BackgroundChanges in invasive pneumococcal disease (IPD) incidence were evaluated after 7 years of 7-valent pneumococcal conjugate vaccine (PCV7) use in US children

Widespread use of pneumococcal conjugate vaccine (PCV7) resulted in decreases in invasive disease among children and elderly persons. The benefits may be offset by increases in disease due to serotypes not included in the vaccine (hereafter, "nonvaccine serotypes"). We evaluated the effect of PCV7 on incidence of disease due to nonvaccine serotypes.Cases of invasive disease were identified in 8 geographic areas through the Centers for Disease Control and Prevention's Active Bacterial Core surveillance. Serotyping and susceptibility testing of isolates were performed. We calculated the incidence of disease for children aged <5 years and adults aged > or =65 years. We compared rates of serotype-specific disease before and after PCV7 was licensed for use.The annual incidence of disease due to nonvaccine serotypes increased from an average of 16.3 cases/100,000 population during prevaccine years (1998-1999) to 19.9 cases/100,000 population in 2004 for children aged <5 years (P=.01) and from 27.0 cases/100,000 population during prevaccine years to 29.8 cases/100,000 population in 2004 for adults aged > or =65 years (P=.05). Significant increases in the incidences of disease due to serotypes 3, 15, 19A, 22F, and 33F were observed among children during this period (P<.05 for each serotype); serotype 19A has become the predominant cause of invasive disease in children. The incidence of disease due to these serotypes also increased among elderly persons.The incidence of pneumococcal disease caused by nonvaccine serotypes is increasing. Ongoing surveillance is needed to monitor the magnitude of disease caused by nonvaccine serotypes, to ensure that future vaccines target the appropriate serotypes.

Summary

Background

 In 2000, seven-valent pneumococcal conjugate vaccine (PCV7) was introduced in the USA and resulted in dramatic reductions in invasive pneumococcal disease (IPD) and moderate increases in non-PCV7 type IPD. In 2010, PCV13 replaced PCV7 in the US immunisation schedule. We aimed to assess the effect of use of PCV13 in children on IPD in children and adults in the USA. 

Methods

 We used laboratory-based and population-based data on incidence of IPD from the Active Bacterial Core surveillance (part of the Centers for Disease Control and Prevention's Emerging Infections Program) in a time-series model to compare rates of IPD before and after the introduction of PCV13. Cases of IPD between July 1, 2004, and June 30, 2013, were classified as being caused by the PCV13 serotypes against which PCV7 has no effect (PCV13 minus PCV7). In a time-series model, we used an expected outcomes approach to compare the reported incidence of IPD to that which would have been expected if PCV13 had not replaced PCV7. 

Findings

 Compared with incidence expected among children younger than 5 years if PCV7 alone had been continued, incidence of IPD overall declined by 64% (95% interval estimate [95% IE] 59–68) and IPD caused by PCV13 minus PCV7 serotypes declined by 93% (91–94), by July, 2012, to June, 2013. Among adults, incidence of IPD overall also declined by 12–32% and IPD caused by PCV13 minus PCV7 type IPD declined by 58–72%, depending on age. We estimated that over 30 000 cases of IPD and 3000 deaths were averted in the first 3 years after the introduction of PCV13. 

Interpretation

 PCV13 reduced IPD across all age groups when used routinely in children in the USA. These findings provide reassurance that, similar to PCV7, PCVs with additional serotypes can also prevent transmission to unvaccinated populations. 

Funding

 Centers for Disease Control and Prevention.

When seven-valent pneumococcal conjugate vaccine was introduced in the USA, many children were vaccinated on schedules that differed from those tested in clinical trials. Our aim was to assess the effectiveness of the vaccine against various pneumococcal serotypes, and to measure the effectiveness of the recommended dose schedule and of catch-up and incomplete schedules.Invasive disease, defined as isolation of pneumococcus from a sterile site, was identified in children aged 3-59 months through the US Centers for Disease Control and Prevention's Active Bacterial Core surveillance. We tested isolates for serotype and antimicrobial susceptibility. Three controls, matched for age and zip code were selected for each case. We calculated the matched odds ratio for vaccination using conditional logistic regression, controlling for underlying conditions. Vaccine effectiveness was calculated as one minus the adjusted matched odds ratio times 100%.We enrolled 782 cases and 2512 controls. Effectiveness of one or more doses against vaccine serotypes was 96% (95% CI 93-98) in healthy children and 81% (57-92) in those with coexisting disorders. It was 76% (63-85) against infections that were not susceptible to penicillin. Vaccination prevented disease caused by all seven vaccine serotypes, and by vaccine-related serotype 6A. Several schedules were more protective than no vaccination; three infant doses with a booster were more protective against vaccine-type disease than were three infant doses alone (p=0.0323).The seven-valent pneumococcal conjugate vaccine prevents invasive disease in both healthy and chronically ill children. The vaccine is effective when used with various non-standard schedules.

Rapid sequence analysis of specific PCR products was used to accurately deduce emm types corresponding to the majority of the known group A streptococcal (GAS) M serotypes. The study involved 95 M type reference GAS strains and a survey of 74 recent clinical isolates. A high percentage of agreement between M type serology and the previously published 5' sequences of the emm genes of M type reference strains was noted. The 5' sequences for six established M protein genes--the emm-32, emm-34, emm-38, emm-40, emm-42, and emm-71 genes--were determined to supplement the existing emm sequence database. Rapid sequence analysis differentiated serologically M-nontypeable strains and was used to establish the probable.

