Бордетеллы коклюша и коклюш, паракоклюш. Коклюш: микробиология, эпидемиология и патогенез Питательная среда для выделения возбудителя коклюша
Антигены
Антигенная структура бактерий рода Bordetella довольно сложная. У них выявлено 14 антигенных компонентов, или агглютиногенов. Родовым является агглютиноген 7. Видоспецифический агглютиноген для возбудителя коклюша - агглютиноген 1, для В. parapertussis - 14, для В. bronchiseptica - 12. Кроме агтлютиногена 1 у В. pertussis имеются другие агглютиногены, из которых наиболее часто встречаются 2 и 3. По содержанию этих агтлютиногенов выделяют 4 серовара.Патогенность и патогенез
К факторам вирулентности относится способность возбудителя к адгезии за счет пилей на эпителиоцитах респираторного тракта. С пилями связан филаментозный гемагглютинин, склеивающий В. pertussis с другими бактериями с образованием биопленок, состоящих из разных микробов. Образует белковые токсины, прочно связанные с цитоплазмой:трахеальный токсин (функциональный блокатор), вызывающий раздражение нервных рецепторов слизистой оболочки дыхвтельных путей, что приводит к возникновению приступов кашля. Токсинемия приводит к сосудистому спазму мелких бронхов, судорожному подергиванию вследствие его воздействия на дыхательный и сосудистый центры; кроме того, токсин активирует аденилатциклазную систему и накопление цАМФ, что приводит к нарушению водно-солевого обмена;дермонекротоксин, действующий на клетки миокарда за счет АТФ-азной активности. Отмечается гистаминосенсибилизирующее и лейкоцитозстимулирующее действие этих токсинов.Способность В. pertussis к пенетрации в эпителиоциты, где они сохраняются длительное время, а также незавершенный фагоцитоз в результате их выживания в макрофагах. Капсульный полисахарид защищает бактерии от фагоцитоза. Все гены, контролирующие патогенность, содержатся в одном опероне. Токсическое действие возбудителя приводит к раздражению нервных рецепторов слизистой оболочки респираторного тракта, кашлю и возбуждает дыхательный центр, вследствие чего наступает спазм мелких бронхов.Иммунитет
При коклюше имеет место гуморальный иммунный ответ, сопровождающийся формированием напряженного гуморального иммунитета. Повторные заболевания не отмечены.Экология и эпидемиология
Бордетеллы коклюша и паракоклюша являются обитателями верхних отделов респираторного тракта. В. bronchiseptica обитаег в дыхательных путях собак и других животных. Источником инфекции являются больные дети и бактерионосители. Бордетеллы быстро погибают в воздухе. Заражение происходит воздушно-капельным путем при непосредственном общении с больным ребенком или носителем.Коклюш и паракоклюш
Коклюш (коклюш) - острая, преимущественно детская инфекционная болезнь, вызываемая Bordetella pertussis, характеризуется воздушно-капельным механизмом передачи, катаральным воспалением дыхательных путей и приступами спазматического кашля с репризами. Bordetella parapertussis и Bordetella bronchiseptica вызывают подобные коклюша, но легким течением заболевания. Все три вида бордетел сходны между собой и относятся к одному роду. Это мелкие грамотрицательные овоидные палочки, часто окрашиваются биполярно.Возбудители выделяются со слизью и мокротой преимущественно в катаральный и реже в спазматический периоды. В связи с наличием стертых и атипичных форм, сходством симптомов решающее значение для их диагностики имеют лабораторные методы исследования. Микробиологический анализ проводят одновременно на выделение всех трех возбудителей.Взятие исследуемого материала
Слизь с задней стенки глотки берут стерильным задньоглотковим ватным тампоном желательно во время приступа кашля с обязательным использованием шпателя. При использовании тампонов на тонкой (напр. нихромовая) Дротинцы забирать материал можно и через нижние носовые ходы.При немедленном посеве используют сухой тампон. Если это невозможно - тампон предварительно смачивают раствором алгинат кальция или изотоническим раствором хлорида натрия, поскольку вата подавляет рост Bordetella pertussis. Взятый материал необходимо доставить в лабораторию в течение 2-4-х часов, оберегать его от переохлаждения.Еще лучше взять материал от больного с помощью "кашлевых пластинок". Для этого во время кашля открывают чашку Петри с питательной средой и держат ее на расстоянии 4-8 см перед ртом и носом больного в течение 6-8 кашлевых толчков.