PERTUSSIS INCIDENCE AND THE EFFECT OF REVACCINATION OF PRESCHOOL AND SCHOOL CHILDREN

Cover Page

Cite item

Abstract

The review is devoted to the analysis of pertussis incidence of children in the age group of 5–7, as well as strategies of DTP immunization with the help of the drugs in foreign countries. Mass vaccination against pertussis began in the middle of the 20th century, which contributed to a reduction in incidence and mortality rate from this infection. However, in the last decade, there has been an opposite tendency of increasing incidence of patients among children under school age, school age and adults. Atypical forms of the disease and complications due to ARVI, respiratory mycoplasmosis and cytomegalovirus infections are described in the review. Various strategies for the use of whole-cell and acellular pertussis vaccines as part of DTP drugs are described, as well as the epidemiological effect of introducing an additional booster dose of vaccine to children under school age. The expediency of revaccination of children aged 6–7 in Russia is argued, which can help to reduce the overall incidence of pertussis. The research materials related to the study of the properties of acellular anti-pertussis vaccine, such as immunogenicity and safety in comparison with whole-cell vaccine, are analyzed. The main drugs and their composition, which are used to vaccinate children against pertussis, are described in the review. It is assumed, that the increase in the incidence among children and teenagers, with the appearance of atypical forms of pertussis, is associated with a number of factors, such as the spread of new genotypes of Bordetella pertussis bacterium, emerged from mutations, as well as short duration of immunity after vaccination with acellular drugs, in comparison with whole-cell, and the use of more modern methods of detecting the pathogen. The mechanisms of the immune response due to different types of pertussis vaccines are also reviewed. It is concluded, that revaccination of children aged 6–7 with an additional fifth dose of an acellular vaccine against pertussis, as part of the DTaP instead of the Td drug, which is regulated in the National Calendar of preventive vaccinations, will have a favorable effect on the epidemic situation with pertussis infection in Russia.

About the authors

А. M. Kostinov

Lomonosov Moscow State University.

Author for correspondence.
Email: mono469@gmail.com

Student of the 1st Year of the Master's Degree, Biological Faculty.

119991, Russian Federation, Moscow, Leninskie Gory, 1.

Phone: +7 (916) 618-81-05 (mobile).

Russian Federation

M. P. Kostinov

Scientific Research Institute of Vaccines and Sera named after I.I. Mechnikov; First Moscow State Medical University named after I.M. Sechenov.

Email: fake@neicon.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Head of the Laboratory of Vaccination and Immunotherapy of Allergic Diseases; Professor of the Department of Epidemiology.

