Bordetellae

Kinkhoest is een acute infectieziekte die vooral kinderen treft en die gekenmerkt wordt door een cyclisch verloop en krampachtige hoest.

De verwekker, Bordetella pertussis, werd voor het eerst ontdekt in 1900 in uitstrijkjes van het sputum van een kind en vervolgens in 1906 geïsoleerd in een zuivere kweek door J. Bordet en O. Gengou. De verwekker van een ziekte die lijkt op kinkhoest maar milder is, Bordetella parapertussis, werd in 1937 geïsoleerd en bestudeerd door G. Eldering en P. Kendrick en onafhankelijk daarvan in 1937 door W. Bradford en B. Slavin. Bordetella bronchiseptica, de verwekker van een zeldzame kinkhoestachtige ziekte bij mensen, werd in 1911 geïsoleerd bij honden door N. Ferry en in 1926 bij mensen door Brown. In 1984 werd een nieuwe soort, Bordetella avium, geïsoleerd; de pathogeniciteit ervan voor mensen is nog niet vastgesteld.

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

Morfologie van Bordetella

Bordetella behoort tot de klasse Betaproteobacteria, is gramnegatief en kleurt goed met alle anilinekleurstoffen. Soms wordt bipolaire kleuring onthuld door volutinekorrels aan de celpolen. De verwekker van kinkhoest heeft de vorm van een eivormige staaf (coccobacterium) met afmetingen van 0,2-0,5 x 1,0-1,2 μm. Parakoklyushnaya bacillus heeft dezelfde vorm, maar is iets groter (0,6 x 2 μm). Ze bevinden zich meestal afzonderlijk, maar kunnen in paren voorkomen. Ze vormen geen sporen; een capsule wordt gevonden in jonge culturen en in bacteriën geïsoleerd uit een macro-organisme. Bordetella is immobiel, met uitzondering van B. bronchiseptica, een peritricheuze bacterie. Het G + C-gehalte in DNA is 61-70 mol%. Ze behoren tot de hemofiele bacteriën.

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

Biochemische eigenschappen van Bordetella

Bordetella zijn strikt aerobe, chemoorganotroof. De optimale groeitemperatuur is 35-36 °C. De verwekker van kinkhoest in de gladde S-vorm (de zogenaamde fase I) groeit, in tegenstelling tot de andere twee soorten Bordetella, niet op MPB en MPA, omdat de voortplanting ervan wordt belemmerd door de ophoping van onverzadigde vetzuren in het groeimedium, evenals colloïdale zwavel en andere metabolische producten die tijdens de groei worden gevormd. Om deze te neutraliseren (of te adsorberen) moeten zetmeel, albumine en koolstof of ionenwisselaarharsen aan het groeimedium worden toegevoegd om kinkhoestbacteriën te laten groeien. De microbe vereist de aanwezigheid van 3 aminozuren in het groeimedium: proline, cysteïne en glutaminezuur, waarvan caseïne of bonenhydrolysaten de bron zijn. Het traditionele medium voor de kweek van de kinkhoestbacterie is het Bordet-Gengou-medium (aardappel-glycerine-agar met toevoeging van bloed). Hierop groeit de bacterie in de vorm van gladde, glanzende, transparante, koepelvormige kolonies met een parelmoer- of metaalachtige kwikkleur, ongeveer 1 mm in diameter, die op de 3e tot 4e dag groeien. Op een ander medium - caseïne-koolagar (CCA) - eveneens op de 3e tot 4e dag, groeien gladde, convexe kolonies van ongeveer 1 mm in diameter, met een grijscrèmekleur en een viskeuze consistentie. Kolonies van parapertussisbacteriën verschillen qua uiterlijk niet van kinkhoestbacteriën, maar zijn groter en worden op de 2e tot 3e dag gedetecteerd, terwijl kolonies van B. bronchiseptica al op de 1e tot 2e dag worden gedetecteerd.

Een kenmerkend kenmerk van kinkhoestbacteriën is hun neiging om hun culturele en serologische eigenschappen snel te veranderen wanneer de samenstelling van het voedingsmedium, de temperatuur en andere groeiomstandigheden veranderen. Tijdens de overgang van de S-vorm (fase I) naar de stabiele, ruwe R-vorm (fase IV) via de tussenliggende fasen II en III, worden geleidelijke veranderingen in antigene eigenschappen waargenomen; pathogene eigenschappen gaan verloren.