Для исследования можно брать мокроты (слизи), отсасывая его шприцом с резиновой трубкой с надгортанных зоны.Основными методами лабораторной диагностики коклюша является бактериологический и серологический. Для экспресс-диагностики, особенно в ранний период болезни, используют реакцию иммунофлюоресценции. Для этого мазки из исследуемого материала обрабатывают специальными флуоресцентными сыворотками и исследуют под люминесцентным микроскопом. Рассматривают 50 полей зрения. Положительным результат считают тогда, когда в поле зрения выявляют 2-3 бактериальные клетки, светящиеся.Бактериологическое исследование
Для выделения возбудителя используют такие традиционные среды: картофельно-глицериновый агар с кровью кролика (Борде-Жангу), коммерческий селективно-угольный агар (КВА) или молочно-кровяной агар. Для подавления роста грамположительной микрофлоры дыхательных путей к сред рекомендуют добавлять пенициллин. При посеве методом "кашлевых пластинок" антибиотик наносят на поверхность агара в объеме ОД мл (10 ЕД) и равномерно втирают шпателем. При посеве тампоном делают сначала штрих в виде центральной дорожки, а затем через нее перпендикулярно штрихами петлей. Для увеличения частоты выделения возбудителя посевы проводят одновременно на 2 чашки (одна без пенициллина). Выращивание проводят при 37 ° С в течение трех-пяти суток.Колонии на среде исследуют под стереоскопическим микроскопом или с помощью лупы. Они мелкие, выпуклые, блестящие, сероватого цвета, напоминающие капли ртути или перламутр. На среде Борде-Жангу вокруг колоний возникает небольшая зона гемолиза. Колонии Bordetella parapertussis несколько больших размеров коричневого цвета. Из типичных колоний изготовляют мазки? окрашивают по Граму и микроскопируют. Одновременно ставят реакцию агглютинации на стекле с коклюшным и паракоклюшнимы сыворотками в разведении 1:10. При положительном результате выделяют чистую культуру бордетел и проводят его идентификацию по ряду признаков.Бордетелы не ферментируют углеводов, не образуют индола, нитраты восстанавливает только Bordetella bronchiseptica. Основное значение при идентификации имеют особенности роста и реакции агглютинации с видовыми неадсорбированными и, при возможности, с адсорбированными монорецепторными сыворотками к антигенам 1, 12, 14. С целью идентификации выделенных культур (даже на этапе образования колоний) можно применить реакцию непрямой гемагглютинации с эритроцитарным антительным диагностикумом.Серологическое исследование
Серологическое исследование проводят в основном для ретроспективной диагностики или в тех случаях, когда культура бордетел не выделена. Антитела к возбудителям образуются на третьей неделе болезни и позже. Для их выявления используют реакции агглютинации, связывания комплемента и особенно непрямой гемагглютинации. В связи с массовыми прививками детей против коклюша, все серологические реакции необходимо ставить методом парных сывороток. Диагноз подтверждают лишь при 4-кратном нарастании титра антител в динамике. У детей первых двух лет жизни серологические реакции часто бывают отрицательными.Аллергические пробы
Аллергические пробы путем введения внутрикожно 0,1 мл аглютиногена (10 ЕД) проводят чаще при массовых эпидемиологических обследованиях.Профилактика и лечение
Для вакцинопрофилактики используют тривакцину АКДС (адсорбированная коклюшно-дифтерийно-столбнячная), содержащую убитые коклюшные бактерии в 1 фазе (S-форме). Для лечения используют противококлюшный иммуноглобулин и антибиотики: тетрациклины, макролиды (эритромицин).К числу острых инфекционных недугов детского возраста относится коклюш. Заболевание носит воспалительный характер, в который вовлекаются слизистые оболочки гортани, трахеи, бронхов и бронхиол. Отличительным фактором является спастический, приступообразный кашель и цикличность процесса.
Исторические сведения о заболевании идут еще со времен средневековых эпидемий в странах Европы. Возбудителем является Bordetella pertussis, которая была подробно описана в 1906 году бельгийским и французским учеными Жюлем Борде и Октавом Жангу. Вакцинация же стала возможна только через полвека.