Moscow. Russian Federation

References

  1. Аллергология и иммунология: национальное руководство. Под ред. Р.М. Хаитова, Н.И. Ильиной. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. 656 с.
  2. Басов А.А., Цвиркун О.В., Герасимова А.Г. Результаты изучения специфического иммунитета к коклюшу у детей разного возраста // Евразийский союз ученых. 2014. № 5. С. 66–68.
  3. Вакцинация детей с нарушенным состоянием здоровья: практическое руководство для врачей. 1-е изд. Под ред. М.П. Костинова. М.: Медицина для всех, 1996. 78 с.
  4. Вакцинация детей с нарушенным состоянием здоровья: практическое руководство для врачей. 2-е изд. Под ред. М.П. Костинова. М.: Медицина для всех, 2000. 120 с.
  5. Вакцинация детей с нарушенным состоянием здоровья: практическое руководство для врачей. 4-е изд. Под ред. М.П. Костинова. М.: Медицина для всех, 2013. 432 с.
  6. Вакцины и вакцинация: национальное руководство. Краткое изд. Под ред. В.В. Зверева, Р.М. Хаитова. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. 640 c.
  7. Вакцины нового поколения в профилактике инфекционных заболеваний. 2-е изд, доп. Под ред. М.П. Костинова, В.Ф. Лаврова. М.: МДВ, 2010. 192 с.
  8. Йозефович О.В., Харит С.М., Каплина С.П., Гостев В.В., Сидоренко С.В., Калиногорская О.С., Кветная А.С., Тимофеева Е.В., Окунева М.А. Распространенность коклюша у длительно кашляющих детей 6–17 лет, привитых в раннем возрасте АКДС-вакциной // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2012. № 5. С. 56–59.
  9. Клинико-иммунологическая эффективность иммунобиологических препаратов: cправочник. Под ред. М.П. Костинова, Н.А. Озерецковского. М.: Миклош, 2004. 256 с.
  10. Костинов М.П., Гервазиева В.Б., Балаболкин И.И., Ботвиньева В.В., Овсянникова И.Г., Федорова О.Е. Гуморальный иммунитет в процессе вакцинации против дифтерии и столбняка детей с аллергическими заболеваниями // Иммунология. 1991. Т. 12, № 5. С. 56–59.
  11. Новое в клинике, диагностике и вакцинопрофилактике управляемых инфекций. Под ред. М.П. Костинова. М.: Медицина для всех, 1997. 110 с.
  12. О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2014 году: Государственный доклад. М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2015. 206 с.
  13. О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2016 году: Государственный доклад. М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2017. 220 с.
  14. Петина О.А., Большакова Л.Н., Лешкевич И.А., Костинов М.П. Оценка безопасности вакцинации детей комбинированными препаратами, содержащими цельноклеточную или бесклеточную коклюшную вакцину // Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные вопросы. 2015. № 3. С. 44–49.
  15. Петрова М.С., Соколова М.В., Попова О.П., Вартанян Р.В., Бондарева Л.Н., Келли Е.Н. Коклюш и цитомегаловирусная инфекция у детей // Эпидемиология и инфекционные болезни. 2008. № 5. С. 57–60.
  16. Пименова А.С., Борисова О.Ю., Цвиркун О.В., Басов А.А., Алешкин В.А., Афанасьев С.С., Донских Е.Е., Пикина А.П., Кафарская Л.И., Афанасьев М.С., Караулов А.В. Эффективность применения молекулярно-генетической диагностики при обследовании очагов коклюшной инфекции // Инфекция и иммунитет. 2017. Т. 7, № 2. С. 162–170.
  17. Попова О.П. Особенности сочетанного течения коклюша и острых респираторных вирусных инфекций у детей // Детские инфекции. 2011. № 3. С. 18–20.
  18. Попова О.П., Петрова М.С., Бунин С.В., Персиянцева Е.А. Клинические аспекты эволюции коклюша у детей в современных условиях // Инфекционные болезни. 2017. № 3. С. 33–40.
  19. Селезнева Т.С. Мониторинг иммуноструктуры детского населения к коклюшу в современных условиях // Эпидемиология и инфекционные болезни. 2009. № 2. С. 45–47.
  20. Сенягина Н.Е. Коклюш: современное состояние проблемы // Consilium Medicum. Приложение: Педиатрия. 2012. № 3. С. 39–43.
  21. Тарасова А.А., Лукушкина Е.Ф., Костинов М.П., Афраймович М.Г., Баскакова Е.Ю., Квасова М.А., Акимова В.П. Вакцинопрофилактика: уч.-метод. пособие. Н. Новгород: Издательский салон И.П. Гладкова, 2016. 103 с.
  22. Таточенко В.К. Коклюш — неуправляемая инфекция // Вопросы современной педиатрии. 2014. Т. 13, № 2. С. 78–82.
  23. Таточенко В.К., Костинов М.П., Намазова Л.С., Федоров А.М. Эпидемиологические аспекты коклюша в Российской Федерации. Особенности вакцинопрофилактики в современных условиях: пособие для врачей. М., 2006. 38 с.
