För att söka i hela boken, ange en term eller fras i formuläret nedan
Bordetella pertussis och kikhosta (sida 1)
(Det här kapitlet har 3 sidor)
© Kenneth Todar, PhD
Bordetella pertussis,agenset för pertussis eller kikhosta. Gramfärgning. (CDC)
Bordetella pertussis
Kikhosta orsakas av bakterien Bordetellapertussis. B. pertussis är en mycket liten gramnegativ aerob koccobacillus som förekommer ensam eller i par. Dess ämnesomsättning är respiratorisk, aldrig fermentativ, och taxonomiskt är Bordetella placerad bland ”Gram-negativa aeroba stavar och kokor” i Bergey’s Manual.Bordetella tillhör ingen familj. Bakterierna är näringsmässigt ffatidiösa och odlas vanligen på rika medier kompletterade med blod. De kan dock odlas i syntetiskt medium som innehåller buffert, salter, en aminosyra som energikälla och tillväxtfaktorer som nikotinamid (som det finns ett strikt krav på). Även på blodagar växer organismen långsamt och det krävs 3-6 dagar för att bilda punktkolonier.
Bordetella pertussis koloniserar cilierna i däggdjursrespiratoriska epitel (figur 1). I allmänhet tror man att B. pertussis inte invaderar vävnaderna, men i vissa nyligen utförda arbeten har man visat att bakterien finns i alveolära makrofager. Bakterien är patogen för människor och eventuellt för högre primater, och ingen annan reservoar är känd. Kikhosta är en relativt mild sjukdom hos vuxna men har en betydande dödlighet hos spädbarn. Tills immunisering infördes på 1930-talet var kikhosta en av de vanligaste och allvarligaste sjukdomarna hos spädbarn i USA.
Patogenes
Sjukdomen kikhosta har två stadier. Det första stadiet, kolonisation, är en sjukdom i de övre luftvägarna med feber, illamående och hosta, som ökar i intensitet under cirka 10 dagar. Under detta skede kan organismen återvinnas i stort antal från svalgkulturer, och sjukdomens intensitet och varaktighet kan minskas genom antimikrobiell behandling.B. pertussis’ adherensmekanismer inbegriper ett ”filamentöst agglutinin” (FHA), som är en fimbrialliknande struktur på bakterieytan, och cellbundet kikhosta-toxin (PTx). Lösliga toxiners effekter på kort avstånd spelar också en roll för invasionen under koloniseringsstadiet.
Figur1. Kolonisering av trakealepitelceller med Bordetella pertussis
Det andra eller toxemiska stadiet av pertussis följer relativt synonymt med specifika symtom från koloniseringsstadiet. Det börjar gradvis med långvarig och paroxysmal hosta som ofta slutar med ett karakteristiskt inspiratoriskt hostande (whoop). För att höra det karakteristiska ljudet av kikhosta, klicka på whoop.wav (whoop.wav är upphovsrättsskyddat av Dr DougJenkinson, Nottingham, England. www.whoopingcough.net). Under detta andra skede kan B. pertussis sällan återvinnas och antimikrobiella medel har ingen effekt på sjukdomens utveckling.Som beskrivs nedan förmedlas detta skede av en mängd olika lösliga toxiner.
Kolonisering
Studier av B. pertussis och dess adhesiner har fokuserat på odling av däggdjursceller som saknar de flesta av de egenskaper som finns hos cilierade epitelceller.Vissa generaliseringar har dock kunnat dras. De två viktigaste koloniseringsfaktorerna är det filamentösa hemagglutininet (FHA) och pertussistoxinet (PTx). Filamentöst hemagglutinin är ett stort (220 kDa) protein som bildar filamentösa strukturer på cellytan. FHA binder till galaktosresider på en sulfaterad glykolipid som kallas sulfatid och som är mycket vanlig på ytan av cilierade celler. Mutationer i den strukturella genen för FHA minskar organismens förmåga att kolonisera, och antikroppar mot FHA ger skydd mot infektion. Det är dock osannolikt att FHA är det enda adhesin som är involverat i kolonisationen. Den strukturella genen för FHA har klonats och uttryckts i E. coli, vilket gör det möjligt att framställa den för användning i ett komponentvaccin.
Ett av toxinerna hos B. pertussis, pertussistoxinet (PTx), är också inblandat i vidhäftningen till trakealepitelet. Pertussistoxin är ett 105 kDa-protein som består av sex underenheter: Toxinet är både utsöndrat i den extracellulära vätskan och cellbundet.Vissa komponenter i det cellbundna toxinet (S2 och S3) fungerar som adhesiner och verkar binda bakterierna till värdceller. S2 och S3 utnyttjar olika receptorer på värdcellerna. S2 binder specifikt till en glykolipid som kallas laktosylceramid, som främst finns på de cilierade epitelcellerna. S3 binder till ett glykoprotein som huvudsakligen finns på fagocytiska celler.
Pertussistoxinets S1-underenhet är A-komponenten med ADPribosylatingaktivitet, och S2 och S3:s funktion antas vara involverad i att binda det intakta (extracellulära) toxinet till dess målcellsytor. Antikroppar mot PTx-komponenter förhindrar kolonisering av ciliaceller med bakterien och ger ett effektivt skydd mot infektion. Pertussistoxin är således helt klart en viktig virulensfaktor under den första koloniseringsfasen av infektionen.
Då S3-underenheten av pertussistoxin kan binda till fagocyternas yta, och eftersom FHA kommer att fästa vid integrin CR3 på fagocyternas yta (receptorn för komplement C3b), har det spekulerats i att bakterien kan binda företrädesvis till fagocyter för att underlätta sin egen uppluckring. Bakterier som tas upp på detta onormala sätt kan undvika att stimulera den oxidativa explosion som normalt åtföljer det fagocytiska upptaget av bakterieceller som opsoniseras av antikroppar eller komplement C3b. När bakterierna väl är inne i cellerna kan de använda andra toxiner (t.ex. adenylatcyklasetoxin) för att försvåra fagocyternas bakteriedödande verksamhet. I vilket fall som helst finns det vissa tecken på att Bordetella pertussis kan använda denna mekanism för att ta sig in i och förbli kvar i fagocyter som en intracellulär parasit. Om B. pertussis är en intracellulär parasit skulle det förklara varför immunitet mot pertussiscorrelerar bättre med förekomsten av specifika cytotoxiska T-celler än med förekomsten av antikroppar mot bakterieprodukter.
B. pertussis är en intracellulär parasit. pertussis producerar minst två andra typer av adhesiner, två typer av fimbrier och ett ytprotein utan fimbrier som kallas pertactin, men deras roll för vidhäftning och patogenes är inte väl etablerad.
kapitel fortsätter
Nästa sida
.