Морфологическим и генетическим сходством с Bordetella pertussis обладает Bordetella parapertussis. Палочка паракоклюша вызывает коклюшеподобное заболевание, но в значительно легкой форме.
Микробиология возбудителя
Ярким представителем возбудителей острых респираторных заболеваний является род Bordetella. Наиболее значимы среди них в эпидемиологическом плане бактерии коклюша и паракоклюша. Bordetella pertussis (возбудитель коклюша) – мелкая овальная палочка с закругленными краями, споры и жгутики у нее отсутствуют, неподвижна.
Все представители данного рода грамотрицательны, имеют вид палочек довольно малого размера.
Микробиология коклюша:
- Структурными особенностями бактерии являются микрокапсула, белковые пили (микроскопические ворсинки) и клеточная стенка с наружной и внутренней перегородкой.
- На начальном этапе развития палочка коклюша содержит факторы, которые определяют клинические проявления и патогенез заболевания: термолабильный токсин, гистамин-сенсебилизирующий фактор и др.
- Микроб очень неустойчив в окружающей среде, погибает при воздействии ультрафиолета и свежего воздуха в течение 60 мин, быстро нейтрализуется дезрастворами.
- Bordetella pertussis является облигатным аэробом (жизнеспособна только в присутствии кислорода), размножается при температуре 370С на строго определенных средах. Колонии на среде имеют вид блестящей капли ртути или жемчужины.
Палочка паракоклюша в размерах несколько превосходит исходную бактерию коклюша. Морфология коклюша и паракоклюша схожа, но имеются различия в особенностях роста и во внешнем виде колоний.
Диагностика
Заболевание отличается довольно длительным течением, что дает возможность в диагностике использовать такие методики, как: микроскопическая, серологическая, и прикладная микробиология. Коклюш определяется на любом этапе развития воспалительного процесса.
Микроскопия
Возбудитель имеет четкие морфологические особенности только на I этапе заболевания, поэтому микроскопия не является главным методом в диагностике коклюша. Но он незаменим при определении стадий патологического процесса, потому что вид микроорганизма разнится при переходе болезни из I стадии во II и III.
Бактериологический метод исследования
На сегодняшний день самым ранним и информативным методом диагностики является анализ свежевыделенной культуры бактерий. Уже на 3–4-й день он дает возможность отличить палочку коклюша от возбудителей септического бронхита и паракоклюша.
Материалом для микробиологического анализа служит мокрота и смывы из глотки человека. Для забора материала часто используется метод «кашлевых пластинок». Для этого чашку Петри вместе со средой подносят вертикально ко рту пациента при кашле (нужно уловить 4–5 кашлевых выдохов), после чего чашку закрывают и термостатируют.
Так как Bordetella pertussis очень прихотлива к трофическому субстрату и условиям роста, для выращивания культуры пользуются элективными средами:
- Молочно-кровяным агаром Осиповой.
- Средой Борде-Жангу (картофель-глицериновый агар с кровью кролика).
- Уголь-картофельным агаром.
Для исключения роста бактерий-загрязнителей на чашках в среду добавляется антибиотик.
Самой подходящей температурой культивирования является интервал 35–37 градусов, рН среды должен быть нейтральным (в районе 7,2).
Колонии палочек коклюша появляются на 3–4 день от посева, они мелкие, выпуклые, прозрачные, глянцеватые, похожи на капли ртути, с зоной гемолиза по периметру (если в среде есть кровь), около 1 мм в диаметре. Колонии микробов паракоклюша больше по размеру, чем исходные, появляются раньше и дают выраженное окрашивание среды в коричневый цвет на козеиновом агаре.
Скопления бактерий рассматривают при помощи лупы или микроскопа. Подозрительные колонии отбирают для окрашивания по Граму.
Серология
Серологические способы исследования подходят для ретроспективной диагностики, т. к. антитела в крови больного появляются только на 3–4 неделе болезни. Обнаружить данные антитела возможно в ходе реакции агглютинации и реакции связывания комплемента по Борде-Жангу.
iv>
Коклюш - острое инфекционное заболевание преимущественно детского возраста, характеризующееся циклическим течением и приступообразным спазматическим кашлем.
Возбудитель - Bordetella pertussis - впервые был обнаружен в 1900г. в мазках из мокроты ребенка и затем выделен в чистой культуре в 1906г. Ж. Борде и О. Жангу. Возбудитель сходного с коклюшем, но протекающего более легко заболевания, - Bordetella parapertussis - был выделен и изучен в 1937г.Г. Эльдерингом и П. Кендриком и независимо от них в 1937г. У. Бредфордом и Б. Славиным. Bordetella bronchiseptica, возбудитель редко встречающегося у человека коклюшеподобного заболевания, был выделен в 1911г. у собак Н. Ферри, а у человека - в 1926г. Брауном. В 1984г. был выделен новый вид - Bordetella avium, патогенность которого для человека пока не установлена.
Бордетеллы грамотрицательны, хорошо окрашиваются всеми анилиновыми красителями. Иногда выявляется биполярная окраска за счет зерен волютина на полюсах клетки. Возбудитель коклюша имеет форму овоидной палочки (коккобактерии) размером 0,2-0,5х1,0-1,2мкм. Паракоклюшная палочка имеет такую же форму, но несколько крупнее (0,6х2мкм). Расположены чаще поодиночке, но могут располагаться попарно. Спор не образуют, у молодых культур и у бактерий, выделенных из макроорганизма, обнаруживается капсула. Бордетеллы неподвижны, за исключением. В bronchiseptica, которая является перитрихом. Содержание Г+Ц в ДНК составляет 61-70 мол%. Относятся к гемофильным бактериям. Бордетеллы - строгие аэробы, хемоорганотрофы. Оптимальная температура роста - 35-36 °С. Возбудитель коклюша в гладкой S-форме (так называемая фаза I), в отличие от двух других видов бордетелл, не растет на МПБ и МПА, так как его размножению мешают накопление в среде ненасыщенных жирных кислот, образующихся в процессе роста, а также возникающая при росте коллоидная сера и другие продукты метаболизма. Для их нейтрализации (или адсорбции) в среду выращивания коклюшных бактерий необходимо добавлять крахмал, альбумин и древесный уголь или ионообменные смолы. Микроб требует наличия в среде выращивания 3 аминокислот - пролина, цистеина и глутаминовой кислоты, источником которых служат гидролизаты казеина или фасоли. Традиционная среда для выращивания коклюшной палочки - среда Борде-Жангу (картофельно-глицериновый агар с добавлением крови), на ней она растет в виде гладких, блестящих, прозрачных куполообразных с жемчужным или металлическим ртутным оттенком колоний диаметром около 1мм, которые вырастают на 3-4-й день. На другой среде - казеиново - угольном агаре (КУА) - также на 3-4-й день вырастают гладкие выпуклые колонии диаметром около 1мм, имеющие серовато-кремовый цвет и вязкую консистенцию. Колонии паракоклюшных бактерий по внешнему виду не отличаются от коклюшных, но крупнее и выявляются на 2-3-й день, а колонии B.bronchiseptica выявляются уже на 1-2-й день.
Характерной особенностью коклюшных бактерий является их наклонность к быстрому изменению культуральных и серологических свойств при изменении состава питательной среды, температуры и других условий выращивания. В процессе перехода от S-формы (фаза I) к стабильной шероховатой R-форме (фаза IV) через промежуточные фазы II и III наблюдаются плавные изменения антигенных свойств; патогенные свойства теряются.
Паракоклюшные бактерии и В.bronchiseptica, а также фазы II, III и IV коклюшных бактерий растут на МПА и МПБ. При выращивании на жидкой среде наблюдается диффузное помутнение с придонным плотным осадком; клетки могут быть несколько крупнее и полиморфными, иногда образуют нити. В R-форме и промежуточных формах бактерии проявляют выраженный полиморфизм.
Бордетеллы не ферментируют углеводов, не образуют индола, не восстанавливают нитраты в нитриты (за исключением B.bronchiseptica). Паракоклюшные бактерии выделяют тирозиназу, образуя пигмент, окрашивающий среду и культуру в коричневый цвет - признак отрицательный; Бордетеллы содержат несколько антигенных комплексов (агглютининов и т. д.). Соматический антиген является видоспецифическим; родовым антигеном является агглютиноген 7. При иммунизации в сыворотке человека и животных образуются агглютинины, преципитины, комплементсвязывающие, опсонизирующие, бактерицидные и протективные антитела. В опытах на животных выявлены 4 различные субстанции, определяющие антигенные и токсические свойства коклюшной палочки: термолабильный дермонекротоксин (он же протективный антиген), эндотоксин, лимфоцитоз-мулирующий и гистаминсенсибилизирующий факторы. Для диагностики заболевания имеют значение только агглютиногены и, в некоторой мере, дермонекротоксин. Главными у возбудителя коклюша агглютиногенами являются; 7 (родовой), 1 (видовой) и наиболее часто обнаруживаемые типоспецифические 2 и 3. В зависимости от их сочетания выделяются несколько серовариантов: 1, 2, 3; 1, 2, 0; 1,0, 3... Термолабильный экзотоксин коклюшной палочки - главный фактор патогенности. Он обладает тропизмом к нервной и сосудистой системам, имеет белковую природу, разрушается при 56 °С, обнаруживается при внутрикожном введении культуры кролику (вызывает некроз - проба Дольда).»Молчащие» гены этого токсина обнаружены у двух других видов бордетелл. Термостабильный экзотоксин коклюшной палочки обладает сенсибилизирующим и общетоксическим действием. Кроме того, коклюшные бактерии могут продуцировать гиалуронидазу, лецитиназу, плазмокоагулазу. Капсула у бактерий в фазе I препятствует фагоцитозу.
Эпидемиология. Источник инфекции при коклюше и паракоклюше - больной типичной или стертой формой, особенно в период до появления спазматического кашля. При коклюшеподобном заболевании, вызванном B.bronchiseptica, источником инфекции могут быть домашние и дикие животные, среди которых иногда наблюдаются эпизоотии (свиньи, кролики, собаки, кошки, крысы, морские свинки, обезьяны), при этом чаще всего у животного поражается респираторный тракт. Механизм заражения - воздушно-капельный. Бордетеллы обладают специфическим тропизмом к цилиарному эпителию респираторного тракта хозяина. К инфекции восприимчивы люди всех возрастов, но более всего дети от 1 года до 10 лет.
Патогенез и клиника. Инкубационный период при коклюше от 3 до 14 дней, чаще - 5-8 дней. Возбудитель, попавший на слизистую оболочку верхних дыхательных путей, размножается в клетках цилиарного эпителия и далее бронхогенным путем распространяется в более низкие отделы (бронхионалы, альвеолы, мелкие бронхи). При действии экзотоксина эпителий слизистой оболочки некротизируется, в результате чего раздражаются кашлевые рецепторы, и создается постоянный поток сигналов кашлевой центр продолговатого мозга, в котором формируется стойкий очаг возбуждения. Это приводит к возникновению спазматических приступов кашля. Бактериемии при коклюше не бывает. Bторичная бактериальная флора может приводить к осложнениям.
В течении заболевания выделяют следующие стадии: 1) катаральный период, длящийся около 2 нед. и сопровождающийся сухим кашлем; состояние больного постепенно ухудшается; 2) конвульсивный (судорожный), или спазматический период, делящийся до 4-6 нед и характеризующий возникающими до 20-30 раз в сутки приступами неукротимого «лающего» кашля, причем приступы могут быть спровоцированы даже неспецифическими раздражителями (свет, звук, запах, медицинские манипуляции, осмотр и т. д.); 3) период разрешения, когда приступы кашля становятся реже все и менее продолжительными, отторгаются некротизированные участки слизистой оболочки верхних дыхательных путей, часто в виде «слепков» с трахеи и бронхов; продолжительность - 2-4нед.
Иммунитет. После перенесенного заболевания формируется стойкий пожизненный гуморальный иммунитет. У больных коклюшем и переболевших в крови накапливаются агглютинины, преципитин комплементсвязывающие антитела.
Лабораторная диагностика. Основными методами диагностики являются бактериологический серологический; для ускоренной диагностики, особенно на ранней стадии болезни, может быть использована реакция иммунофлуоресценции. Для выделения чистой культуры в качестве материала используют слизь из носоглотки или мокроту, которые высевают на КУА или среду Борде Жангу. Посев также может быть сделан методом «кашлевых пластинок». Выросшую культуру идентифицируют по совокупности культуральных, биохимических и антигенных свойств. Серологические реакции - агглютинации, связывания комплемента, пассивной гемагглютинации - ставят в основном для ретроспективной диагностики коклюша или в тех случаях, когда не выделена чистая культура. Антитела к возбудителю появляются не ранее 3-й недели заболевания, диагноз подтверждается возрастанием титра антител в сыворотках, взятых с 1-2-недельным интервалом. У детей первых двух лет жизни серологические реакции часто бывают отрицательными.
Специфическая профилактика и лечение. Для проведения плановой профилактики коклюша детей используют адсорбированную коклюшно-дифтерийно-столбнячную вакцину (АКДС), где коклюшный компонент представлен убитыми коклюшными бактериями в концентрации 20 млрд. микробных тел на 1 мл. Из этого же компонента состоит выпускающаяся отдельно убитая коклюшная вакцина, применяемая в детских коллективах по эпидемиологическим показаниям. Для лечения применяют антибиотики (гентамицин, ампициллин), которые эффективны в катаральном периоде и эффективны в судорожном периоде заболевания.
1. Методы используемые для окраски дифтерийной палочки:
1) метод Грама
2) метод Нейссера
3) метод Ожешко
4) Метод Циля –Нельсена
2. Биологические варианты дифтерийной палочки:
3) Интермедиус
3. ассоциированные препараты для профилактики дифтерии, коклюша:
2) брюшнотифозная вакцина с тетраанатоксином.
а) Для микробиологической диагностики коклюша ведущим является бактериологический метод.
Посев делают на среды Борде – Жангу и казеиново-угольный агар (КУА).
Возбудитель коклюша растет медленно 3-5 суток.
B.pertussis приходится дифференцировать от B.parapertussis (табл.).
Таблица 17
Дифференциация бордетелл
Возбудитель высеивают у детей в 70-80% при взятии материала в течение первых 2-х недель. Чем позже взят материал, тем шансы обнаружить возбудителя уменьшаются. Метод «кашлевых пластинок» по эффективности значительно уступает взятию материала тампоном.
б) Из серологических реакций для диагностики коклюша используют РА, РСК, РПГА, ИФМ и др. В настоящее время чаще используют ИФМ. Диагноз подтверждает нарастание титров в 4 раза и более при исследовании парных сывороток.
Схема10.Микробиологическая диагностика коклюша
Таблица 18
Препараты для специфической профилактики и терапии дифтерии, коклюша
|
Препарат |
Назначение |
|
|
Адсорбированная коклюшно-дифтерийно- столбнячная вакцина (АКДС) |
Смесь убитых коклюшных палочек, дифтерийного и столбнячного анатоксинов |
Применяется с целью создания активного иммунитета против коклюша, дифтерии и столбняка у детей. |
|
Адсорбированный дифтерийно- столбнячный анатоксин (АДС) |
анатоксинов |
Для создания активного антитоксического иммунитета против дифтерии и столбняка детей, переболевших коклюшем. |
|
Адсорбированный дифтерийно- столбнячный анатоксин с уменьшенным содержанием антигенов (АДС- М) |
Смесь дифтерийного и столбнячного анатоксинов |
Для плановой ревакцинации детей и взрослых против дифтерии и столбняка |
|
Анатоксин дифтерийный (АД) |
Обезвреженный дифтерийный анатоксин |
С целью создания активного антитоксического иммунитета у детей и взрослых |
|
Противодифтерийная антитоксическая сыворотка |
Антитела против экзотоксина дифтерийных палочек |
Для лечения экстренной профилактики дифтерии |
Вопросы для самоконтроля
Латинское название, морфологические и тинкториальные свойства возбудителя дифтерии.
Назовите биовары дифтерийной палочки. По каким признакам их дифференцируют?
Материал для исследования, методика его забора при подозрении на дифтерию и при обследовании на бактерионосительство.
Отличия возбудителя дифтерии от других коринебактерий (ложнодифтерийной палочки, дифтероидов)
Дифтерийный токсин, его свойства. Методы определения токсичности дифтерийной палочки.
Иммунитет при дифтерии.
Какие бактерии относятся к роду Bordetella.
Методы микробиологической диагностики коклюша.
Препараты для специфической профилактики и терапии дифтерии и коклюша.
Первые исторические справки о заболеваемости коклюшем относятся к эпохе средневековья, когда были описаны эпидемии заболевания в Голландии, Франции, Англии.
Бельгийским бактериологом Жюлем Борде и французским ученым Октавом Жангу в 1906 году впервые в мире был выделен и описан возбудитель заболевания, который впоследствии был назван палочкой Борде-Жангу. Позднее, в честь Ж. Борде был назван род бактерий Bordetella. Массовую вакцинацию против коклюша начали проводить в середине 20-го века.
Коклюш представляет собой острый инфекционный процесс в дыхательной системе человека, поражающий слизистую оболочку бронхов, бронхиол, а также гортани, трахеи, сопровождающееся судорожным приступообразным кашлем. Возбудителем коклюша является бактерия Bordetella pertussis.
Микробиологическая характеристика возбудителя коклюша
Род Bordetella включает несколько возбудителей респираторных болезней человека, из которых первостепенное значение имеют Bordetella pertussis – возбудитель коклюша, и Bordetella parapertussis – возбудитель паракоклюша (клинически схожее заболевание, но протекающее в легкой форме).
Бактерии данного рода грамотрицательны (не удерживают краситель при окрашивании), имеют палочковидную форму и небольшие размеры, неподвижны.
Палочка коклюша – Bordetella pertussis – характеризуется маленькими размерами (не превышают 1 мкм), способна образовывать защитную микрокапсулу, покрыта микроворсинками. Бактерия способна размножаться только в присутствии кислорода (аэроб), достаточно требовательна к питательным средам. Колонии коклюшной палочки напоминают жемчуг или капельки ртути: серебристые, мелкие, сферические и конусообразные.
Основные структурные элементы коклюшной палочки – защитная микрокапсула, микроворсинки, клеточная стенка (наружная и внутренняя мембраны) – несут антигенную нагрузку микроорганизма и продуцируют токсины, обеспечивая иммунный ответ и клинику заболевания.
В отличие от истинного возбудителя коклюша, В.parapertussis имеет большие размеры, на питательных средах растет иными колониями и самое главное, отличается структурой антигенов.
Антигенная структура у бактерий рода Бордетелла очень сложна. В капсуле расположено 14 агглютиногенов (капсульные антигены), называющихся факторами. Так, фактор 1, 2, 3 специфичен для B.pertussis, антигенный фактор 14 свойственен B.parapertussis, а фактор 7 считается общим для всего рода Bordetella.
Всего у коклюшной палочки 8 агглютиногенов, но ведущими являются 1,2 и 3. В зависимости от сочетания этих антигенов в одной бактериальной клетке, выделяют 4 серотипа: 1,2,0; 1,0,3; 1,2,3; 1,0,0. Первые два серотипа чаще выделяют у привитых заболевших и больных легкими формами, последние – у пациентов с тяжелыми формами.
Факторы патогенности коклюшной палочки:
В реализации действия бактериальной клетки на организм человека факторы патогенности коклюшной палочки играют первостепенную роль.
Среди них можно выделить:
Эпидемиология коклюша
Источником инфекции является больной человек (антропонозная инфекция). В настоящее время бактерионосительство бордетеллы не доказано. Период заразительности длится с 1 по 25 день заболевания.
Традиционно коклюш называют «детской инфекцией» т.к. фактически 95% случаев заболевания выявляется у детей, а всего лишь 5% у взрослых. Однако имеются сведения, что реальное число случаев заболеваний у взрослых выше, чем в данных официальной статистики. Это связано с тем, что врачи слабо настороженны при обследовании взрослого человека, ввиду своих предубеждений о подверженности этой инфекции именно детей. К тому же, у взрослых заболевание протекает в стертой форме, под маской ОРЗ, что затрудняет диагностику.
Наибольшее количество случаев заболевания регистрируется в возрастной группе до 1 года. Это связано с незавершенным курсом вакцинации у младенцев этого возраста и высокой их восприимчивостью. Младшие школьники также являются группой риска: поствакцинальный иммунитет к 5-7 годам значительно ослабевает, поэтому среди детей этой возрастной группы накапливается много не иммунных, поддерживающих циркуляцию возбудителя.
Механизм передачи коклюша – аэрозольный, путь передачи – воздушно-капельный.
Контагиозность (заразительность) очень высокая и индекс контагиозности равен 70-100%. При отсутствии иммунитета к коклюшу (если не сделана прививка или человек не болел), восприимчивость приближается к 90%.