  24. Техническое обоснование к «Решению о включении фармацевтической субстанции, неиспользуемой при производстве лекарственных препаратов, в государственный реестр лекарственных средств для медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации № 20-2-460004/Р/ФС от 24.12.2015/ФГУП «НПО Микроген» Минздрава России
  25. ACIP Childhood/Adolescent Immunization Work Group. Advisory Committee on Immunization Practices (ACIP) recommended immunization schedule for persons aged 0 through 18 years. United States — 2013. MMWR, 2013, vol. 62, suppl. 1, pp. 2–8.
  26. Boyce T.G., Virk A. While waiting for better pertussis vaccines, let’s use the ones we have. J. Infect. Dis., 2015, vol. 211, no. 7, pp. 1196–1197.
  27. Brady M.T., Byington C.L., Davies H.D., Edwards K.M., Jackson M.A.,Maldonado Y.A., Murray D.L., Orenstein W.A., Rathore M., Sawyer M., Schutze G.E., Willoughby R.E., Zaoutis T.E. Recommended childhood and adolescent immunization schedule — United States, 2014. Pediatrics, 2014, vol. 133, no. 2, pp. 357–363. doi: 10.1093/infdis/jiu591
  28. Carlsson R.M., Gustafsson L. Ten year report. Pertussis surveillance in Sweden. Progress report 1 October 1997 – 31 December 2007. Smittskyddsinstitutets rapportserie, 2008, no. 4.
  29. Cody C.L., Baraff L.J., Cherry J.D., Marcy S.M., Manclark C.R. Nature and rates of adverse reactions associated with DTP and DT immunizations in infants and children. Pediatrics, 1981, vol. 68, no. 5, pp. 650–660.
  30. Crowcroft N.S., Stein C., Duclos P., Birmingham M. How best to estimate the global burden of pertussis? Lancet. Infect. Dis., 2003, vol. 3, no. 7, pp. 413–418. doi: 10.1016/S1473-3099(03)00669-8
  31. De Serres G., Shadmani R., Duval B., Boulianne N., Déry P., Douville Fradet M., Rochette L., Halperin S.A. Morbidity of pertussis in adolescents and adults. J. Infect. Dis., 2000, vol. 182, no. 1, pp. 174–179. doi: 10.1086/315648
  32. Edwards K.M. Review of the laboratory approaches to the detection of antibody and cell-mediated immunity to pertussis disease and vaccine. Expert. Rev. Vaccines, 2014, vol. 13, no. 10, pp. 1183–1190. doi: 10.1586/14760584.2014.946015
  33. Edwards K.M. Unraveling the challenges of pertussis. Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 2014, vol. 111, no. 2, pp. 575–576. doi: 10.1073/pnas.1321360111
  34. Edwards K.M., Berbers G.A. Immune responses to pertussis vaccines and disease. J. Infect. Dis., 2014, vol. 209, suppl. 1, pp. 10–15. doi: 10.1093/infdis/jit560
  35. Edwards K.M., Decker M.D. Pertussis vaccines. Vaccines, 6th ed. Eds. Plotkin S.A., Orenstein W., Offit P.A. Elsevier Saunders, 2013, pp. 447–492.
  36. Geier D., Geier M. The true story of pertrussis vaccination: a sordid legacy? J. Hist. Med. Allied Sci., 2002, vol. 57, no. 3, pp. 249–284.
  37. Global Pertrussis Initiative. Epidemiology.
  38. Guris D., Strebel P.M., Jafari H., Wharton M., Hadler S.C. Pertussis vaccination: use of acellular pertussis vaccines among infants and young children: recommendations of the Advisory Committee on Immunization Practices (ACIP). MMWR Recomm. Rep., 1997, vol. 46, pp. 1–25
  39. Gustafsson L., Hallander H.O., Olin P., Reizenstein E., Storsaeter J. A controlled trial of a two-component acellular, a five-component acellular, and a whole-cell pertussis vaccine. N. Engl. J. Med., 1996, no. 334, pp. 349–355. doi: 10.1056/NEJM199602083340602
  40. Harnden A., Grant C., Harrison T., Perera R., Brueggemann A.B., Mayon-White R., Mant D. Whooping cough in school age children with persistent cough: prospective cohort study in primary care. BMJ, 2006, no. 333, pp. 174–177. doi: 10.1136/bmj.38870.655405.AE
  41. Hegerle N., Guiso N. Epidemiology of whooping cough and typing of Bordetella pertussis: report. Future Microbiol., 2013, vol. 8, no. 11, pp. 1391–1403. doi: 10.2217/fmb.13.111
  42. Hellenbrand W., Beier D., Jensen E., Littmann M., Meyer C., Oppermann H., Wirsing von König C.H., Reiter S. The epidemiology of pertussis in Germany: past and present. BMC Infect. Dis., 2009, vol. 9: 22. doi: 10.1186/1471-2334-922
  43. Hendrikx L.H., Berbers G.A., Veenhoven R.H., Sanders E.A., Buisman A.M. IgG responses after booster vaccination with different pertussis vaccines in Dutch children 4 years of age: effect of vaccine antigen content. Vaccine, 2009, vol. 27, no. 47, pp. 6530–6536. doi: 10.1016/j.vaccine.2009.08.052
