บอร์เดเทลเล

โรคไอกรนเป็นโรคติดเชื้อ เฉียบพลัน ซึ่งมักเกิดกับเด็ก มีลักษณะอาการเป็นวัฏจักรและไอเป็นพักๆ

เชื้อก่อโรค Bordetella pertussis ถูกค้นพบครั้งแรกในปี 1900 ในสเมียร์จากเสมหะของเด็ก จากนั้นจึงแยกเชื้อในวัฒนธรรมบริสุทธิ์ในปี 1906 โดย J. Bordet และ O. Gengou เชื้อก่อโรคที่คล้ายกับโรคไอกรนแต่ไม่รุนแรง คือ Bordetella parapertussis ถูกแยกและศึกษาวิจัยในปี 1937 โดย G. Eldering และ P. Kendrick และในปี 1937 โดย W. Bradford และ B. Slavin ศึกษาวิจัยด้วยตนเอง Bordetella bronchiseptica ซึ่งเป็นเชื้อก่อโรคคล้ายโรคไอกรนในมนุษย์ที่หายาก ถูกแยกได้ในสุนัขในปี 1911 โดย N. Ferry และในมนุษย์โดย Brown ในปี 1926 ในปี 1984 มีการแยกเชื้อสายพันธุ์ใหม่ Bordetella avium โดยยังไม่สามารถระบุความก่อโรคในมนุษย์ได้

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

สัณฐานวิทยาของบอร์เดเทลลา

แบคทีเรีย Bordetella อยู่ในกลุ่ม Betaproteobacteria เป็นแบคทีเรียแกรมลบ และสามารถย้อมได้ดีกับสีย้อมอะนิลีนทุกชนิด บางครั้งอาจพบการย้อมแบบสองขั้วเนื่องจากเมล็ดโวลูตินที่ขั้วเซลล์ แบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคไอกรนมีลักษณะเป็นแท่งรูปไข่ (coccobacterium) ขนาด 0.2-0.5 x 1.0-1.2 μm แบคทีเรีย Parakoklyushnaya มีรูปร่างเหมือนกัน แต่มีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อย (0.6 x 2 μm) โดยปกติจะพบอยู่ตัวเดียว แต่สามารถอยู่เป็นคู่ได้ แบคทีเรียชนิดนี้ไม่สร้างสปอร์ พบแคปซูลในแบคทีเรียที่ยังไม่เจริญเติบโตและในแบคทีเรียที่แยกจากจุลินทรีย์ขนาดใหญ่ แบคทีเรีย Bordetella อยู่นิ่ง ยกเว้นแบคทีเรีย B. bronchiseptica ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่เจริญเต็มที่ ปริมาณ G + C ใน DNA คือ 61-70 โมลเปอร์เซ็นต์ แบคทีเรียชนิดนี้จัดอยู่ในกลุ่มแบคทีเรียที่เป็นโรคฮีโมฟิลิก

