Bordetellae

Krztusiec jest ostrą chorobą zakaźną, dotykającą głównie dzieci, charakteryzującą się cyklicznym przebiegiem i napadowym, spastycznym kaszlem.

Czynnik sprawczy, Bordetella pertussis, został po raz pierwszy odkryty w 1900 roku w rozmazach plwociny dziecka, a następnie wyizolowany w czystej kulturze w 1906 roku przez J. Bordeta i O. Gengou. Czynnik sprawczy choroby podobnej do krztuśca, ale łagodniejszej, bordetella parapertussis, został wyizolowany i zbadany w 1937 roku przez G. Elderinga i P. Kendricka oraz niezależnie w 1937 roku przez W. Bradforda i B. Slavina. Bordetella bronchiseptica, czynnik sprawczy rzadkiej choroby podobnej do krztuśca u ludzi, został wyizolowany w 1911 roku u psów przez N. Ferry'ego, a u ludzi przez Browna w 1926 roku. W 1984 roku wyizolowano nowy gatunek, Bordetella avium; jego patogeniczność dla ludzi nie została jeszcze ustalona.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Morfologia Bordetella

Bordetella należą do klasy Betaproteobacteria, są gram-ujemne i dobrze barwią się wszystkimi barwnikami anilinowymi. Czasami ujawnia się barwienie bipolarne z powodu ziaren wolutyny na biegunach komórkowych. Czynnik wywołujący krztusiec ma postać jajowatego pręta (coccobacterium) o wymiarach 0,2-0,5 x 1,0-1,2 μm. Parakoklyushnaya bacillus ma ten sam kształt, ale jest nieco większy (0,6 x 2 μm). Zazwyczaj występują pojedynczo, ale mogą występować w parach. Nie tworzą zarodników; otoczka występuje w młodych kulturach i w bakteriach wyizolowanych z makroorganizmu. Bordetella są nieruchome, z wyjątkiem B. bronchiseptica, która jest bakterią perytrychiczną. Zawartość G + C w DNA wynosi 61-70 mol %. Należą do bakterii hemofilowych.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]

Właściwości biochemiczne Bordetella

Bordetella to bezwzględne tlenowce, chemoorganotrofy. Optymalna temperatura wzrostu wynosi 35-36 °C. Czynnik wywołujący krztusiec w gładkiej formie S (tzw. faza I), w przeciwieństwie do dwóch pozostałych gatunków Bordetella, nie rośnie na MPB i MPA, ponieważ jego rozmnażanie jest utrudnione przez gromadzenie się nienasyconych kwasów tłuszczowych w podłożu powstałym w trakcie wzrostu, a także siarki koloidalnej i innych produktów przemiany materii powstałych w trakcie wzrostu. Aby je zneutralizować (lub zaadsorbować), do podłoża do hodowli bakterii krztuśca należy dodać skrobię, albuminę i węgiel drzewny lub żywice jonowymienne. Drobnoustrój wymaga obecności 3 aminokwasów w podłożu wzrostowym - proliny, cysteiny i kwasu glutaminowego, których źródłem są kazeina lub hydrolizaty fasoli. Tradycyjnym podłożem do hodowli pałeczki krztuśca jest podłoże Bordeta-Gengou (agar ziemniaczano-glicerynowy z dodatkiem krwi), na którym rośnie ona w postaci gładkich, błyszczących, przezroczystych kolonii w kształcie kopuły o perłowym lub metalicznym odcieniu rtęci, o średnicy około 1 mm, które rosną 3-4 dnia. Na innym podłożu - agarze kazeinowo-węglowym (CCA) - również 3-4 dnia rosną gładkie wypukłe kolonie o średnicy około 1 mm, o szaro-kremowej barwie i lepkiej konsystencji. Kolonie bakterii parapertussis nie różnią się wyglądem od krztuśca, ale są większe i wykrywane są 2-3 dnia, a kolonie B. bronchiseptica wykrywane są już 1-2 dnia.

Cechą charakterystyczną bakterii krztuśca jest ich tendencja do szybkiej zmiany właściwości kulturowych i serologicznych, gdy zmienia się skład pożywki, temperatura i inne warunki wzrostu. W procesie przejścia od formy S (faza I) do stabilnej szorstkiej formy R (faza IV) poprzez fazy pośrednie II i III obserwuje się łagodne zmiany właściwości antygenowych; właściwości patogenne są tracone.

