Bordetellae

La pertosse è una malattia infettiva acuta che colpisce prevalentemente i bambini, caratterizzata da un decorso ciclico e da tosse spasmodica parossistica.

L'agente eziologico, Bordetella pertussis, fu scoperto per la prima volta nel 1900 in strisci di espettorato di un bambino e poi isolato in coltura pura nel 1906 da J. Bordet e O. Gengou. L'agente eziologico di una malattia simile alla pertosse ma più lieve, Bordetella parapertussis, fu isolato e studiato nel 1937 da G. Eldering e P. Kendrick e indipendentemente nel 1937 da W. Bradford e B. Slavin. Bordetella bronchiseptica, l'agente eziologico di una rara malattia simile alla pertosse nell'uomo, fu isolata nel 1911 nei cani da N. Ferry e nell'uomo da Brown nel 1926. Nel 1984 è stata isolata una nuova specie, Bordetella avium, la cui patogenicità per l'uomo non è ancora stata stabilita.

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Morfologia della Bordetella

Le Bordetella appartengono alla classe dei Betaproteobacteria, sono batteri Gram-negativi e si colorano bene con tutti i coloranti all'anilina. Talvolta si rivela una colorazione bipolare dovuta alla presenza di granuli di volutina ai poli cellulari. L'agente eziologico della pertosse ha la forma di un bastoncino ovoide (coccobacterium) di 0,2-0,5 x 1,0-1,2 μm. Il bacillo Parakoklyushnaya ha la stessa forma, ma è leggermente più grande (0,6 x 2 μm). Di solito sono presenti singolarmente, ma possono essere presenti anche in coppia. Non formano spore; una capsula si trova nelle colture giovani e nei batteri isolati da un macroorganismo. Le Bordetella sono immobili, ad eccezione di B. bronchiseptica, che è un batterio peritrico. Il contenuto di G+C nel DNA è del 61-70% molare. Appartengono ai batteri emofilici.

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Proprietà biochimiche della Bordetella

Le Bordetella sono aerobie strette, chemioorganotrofe. La temperatura di crescita ottimale è di 35-36 °C. L'agente eziologico della pertosse nella forma S liscia (la cosiddetta fase I), a differenza delle altre due specie di Bordetella, non cresce su MPB e MPA, poiché la sua riproduzione è ostacolata dall'accumulo di acidi grassi insaturi nel terreno di coltura formatosi durante la crescita, nonché di zolfo colloidale e altri prodotti metabolici formatisi durante la crescita. Per neutralizzarli (o adsorbirli), è necessario aggiungere amido, albumina e carbone vegetale o resine a scambio ionico al terreno di coltura per la crescita dei batteri della pertosse. Il microbo richiede la presenza di 3 amminoacidi nel terreno di coltura: prolina, cisteina e acido glutammico, la cui fonte è la caseina o gli idrolizzati di fagiolo. Il terreno di coltura tradizionale per il bacillo della pertosse è il terreno Bordet-Gengou (agar patata-glicerina con aggiunta di sangue), sul quale cresce sotto forma di colonie lisce, lucide e trasparenti a forma di cupola, di colore perlaceo o mercurio metallico, di circa 1 mm di diametro, che si sviluppano al 3°-4° giorno. Su un altro terreno di coltura, l'agar caseina-carbone (CCA), sempre al 3°-4° giorno, si sviluppano colonie lisce e convesse di circa 1 mm di diametro, di colore grigio-crema e consistenza viscosa. Le colonie di batteri della parapertosse non differiscono nell'aspetto da quelle della pertosse, ma sono più grandi e vengono rilevate al 2°-3° giorno, mentre le colonie di B. bronchiseptica vengono rilevate già al 1°-2° giorno.

Una caratteristica tipica dei batteri della pertosse è la loro tendenza a modificare rapidamente le proprie proprietà colturali e sierologiche al variare della composizione del terreno nutritivo, della temperatura e di altre condizioni di crescita. Nel processo di transizione dalla forma S (fase I) alla forma R, stabile e rugosa (fase IV), attraverso le fasi intermedie II e III, si osservano cambiamenti graduali nelle proprietà antigeniche; le proprietà patogene vengono invece perse.

