Кіріспе
Көтпе немесе құсықшаны тудыратын бактериялар түрі – Bordetella pertussis. Бұл Bordetella туысына жататын, грам-теріс, ауадағы оттекті қабылдайтын, патогенді, капсуласы бар коккобацилла бактериясы және көтпе немесе құсықшаның қоздырғышы. Оның вируленттілік факторларына пертуссис токсині, аденилат циклаза токсині, жіп тәрізді гемагглютинин, пертактин, фимбрия және трахеялық цитотоксин жатады. Бактериялар ауа-тамшы арқылы таралады, ал аурудың инкубациялық кезеңі орташа есеппен 7–10 күн (6–20 күн аралығында) құрайды. Адамдар – B. pertussis бактериясының жалғыз белгілі резервуары. 2003 жылы 4,086,186 негіз жұбынан тұратын B. pertussis геномы жарияланды. Геном мөлшері, оған ең жақын туысы – B. bronchiseptica бактериясымен салыстырғанда, айтарлықтай кіші. Бұл, негізінен, бір мезгілде (адам) тіршілік етуге бейімделуімен және организмнен тыс тіршілік ету қабілетін жоғалтуымен байланысты. B. bronchiseptica бактериясы сияқты, B. pertussis та флагельге ұқсас құрылымды білдіре алады, бірақ ол тарихи тұрғыдан қозғалмайтын бактерия ретінде жіктелген.
Bordetella pertussis is a Gram negative, aerobic, pathogenic, encapsulated coccobacillus bacterium of the genus Bordetella, and the causative agent of pertussis or whooping cough. Its virulence factors include pertussis toxin, adenylate cyclase toxin, filamentous hæmagglutinin, pertactin, fimbria, and tracheal cytotoxin. The bacteria are spread by airborne droplets and the disease's incubation period is 7–10 days on average (range 6–20 days). Humans are the only known reservoir for B. pertussis. The complete B. pertussis genome of 4,086,186 base pairs was published in 2003. Compared to its closest relative B. bronchiseptica, the genome size is greatly reduced. This is mainly due to the adaptation to one host species (human) and the loss of capability of survival outside a host body. Like B. bronchiseptica, B. pertussis can express a flagellum like structure, even though it has been historically categorized as a nonmotile bacterium.
Таксономия
Bordetella тұқымдасына тоғыз түр жатады: B. pertussis, B. parapertussis, B. bronchiseptica, B. avium, B. hinzii, B. holmesii, B. trematum, B. ansorpii және B. petrii. 16S рРНК – барлық бактериялардың құрамында болатын, сынамадағы филаларды салыстыруға мүмкіндік беретін компонент. Адамның егіс алқаптарына енуі, топырақпен адамның байланысын күшейтті. Бұл күшею, Bordetella-ның ата-тегі үшін ғана емес, сонымен қатар адамдарға таралуына да қолайлы жағдай жасады. Уақыт өте келе Bordetella, мысалы B. pertussis, адамдарды жұқтыруға бейімделіп, топырақ жағдайында көбейе беруге қабілетті. Алғашқыда B. pertussis мономорфты патоген екендігі анықталды, көптеген штаммдар ptxA1 немесе ptxA2 аллельдерінің екі түрін ғана қамтыды. Геномдық тізбектеудегі жаңа жетістіктер B. pertussis-ті жан-жақты зерттеуге және ptxP аймағын анықтауға мүмкіндік берді. Генді зерттеу нәтижесінде ДНК тізбегінде жоқ геномдарды көрсететін гендегі мутациялар анықталды. Барт және авторлар тобының зерттеуі көрсеткендей, B. pertussis-тің Tohama I анықтамалық штаммының 25% гендері ата-тектік штамдармен салыстырғанда жоқ. Бұл мутациялар ДНК жоғалуымен ішкігеномдық рекомбинацияның артуынан туындаған. BvgAS жүйесімен басқарылатын гендер B. pertussis-тің жұқпалылығын арттырып, адам организмінде өсуіне қолайлы жағдай жасады. Олардың өсуіне оптималды pH деңгейі 8,0-қа тең. Минималды өсу үшін pH диапазоны 6,0-6,5 болды. Бактериялар pH 5,0-дан төмен болғанда көбейе алмайды. Сонымен қатар, Bordetella pertussis 35–37 °C температуралық диапазонда жақсы өседі. Бұл қатаң аэробты бактерия, және ол никотинамид қосымшасын қажет етеді. Бактерияның өсуіне майлы қышқылдар, пероксид ортасы, металл иондары және сульфидтер бөгет жасайды. Қатаң аэроб болғандықтан, бактерия өсуі және тіршілік етуі үшін оттегі қажет. Мұндай аэробтар заттарды метаболизмдеу үшін оттегі қолданып, жасушалық тыныс алу процесін жүзеге асырады. Тыныс алу кезінде электрондық тасымалдау тізбегінің соңғы электронды қабылдағышы оттегі болып табылады. Организмі оксидазаға оң, ал уреаза, нитрат редуктаза және цитратқа теріс реакция береді.
