Bordetella pertussis: всё о бактерии, вызывающей коклюш у человека

Бактерия Bordetella pertussis является основным возбудителем одного из самых опасных и высококонтагиозных респираторных заболеваний — коклюша. Это заболевание известно своими приступами мучительного спазматического кашля, который может быть крайне изнурительным, особенно для младенцев и маленьких детей. Понимание ключевых особенностей этой бактерии, её строения, механизмов действия и путей распространения критически важно для эффективной профилактики и своевременной диагностики, что позволяет избежать серьёзных осложнений и сохранить здоровье. В статье подробно рассмотрим все аспекты, связанные с Bordetella pertussis, чтобы предоставить вам исчерпывающую информацию о невидимом, но мощном враге.

Морфология и биологические особенности Bordetella pertussis

Bordetella pertussis — это грамотрицательная коккобацилла, относящаяся к роду Bordetella. Она имеет форму короткой палочки или овала, обычно располагается поодиночке или парами. Важной морфологической особенностью является отсутствие подвижности, поскольку бактерия не имеет жгутиков. Для оптимального роста B. pertussis требуются особые условия: она является строгим аэробом, то есть нуждается в кислороде, и растёт на специализированных питательных средах, обогащённых компонентами, такими как кровь, древесный уголь или крахмал, которые нейтрализуют токсические вещества, подавляющие её рост.

Бактерия отличается медленным ростом в лабораторных условиях, что может затруднять её выделение и идентификацию. Внешняя мембрана Bordetella pertussis содержит липополисахариды (ЛПС), которые являются эндотоксинами и способствуют развитию воспалительной реакции в организме человека. Кроме того, на поверхности бактерии присутствуют адгезины — структуры, позволяющие ей прикрепляться к клеткам дыхательных путей.

Факторы патогенности и механизмы развития коклюша

Патогенность Bordetella pertussis обусловлена сложным комплексом факторов, которые позволяют бактерии колонизировать дыхательные пути, избегать иммунного ответа и вызывать характерные симптомы коклюша. Эти факторы взаимодействуют, приводя к повреждению тканей и системным эффектам, что делает инфекцию, вызываемую B. pertussis, особенно опасной.

Ниже представлены ключевые факторы патогенности и их роль в развитии заболевания:

• Коклюшный токсин (КТ): Это главный токсин Bordetella pertussis, вызывающий многие системные проявления коклюша. Он проникает в клетки, нарушая их функции, что приводит к повышению уровня циклических АМФ. Это, в свою очередь, ослабляет иммунный ответ, нарушает функции макрофагов и лимфоцитов, а также вызывает лимфоцитоз (увеличение числа лимфоцитов в крови) и гипогликемию.
• Гемагглютинин филаментозный (ГФ): Мощный адгезин, который играет ключевую роль в прикреплении бактерии к реснитчатым эпителиальным клеткам дыхательных путей. Он позволяет Bordetella pertussis прочно закрепиться на поверхности слизистой оболочки и начать колонизацию.
• Пертактин: Ещё один адгезин, который также способствует прикреплению бактерии к эпителию и является важным компонентом ацеллюлярных вакцин против коклюша.
• Аденилатциклазный токсин (АЦТ): Этот токсин проникает в иммунные клетки (фагоциты) и резко повышает внутриклеточный уровень циклических АМФ, что парализует их защитные функции. Таким образом, АЦТ помогает бактерии уклоняться от фагоцитоза и выживать в организме.
• Трахеальный цитотоксин (ТЦТ): Небольшая молекула, которая повреждает реснитчатые эпителиальные клетки трахеи, замедляя и останавливая движение ресничек. Это нарушает мукоцилиарный клиренс (механизм очищения дыхательных путей), способствуя накоплению слизи и усиливая кашель. Трахеальный цитотоксин также может вызывать некроз клеток.
• Фимбрии (пили): Белковые нитевидные структуры на поверхности бактерии, которые также участвуют в адгезии к клеткам хозяина.

