Bordetellae

Čierny kašeľ je akútne infekčné ochorenie postihujúce prevažne deti, ktoré sa vyznačuje cyklickým priebehom a paroxyzmálnym spastickým kašľom.

Pôvodca ochorenia, Bordetella pertussis, bol prvýkrát objavený v roku 1900 v náteroch z detského spúta a následne izolovaný v čistej kultúre v roku 1906 J. Bordetom a O. Gengouom. Pôvodcu ochorenia podobného čiernemu kašľu, ale miernejšieho, bordetella parapertussis, izolovali a študovali v roku 1937 G. Eldering a P. Kendrick a nezávisle v roku 1937 W. Bradford a B. Slavin. Bordetella bronchiseptica, pôvodca zriedkavého ochorenia podobného čiernemu kašľu u ľudí, bol izolovaný v roku 1911 u psov N. Ferrym a u ľudí Brownom v roku 1926. V roku 1984 bol izolovaný nový druh, Bordetella avium; jeho patogenita pre ľudí ešte nebola stanovená.

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

Morfológia Bordetelly

Bordetella patrí do triedy Betaproteobacteria, sú gramnegatívne a dobre sa farbia všetkými anilínovými farbivami. Niekedy sa zistí bipolárne farbenie vďaka volutínovým zrnám na póloch bunky. Pôvodca čierneho kašľa má tvar vajcovitej tyčinky (coccobacterium) s rozmermi 0,2-0,5 x 1,0-1,2 μm. Parakoklyushnaya bacil má rovnaký tvar, ale je o niečo väčší (0,6 x 2 μm). Zvyčajne sa nachádzajú jednotlivo, ale môžu sa nachádzať aj v pároch. Netvoria spóry; kapsula sa nachádza v mladých kultúrach a v baktériách izolovaných z makroorganizmu. Bordetella sú nepohyblivé, s výnimkou B. bronchiseptica, ktorá je peritrichóznou baktériou. Obsah G + C v DNA je 61-70 mol %. Patria medzi hemofilné baktérie.

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

Biochemické vlastnosti Bordetelly

Bordetelly sú striktné aeróby, chemoorganotrofy. Optimálna teplota rastu je 35 – 36 °C. Pôvodca čierneho kašľa v hladkej S-forme (tzv. fáza I), na rozdiel od ostatných dvoch druhov Bordetella, nerastie na MPB a MPA, pretože jeho rozmnožovanie je brzdené akumuláciou nenasýtených mastných kyselín v médiu, ktoré vzniká počas rastu, ako aj koloidnou sírou a ďalšími metabolickými produktmi, ktoré vznikajú počas rastu. Na ich neutralizáciu (alebo adsorpciu) sa do média na pestovanie baktérií čierneho kašľa musí pridať škrob, albumín a drevené uhlie alebo iónomeničové živice. Mikrób vyžaduje v rastovom médiu prítomnosť 3 aminokyselín – prolínu, cysteínu a kyseliny glutámovej, ktorých zdrojom sú kazeín alebo hydrolyzáty z fazule. Tradičným médiom na pestovanie pertusového bacilu je Bordet-Gengouovo médium (zemiakovo-glycerínový agar s prídavkom krvi), na ktorom rastie vo forme hladkých, lesklých, priehľadných kopulovitých kolónií s perleťovým alebo kovovým ortuťovým odtieňom s priemerom približne 1 mm, ktoré rastú 3. až 4. deň. Na inom médiu - kazeínovo-uhoľnom agare (CCA) - tiež 3. až 4. deň rastú hladké konvexné kolónie s priemerom približne 1 mm, ktoré majú sivo-krémovú farbu a viskóznu konzistenciu. Kolónie baktérií parapertussis sa vzhľadom nelíšia od pertussis, ale sú väčšie a zisťujú sa 2. až 3. deň a kolónie B. bronchiseptica sa zisťujú už 1. až 2. deň.

Charakteristickým znakom baktérií čierneho kašľa je ich tendencia rýchlo meniť svoje kultivačné a sérologické vlastnosti pri zmene zloženia živného média, teploty a iných rastových podmienok. V procese prechodu z S-formy (fáza I) do stabilnej hrubej R-formy (fáza IV) cez medziľahlé fázy II a III sa pozorujú plynulé zmeny antigénnych vlastností; patogénne vlastnosti sa strácajú.