Возбудитель коклюша массивно выделяется в окружающую среду при кашле. При судорожном коклюшном кашле образуется крупнодисперсная аэрозоль, которая быстро оседает в радиусе 2 метра. Способность к проникновению в дыхательные пути мала: частицы слюны и мокроты задерживаются в верхних дыхательных путях, где не может реализоваться инфекционный процесс. Поэтому для заражения коклюшем необходим очень длительный и тесный контакт.
Устойчивость в окружающей среде низкая. Палочка коклюша быстро погибает под воздействием ультрафиолетовых лучей и нагревания (при температуре 50 градусов погибает в течение 30 минут), быстро инактивируется действующими дезинфицирующими растворами. В высохшей мокроте на предметах обихода погибает довольно быстро, а во влажной может сохранять жизнедеятельность несколько дней. Сезонность: осенне-зимняя с пиком в ноябре-декабре.
Иммунитет после болезни напряженный и стойкий. Возможно повторное инфицирование при иммунодефиците, но такие случаи требуют лабораторного разбирательства.
Актуальность заболевания
Коклюш является вакциноуправляемой инфекцией. В конце 90-х гг. 20 века начался постепенный рост заболеваемости коклюшем, а в настоящее время рост уровня заболеваемости неуклонен. Так, показатель заболеваемости в Российской Федерации в 2015 году составил 4,42 случая на 100000 населения, в 2014 г. – 3,23 на 100000, в 2012 г. – 3,15 на 100000. В 2014 году зарегистрирован 1 случай летального исхода.
В структуре по возрастам доля детей до года в 2015 году составила 82%, в 2014 году – 54%.
Причины роста заболеваемости коклюшем:
Следует также отметить, что истинные цифры числа заболеваний могут значительно превышать статистические, т.к. в реальности диагностировать коклюш удается не всегда: болезнь может протекать атипично, симптоматика может быть схожа с паракоклюшем, в небольших городах отсутствуют современные способы диагностики.
Патогенез коклюша
Время от попадания коклюшной палочки в дыхательные пути до первых появлений симптомов (инкубационный период) составляет от 3 до 14 дней.
Эпителий является местом прикрепления и размножения бактерий в дыхательных путях. Менее выражен процесс в трахее, гортани, более — в бронхах и бронхиолах.
В крови возбудитель не появляется. Процесс размножения длится 2-3 недели и сопровождается активной выработкой экзотоксинов – внеклеточной аденилатциклазы и коклюшного токсина. Коклюшный токсин крайне негативно влияет на дыхательную, сердечную, иммунную и нервную системы. Возникает появление выраженного бронхоспазма, сужения сосудов, которое приводит к увеличению артериального давления, значительно угнетается клеточное звено иммунитета.
После окончания цикла размножения бордетеллы разрушаются и из клеток выходит большое количество факторов патогенности. Наступает предсудорожный катаральный период, длящийся 10-13 дней (чем он короче, тем хуже прогноз). Слизистая оболочка некротизируется, разрушается, могут появиться язвы. Формируются пробки гнойной мокроты, закупоривающие просвет бронхов и альвеол, что может способствовать их спадению.
Непрекращающееся воздействие на рецепторный аппарат дыхательных путей токсинов бактерий приводит к повышенной возбудимости блуждающего нерва. Нервные импульсы постоянно поступают в продолговатый мозг, в результате чего появляется очаг возбуждения дыхательного центра – доминанта.
Вследствие этого кашлевой рефлекс становится самоподдерживающимся и не требует участия бактерий. Кашель становится спастическим и судорожным, характерным именно для коклюша. Он может появляться от любых раздражителей: боль, прикосновение и др. Наступает период судорожного спазматического кашля, который длится у привитых 1-1,5 недели, а у непривитых до 6 недель.
Так как рядом с дыхательным центром находятся многие другие важные центры регуляции жизнедеятельности, возбуждение, распространяясь на них, вызывает и рвоту, и скачки артериального давления, и спазмы мышц лица и тела.
После судорожного кашля постепенно наступает период выздоровления, который длится от 2 недель до 6 месяцев, в зависимости от иммунного статуса и осложнений.
Токсины коклюшной палочки оказывают негативное влияние на кишечную флору и перистальтику кишечника, что приводит к дисбактериозу и диарее. Известно, что вторичное иммунодефицитное состояние при коклюше обусловлено апоптозом иммунных клеток. Это объясняет частое присоединение хламидийных, микоплазменных пневмоний и бронхитов, развитие обструкции бронхов.