Метаболизм
B. pertussis метаболистік модельдеу үшін ерекше қиындықтар мен мүмкіндіктер ұсынады, әсіресе ол патоген ретінде қайта пайда болуын ескере отырып. Глутамат деңгейінің жоғарылауы тотығу стресінен туындаған өсуді баяулатады, бұл күрделі байланысты көрсетеді. Бұл әсер кішкентай бастапқы популяцияның кворумдық сезіну арқылы тотығу стресін күшейте алатынын көрсететін байқаулармен күшейеді, бұл құбылыс одан әрі зерттеуді қажет етеді. B. pertussis лактат пен глутаматтың теңгерімді ортасында, аммоний жиналмайтын жағдайда, лимон қышқылының толық емес циклы және β-гидроксибутиратты синтездеу және ыдырату қабілеті байқалады. Осы ортада B. pertussis-ті өсіру полигидроксибутираттың белгілі бір мөлшерін өндірді, бірақ β-гидроксибутираттың шығарылуы байқалмады, бұл қазіргі орта құрамымен салыстырғанда көміртегінің биомассаға тиімдірек айналуын көрсетеді. Биофильм жағдайында B. pertussis жасушаларында токсиндер деңгейінің жоғарылауы және кейбір белоктардың экспрессиясының төмендеуі байқалды, бұл трикарбоксил қышқылы (ТКҚ) цикліне қарағанда глиоксилатты шунтты пайдалануға қарай метаболизмнің өзгеруін көрсетеді. Бұл өзгерістер полигидроксибутираттың жинақталуымен және супероксид дисмутазаның белсенділігінің артуымен байланысты, бұл биофильмдерде ұзақ тіршілікке ықпал етуі мүмкін. Адамның тыныс алу жүйесі сияқты жануарлар тіндерімен салыстырғанда энергия профилі аз теріс болғанымен, B. pertussis биосинтезді катаболизммен тиімді үйлестіреді, тіпті ұзақ инкубациядан кейін де қарқынды өсуді қамтамасыз етеді. Шешуші жөтелдің ошақтары зообақтағы шимпанзелер мен жабайы гориллалар арасында тіркелді; екі жағдайда да инфекцияның адамдармен тығыз байланыс нәтижесінде жұққан болуы мүмкін деп есептеледі. Көптеген зообақтарда приматтарды шешуші жөтелге қарсы вакцинациялау дәстүрі бар. Зерттеулер кейбір примат түрлерінің B. pertussis-ке өте сезімтал екенін және төмен дозада егу кезінде клиникалық шешуші жөтелдің жоғары деңгейін дамытатынын көрсетті. Бактерияның жабайы жануарлар популяциясында табиғи түрде таралуы зертханалық диагностикамен толық расталмады. Зерттеулерде бабуин инфекцияның моделі ретінде қолданылды, бірақ бабуиндегі патологияның адамдардағымен бірдей екені белгісіз.
Қалқанша
Қиырқақ – адам тыныс алғанда ерекше “ырылдаған” дыбыс шығаратын тыныс алу жүйесінің жұқпалы ауруы. B. pertussis бактериясы өкпе эпителий жасушаларын қоныстандыру арқылы иесіне жұғады. Бактерияның беткі қабатындағы гемагглютинин адгезині эпителий жасушаларының кірпікшелеріндегі сульфатидтерге байланысады. Басқа адгезиндер – фимбриялар және петрактиндер. Бактерия бекінгеннен кейін трахеялық цитотоксин өндіреді, ол кірпікшелердің қозғалысын тоқтатады. Бұл кірпікшелердің өкпеден қоқымды сыйырғанын бөгеп, организмді жөтелге түсіреді. B. pertussis иесінің иммундық жүйесінің жұмысын тежеуге қабілетті. Pertussis токсині деп аталатын токсин G белоктарының байланысын тежейді, соның салдарынан аденозилат циклаза АТФ-ты циклдік аденозин монофосфатына (АМФ) айналдырады. Нәтижесінде фагоциттер АТФ-ты АМФ-қа тым көп түрлендіреді, бұл жасушалық сигналдау механизмдерін бұзады және фагоциттердің инфекцияға дұрыс жауап беруіне кедері келтіреді. Бұрын лимфоцитозды күшейтетін фактор деп аталған pertussis токсині лимфоциттердің лимфа түйіндеріне енуін азайтады, бұл лимфоцитозға алып келуі мүмкін, ересектерде лимфоциттердің саны 4000/мкл, ал балаларда 8000/мкл-ден асып кетеді. Лимфоциттерге әсер етуден басқа, ол нейтрофильдердің