I batteri Parapertussis e B. bronchiseptica, così come i batteri della pertosse di fase II, III e IV, crescono su MPA e MPB. Quando coltivati su terreno liquido, si osserva una torbidità diffusa con un sedimento denso sul fondo; le cellule possono essere leggermente più grandi e polimorfiche, a volte formando filamenti. Nella forma R e nelle forme intermedie, i batteri mostrano un polimorfismo pronunciato.

Sul terreno Bordet-Gengou, tutti i batteri Bordetella formano una zona di emolisi leggermente limitata attorno alle colonie, diffondendosi diffusamente nel terreno.

La Bordetella non fermenta i carboidrati, non produce indolo e non riduce i nitrati a nitriti (ad eccezione della B. bronchiseptica). I batteri della Parapertussis secernono tirosinasi, formando un pigmento che colora di marrone il terreno e la coltura.

Bordetella contiene diversi complessi antigenici. L'antigene somatico O è specie-specifico; l'antigene generico è l'agglutinogeno 7. I principali agglutinogeni nell'agente eziologico della pertosse sono il 7° (generico), il 1° (specie) e i più frequentemente rilevati, il 2° e il 3° tipo-specifici. A seconda della loro combinazione, in Bordetella pertussis si distinguono quattro sierovarianti: 1, 2, 3; 1, 2.0; 1, 0, 3 e 1.0.0.

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Fattori di patogenicità della Bordetella

Le fimbrie (agglutinogeni), la proteina di membrana esterna pertactina (69 kDa) e l'emoagglutinina filamentosa (proteina di superficie) sono responsabili dell'adesione del patogeno all'epitelio ciliare delle vie respiratorie medie (trachea, bronchi). La capsula protegge dalla fagocitosi. Spesso sono presenti ialuronidasi, lecitinasi, plasmacoagulasi e adenilato ciclasi. L'endotossina (LPS) contiene due lipidi: A e X. L'attività biologica dell'LPS è determinata dal lipide X, il lipide A ha bassa pirogenicità e non è tossico. L'LPS ha immunogenicità (vaccino a cellule intere), ma causa sensibilizzazione. Esistono tre esotossine. La tossina pertussica (117 kDa) è simile per struttura e funzione al colerageno, presenta attività ADP-ribosila transducina (ribosila la transducina, una proteina bersaglio della membrana cellulare che fa parte del sistema che inibisce l'adenilato ciclasi cellulare), è un potente immunogeno, aumenta la linfocitosi e la produzione di insulina. La citotossina tracheale è un frammento del glicano peptidico, è pirogena, artritogena, induce il sonno a onde lente e stimola la produzione di IL-1, in risposta alla quale viene sintetizzato ossido nitrico (fattore citotossico). Danneggia le cellule epiteliali tracheali e causa ciliostasi. La dermonecrotossina termolabile è neurotropica, ha attività vasocostrittrice, è omologa al fattore necrotizzante citotossico 1 (CNF1) di Escherichia coli. Il suo bersaglio sono le proteine Rho delle membrane cellulari. La dermonecrotossina viene rilevata mediante un test intradermico sui conigli (test di Dold).

Immunità

Dopo la malattia si forma un'immunità stabile che dura tutta la vita; l'immunità post-vaccinazione dura solo 3-5 anni.

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Epidemiologia della pertosse

La fonte di infezione nella pertosse e nella parapertosse è un paziente con una forma tipica o latente, soprattutto nel periodo precedente l'insorgenza della tosse spasmodica. Nella malattia simile alla pertosse causata da B. bronchiseptica, la fonte di infezione può essere rappresentata da animali domestici e selvatici, tra i quali si osservano talvolta epizoozie (suini, conigli, cani, gatti, ratti, porcellini d'India, scimmie), e il più delle volte è interessato il tratto respiratorio. Il meccanismo di infezione è per via aerea. La Bordetella ha un tropismo specifico per l'epitelio ciliare del tratto respiratorio dell'ospite. Le persone di tutte le età sono suscettibili all'infezione, ma i bambini di età compresa tra 1 e 10 anni sono i più suscettibili.