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

คุณสมบัติทางชีวเคมีของบอร์เดเทลลา

แบคทีเรีย Bordetella เป็นแบคทีเรียที่อาศัยในอากาศและคีโมออร์กาโนโทรปได้อย่างเข้มงวด อุณหภูมิที่เหมาะสมในการเจริญเติบโตคือ 35-36 °C จุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคไอกรนในรูปแบบ S เรียบ (เรียกว่าเฟส I) ซึ่งแตกต่างจากแบคทีเรีย Bordetella อีกสองชนิด ที่ไม่สามารถเจริญเติบโตได้ใน MPB และ MPA เนื่องจากการสืบพันธุ์ของแบคทีเรียนี้ถูกขัดขวางโดยการสะสมของกรดไขมันไม่อิ่มตัวในอาหารเลี้ยงเชื้อที่เกิดขึ้นระหว่างการเจริญเติบโต รวมถึงกำมะถันคอลลอยด์และผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมอื่นๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างการเจริญเติบโต เพื่อทำให้เป็นกลาง (หรือดูดซับ) จะต้องเติมแป้ง อัลบูมิน และถ่านไม้หรือเรซินแลกเปลี่ยนไอออนลงในอาหารเลี้ยงเชื้อสำหรับแบคทีเรียไอกรนที่กำลังเจริญเติบโต จุลินทรีย์ต้องการกรดอะมิโน 3 ชนิดในอาหารเลี้ยงเชื้อ ได้แก่ โพรลีน ซิสเทอีน และกรดกลูตามิก ซึ่งมีแหล่งที่มาคือเคซีนหรือไฮโดรไลเซตของถั่ว อาหารเลี้ยงเชื้อแบบดั้งเดิมที่ใช้เลี้ยงเชื้อไอกรนคือ Bordet-Gengou medium (อาหารเลี้ยงเชื้อมันฝรั่งผสมกลีเซอรีนที่ผสมเลือด) ซึ่งเชื้อจะเติบโตเป็นโคโลนีทรงโดมใสมันวาว มีสีมุกหรือสีปรอทโลหะ เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 มม. ซึ่งจะเติบโตในวันที่ 3-4 ในอาหารเลี้ยงเชื้ออีกชนิดหนึ่ง คือ casein-coal agar (CCA) ในวันที่ 3-4 เช่นกัน โคโลนีนูนเรียบ เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 มม. จะเติบโต มีสีครีมเทา และมีความหนืดสม่ำเสมอ โคโลนีของแบคทีเรียพาราเพอทัสซิสจะมีลักษณะไม่แตกต่างจากไอกรน แต่จะมีขนาดใหญ่กว่าและตรวจพบได้ในวันที่ 2-3 ส่วนโคโลนีของแบคทีเรีย B. bronchiseptica จะตรวจพบได้ในวันที่ 1-2

ลักษณะเด่นของแบคทีเรียไอกรนคือมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางวัฒนธรรมและทางซีรัมอย่างรวดเร็วเมื่อองค์ประกอบของสารอาหาร อุณหภูมิ และสภาวะการเจริญเติบโตอื่นๆ เปลี่ยนไป ในกระบวนการเปลี่ยนผ่านจากรูปแบบ S (เฟส I) ไปเป็นรูปแบบ R ที่เสถียร (เฟส IV) ผ่านเฟสกลาง II และ III จะสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่นในคุณสมบัติแอนติเจน และสูญเสียคุณสมบัติในการก่อโรคไป

แบคทีเรีย Parapertussis และ B. bronchiseptica รวมถึงแบคทีเรีย pertussis ระยะ II, III และ IV เจริญเติบโตบน MPA และ MPB เมื่อเจริญเติบโตบนอาหารเหลว จะสังเกตเห็นความขุ่นแบบกระจายตัวพร้อมตะกอนหนาแน่นที่ก้นภาชนะ เซลล์อาจมีขนาดใหญ่ขึ้นเล็กน้อยและมีรูปร่างหลากหลาย บางครั้งอาจก่อตัวเป็นเส้นใย แบคทีเรียในรูปแบบ R และรูปแบบกลางจะแสดงลักษณะหลากหลายอย่างชัดเจน

ในอาหารเลี้ยงเชื้อ Bordet-Gengou นั้น แบคทีเรีย Bordetella ทั้งหมดจะสร้างโซนของการแตกเม็ดเลือดที่จำกัดเล็กน้อยรอบๆ โคโลนี และแพร่กระจายอย่างแพร่หลายไปในอาหารเลี้ยงเชื้อ

แบคทีเรีย Bordetella ไม่หมักคาร์โบไฮเดรต ไม่สร้างอินโดล ไม่ทำปฏิกิริยาไนเตรตให้เป็นไนไตรต์ (ยกเว้น B. bronchiseptica) แบคทีเรีย Parapertussis จะหลั่งไทโรซิเนส ซึ่งสร้างเม็ดสีที่ทำให้อาหารเลี้ยงเชื้อมีสี และเชื้อจะเติบโตเป็นสีน้ำตาล