ABSTRACT Accurate serotyping is essential to monitor the changes in the seroepidemiology of Streptococcus pneumoniae . We devised a simple and schematic sequence-based system of seven multiplex PCRs, in a sequence order based upon Active Bacterial Core surveillance (ABCs) serotype distribution during 2002 to 2003, to reliably deduce specific pneumococcal serotypes. A total of 421 isolates from ABCs were randomly chosen to evaluate this system. Two hundred twenty-nine of the isolates (54.3%) were specifically assigned 1 of 17 serotypes by the multiplex PCR system, with the results in complete concordance with conventional serotyping. One hundred seventy-two additional isolates (40.9%) were assigned to 11 specific sets of 2 to 4 serotypes that with one exception (serotypes 6A and 6B) consisted of the single frequently occurring targeted serotype and 1 to 3 additional rare serotypes primarily within the same serogroup as the targeted serotype. Only 20 isolates (4.8%) could not be assigned specific serotypes or serotype sets, since they were either of rare serotypes not included in the assay design or were nonserotypeable. Overall, we found this system to be highly reliable, with the potential to greatly reduce our reliance upon conventional serotyping. Especially important is the capability of this system to give serotype-determining potential to any facility that lacks the expensive typing sera and expertise needed for conventional serotyping yet has the modest equipment necessary for DNA amplification and electrophoresis.

Invasive pneumococcal disease declined among children and adults after the introduction of the pediatric heptavalent pneumococcal conjugate vaccine (PCV7) in 2000, but its effect on pneumococcal meningitis is unclear.

BackgroundSerotype 19A invasive pneumococcal disease (IPD) increased annually in the United States after the introduction of the 7-valent conjugate vaccine (PCV7). To understand this increase, we characterized serotype 19A isolates recovered during 2005

Background. Invasive group A Streptococcus (GAS) infection causes significant morbidity and mortality in the United States. We report the current epidemiologic characteristics of invasive GAS infections and estimate the potential impact of a multivalent GAS vaccine. Methods. From January 2000 through December 2004, we collected data from Centers for Disease Control and Prevention's Active Bacterial Core surveillance (ABCs), a population-based system operating at 10 US sites (2004 population, 29.7 million). We defined a case of invasive GAS disease as isolation of GAS from a normally sterile site or from a wound specimen obtained from a patient with necrotizing fasciitis or streptococcal toxic shock syndrome in a surveillance area resident. All available isolates were emm typed. We used US census data to calculate rates and to make age- and race-adjusted national projections. Results. We identified 5400 cases of invasive GAS infection (3.5 cases per 100,000 persons), with 735 deaths (case-fatality rate, 13.7%). Case-fatality rates for streptococcal toxic shock syndrome and necrotizing fasciitis were 36% and 24%, respectively. Incidences were highest among elderly persons (9.4 cases per 100,000 persons), infants (5.3 cases per 100,000 persons), and black persons (4.7 cases per 100,000 persons) and were stable over time. We estimate that 8950–11,500 cases of invasive GAS infection occur in the United States annually, resulting in 1050–1850 deaths. The emm types in a proposed 26-valent vaccine accounted for 79% of all cases and deaths. Independent factors associated with death include increasing age; having streptococcal toxic shock syndrome, meningitis, necrotizing fasciitis, pneumonia, or bacteremia; and having emm types 1, 3, or 12. Conclusions. GAS remains an important cause of severe disease in the United States. The introduction of a vaccine could significantly reduce morbidity and mortality due to these infections.

The heptavalent pneumococcal conjugate vaccine (PCV7) was introduced in the United States (US) in 2000 and has significantly reduced invasive pneumococcal disease; however, the incidence of nonvaccine serotype invasive disease, particularly due to serotype 19A, has increased. The serotype 19A increase can be explained in part by expansion of a genotype that has been circulating in the US prior to vaccine implementation (and other countries since at least 1990), but also by the emergence of a novel "vaccine escape recombinant" pneumococcal strain. This strain has a genotype that previously was only associated with vaccine serotype 4, but now expresses a nonvaccine serotype 19A capsule. Based on prior evidence for capsular switching by recombination at the capsular locus, the genetic event that resulted in this novel serotype/genotype combination might be identifiable from the DNA sequence of individual pneumococcal strains. Therefore, the aim of this study was to characterise the putative recombinational event(s) at the capsular locus that resulted in the change from a vaccine to a nonvaccine capsular type. Sequencing the capsular locus flanking regions of 51 vaccine escape (progeny), recipient, and putative donor pneumococci revealed a 39 kb recombinational fragment, which included the capsular locus, flanking regions, and two adjacent penicillin-binding proteins, and thus resulted in a capsular switch and penicillin nonsusceptibility in a single genetic event. Since 2003, 37 such vaccine escape strains have been detected, some of which had evolved further. Furthermore, two new types of serotype 19A vaccine escape strains emerged in 2005. To our knowledge, this is the first time a single recombinational event has been documented in vivo that resulted in both a change of serotype and penicillin nonsusceptibility. Vaccine escape by genetic recombination at the capsular locus has the potential to reduce PCV7 effectiveness in the longer term.