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Sintomi della pertosse

Il periodo di incubazione della pertosse varia da 3 a 14 giorni, più spesso da 5 a 8 giorni. Il patogeno, penetrato nella mucosa delle vie respiratorie superiori, si moltiplica nelle cellule dell'epitelio ciliare e si diffonde per via broncogena alle vie respiratorie inferiori (bronchioli, alveoli, bronchi di piccolo calibro). Sotto l'azione dell'esotossina, l'epitelio della mucosa diventa necrotico, con conseguente irritazione dei recettori della tosse e creazione di un flusso costante di segnali nel centro della tosse del midollo allungato, in cui si forma un focolaio persistente di eccitazione. Ciò porta alla comparsa di attacchi di tosse spasmodici. La pertosse non è accompagnata da batteriemia. La flora batterica secondaria può portare a complicazioni.

Nel corso della malattia si distinguono le seguenti fasi:

• periodo catarrale, della durata di circa 2 settimane e accompagnato da tosse secca; le condizioni del paziente peggiorano gradualmente;
• periodo convulsivo (spasmodico), o spasmodico, che dura fino a 4-6 settimane ed è caratterizzato da attacchi di tosse incontrollabile "abbaiante" che si verificano fino a 20-30 volte al giorno, e gli attacchi possono essere provocati anche da irritanti non specifici (luce, suono, odore, manipolazioni mediche, esame, ecc.);
• periodo di risoluzione, durante il quale gli attacchi di tosse diventano meno frequenti e di durata più breve, le aree necrotiche della mucosa delle vie respiratorie superiori vengono rigettate, spesso sotto forma di "calchi" dalla trachea e dai bronchi; durata: 2-4 settimane.

Diagnosi di laboratorio della pertosse

I principali metodi diagnostici sono batteriologici e sierologici; per una diagnosi accelerata, soprattutto in una fase precoce della malattia, è possibile utilizzare l'immunofluorescenza. Per isolare una coltura pura, si utilizza come materiale il muco del rinofaringe o l'espettorato, che viene seminato su terreno AUC o Bordet-Gengou. La semina può essere effettuata anche con il metodo delle "piastre per la tosse". La coltura coltivata viene identificata tramite una combinazione di proprietà colturali, biochimiche e antigeniche. Le reazioni sierologiche - agglutinazione, fissazione del complemento, emoagglutinazione passiva - sono utilizzate principalmente per la diagnosi retrospettiva della pertosse o nei casi in cui non sia stata isolata una coltura pura. Gli anticorpi contro il patogeno compaiono non prima della terza settimana di malattia; la diagnosi è confermata dall'aumento del titolo anticorpale nel siero prelevato a intervalli di 1-2 settimane. Nei bambini dei primi due anni di vita, le reazioni sierologiche sono spesso negative.

Trattamento della pertosse

Per il trattamento si utilizzano antibiotici (gentamicina, ampicillina), efficaci nella fase catarrale della malattia e inutili nella fase convulsiva.

Prevenzione specifica della pertosse

Per la prevenzione di routine della malattia, i bambini vengono vaccinati contro la pertosse con il vaccino adsorbito pertosse-difterite-tetano (DPT), contenente 20 miliardi di batteri pertussici uccisi in 1 ml. Il vaccino contro la pertosse ucciso, prodotto separatamente e utilizzato nei gruppi pediatrici secondo le indicazioni epidemiologiche, si basa sullo stesso componente. Questo componente è reattogeno (proprietà neurotossica), pertanto sono attualmente in fase di studio vaccini acellulari contenenti da 2 a 5 componenti (tossoide pertossico, emoagglutinina filamentosa, pertactina e 2 agglutinogeni fimbriali).