  44. Higgins S.C., Jarnicki A.G., Lavelle E.C., Mills K.H. TLR4 mediates vaccine-induced protective cellular immunity to Bordetella pertussis: role of IL-17-producing T cells. J. Immunol., 2006, vol. 177, no. 11, pp. 7980–7989. doi: 10.4049/jimmunol.177.11.7980
  45. Kilgore P.E., Salim A.M., Zervos M.J., Schmitt H.-J. Pertussis:microbiology, disease, treatment, and prevention. Clin. Microbiol. Rev., 2016, vol. 29, pp. 449–486. doi: 10.1128/CMR.00083-15
  46. Knuf M., Zepp F., Meyer C., Grzegowski E., Wolter J., Riffelmann M., Wirsing von Konig C.H. Immunogenicity of a single dose of reduced-antigen acellular pertussis vaccine in a non-vaccinated adolescent population. Vaccine, 2006, vol. 24, pp. 2043–2048. doi: 10.1016/j.vaccine.2005.11.024
  47. Mills K.H., Ryan M., Ryan E., Mahon B.P. A murine model in which protection correlates with pertussis vaccine efficacy in child ren reveals complementary roles for humoral and cell-mediated immunity in protection against Bordetella pertussis. Infect. Immun., 1998, vol. 66, no. 2, pp. 594–602.
  48. Mooi F.R., Van Der Maas N.A., De Melker H.E. Pertussis resurgence: waning immunity and pathogen adaptation — two sides of the same coin. Epidemiol. Infect., 2014, vol. 142, pp. 685–694. doi: 10.1017/S0950268813000071
  49. Prevention of Whooping-cough by Vaccination: Medical Research Council Investigation. Br. Med. J., 1951, vol. 1, pp. 1463–1471. doi: 10.1136/bmj.1.4721.1463
  50. Product monograph. Adacel.
  51. Product monograph. BOOSTRIX.
  52. Recommended immunisations for pertussis in EU countries. Vaccine Schedule. European Centre for Disease Prevention and Control.
  53. Ross P.J., Sutton C.E., Higgins S., Allen A.C., Walsh K., Misiak A., Lavelle E.C., McLoughlin R.M., Mills K.H. Relative contribution of Th1 and Th17 cells in adaptive immunity to Bordetella pertussis: towards the rational design of an improved acellular pertussis vaccine. PLoS Pathog., 2013, vol. 9, no. 4: e1003264. doi: 10.1371/journal.ppat.1003264
  54. Ryan E.J., Nilsson L., Kjellman N. , Gothefors L., Mills K.H. Booster immunization of children with an acellular pertussis vaccine enhances Th2 cytokine production and serum IgE responses against pertussis toxin but not against common allergens. Clin. Exp. Immunol., 2000, vol. 121, no. 2 , pp. 193–200. doi: 10.1046/j.1365-2249.2000.01306.x
  55. Skowronski D.M., Remple V.P., Macnabb J., Pielak K., Patrick D.M., Halperin S.A., Scheifele D. Injection-site reactions to booster doses of acellular pertussis vaccine: rate, severity, and anticipated impact. Pediatrics, 2003, vol. 112, no. 6, pt. 1, p. e453
  56. Thierry-Carstensen B., Jordan K., Uhlving H.H., Dalby T., Sørensen C., Jensen A.M., Heilmann C. A randomised, doubleblind, noninferiority clinical trial on the safety and immunogenicity of a tetanus, diphtheria diphtheria and monocomponent acellular pertussis (TdaP) vaccine inand monocomponent acellular pertussis (TdaP) vaccine in comparison to a tetanus and diphtheria (Td) vaccine when given as booster vaccinations to healthy adults. Vaccine, 2012, vol. 30, pp. 5464–5471. doi: 10.1016/j.vaccine.2012.06.073
  57. Vashishtha V.M., Choudhury P., Kalra A., Bose A., Thacker N., Yewale V.N., et al. Indian Academy of Pediatrics (IAP) Recommended Immunization Schedule for Children Aged 0 through 18 years — India, 2014 and Updates on Immunization. Indian Pediatr., 2014, vol. 51, pp. 785–800.
  58. Versteegh F.G., Mooi-Kokenberg E.A., Schellekens J.F., Roord J.J. Bordetella pertussis and mixed infections. Minerva Pediatr., 2006, vol. 58, no. 2, pp. 131–137.
  59. Wendelboe A.M., Van Rie A., Salmaso S., Englund J.A. Duration of immunity against pertussis after natural infection or vaccination. Pediatr. Infect. Dis. J., 2005, vol. 24, no. 5, pp. 58–61. doi: 10.1097/01.inf.0000160914.59160.41
  60. Witt M.A., Katz P.H., Witt D.J. Unexpectedly limited durability of immunity following acellular pertussis vaccination in preadolescents in a North American outbreak. Clin. Infect. Dis., 2012, vol. 54, pp. 1730–1735. doi: 10.1093/cid/cis287

Copyright (c) 2018 Kostinov А.M., Kostinov M.P.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies