Возбудители коклюша и паракоклюша — В. pertussis и В. parapertussis

Коклюш и паракоклюш — это острые ан-тропонозные инфекционные заболевания человека, которые характеризуются пораже­нием верхних дыхательных путей и присту­пами спазматического кашля.

Таксономическое положение. Возбудители коклюша Bordetella pertussis и паракоклю­ша Bordetella parapertussis относятся к роду Bordetella.

Морфология и тинкториальные свойства. Bordetella pertussis и Bordetella parapertussis — очень мелкие короткие грамотрицательные палочки. Имеют микрокапсулу, неподвижны. При окраске толуоидиновым синим у них вы­являются метахроматически окрашенные гра­нулы (липоиды), расположенные биполярно.

Культуральные свойства. Все бордетеллы — строгие аэробы. В. pertussis очень требова­тельны к условиям культивирования: для их выделения используют сложные питательные среды с добавлением сорбентов или веществ с высокой сорбционной способностью (акти­вированный уголь, кровь, альбумин), так как в процессе жизнедеятельности эти бактерии выделяют ненасыщенные жирные кислоты, сульфиды и перекиси, способные ингибиро-вать их рост. Для выделения бордетелл из кли­нического материала применяют казеиново-угольный агар (КУА) или среду Борде—Жангу (картофельно-глицериновый агар с добавле­нием 20 % крови и пенициллина). Посевы инкубируют при температуре 35—37 °С в тече­ние 3—7 дней при высокой влажности воздуха (например, в запечатанном пластиковом паке­те). Другие виды бордетелл (В. parapertussis, В.bronchiseptica, В. avium) могут расти на простых питательных средах, образуя видимые колонии уже через 24—48 ч культивирования. На среде Борде—Жангу В. pertussis образует мелкие се­роватые блестящие колонии, напоминающие капли ртути или жемчужины, у вирулентных штаммов — с небольшой зоной гемолиза.

Для бордетелл характерна R—S-трансфор-мация. Свежие изоляты бордетелл, т. е. чис­тая культура бактерий, выделенная непосред­ственно от больного, представляет собой вирулентную S-форму (IV фаза), продуциру­ющую токсины. В процессе пассирования на питательных средах бордетеллы, постепенно утрачивая поверхностные антигены, превра­щаются в авирулентную R-форму (IIфаза), проходя при этом ряд промежуточных стадий (фазы II и III).Бордетеллы IV фазы не про­дуцируют факторов патогенности, типичных для возбудителя коклюша.

Таблица 16.19. Дифференциация различных видов бордетелл  

Биохимическая активность. Очень низкая. Бордетеллы расщепляют глюкозу и лактозу до кислоты без газа (табл. 16.19).

Антигенные свойства. Бордетеллы имеют со­матический термостабильный родоспецифи-ческий О-антиген, обнаруживаемый у S-форм всех видов бордетелл. Кроме того, у них име­ются 14 поверхностных термолабильных кап-сульных К-антигенов, которые принято на­зывать «факторами» и обозначать арабскими цифрами. Так, В. pertussis имеет 6 различных сероваров (факторы с 1-го по 6-й). Фактор 7 является общим для всех бордетелл. Для В. para­pertussis специфическим является фактор 14, а для В. bronchiseptica — фактор 12. К-антигены бордетелл часто называют агглютиногенами, так как их выявляют в реакции агглютинации.

Серотипирование возбудителей коклюша осуществляют в реакции агглютинации с соот­ветствующими К-сыворотками с целью эпиде­миологического маркирования. Авирулентные R-формы бордетелл утрачивают капсулу и не агглютинируются К-сыворотками.

Разновидности (вариации) бордетелл. Бордетеллы, выделенные от больных, различаются по вирулентности, гемолитичес­кой активности и способности продуци­ровать токсины. Выделяют два механизма «превращения» бордетелл в авирулентные негемолитические и нетоксигенные формы. Фенотипическая (модификационная) изменчи­вость связана споявлением авирулентных разновидностей в результате культивирова­ния В. pertussis в неблагоприятных для них условиях: при температуре +25...+28 °С или в присутствии MgS0₄. Генотипическая измен­чивость обусловлена необратимыми измене­ниями (мутациями), возникающими в геноме бордетелл при длительном пассировании на искусственных питательных средах, т. е. вне человеческого организма, в результате чего происходит образование новых авирулентных фаз возбудителя (фазы II, IIIи IV).

Факторы патогенности. В. pertussis обладает целым рядом факторов патогенности, которые вовлечены в патогенез развития коклюша.

Факторы адгезии: пили (фимбрии), филамен-тозный гемагглютинин, пертактин — белок на­ружной мембраны клеточной стенки (молекуляр­ная масса 69 кДа) и капсулъные агглютжогены играют роль в адгезии бактерий к мерцательному эпителию верхних дыхательных путей (бронхов, трахеи). Ведущая роль в процессе адгезии к эпи­телию респираторного тракта человека прина­длежит филаментозному гемагглютинину, кото­рый является белком, способным избирательно связываться с гликолипидными рецепторами ресничек эпителия трахеи и бронхов. Токсины бордетелл

а) Пертуссис-токсин (син. пертуссин, кок­люшный токсин, лимфоцитоз-стимулирующий фактор, гистамин-сенсибилизирующий фактор) стимулирует работу аденилатциклазы в клетках респираторного тракта путем ингибирования регуляторного белка G.. Пертуссин представляет собой фермент, который отно­сится к категории АДФ-рибозилтрансфераз и состоит из 2 основных субъединиц: А (от англ. active — активная субъединица) и В (от англ. binding — связывающая субъединица). С по­мощью субъединицы В пертуссис-токсин при­ крепляется к клеткам-мишеням. Субъединица А участвует в рибозилировании регуляторно­го белка G.. Этот белок в норме ингибирует аденилатциклазу. Измененный под действием субъединицы А, белок G. не способен боль­ше регулировать активность клеточной аде­нилатциклазы. В результате этого процесса происходит неконтролируемый синтез цАМФ. Накопление цАМФ в клетках приводит к их извращенному функционированию.

Пертуссис-токсин повышает проницаемость сосудов; усиливает чувствительность к гиста-мину и серотонину; стимулирует миграцию лимфоцитов, моноцитов; подавляет киллинг-активность фагоцитов; может вызывать повы­шение синтеза инсулина и, как следствие, сни­жение концентрации глюкозы в крови и пр.

Пертуссин является экзотоксином, под дейс­твием формалина превращается в анатоксин.

б) Внеклеточная аденилатицклаза за счет поступления внутрь эпителиоцитов дыха­тельных путей еще более усиливает синтез и накопление цАМФ внутри клеток хозяина. Этот фактор патогенности бордетелл также подавляет хемотаксис фагоцитов, нарушает «переваривающую» способность фагоцитов за счет ингибирования «респираторного взрыва» внутри фаголизосомы.

в) Трахеальный цитотоксин, являясь фраг­ментом пептидогликана бордетелл, повреж­дает эпителиоциты респираторного тракта. Механизм его действия мало изучен. Вероятно, он стимулирует продукцию цитокинов, оказы­ вающих повреждающее воздействие на эпите­лиоциты респираторного тракта.

г) Дерматонекротический токсин (син. тер­молабильный токсин) инактивируется при на­гревании до 56 С в течение 15 мин. Наряду с трахеальным цитотоксином, дерматонекро­тический токсин оказывает повреждающее действие на эпителий респираторного тракта, вызывая местную воспалительную реакцию. При внутрикожном введении лабораторным животным вызывает некроз в месте инъекции. При внутривенном и внутрибрюшинном вве­дении мышам вызывает гибель последних.

д) Термостабильный эндотоксин — ЛПС клеточной стенки бордетелл, который стиму­лирует выработку цитокинов, участвующих в повреждении эпителиальных клеток верхнего отдела респираторного тракта, а также акти­ вирует комплемент.

Резистентность. Вне человеческого организ­ма бордетеллы быстро погибают. Они доволь­но чувствительны к дезинфектантам, быстро инактивируются при нагревании.

Эпидемиология.Коклюш и паракоклюш — типичные антропонозные инфекции: болеют только люди. Источником инфекции является больной человек (особенно в катаральном пе­риоде заболевания) и иногда — бактерионоси­тель. Возбудитель проникает в организм через дыхательные пути при кашле, разговоре, чиха­нии (респираторный механизм заражения, путь передачи инфекции — воздушно-капельный).

Контагиозность коклюша очень высока: ин­декс контагиозности колеблется около 0,75— 0,9, т. е. после контакта неиммунизированного человека с коклюшным больным вероятность развития заболевания составляет 75—90 %.

Естественная восприимчивость людей высо­кая, поэтому коклюш распространен повсемест­но и может быстро приобретать эпидемический характер среди неиммунных лиц. Болеют, глав­ным образом, дети до 5 лет. Наиболее опасен коклюш для детей первого года жизни, у кото­рых, вследствие развития осложнений, заболева­ние может закончиться летальным исходом.

Паракоклюш встречается значительно ре­же, носит эпизодический характер и, как пра­вило, протекает легче коклюша.

Патогенез. Бордетеллы являются неинва-зивными микробами, т. е. они не проника­ют внутрь клетки-мишени. Проникнув че­рез верхние дыхательные пути, возбудители коклюша прикрепляются к поверхности эпителия бронхов и трахеи и размножаются. В кровь бактерии не поступают. Микробы вызывают поражение эпителиальных клеток дыхательных путей. Позднее может развить­ся некроз отдельных участков эпителия и полиморфно-нуклеарная инфильтрация с развитием перибронхиального воспаления и интерстициальной пневмонии. Выделяя ток­сины и раздражая рецепторы клеток, микроб вызывает кашель.

Присоединение вторичной инфекции ста­филококковой этиологии или вызванной Н. influenzae может провоцировать бактери­альную пневмонию. Обструкция (закупорива­ние) мелких бронхиол слизистыми пленками (пробками) приводит к ателектазам и сниже­нию насыщенности крови кислородом. Это, вероятно, способствует развитию судорог и затяжных приступов кашля у младенцев.

Клиника. Инкубационный период при коклюше составляет около 2 недель, после чего начинается катаральный период, харак­теризующийся легким кашлем и чиханием. Температура тела повышается незначительно. В этом периоде возбудитель выделяется в большом количестве с каплями слизи, и боль­ной является опасным источником инфек­ции. Во время следующего, пароксизмального периода кашель усиливается и приобретает характер «петушиного крика» (от франц. со-queluche). Приступообразный спазматический кашель сопровождается тяжелой гипоксией, судорожным синдромом и нередко заканчи­вается рвотой. Частые продолжительные при­ступы сухого кашля могут приводить к пере­возбуждению дыхательного центра, развитию апноэ и гипоксической энцефалопатии.

Тяжелые формы коклюша с развитием ос­ложнений встречаются преимущественно у новорожденных детей, у детей же старшего возраста и иногда у взрослых людей заболева­ние характеризуется обычно периодическими приступами кашля. В формуле крови отмеча­ется выраженный лейкоцитоз (16 000-30 000 в 1 мл) в сочетании с абсолютным лимфо-цитозом. Выздоровление наступает очень медленно (иногда в течение 1—2 месяцев). Характерно преобладание легких, стертых и атипичных форм течения коклюша.

Симптомы, напоминающие коклюш, могут вызывать некоторые типы аденовирусов и Chlamydia pneumoniae.

Иммунитет. После перенесенного забо­левания формируется прочный иммунитет. Повторные случаи заболевания встречаются очень редко и протекают легко. Большое зна­чение имеют антитела (IgA), препятствующие прикреплению возбудителя к цилиарному эпителию верхних дыхательных путей.

Следует подчеркнуть, что иммунитет ви-доспецифический, поэтому антитела против B.pertussis не защищают от заболеваний, вы­званных В. parapertussis или В. bronchiseptica.

Микробиологическая диагностика. Материал для исследования — слизь с задней стенки глот­ки) — принято забирать методом «кашлевых пластинок». С помощью этого метода мате­риал от больного засевают во время приступа кашля непосредственно на чашку Петри с пи­тательной средой, держа ее перед лицом паци­ента. Мазки из носоглотки исследуют редко, так как возбудитель коклюша быстро погибает на ватном тампоне при высушивании (хлопок подавляет рост бордетелл). При необходимос­ти исследуют мазки с задней стенки глотки, используя специальные тампоны из альгината кальция, смоченные в растворе пенициллина.

Методы диагностики. Для ускоренной диа­гностики применяют прямую РИФ со специфи­ческой флюоресцентной сывороткой и материа­лом из зева больного. Однако чувствительность и специфичность этого метода составляют не более 50 %, поэтому возможны ложноположи-тельные и ложноотрицательные результаты.

Бактериологический метод позволяет выде­лить и отдифференцировать возбудители кок­люша и паракоклюша. Бактериологическое исследование проводят, делая посев на плот­ные питательные среды с антибиотиками (см. выше). Для идентификации возбудителя при­меняют реакцию агглютинации на стекле с К-сыворотками.

Серологическая диагностика малоинформа­тивна, поскольку в процессе заболевания титр агглютининов и преципитирующих антител увеличивается лишь к 3-й неделе заболевания. Тем не менее, для подтверждения клинического диагноза применяют развернутую реакцию аг­глютинации и РСК с парными сыворотками.

Лечение. В. pertussis чувствительна ко мно­гим антимикробным препаратам (кроме пе­нициллина). Однако антимикробную тера­пию (эритромицин, ампициллин) назначают лишь в тяжелых случаях коклюша и детям в возрасте до 1 года. Нормальный человеческий иммуноглобулин также применяют для лече­ния тяжелых или осложненных форм коклю­ша. Назначение эритромицина в катаральном периоде заболевания способствует элимина­ции микроба. Лечение антибиотиками после начала пароксизмальной стадии заболевания редко ускоряет выздоровление.

В качестве поддерживающей терапии на­значают кислородные ингаляции и анти-гистаминные или седативные препараты. Пребывание на свежем воздухе, проветрива­ние помещений снижают частоту приступов кашля у заболевших.

Профилактика. В течение первого года жизни каждому ребенку необходима базовая трехкрат­ная вакцинация убитой коклюшной вакциной в составе АКДС (адсорбированной коклюшно-дифтерийно-столбнячной вакцины). Вакцина содержит инактивированные нагреванием или мертиолатом В. pertussis I фазы (цельные микроб­ные клетки) в комбинации с дифтерийным и столбнячным анатоксинами, сорбированными на гидроокиси алюминия. Иммунизацию проводят, начиная с 3-месячного возраста, троекратно, с интервалами между введением препарата в 4—6 недель. К сожалению, при введении этой вакци­ны возможно развитие поствакцинальных ослож­нений, в том числе неврологических (энцефа­лопатия и даже энцефалит). Однако вероятность и частота возникновения таких осложнений зна­чительно ниже, чем опасность развития заболева­ния, и составляет 1 случай на 1 млн доз вакцины. Прекращение вакцинации против коклюша с по­мощью АКДС в некоторых регионах привело к значительному росту заболеваемости.

В настоящее время разработаны и применя­ются бесклеточные (ацеллюлярные, субкорпус­кулярные вакцины), содержащие очищенные антигены возбудителя коклюша (филамен-тозный гемагглютинин, пертактин, агглюти-ногены или пертуссис-анатоксин) в различ­ных комбинациях.

Для экстренной профилактики коклюша у контактировавших неиммунизированных лиц назначают нормальный человеческий имму­ноглобулин и/или эритромицин в первые 5 дней после контакта с заболевшим.