өкпеге қозғалуын шектейді. Сонымен қатар, ол бактерияларды жоюға жауапты тіндік макрофагтардың қызметін төмендетеді. B. pertussis жұқпасы көбінесе бір жасқа дейінгі балаларда кездеседі, себебі олар вакциналанбаған немесе иммунитеті әлсіреген болады, әдетте 11-18 жас аралығында. Аурудың белгілері мен көріністері жалпы суық сияқты: мұрынның ағуы, жұтыну, жеңіл жөтел және төмен температура. Науқас инфекцияның катаральдық кезеңінде, әдетте жөтел басталғаннан кейін екі аптадан соң ең жұқпалы болады. Жөтелгенде, жұтыну кезінде немесе күлгенде ауа арқылы таралуы мүмкін. Пароксизмалық жөтелге тән коклюш дыбысы прецедент болады. Жөтелден кейін науқас тыныс алғанда “ырылдаған” дыбыс шығаруы немесе құсуы мүмкін. Жұқтыру көрсеткіштерінің артуы күтілуде, себебі иесінің ең жұқпалы кезеңінде B. pertussis бактериясының тірі қалу мүмкіндігі ең жоғары болады. Иесі жөтелгенде, тыныс жолдарындағы бактериялар ауа тамшылары арқылы таралып, жақын маңдағы адамдарға қауіп төндіреді. Адам организмі B. pertussis патогеніне қаншалықты дайын екендігіне байланысты әртүрлі физиологиялық реакциялар білінеді. Алайда, B. pertussis популяцияда таралуы үшін бактерияның үзіліссіз берілу тізбегі қажет, себебі оның жануарлар арасында резервуары жоқ және бактериялар сыртқы ортада тірі қала алмайды. B. pertussis негізінен тыныс алу тамшылары арқылы таралады, сондықтан оның организмнен тыс қысқа өмір сүру мерзіміне байланысты тікелей контакті қажет. 1991-2008 жылдар аралығында 8 айлық және одан кіші жастағы 258 сәбинің өлімі тіркелді.
Емдеу
Қияқ жөтелі макролидтермен, мысалы, эритромицинмен емделеді. Емдеу инкубациялық немесе катаральдық кезеңде басталғанда ең тиімді болады. Симптомдардың пайда болуынан бастап 1–2 апта ішінде емдеу жүргізу оңтайлы. Пароксизмалық жөтел фазасында қолданғанда, қалпына келу уақытына әсер етпейді, бірақ инфекция жұққаннан кейін таралуы 5–10 күнге дейін азаяды.
Алдын алу
Қырқырауға қарсы вакцина 20 ғасырдың екінші жартысынан бері кеңінен қолданылып келеді. Бұл клеткасыз вакциналар да бұлшықетке егіледі және негізінен фимбрия, филаментті гемагглютинин, пертактин және қырқырау токсинінен тұратын тазартылған беткі антигендерден құралған. Екі вакцина да бүгінге дейін қолданылып келеді, ал aP вакцинасы дамыған елдерде басым қолданылады. aP вакцинасы дифтерия, тетанус және клеткасыз қырқырау (DTaP) екпесінің де бөлігі болып табылады. Сәбилерде қырқырау жиі кездеседі және жасөспірімдер мен сау ересектерге қарағанда Bordetella pertussis-ке осал болғандықтан, көбінесе ауыр салдарға әкеледі. Сондықтан, ата-аналарға осы ауруға шағу және тарату ықтималдығын азайту үшін алдын алу вакцинасын алу ұсынылады. "Қырқыраудың қайта жандануы қазіргі вакцинаның қорғау деңгейіне қатысты алаңдаушылық тудырып отыр. Бұл вакцина B. holmesii және B. bronchiseptica сияқты Bordetella-ның басқа түрлеріне қарсы қорғаныс бермейді және жаңа вакцинаның қажеттілігін көрсетеді. Қазіргі уақытта зерттеушілер "Классикалық Bordetella" тұқымдасының басқа патогендерімен күресе алатын, B. pertussis-қа қарсы тірі әлсіретілген вакцина болып табылатын BPZE1 сияқты жаңа вакцинаны әзірлеуде". Бұл жаңа вакцина 3 маңызды токсинді кодтайтын генді тек бір рет мұрынға енгізу арқылы белсенділігін жояды. Оның иммуножеткіліксіздігі бар науқастар мен жүкті әйелдердегі қауіпсіздігі қазіргі уақытта зерттелуде. Дұрыстығы, тиімділігі және қауіпсіздігі үшін зерттеулер мен сынақтардан өтіп жатқан басқа да перспективті вакциналар бар.