После прикрепления к эпителию дыхательных путей Bordetella pertussis начинает активно размножаться и выделять свои токсины. Эти токсины повреждают реснитчатый эпителий, вызывая воспаление, отёк и некроз. Нарушение работы ресничек приводит к тому, что слизь и бактерии не удаляются из дыхательных путей, что провоцирует сильный, продолжительный кашель. Системные эффекты коклюшного токсина затрагивают нервную, иммунную и эндокринную системы, объясняя такие симптомы, как судороги, лимфоцитоз и другие осложнения, особенно опасные для маленьких детей.

Пути передачи Bordetella pertussis и группы риска

Bordetella pertussis крайне заразна и передаётся преимущественно воздушно-капельным путём от инфицированного человека к здоровому. Это означает, что бактерия распространяется с мельчайшими каплями слюны и слизи, которые выделяются при кашле, чихании или разговоре. Высокая контагиозность B. pertussis делает её очень эффективной в распространении.

Ключевые особенности передачи:

• Высокая контагиозность: Один больной коклюшем может заразить до 90% неиммунных лиц, контактировавших с ним.
• Близость контакта: Передача обычно происходит при тесном контакте, особенно в закрытых помещениях (детские сады, школы, семьи).
• Инкубационный период: Передача может происходить уже в инкубационном периоде (до появления первых симптомов кашля) и особенно активно в катаральной стадии (начальные проявления, напоминающие простуду), когда кашель ещё не спазматический, но бактерия уже активно выделяется.

Несмотря на то, что коклюш часто ассоциируется с детским возрастом, заболеть могут люди всех возрастов. Однако существуют группы, которые подвергаются особому риску тяжёлого течения и осложнений:

Взрослые, у которых ослаб иммунитет, или те, кто не проходил ревакцинацию, могут легко заразиться и перенести заболевание в стёртой форме, даже не подозревая об этом. Однако они остаются источником бактерии для окружающих, особенно для самых маленьких и незащищённых членов семьи, уязвимых перед B. pertussis.

Диагностика бактерии Bordetella pertussis

Своевременное и точное выявление Bordetella pertussis имеет решающее значение для начала адекватного лечения и предотвращения распространения инфекции. Диагностика коклюша может быть затруднена, особенно на ранних стадиях, когда симптомы неспецифичны и напоминают обычную простуду. Важно учитывать эпидемиологический анамнез (контакт с больным коклюшем) и возраст пациента для эффективной идентификации B. pertussis.

Для подтверждения наличия Bordetella pertussis используются следующие лабораторные методы:

1. Культуральный метод (бактериологический посев):
   • Суть: Образец слизи из носоглотки (как правило, задняя стенка глотки) берётся на специальную питательную среду (например, среду Борде-Жангу или Реги-Лоу) и инкубируется.
   • Преимущества: Является "золотым стандартом" диагностики, позволяет выделить живую бактерию, определить её чувствительность к антибиотикам.
   • Недостатки: Метод трудоёмкий и длительный (рост бактерии может занимать от 3 до 7 дней), обладает низкой чувствительностью (особенно после первой-второй недели заболевания или на фоне антибиотикотерапии). Эффективен в катаральной стадии заболевания.
2. Метод полимеразной цепной реакции (ПЦР):
   • Суть: Поиск генетического материала (ДНК) Bordetella pertussis в образцах носоглоточной слизи.
   • Преимущества: Высокая чувствительность и специфичность, быстрый результат (несколько часов), возможность выявления бактерии даже при небольшом её количестве и на более поздних стадиях заболевания, а также после начала антибиотикотерапии. Считается основным методом диагностики.
   • Недостатки: Не позволяет оценить жизнеспособность бактерии, может давать положительные результаты у носителей или при недавно перенесённой инфекции.
3. Серологические методы (определение антител):
   • Суть: Выявление в крови пациента специфических антител к Bordetella pertussis (IgA, IgM, IgG) или к её токсинам (например, к коклюшному токсину).
   • Преимущества: Полезны для ретроспективной диагностики, когда с момента появления симптомов прошло несколько недель и другие методы уже неэффективны.
   • Недостатки: Не используются для ранней диагностики, так как антитела появляются не сразу, а их титр может зависеть от прививочного статуса. Интерпретация результатов требует учёта клинической картины и других методов.

