Бордетелли

Кашлюк – це гостре інфекційне захворювання, що вражає переважно дітей, що характеризується циклічним перебігом та нападоподібним спазматичним кашлем.

Збудник, Bordetella pertussis, був вперше виявлений у 1900 році в мазках з мокротиння дитини, а потім виділений у чистій культурі в 1906 році Ж. Борде та О. Жангу. Збудник захворювання, подібного до кашлюку, але легшого перебігу, bordetella parapertussis, був виділений та вивчений у 1937 році Г. Елдерінгом та П. Кендріком і незалежно в 1937 році В. Бредфордом та Б. Славіним. Bordetella bronchiseptica, збудник рідкісного кашлюкоподібного захворювання у людей, був виділений у 1911 році у собак Н. Феррі та у людей Брауном у 1926 році. У 1984 році був виділений новий вид, Bordetella avium; його патогенність для людини ще не встановлена.

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

Морфологія Бордетелли

Бордетели належать до класу Betaproteobacteria, є грамнегативними та добре забарвлюються всіма аніліновими барвниками. Іноді виявляється біполярне забарвлення завдяки волютиновим зернам на полюсах клітини. Збудник кашлюку має форму яйцеподібної палички (коккобактерії) розміром 0,2-0,5 x 1,0-1,2 мкм. Паракоклюшна паличка має таку ж форму, але дещо більша (0,6 x 2 мкм). Зазвичай вони розташовуються поодинці, але можуть розташовуватися парами. Не утворюють спор; капсула виявляється в молодих культурах та у бактерій, виділених з макроорганізму. Бордетели нерухомі, за винятком B. bronchiseptica, яка є перитрихною бактерією. Вміст G + C у ДНК становить 61-70 мол.%. Вони належать до гемофільних бактерій.

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

Біохімічні властивості бордетели

Бордетели – це строгі аероби, хемоорганотрофи. Оптимальна температура росту становить 35-36 °C. Збудник кашлюку в гладкій S-формі (так звана фаза I), на відміну від двох інших видів бордетел, не росте на MPB та MPA, оскільки його розмноження ускладнюється накопиченням ненасичених жирних кислот у середовищі, що утворюється під час росту, а також колоїдної сірки та інших продуктів метаболізму, що утворюються під час росту. Для їх нейтралізації (або адсорбції) до середовища для вирощування бактерій кашлюку необхідно додавати крохмаль, альбумін та деревне вугілля або іонообмінні смоли. Мікробу потрібна присутність у середовищі для росту 3 амінокислот – проліну, цистеїну та глутамінової кислоти, джерелом яких є казеїн або гідролізати бобів. Традиційним середовищем для вирощування кашлюкової палички є середовище Борде-Жангу (картопляно-гліцериновий агар з додаванням крові), на якому вона росте у вигляді гладких, блискучих, прозорих куполоподібних колоній з перламутровим або металевим ртутним відтінком, діаметром близько 1 мм, які виростають на 3-4-й день. На іншому середовищі - казеїново-вугільному агарі (ККА) - також на 3-4-й день виростають гладкі опуклі колонії діаметром близько 1 мм, що мають сірувато-кремовий колір та в'язку консистенцію. Колонії паракоклюшних бактерій за зовнішнім виглядом не відрізняються від кашлюкових, але є більшими та виявляються на 2-3-й день, а колонії B. bronchiseptica виявляються вже на 1-2-й день.

Характерною особливістю бактерій кашлюку є їхня схильність до швидкої зміни своїх культуральних та серологічних властивостей при зміні складу живильного середовища, температури та інших умов вирощування. У процесі переходу від S-форми (фаза I) до стабільної шорсткої R-форми (фаза IV) через проміжні фази II та III спостерігаються плавні зміни антигенних властивостей; патогенні властивості втрачаються.

Бактерії паракоклюшу та B. bronchiseptica, а також бактерії коклюшу II, III та IV фаз ростуть на MPA та MPB. При вирощуванні на рідкому середовищі спостерігається дифузне помутніння з щільним осадом на дні; клітини можуть бути дещо більшими та поліморфними, іноді утворюючи нитки. У R-формі та проміжних формах бактерії проявляють виражений поліморфізм.

На середовищі Борде-Жангу всі Bordetella утворюють дещо обмежену зону гемолізу навколо колоній, дифузно поширюючись у середовищі.

Бордетели не ферментують вуглеводи, не утворюють індол, не відновлюють нітрати до нітритів (за винятком B. bronchiseptica). Паракоклюшні бактерії виділяють тирозиназу, утворюючи пігмент, який забарвлює середовище та культуру в коричневий колір.

Бордетели містять кілька антигенних комплексів. Соматичний О-антиген є видоспецифічним; родовим антигеном є аглютиноген 7. Основними аглютиногенами у збудника кашлюку є 7-й (родовий), 1-й (видовий) та найчастіше виявляються типоспецифічні 2-й та 3-й. Залежно від їх поєднання, у Bordetella pertussis розрізняють чотири сероваріанти: 1, 2, 3; 1, 2.0; 1, 0, 3 та 1.0.0.

