Diversidade populacional entre isolados de Bordetella pertussis, Estados Unidos, 1935–2009

Resumo

• As notificações de coqueluche têm aumentado nos Estados Unidos desde a década de 1980, e o estudo buscou identificar os tipos de Bordetella pertussis responsáveis por esse aumento analisando 661 isolados de 1935 a 2009.

• A maior diversidade de B. pertussis foi observada entre 1970 e 1990 (94%), mas diminuiu para cerca de 70% após 1991, permanecendo constante.

• O surgimento e predomínio do alelo fim3B foi a única característica molecular associada ao aumento nas notificações de coqueluche, não as mudanças na composição ou esquema de vacinação.

Introdução

• A coqueluche (pertussis), causada pela bactéria Bordetella pertussis, é a doença bacteriana evitável por vacina mais frequentemente notificada nos Estados Unidos.

• Apesar do sucesso do programa de vacinação infantil, que utiliza vacinas de células inteiras (wP) a partir dos anos 1940 e vacinas acelulares (aP) a partir de 1991, o número de casos notificados aumentou desde o início dos anos 1980.

• O estudo utilizou a Análise de Repetições em Tandem de Número Variável Multilocus (MLVA) e a Tipagem de Sequência Multilocus (MLST) para caracterizar uma grande seleção de isolados de B. pertussis dos EUA, examinando a relação das mudanças moleculares com o aumento nas notificações e políticas de vacinação.

Métodos

• Foram selecionados 661 isolados de B. pertussis de origem dos EUA da coleção do CDC, amostrados aleatoriamente e estratificados por geografia e divididos em 8 períodos relacionados à introdução de vacinas (de 1935–1945 a 2006–2009).

• A análise MLVA foi realizada usando um multiplex de 6 alvos, e a tipagem MLST incluiu os genes prn, ptxP-ptxS1 e fim3.

• O Índice de Diversidade de Simpson (DI) foi calculado usando a combinação MLVA + MLST, e o coeficiente de correlação de Pearson foi usado para detectar a dependência linear entre as notificações de coqueluche e as alterações moleculares predominantes.

Resultados

• Na era pré-vacina (Período 1, 1935–1945), todas as três cepas codificavam o perfil MLST prn1-ptxP1-ptxS1D-fim3A, um perfil não visto novamente em períodos posteriores.

• O tipo MLVA 10 predominou durante o Período 2 (início da era wP, 1946–1969), e o perfil MLST mudou para prn1-ptxP1-ptxS1B-fim3A, idêntico à cepa de vacina Tohama I.

• O tipo MLST prn2-ptxP3-ptxS1A-fim3B tornou-se dominante no Período 8 (2006–2009), representando 81,6% das cepas, e sua frequência aumentou progressivamente desde o Período 4 (1991–1996).

  
  

Tendências na Tipagem Durante 74 Anos de História dos EUA

• O índice de diversidade (DI) atingiu seu pico no Período 3 (final da era wP, 1970–1990) com 94,0%, mas diminuiu e permaneceu relativamente constante (na faixa de 66,8% a 75,7%) após a introdução da vacina acelular (aP).

• A transição do alelo fim3 (de fim3A para fim3B) foi um aumento gradual observado no início dos anos 2000, ocorrendo significativamente mais tarde do que outras transições alélicas.

• Houve uma correlação significativa entre a proporção de cepas codificadoras de fim3B e o aumento nas notificações de coqueluche (r = 0,8608; p = 0,0277).

Discussão

• As mudanças na população de B. pertussis nos EUA seguiram tendências globais, mas a correlação entre o alelo fim3B e o aumento anual de casos foi única nos EUA.

• A alta diversidade no Período 3 (94%) pode estar associada à queda nas taxas de cobertura vacinal wP nos EUA, seguindo a hipótese de que a imunidade mediada pela vacina é a principal pressão seletiva.

• O surgimento de alelos não-vacinais como prn2 e ptxP3, e o MLVA 27, nos EUA, ocorreu durante o período de maior diversidade, predando a transição para a vacina aP.

• O surgimento e a predominância do alelo fim3B foram a única característica molecular que se mostrou significativamente associada ao aumento das notificações de coqueluche nos Estados Unidos.

• O estudo demonstrou uma associação temporal e significativa entre a linha de tendência do fim3B e a taxa de aumento das notificações de coqueluche. Especificamente, a frequência do alelo fim3B foi correlacionada com a taxa de aumento de casos, com um coeficiente de correlação de Pearson de 0,8608.

• As descobertas do estudo indicam que o ressurgimento da coqueluche nos Estados Unidos não foi correlacionado com o alelo ptxP3, mas sim com a presença do alelo fim3B entre a população de B. pertussis.

• Embora o estudo estabeleça uma correlação temporal e estatística entre o fim3B e o aumento dos casos, a relevância dessas mudanças alélicas (incluindo fim3B) ainda precisa ser totalmente elucidada.

• O alelo fim3B codifica a fímbria Fim3, uma das adesinas importantes da B. pertussis. No entanto, o artigo aponta para a falta de estudos que avaliem especificamente o locus fim3. O que se sabe é que as cepas de B. pertussis em circulação nos EUA codificam alelos diferentes daqueles usados na fabricação das vacinas contra coqueluche.

Citação: Schmidtke AJ, Boney KO, Martin SW, Skoff TH, Tondella ML, Tatti KM. Population diversity among Bordetella pertussis isolates, United States, 1935-2009. Emerg Infect Dis. 2012 Aug;18(8):1248-55. doi: 10.3201/eid1808.120082. PMID: 22841154; PMCID: PMC3414039.

Acessado em: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22841154

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