Baktérie Parapertussis a B. bronchiseptica, ako aj baktérie pertussis fázy II, III a IV rastú na MPA a MPB. Pri pestovaní na tekutom médiu sa pozoruje difúzny zákal s hustým sedimentom na dne; bunky môžu byť o niečo väčšie a polymorfné, niekedy tvoria vlákna. V R-forme a intermediárnych formách baktérie vykazujú výrazný polymorfizmus.

Na Bordet-Gengouovom médiu tvoria všetky Bordetella mierne obmedzenú zónu hemolýzy okolo kolónií, ktorá sa difúzne šíri do média.

Bordetella nefermentuje sacharidy, netvorí indol, neredukuje dusičnany na dusitany (s výnimkou B. bronchiseptica). Baktérie Parapertussis vylučujú tyrozinázu, ktorá tvorí pigment, ktorý farbí médium a kultúru na hnedo.

Bordetella obsahuje niekoľko antigénových komplexov. Somatický O-antigén je druhovo špecifický; generickým antigénom je aglutinogén 7. Hlavnými aglutinogénmi u pôvodcu čierneho kašľa sú 7. (generický), 1. (druhový) a najčastejšie detegované typovo špecifické 2. a 3. sérovarianty. V závislosti od ich kombinácie sa u Bordetella pertussis rozlišujú štyri sérovarianty: 1, 2, 3; 1, 2.0; 1, 0, 3 a 1.0.0.

[ 9 ], [ 10 ]

Faktory patogenity Bordetella

Fimbrie (aglutinogény), proteín vonkajšej membrány pertaktín (69 kDa) a filamentózny hemaglutinín (povrchový proteín) sú zodpovedné za adhéziu patogénu na ciliárny epitel stredných častí dýchacích ciest (priedušnica, priedušky). Kapsula chráni pred fagocytózou. Často sú prítomné hyaluronidáza, lecitínáza, plazmokogulazá a adenylátcykláza. Endotoxín (LPS) obsahuje dva lipidy: A a X. Biologická aktivita LPS je určená lipidom X, lipid A má nízku pyrogenitu a je netoxický. LPS má imunogenicitu (celobunková vakcína), ale spôsobuje senzibilizáciu. Existujú tri exotoxíny. Pertusový toxín (117 kDa) má podobnú štruktúru a funkciu ako choleragén, vykazuje ADP-ribozyltransferázovú aktivitu (ribozyluje transducín, proteín cieľovej bunkovej membrány, ktorý je súčasťou systému inhibujúceho bunkovú adenylátcyklázu), je silný imunogén, zvyšuje lymfocytózu a produkciu inzulínu. Tracheálny cytotoxín je fragment peptidového glykánu, je pyrogénny, artritogénny, indukuje pomalovlnný spánok a stimuluje produkciu IL-1, v reakcii na čo sa syntetizuje oxid dusnatý (cytotoxický faktor). Poškodzuje tracheálne epitelové bunky a spôsobuje ciliostázu. Tepelne labilný dermonekrotoxín je neurotropný, má vazokonstrikčnú aktivitu, je homológny s cytotoxickým nekrotizačným faktorom 1 (CNF1) Escherichia coli. Jeho cieľom sú Rho proteíny bunkových membrán. Dermonekrotoxín sa deteguje intradermálnym testom na králikoch (Doldov test).

Imunita

Po prekonaní ochorenia sa vytvorí stabilná celoživotná imunita; imunita po očkovaní trvá iba 3-5 rokov.

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

Epidemiológia čierneho kašľa

Zdrojom infekcie pri čiernom kašli a parapertussis je pacient s typickou alebo latentnou formou, najmä v období pred nástupom spastických kašľov. Pri ochorení podobnom čiernemu kašľu spôsobenom B. bronchiseptica môžu byť zdrojom infekcie domáce a divé zvieratá, medzi ktorými sa niekedy pozorujú epizootie (ošípané, králiky, psy, mačky, potkany, morčatá, opice) a najčastejšie sú postihnuté dýchacie cesty. Mechanizmus infekcie je vzdušný. Bordetelly majú špecifický tropizmus k ciliárnemu epitelu dýchacích ciest hostiteľa. Na infekciu sú náchylní ľudia všetkých vekových kategórií, ale najnáchylnejšie sú deti od 1 do 10 rokov.