Bakterie parapertussis i B. bronchiseptica, a także bakterie pertussis fazy II, III i IV rosną na MPA i MPB. W przypadku wzrostu na podłożu płynnym obserwuje się rozproszone zmętnienie z gęstym osadem na dnie; komórki mogą być nieco większe i polimorficzne, czasami tworząc nici. W formie R i pośrednich bakterie wykazują wyraźny polimorfizm.

Na podłożu Bordeta-Gengou wszystkie bakterie Bordetella tworzą wokół kolonii niewielką strefę hemolizy, rozprzestrzeniając się dyfuzyjnie w podłożu.

Bordetella nie fermentuje węglowodanów, nie tworzy indolu, nie redukuje azotanów do azotynów (z wyjątkiem B. bronchiseptica). Bakterie Parapertussis wydzielają tyrozynazę, tworząc pigment, który barwi podłoże i hodowlę na brązowo.

Bordetella zawiera kilka kompleksów antygenowych. Somatyczny antygen O jest gatunkowo specyficzny; antygenem generycznym jest aglutynogen 7. Główne aglutynogeny w czynniku wywołującym krztusiec to 7. (generyczny), 1. (gatunkowy) i najczęściej wykrywane 2. i 3. typowo specyficzne. W zależności od ich kombinacji w Bordetella pertussis rozróżnia się cztery serowarianty: 1,2,3; 1, 2.0; 1, 0, 3 i 1.0.0.

[ 9 ], [ 10 ]

Czynniki patogeniczności Bordetella

Fimbrie (aglutynogeny), białko błony zewnętrznej pertaktyna (69 kDa) i hemaglutynina nitkowata (białko powierzchniowe) są odpowiedzialne za przyleganie patogenu do nabłonka rzęskowego środkowych odcinków dróg oddechowych (tchawica, oskrzela). Otoczka chroni przed fagocytozą. Często występują hialuronidaza, lecytynaza, plazmokoagulaza i cyklaza adenylowa. Endotoksyna (LPS) zawiera dwa lipidy: A i X. Aktywność biologiczna LPS jest determinowana przez lipid X, lipid A ma niską pirogenność i jest nietoksyczny. LPS ma immunogenność (szczepionka pełnokomórkowa), ale powoduje uczulenie. Istnieją trzy egzotoksyny. Toksyna krztuśca (117 kDa) ma podobną strukturę i funkcję do choleragenu, wykazuje aktywność ADP-rybozylotransferazy (rybozyluje transducynę, białko błony komórkowej docelowej, które jest częścią układu hamującego komórkową cyklazę adenylanową), jest silnym immunogenem, zwiększa limfocytozę i produkcję insuliny. Cytotoksyna tchawicza jest fragmentem peptydoglikanu, jest pirogenna, artretyczna, wywołuje sen wolnofalowy i stymuluje produkcję IL-1, w odpowiedzi na którą syntetyzowany jest tlenek azotu (czynnik cytotoksyczny). Uszkadza komórki nabłonka tchawiczego i powoduje ciliostazę. Termolabilna dermonekrotoksyna jest neurotropowa, ma działanie zwężające naczynia krwionośne, jest homologiczna do cytotoksycznego czynnika martwiczego 1 (CNF1) Escherichia coli. Jej celem są białka Rho błon komórkowych. Dermonekrotoksynę wykrywa się za pomocą śródskórnego testu u królików (test Dolda).

Odporność

Po przebyciu choroby wytwarza się trwała odporność, która utrzymuje się przez całe życie; odporność po szczepieniu utrzymuje się zaledwie 3-5 lat.

[ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ]

Epidemiologia krztuśca

Źródłem zakażenia w krztuścu i parapertussis jest pacjent z postacią typową lub utajoną, zwłaszcza w okresie poprzedzającym wystąpienie kaszlu spastycznego. W chorobie podobnej do krztuśca, wywoływanej przez B. bronchiseptica, źródłem zakażenia mogą być zwierzęta domowe i dzikie, wśród których czasami obserwuje się epizootie (świnie, króliki, psy, koty, szczury, świnki morskie, małpy), a najczęściej zakażeniu ulegają drogi oddechowe. Mechanizm zakażenia jest drogą powietrzną. Bordetella mają specyficzny tropizm do nabłonka rzęskowego dróg oddechowych żywiciela. Na zakażenie podatne są osoby w każdym wieku, ale najbardziej podatne są dzieci w wieku od 1 do 10 lat.