Parapertussis-bacteriën en B. bronchiseptica, evenals fase II, III en IV pertussis-bacteriën, groeien op MPA en MPB. Bij kweek op vloeibaar medium wordt diffuse troebelheid met een dicht sediment op de bodem waargenomen; de cellen kunnen iets groter en polymorf zijn, soms draden vormend. In de R-vorm en intermediaire vormen vertonen bacteriën een uitgesproken polymorfisme.

In het Bordet-Gengou medium vormen alle Bordetella een kleine hemolysezone rond de kolonies en verspreiden zich diffuus in het medium.

Bordetella fermenteert geen koolhydraten, vormt geen indool en reduceert geen nitraten tot nitrieten (met uitzondering van B. bronchiseptica). Parapertussis-bacteriën scheiden tyrosinase af, waardoor een pigment ontstaat dat het medium en de kweek bruin kleurt.

Bordetella bevat verschillende antigeencomplexen. Het somatische O-antigeen is soortspecifiek; het generieke antigeen is agglutinogeen 7. De belangrijkste agglutinogenen in de verwekker van kinkhoest zijn agglutinogeen 7 (generieke variant), agglutinogeen 1 (soort) en de meest frequent gedetecteerde typespecifieke 2 en 3. Afhankelijk van hun combinatie worden er bij Bordetella pertussis vier serovarianten onderscheiden: 1, 2, 3; 1, 2, 0; 1, 0, 3 en 1, 0, 0.

[ 9 ], [ 10 ]

Pathogene factoren van Bordetella

Fimbriae (agglutinogenen), het buitenmembraaneiwit pertactine (69 kDa) en filamenteus hemagglutinine (oppervlakte-eiwit) zijn verantwoordelijk voor de hechting van de ziekteverwekker aan het ciliaire epitheel van de middelste luchtwegen (trachea, bronchiën). De capsule beschermt tegen fagocytose. Hyaluronidase, lecithinase, plasmacoagulase en adenylaatcyclase zijn vaak aanwezig. Endotoxine (LPS) bevat twee lipiden: A en X. De biologische activiteit van LPS wordt bepaald door lipide X; lipide A heeft een lage pyrogeniciteit en is niet-toxisch. LPS heeft immunogeniciteit (whole-cell vaccin), maar veroorzaakt sensibilisatie. Er zijn drie exotoxinen. Pertussis-toxine (117 kDa) is qua structuur en functie vergelijkbaar met cholerageen, vertoont ADP-ribosyltransferase-activiteit (ribosyleert transducine, een doelwitcelmembraaneiwit dat deel uitmaakt van het systeem dat cellulaire adenylaatcyclase remt), is een sterk immunogeen, verhoogt de lymfocytose en insulineproductie. Tracheaal cytotoxine is een fragment van een peptideglycaan, is pyrogeen, artritogeen, induceert diepe slaap en stimuleert de productie van IL-1, waarop stikstofoxide (cytotoxische factor) wordt gesynthetiseerd. Het beschadigt tracheale epitheelcellen en veroorzaakt ciliostase. Hittelabiel dermonecrotoxine is neurotroop, heeft vasoconstrictieve activiteit en is homoloog aan cytotoxische necrotiserende factor 1 (CNF1) van Escherichia coli. Het doelwit zijn de Rho-eiwitten van celmembranen. Dermonecrotoxine wordt gedetecteerd door een intradermale test op konijnen (Dold-test).

Immuniteit

Na de ziekte ontstaat een stabiele, levenslange immuniteit; na vaccinatie duurt de immuniteit slechts 3-5 jaar.

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

Epidemiologie van kinkhoest

De infectiebron bij kinkhoest en parapertussis is een patiënt met een typische of latente vorm, met name in de periode vóór het begin van spasmodische hoest. Bij kinkhoestachtige aandoeningen, veroorzaakt door B. bronchiseptica, kunnen huisdieren en wilde dieren de infectiebron zijn, waaronder soms epizoötieën worden waargenomen (varkens, konijnen, honden, katten, ratten, cavia's, apen), en meestal worden de luchtwegen aangetast. Het infectiemechanisme is via de lucht. Bordetella heeft een specifiek tropisme voor het ciliaire epitheel van de luchtwegen van de gastheer. Mensen van alle leeftijden zijn vatbaar voor infectie, maar kinderen van 1 tot 10 jaar zijn het meest vatbaar.