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

Príznaky čierneho kašľa

Inkubačná doba čierneho kašľa je 3 až 14 dní, častejšie 5-8 dní. Patogén po vstupe do sliznice horných dýchacích ciest sa množí v bunkách ciliárneho epitelu a potom sa bronchogénnou cestou šíri do dolných častí (priedušky, alveoly, malé priedušky). Pôsobením exotoxínu sa epitel sliznice stáva nekrotickým, v dôsledku čoho sú receptory kašľa podráždené a v centre kašľa predĺženej miechy vzniká neustály tok signálov, v ktorom sa vytvára pretrvávajúce ohnisko excitácie. To vedie k vzniku spastických záchvatov kašľa. Čierny kašeľ nie je sprevádzaný bakteriémiou. Sekundárna bakteriálna flóra môže viesť ku komplikáciám.

V priebehu ochorenia sa rozlišujú nasledujúce štádiá:

• katarálne obdobie, trvajúce približne 2 týždne a sprevádzané suchým kašľom; stav pacienta sa postupne zhoršuje;
• kŕčové (spastické) alebo spastické obdobie, trvajúce až 4-6 týždňov a charakterizované záchvatmi nekontrolovateľného „štekajúceho“ kašľa, ktoré sa vyskytujú až 20-30-krát denne, pričom záchvaty môžu byť vyvolané aj nešpecifickými dráždivými látkami (svetlo, zvuk, vôňa, lekárske manipulácie, vyšetrenie atď.);
• obdobie ústupu, keď sa záchvaty kašľa stávajú menej častými a kratšími, dochádza k odvrhnutiu nekrotických oblastí sliznice horných dýchacích ciest, často vo forme „odliatkov“ z priedušnice a priedušiek; trvanie - 2-4 týždne.

Laboratórna diagnostika čierneho kašľa

Hlavné diagnostické metódy sú bakteriologické a sérologické; pre urýchlenú diagnostiku, najmä v skorom štádiu ochorenia, možno použiť imunofluorescenčnú reakciu. Na izoláciu čistej kultúry sa ako materiál používa hlien z nosohltana alebo spúta, ktoré sa vysievajú na médium AUC alebo Bordet-Gengou. Výsev sa môže vykonať aj metódou „platní proti kašľu“. Pestovaná kultúra sa identifikuje kombináciou kultivačných, biochemických a antigénnych vlastností. Sérologické reakcie – aglutinácia, fixácia komplementu, pasívna hemaglutinácia – sa používajú hlavne na retrospektívnu diagnostiku čierneho kašľa alebo v prípadoch, keď nebola izolovaná čistá kultúra. Protilátky proti patogénu sa objavujú najskôr v 3. týždni ochorenia, diagnóza sa potvrdzuje zvýšením titra protilátok v sérach odoberaných v 1-2 týždňových intervaloch. U detí v prvých dvoch rokoch života sú sérologické reakcie často negatívne.

Liečba čierneho kašľa

Na liečbu sa používajú antibiotiká (gentamicín, ampicilín), ktoré sú účinné v katarálnom období ochorenia a zbytočné v kŕčovitom období.

Špecifická prevencia čierneho kašľa

Na rutinnú prevenciu ochorenia sa deti očkujú proti čiernemu kašľu adsorbovanou vakcínou proti čiernemu kašľu, záškrtu a tetanu (DPT), ktorá obsahuje 20 miliárd usmrtených baktérií čierneho kašľa v 1 ml. Samostatne vyrobená usmrtená vakcína proti čiernemu kašľu, ktorá sa používa v detských skupinách podľa epidemiologických indikácií, je založená na rovnakej zložke. Táto zložka je reaktogénna (neurotoxická vlastnosť), preto sa v súčasnosti aktívne skúmajú acelulárne vakcíny obsahujúce 2 až 5 zložiek (toxoid čierneho kašľa, filamentózny hemaglutinín, pertaktín a 2 fimbriálne aglutinogény).