitis worldwide. About 100 distinct <i>S. pneumoniae</i> serotypes have been identified. The most important serotypes are included in the available vaccines. In Finland, the 10-valent conjugate vaccine (PCV10) was introduced into the national immunization program in September 2010. Poland introduced PCV10 in January 2017.

For this study, we used national surveillance data to determine the contribution of <i>S. pneumoniae</i> to the total burden of bacterial meningitis and evaluate the long-term trends in pneumococcal meningitis in Finland. We also assessed the population-based impact of PCV10 on the epidemiology of pneumococcal meningitis. In Poland, national population-based surveillance data were analyzed to obtain information on the baseline epidemiology of pneumococcal meningitis before the introduction of the first childhood pneumococcal conjugate vaccine, with a particular focus on incidence, serotype distribution, and antimicrobial susceptibility.

During 1998–2014, pneumococcus was the most common cause of bacterial meningitis in Finland. It was also the leading cause of meningitis deaths in adults. The incidence rate of pneumococcal meningitis substantially decreased after the introduction of the conjugate vaccine. Seven years after PCV10 introduction, the overall incidence of pneumococcal meningitis decreased by 27% (95% CI = 12%, 39%), while the incidence of PCV10 serotypes decreased by 68% (95% CI = 57%, 77%). In age groups 0–4 and 50–64 years, overall incidence decreased by 64% and 34%, respectively. In adults 65 years of age, an 157% (95% CI = 56%, 342%) increase in non-PCV10 serotypes offset a 69% reduction in PCV10 serotypes. Regardless, the overall mortality rate decreased by 42% (95% CI = 4%, 65%). The overall case fatality proportion was 16% in the pre-PCV10 period and 12% in the PCV10 period (p = .41); among persons 50–64 years of age, the case fatality proportion decreased from 25% to 10% (p = .04).

In Poland, the annual incidence rate of overall pneumococcal meningitis ranged from 0.21 cases per 100,000 person-years in 2005 to 0.47 in 2015. Substantial regional differences in reported rates were observed. Overall incidence increased by 7% annually (95% CI = 6%, 8%) on average, primarily due to an increase of 3% (95% CI = 2%, 5%) among persons 15–49 years of age, 12% (95% CI = 10%, 13%) among those 50–64 years of age, 18% (95% CI = 16%, 19%) among those 65–74 years of age, and 9% (95% CI = 7%, 10%) among those 75 years of age. Overall case fatality proportion ranged from 4% in children <1 year to 31% in adults 65 years. PCV10 serotypes were responsible for 46% of all pneumococcal meningitis cases and 75% among children <5 years. However, the proportion of PCV10 serotypes decreased from 52% in 2008–2011 to 41% in 2012–2015. The decline in children <5 years (from 87% to 57%) was more pronounced. Over a quarter of all isolates and half of the isolates in children <5 years were resistant to penicillin. Isolates with decreased susceptibility to cefotaxime constituted 13% of all isolates.

<i>S. pneumoniae</i> was the main contributor to bacterial meningitis in Finland. A substantial reduction in the morbidity and mortality due to pneumococcal meningitis was seen seven years after vaccine introduction. Nevertheless, an important disease burden remains in older adults because of an increase in pneumococcal meningitis caused by non-PCV10 serotypes.

Although pneumococcal meningitis incidence rates were increasing in Poland, the overall and age-specific rates were considerably lower than those reported from other European countries before PCV10 introduction. The proportion of serotypes covered by the PCV10 vaccine during the baseline period was comparable with other European countries before PCV introduction. The low observed rates, considerable regional differences, and high case fatality proportion among the reported cases suggest substantial under ascertainment and underreporting of meningitis cases in Poland. Addressing these limitations and implementing improvements in the surveillance system should be considered when future studies to assess the impact of PCV10 are planned and conducted.