For at søge i hele bogen, indtast et begreb eller en sætning i formularen nedenfor
Bordetella pertussis og kighoste (side 1)
(Dette kapitel har 3 sider)
© Kenneth Todar, PhD
Bordetella pertussis,agenset for pertussis eller kighoste. Gramfarve. (CDC)
Bordetella pertussis
Kighoste (pertussis) forårsages af bakterien Bordetellapertussis. B. pertussis er en meget lilleGram-negativaerob coccobacille, der forekommer enkeltvis eller parvis. Dens metabolisme er respiratorisk, aldrig fermentativ, og taksonomisk er Bordetella placeret blandt “Gram-negative aerobe stave og kokker” i Bergey’s Manual.Bordetella tilhører ikke nogen familie. Bakterierne er ernæringsmæssigt fastidiøse og dyrkes normalt på rige medier suppleret med blod. De kan dog også dyrkes på syntetisk medium, som indeholder buffer, salte, en aminosyre-energikilde og vækstfaktorer som f.eks. nikotinamid (som der er et strengt krav til). Selv på blodagar vokser organismen langsomt og har brug for 3-6 dage til at danne punktformede kolonier.
Bordetella pertussis koloniserer cilierne i pattedyrs respirationsepithel (figur 1). Generelt antages det, at B. pertussis ikke invaderer vævene, men nyere arbejde har vist, at bakterien er i alveolære makrofager. Bakterien er patogen for mennesker og muligvis også for højere primater, og der kendes ingen andre reservoirer. Kighoste er en forholdsvis mild sygdom hos voksne, men har en betydelig dødelighed hos spædbørn. Indtil der blev indført immunisering i 1930’erne, var kighoste en af de hyppigste og alvorligste sygdomme hos spædbørn i USA.
Patogenese
Sygdommen kighoste har to stadier. Det første stadium, kolonisering, er en sygdom i de øvre luftveje med feber, utilpashed og hoste, som øges i intensitet over en periode på ca. 10 dage. I denne fase kan organismen genfindes i stort antal fra svælgkulturer, og sygdommens hyppighed og varighed kan reduceres ved antimikrobiel behandling.B. pertussis’ adhærensmekanismer involverer et “filamentøst hæmagglutinin” (FHA), som er en fimbrialignende struktur på bakterieoverfladen, og cellebundet pertussistoksin (PTx). Kortdistanceeffekter af opløselige toksiner spiller også en rolle i invasionen i koloniseringsfasen.
Figur1. Kolonisering af trachealepithelceller med Bordetella pertussis
Det andet eller toksemiske stadium af pertussis følger relativtnonspecifikkesymptomer fra koloniseringsstadiet. Det begynder gradvist med langvarig og paroxystisk hoste, der ofte ender med et karakteristisk inspiratorisk gisp (whoop). For at høre den karakteristiske lyd af kighoste kan man klikke på whoop.wav (whoop.wav er ophavsretligt beskyttet af Dr. DougJenkinson, Nottingham, England. www.whoopingcough.net). I dette andet stadium kan B. pertussis sjældent helbredes, og antimikrobielle midler har ingen effekt på sygdomsforløbet.Som beskrevet nedenfor formidles dette stadium af en række forskellige solubletoxiner.
Kolonisering
Undersøgelser af B. pertussis og dens adhæser har fokuseret på dyrkningsdammaliaceller, der mangler de fleste af de træk, som fligede epithelceller har.Der er dog blevet draget nogle generelle konklusioner. De to vigtigste koloniseringsfaktorer er det filamentøse hæmagglutinin (FHA) og pertussistoksinet (PTx). Filamentøst hæmagglutinin er et stort (220 kDa) protein, der danner filamentøse strukturer på celleoverfladen. FHA binder sig til galactosresiduer på en sulfateret glycolipid kaldet sulfatid, som er meget almindelig på overfladen af ciliaterceller. Mutationer i det strukturelle FHA-gen reducerer organismens evne til at kolonisere, og antistoffer mod FHA giver beskyttelse mod infektion. Det er dog usandsynligt, at FHA er det eneste adhæsium, der er involveret i koloniseringen. Strukturgenet for FHA er blevet klonet og eksprimeret i E. coli, hvilket giver mulighed for at fremstille det til brug i en vaccinkomponent.
Et af B. pertussis’ toksiner, pertussistoksinet (PTx), er også involveret i adhærens til trachealepitelet. Pertussistoxin er et 105 kDa protein, der består af seks underenheder: Toksinet er både udskilt i den ekstracellulære væske og cellebundet.Nogle komponenter af det cellebundne toksin (S2 og S3) fungerer som adhesiner og synes at binde bakterierne til værtsceller. S2 og S3 udnytter forskellige receptorer på værtsceller. S2 binder sig specifikt til en glykolipid kaldet lactosylceramid, som primært findes på de cilierede epitelceller. S3 binder sig til et glykoprotein, der hovedsagelig findes på fagocytiske celler.
Pertussistoksinets S1-underenhed er A-komponenten med ADPribosylating-aktivitet, og S2 og S3’s funktion antages at være involveret i at binde det intakte (ekstracellulære) toksin til dets målcelleoverflade. Antistoffer mod PTx-komponenter forhindrer kolonisering af cilierede celler med bakterierne og giver en effektiv beskyttelse mod infektion. Perkussisttoksin er således klart en vigtig virulensfaktor i den indledende koloniseringsfase af infektionen.
Da S3-underenheden af pertussisttoksin er i stand til at binde sig til phagocytternes overflade, og da FHA vil binde sig til integrin CR3 på phagocytternes overflade (receptoren for komplement C3b), er det blevet spekuleret, at bakterien måske fortrinsvis binder sig til phagocytter for at lette sin egen opslugning. Bakterier, der optages ad denne unormale vej, undgår måske at stimulere det oxidative udbrud, der normalt ledsager den fagocytiske optagelse af bakterieceller, som er opsoniseret af antistoffer eller komplement C3b. Når bakterierne først er inde i cellerne, kan de anvende andre toksiner (f.eks. adenylatcyklase-toksin) til at undergrave fagocyternes bakteriedræbende aktiviteter. Under alle omstændigheder er der tegn på, at Bordetella pertussis kan bruge denne mekanisme til at komme ind i og forblive i fagocytter som en intracellulær parasit. Hvis B. pertussis er en intracellulær parasit, ville det forklare, hvorfor immunitet mod pertussis bedre hænger sammen med tilstedeværelsen af specifikke cytotoksiske T-celler end med tilstedeværelsen af antistoffer mod bakterieprodukter.
B. pertussis producerer mindst to andre typer adhæsistoffer,to typer fimbriae og et ikke-fimbrialt overfladeprotein kaldet pertactin,menderes rolle i adhærens og patogenese er ikke veletableret.
kapitel fortsat
Næste side