[ 9 ], [ 10 ]

Фактори патогенності бордетел

Фімбрії (аглютиногени), білок зовнішньої мембрани пертактин (69 кДа) та нитчастий гемаглютинін (поверхневий білок) відповідають за адгезію збудника до війчастого епітелію середніх відділів дихальних шляхів (трахеї, бронхів). Капсула захищає від фагоцитозу. Часто присутні гіалуронідаза, лецитиназа, плазмокоагулаза та аденілатциклаза. Ендотоксин (ЛПС) містить два ліпіди: А та X. Біологічна активність ЛПС визначається ліпідом X, ліпід А має низьку пірогенність та нетоксичний. ЛПС має імуногенність (цільноклітинна вакцина), але викликає сенсибілізацію. Існує три екзотоксини. Коклюшний токсин (117 кДа) за структурою та функцією подібний до холерогену, проявляє АДФ-рибозилтрансферазну активність (рибозилаттрансдуцин, білок мембрани клітин-мішеней, що входить до системи, що пригнічує клітинну аденілатциклазу), є сильним імуногеном, посилює лімфоцитоз та вироблення інсуліну. Трахеальний цитотоксин є фрагментом пептидного глікану, є пірогенним, артритогенним, індукує повільнохвильовий сон та стимулює вироблення IL-1, у відповідь на що синтезується оксид азоту (цитотоксичний фактор). Він пошкоджує епітеліальні клітини трахеї та викликає циліостаз. Термолабільний дермонекротоксин є нейротропним, має вазоконстрикторну активність, гомологічний цитотоксичному некротичному фактору 1 (CNF1) Escherichia coli. Його мішенню є Rho-білки клітинних мембран. Дермонекротоксин виявляється внутрішньошкірним тестом на кроликах (тест Дольда).

Імунітет

Після перенесеного захворювання формується стійкий довічний імунітет; поствакцинальний імунітет триває лише 3-5 років.

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

Епідеміологія кашлюку

Джерелом інфекції при кашлюку та паракоклюші є хворий на типову або латентну форму, особливо в період до початку спастичного кашлю. При кашлюкоподібному захворюванні, спричиненому B. bronchiseptica, джерелом інфекції можуть бути домашні та дикі тварини, серед яких іноді спостерігаються епізоотії (свині, кролики, собаки, коти, щури, морські свинки, мавпи), причому найчастіше уражаються дихальні шляхи. Механізм зараження – повітряно-крапельний. Бордетели мають специфічний тропізм до війчастого епітелію дихальних шляхів хазяїна. До інфекції схильні люди різного віку, але найбільш схильні діти від 1 до 10 років.

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

Симптоми кашлюку

Інкубаційний період кашлюку становить від 3 до 14 днів, частіше 5-8 днів. Збудник, потрапивши на слизову оболонку верхніх дихальних шляхів, розмножується в клітинах війчастого епітелію, а потім поширюється бронхогенним шляхом до нижніх відділів (бронхіоли, альвеоли, дрібні бронхи). Під дією екзотоксину епітелій слизової оболонки некротизується, внаслідок чого подразнюються кашльові рецептори та створюється постійний потік сигналів у кашльовому центрі довгастого мозку, в якому формується стійке вогнище збудження. Це призводить до виникнення спастичних нападів кашлюку. Кашлюк не супроводжується бактеріємією. Вторинна бактеріальна флора може призвести до ускладнень.

У перебігу захворювання виділяють такі стадії:

• катаральний період, що триває близько 2 тижнів і супроводжується сухим кашлем; стан пацієнта поступово погіршується;
• судомний (спазматичний), або спастичний, період, що триває до 4-6 тижнів і характеризується нападами неконтрольованого «гавкаючого» кашлю, що виникають до 20-30 разів на день, причому напади можуть бути спровоковані навіть неспецифічними подразниками (світло, звук, запах, медичні маніпуляції, огляд тощо);
• період вирішення, коли напади кашлю стають рідшими та коротшими за тривалістю, некротичні ділянки слизової оболонки верхніх дихальних шляхів відторгаються, часто у вигляді «зліпків» з трахеї та бронхів; тривалість – 2-4 тижні.

Лабораторна діагностика кашлюку

Основними методами діагностики є бактеріологічний та серологічний; для прискореної діагностики, особливо на ранній стадії захворювання, може бути використана реакція імунофлуоресценції. Для виділення чистої культури як матеріал використовують слиз з носоглотки або мокротиння, яке висівають на середовище AUC або Борде-Жангу. Посів також можна проводити методом "кашльових пластинок". Вирощену культуру ідентифікують за поєднанням культуральних, біохімічних та антигенних властивостей. Серологічні реакції - аглютинація, реакція фіксації комплементу, пасивна гемаглютинація - використовуються переважно для ретроспективної діагностики кашлюку або у випадках, коли чиста культура не була виділена. Антитіла до збудника з'являються не раніше 3-го тижня захворювання, діагноз підтверджується підвищенням титру антитіл у сироватках, взятих з інтервалом 1-2 тижні. У дітей перших двох років життя серологічні реакції часто негативні.

Лікування кашлюку

Для лікування використовуються антибіотики (гентаміцин, ампіцилін); вони ефективні в катаральному періоді захворювання та марні в судомному періоді.

Специфічна профілактика кашлюку

Для планової профілактики захворювання дітей вакцинують проти кашлюку, використовуючи адсорбовану кашлюково-дифтерійно-правцеву вакцину (АКДС), що містить 20 мільярдів убитих кашлюкових бактерій в 1 мл. Окремо вироблена вбита кашлюкова вакцина, яка використовується в дитячих колективах за епідеміологічними показаннями, базується на тому ж компоненті. Цей компонент є реактогенним (нейротоксичною властивістю), тому зараз активно вивчаються ацелікулярні вакцини, що містять від 2 до 5 компонентів (кашлюковий анатоксин, нитчастий гемаглютинін, пертактин та 2 фімбріальні аглютиногени).