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ], [ 22 ], [ 23 ]

Objawy krztuśca

Okres inkubacji krztuśca wynosi od 3 do 14 dni, częściej 5-8 dni. Patogen, po wniknięciu do błony śluzowej górnych dróg oddechowych, rozmnaża się w komórkach nabłonka rzęskowego, a następnie rozprzestrzenia się drogą oskrzelowo-płucną do dolnych odcinków (oskrzelików, pęcherzyków płucnych, małych oskrzeli). Pod wpływem egzotoksyny nabłonek błony śluzowej ulega martwicy, w wyniku czego receptory kaszlu są drażnione, a w ośrodku kaszlu rdzenia przedłużonego powstaje stały przepływ sygnałów, w którym tworzy się trwałe ognisko pobudzenia. Prowadzi to do występowania spazmatycznych ataków kaszlu. Kokluszowi nie towarzyszy bakteriemii. Wtórna flora bakteryjna może prowadzić do powikłań.

W przebiegu choroby wyróżnia się następujące stadia:

• okres kataru, trwający około 2 tygodni, któremu towarzyszy suchy kaszel; stan chorego stopniowo się pogarsza;
• okres konwulsyjny (spazmatyczny) lub spazmatyczny, trwający do 4-6 tygodni i charakteryzujący się napadami niekontrolowanego „szczekającego” kaszlu występującego do 20-30 razy dziennie, a napady mogą być wywoływane nawet przez niespecyficzne czynniki drażniące (światło, dźwięk, zapach, manipulacje medyczne, badanie itp.);
• okres ustępowania, kiedy napady kaszlu stają się rzadsze i trwają krócej, odrzucane są martwicze obszary błony śluzowej górnych dróg oddechowych, często w postaci „wałków” z tchawicy i oskrzeli; czas trwania – 2-4 tygodnie.

Diagnostyka laboratoryjna krztuśca

Główne metody diagnostyczne to bakteriologiczne i serologiczne; do przyspieszonej diagnostyki, zwłaszcza na wczesnym etapie choroby, można zastosować reakcję immunofluorescencyjną. Do wyizolowania czystej kultury jako materiał stosuje się śluz z nosogardła lub plwocinę, którą wysiewa się na podłoże AUC lub Bordet-Gengou. Wysiew można również wykonać metodą „płytek kaszlowych”. Wyhodowaną kulturę identyfikuje się na podstawie połączenia właściwości kulturowych, biochemicznych i antygenowych. Reakcje serologiczne - aglutynacja, wiązanie dopełniacza, bierna hemaglutynacja - stosuje się głównie do retrospektywnej diagnostyki krztuśca lub w przypadkach, gdy nie wyizolowano czystej kultury. Przeciwciała przeciwko patogenowi pojawiają się nie wcześniej niż w 3 tygodniu choroby, rozpoznanie potwierdza się wzrostem miana przeciwciał w surowicach pobranych w odstępach 1-2 tygodniowych. U dzieci w pierwszych dwóch latach życia reakcje serologiczne są często ujemne.

Leczenie krztuśca

W leczeniu stosuje się antybiotyki (gentamycynę, ampicylinę), które są skuteczne w nieżytowym okresie choroby, natomiast nie przynoszą rezultatu w okresie drgawkowym.

Konkretna profilaktyka krztuśca

W ramach rutynowej profilaktyki choroby dzieci są szczepione przeciwko krztuścowi, przy użyciu adsorbowanej szczepionki przeciw krztuścowi, błonicy i tężcowi (DPT), zawierającej 20 miliardów zabitych bakterii krztuśca w 1 ml. Osobno produkowana zabita szczepionka przeciw krztuścowi, stosowana w grupach dziecięcych zgodnie ze wskazaniami epidemiologicznymi, opiera się na tym samym składniku. Składnik ten jest reaktogenny (właściwość neurotoksyczna), dlatego obecnie aktywnie badane są szczepionki bezkomórkowe zawierające od 2 do 5 składników (toksoid krztuśca, hemaglutyninę nitkowatą, pertaktynę i 2 aglutynogeny fimbrialne).