Правильный выбор метода диагностики зависит от стадии заболевания и анамнеза. Для максимальной эффективности рекомендуется сочетание методов, особенно в ранний период болезни, когда выделение бактерии наиболее интенсивно.

Профилактика инфекции, вызванной Bordetella pertussis

Самым эффективным и надёжным методом профилактики коклюша и, соответственно, инфекции, вызываемой Bordetella pertussis, является вакцинация. Плановая иммунизация существенно снизила заболеваемость и смертность от коклюша во всём мире, однако вспышки заболевания продолжают регистрироваться, особенно среди невакцинированных лиц и в группах с ослабленным иммунитетом. Формирование надёжного иммунитета против B. pertussis — ключевая задача профилактики.

Основные подходы к профилактике:

1. Плановая вакцинация детей:
   • Вакцина против коклюша является частью комплексных вакцин (например, АКДС, АаКДС), которые также защищают от дифтерии и столбняка.
   • Согласно национальным календарям прививок, первичная вакцинация начинается в раннем возрасте (обычно с 2-3 месяцев), что особенно важно для защиты самых уязвимых младенцев.
   • Важность своевременного получения всех доз вакцины и ревакцинации: защита формируется постепенно и поддерживается регулярными бустерными дозами.
2. Ревакцинация подростков и взрослых:
   • Иммунитет против Bordetella pertussis, как после вакцинации, так и после перенесённого заболевания, со временем ослабевает.
   • Рекомендуется ревакцинация подростков и взрослых, особенно тех, кто находится в контакте с младенцами или работает в сферах образования и здравоохранения. Это помогает предотвратить передачу инфекции уязвимым группам.
3. Вакцинация беременных женщин ("стратегия кокона"):
   • Вакцинация беременных женщин (обычно в третьем триместре) позволяет передать антитела плоду через плаценту.
   • Таким образом, новорождённый получает пассивный иммунитет, который защищает его в первые месяцы жизни до того, как он сможет быть вакцинирован сам. Это важная часть "стратегии кокона", направленной на защиту младенцев, которые ещё не получили полную защиту от вакцины.
4. Соблюдение правил гигиены и изоляция больных:
   • Хотя вакцинация является основной мерой, соблюдение базовых гигиенических правил (мытьё рук, прикрытие рта при кашле) и изоляция больных людей также помогают ограничить распространение Bordetella pertussis.

Помните, что каждый случай коклюша — это потенциальная угроза для непривитых детей и младенцев. Ответственный подход к вакцинации не только защищает вас, но и создаёт коллективный иммунитет, оберегая наиболее уязвимых членов общества от тяжёлых последствий коклюшной инфекции.

Отличия Bordetella pertussis от других видов рода Bordetella

Род Bordetella включает в себя несколько видов бактерий, некоторые из которых также способны вызывать респираторные заболевания у человека и животных. Важно различать эти виды, поскольку они могут иметь разные клинические проявления и эпидемиологические особенности. Основными представителями рода Bordetella, которые могут быть патогенными для человека, помимо Bordetella pertussis, являются Bordetella parapertussis и Bordetella bronchiseptica.

Таким образом, хотя все виды Bordetella имеют общие черты, B. pertussis остаётся наиболее значимым возбудителем тяжёлых респираторных инфекций у человека благодаря уникальному набору своих факторов патогенности, в первую очередь коклюшному токсину. Дифференциальная диагностика позволяет правильно интерпретировать клиническую картину и выбрать адекватную стратегию лечения и профилактики.

Список литературы

1. Федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению коклюша у детей. — М.: Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2018.
2. Борисов Л.Б. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. — 5-е изд., доп. и перераб. — М.: Медицинское информационное агентство, 2005. — 736 с.
3. Учайкин В.Ф., Шамшева О.В. Инфекционные болезни у детей: учебник. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2020. — 800 с.
4. Principles of Pediatric Infectious Diseases / под ред. S.S. Long, L.K. Pickering, C.G. Prober. — 5-е изд. — Saunders, 2017. — 1888 с.
5. Mandell, Douglas, and Bennett's Principles and Practice of Infectious Diseases / под ред. J.E. Bennett, R. Dolin, M.J. Blaser. — 9-е изд. — Elsevier, 2020. — 4000 с.