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

Symptomen van kinkhoest

De incubatietijd van kinkhoest bedraagt 3 tot 14 dagen, meestal 5 tot 8 dagen. De ziekteverwekker, die het slijmvlies van de bovenste luchtwegen is binnengedrongen, vermenigvuldigt zich in de cellen van het ciliaire epitheel en verspreidt zich vervolgens via de bronchogene route naar de lagere luchtwegen (bronchioli, alveoli, kleine bronchiën). Onder invloed van het exotoxine wordt het epitheel van het slijmvlies necrotisch, waardoor de hoestreceptoren geïrriteerd raken en er een constante stroom signalen ontstaat in het hoestcentrum van de medulla oblongata, waar een aanhoudende prikkelhaard ontstaat. Dit leidt tot het ontstaan van spasmodische hoestaanvallen. Kinkhoest gaat niet gepaard met bacteriëmie. Secundaire bacteriële flora kan tot complicaties leiden.

Tijdens het verloop van de ziekte worden de volgende stadia onderscheiden:

• catarrale periode, die ongeveer 2 weken duurt en gepaard gaat met een droge hoest; de toestand van de patiënt verslechtert geleidelijk;
• convulsieve (spasmodische) of spasmodische periode, die tot 4-6 weken duurt en wordt gekenmerkt door aanvallen van oncontroleerbare "blaffende" hoest die tot 20-30 keer per dag voorkomen, en de aanvallen kunnen zelfs worden uitgelokt door niet-specifieke irriterende stoffen (licht, geluid, geur, medische manipulaties, onderzoek, enz.);
• de herstelperiode, waarin de hoestbuien minder frequent en korter van duur worden, waarbij necrotische delen van het slijmvlies van de bovenste luchtwegen worden afgestoten, vaak in de vorm van "afgietsels" uit de luchtpijp en de bronchiën; duur - 2-4 weken.

Laboratoriumdiagnostiek van kinkhoest

De belangrijkste diagnostische methoden zijn bacteriologisch en serologisch; voor versnelde diagnostiek, vooral in een vroeg stadium van de ziekte, kan de immunofluorescentiereactie worden gebruikt. Om een reincultuur te isoleren, wordt slijm uit de neuskeelholte of sputum gebruikt als materiaal, dat wordt gezaaid op AUC- of Bordet-Gengou-medium. Het zaaien kan ook gebeuren met behulp van de "hoestplaten"-methode. De gekweekte cultuur wordt geïdentificeerd door een combinatie van culturele, biochemische en antigene eigenschappen. Serologische reacties - agglutinatie, complementfixatie, passieve hemagglutinatie - worden voornamelijk gebruikt voor retrospectieve diagnostiek van kinkhoest of in gevallen waarin geen reincultuur is geïsoleerd. Antilichamen tegen de ziekteverwekker verschijnen niet eerder dan in de derde week van de ziekte; de diagnose wordt bevestigd door een stijging van de antilichaamtiter in sera die met tussenpozen van 1-2 weken worden afgenomen. Bij kinderen in de eerste twee levensjaren zijn serologische reacties vaak negatief.

Behandeling van kinkhoest

Voor de behandeling worden antibiotica (gentamicine, ampicilline) gebruikt. Deze zijn effectief tijdens de catarrale periode van de ziekte, maar nutteloos tijdens de convulsieve periode.

Specifieke preventie van kinkhoest

Voor routinematige preventie van de ziekte worden kinderen gevaccineerd tegen kinkhoest met behulp van het geadsorbeerde pertussis-difterie-tetanusvaccin (DPT), dat 20 miljard gedode pertussisbacteriën bevat in 1 ml. Het afzonderlijk geproduceerde gedode pertussisvaccin, dat volgens epidemiologische indicaties in kindergroepen wordt gebruikt, is gebaseerd op dezelfde component. Deze component is reactogeen (neurotoxisch); daarom worden acellulaire vaccins met 2 tot 5 componenten (pertussistoxoïd, filamenteus hemagglutinine, pertactine en 2 fimbriale agglutinogenen) momenteel actief onderzocht.