แบคทีเรีย Bordetella มีแอนติเจนหลายชนิด แอนติเจนโซมาติก O เป็นแอนติเจนจำเพาะต่อสปีชีส์ แอนติเจนสามัญคือ agglutinogen 7 แอนติเจนหลักในสาเหตุของโรคไอกรนคือ 7 (สามัญ) 1 (สปีชีส์) และ 2 และ 3 ซึ่งตรวจพบได้บ่อยที่สุด โดยขึ้นอยู่กับการรวมกันของแอนติเจนเหล่านี้ แบคทีเรีย Bordetella pertussis สามารถแยกเซโรแวเรียนต์ได้ 4 ชนิด ได้แก่ 1,2,3; 1, 2.0; 1, 0, 3 และ 1.0.0

[ 9 ], [ 10 ]

ปัจจัยการก่อโรคของเชื้อ Bordetella

ฟิมเบรีย (สารก่อการเกาะติด) โปรตีนเยื่อหุ้มชั้นนอกเพอร์แทกติน (69 kDa) และฮีแมกกลูตินินแบบเส้นใย (โปรตีนพื้นผิว) มีหน้าที่ในการยึดเกาะของเชื้อก่อโรคกับเยื่อบุผิวขนตาของส่วนกลางของทางเดินหายใจ (หลอดลม หลอดลมใหญ่) แคปซูลจะป้องกันการจับกิน มักมีไฮยาลูโรนิเดส เลซิทิเนส พลาสมาโคอะกูเลส และอะดีไนเลตไซเคลสอยู่ เอนโดทอกซิน (LPS) ประกอบด้วยลิพิด 2 ชนิด ได้แก่ A และ X กิจกรรมทางชีวภาพของ LPS ถูกกำหนดโดยลิพิด X ลิพิด A มีฤทธิ์ก่อไข้ต่ำและไม่เป็นพิษ LPS มีฤทธิ์กระตุ้นภูมิคุ้มกัน (วัคซีนเซลล์ทั้งหมด) แต่ทำให้เกิดการแพ้ มีเอ็กโซทอกซิน 3 ชนิด สารพิษ Pertussis (117 kDa) มีโครงสร้างและหน้าที่คล้ายกับโคเลอราเจน แสดงกิจกรรมของ ADP-ribosyltransferase (ribosylates transducin ซึ่งเป็นโปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์เป้าหมายที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบที่ยับยั้ง adenylate cyclase ในเซลล์) เป็นภูมิคุ้มกันที่แข็งแกร่ง เพิ่มลิมโฟไซต์และการผลิตอินซูลิน ไซโทท็อกซินที่หลอดลมเป็นส่วนหนึ่งของเปปไทด์ไกลแคน มีฤทธิ์ร้อน ทำให้เกิดอาการข้ออักเสบ กระตุ้นให้เกิดการนอนหลับคลื่นช้า และกระตุ้นการผลิต IL-1 ซึ่งทำให้เกิดการสังเคราะห์ไนตริกออกไซด์ (ปัจจัยที่เป็นพิษต่อเซลล์) ไนตริกออกไซด์ทำลายเซลล์เยื่อบุหลอดลมและทำให้เกิดอาการไซลิโอสตาซิส เดอร์โมเนโครทอกซินที่ไม่ไวต่อความร้อนมีฤทธิ์ต่อระบบประสาท มีฤทธิ์ทำให้หลอดเลือดหดตัว และคล้ายคลึงกับปัจจัยเนโครไทซิ่ง 1 (CNF1) ที่เป็นพิษต่อเซลล์ของ Escherichia coli เป้าหมายคือโปรตีน Rho ของเยื่อหุ้มเซลล์ ตรวจพบ Dermonecrotoxin ได้จากการทดสอบทางผิวหนังในกระต่าย (การทดสอบของ Dold)

ภูมิคุ้มกัน

หลังจากโรคเริ่มเกิดขึ้น ภูมิคุ้มกันจะคงที่ตลอดชีวิต และภูมิคุ้มกันหลังการฉีดวัคซีนจะอยู่ได้เพียง 3-5 ปีเท่านั้น

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

ระบาดวิทยาของโรคไอกรน

แหล่งที่มาของการติดเชื้อในโรคไอกรนและโรคไอกรนแบบเฉียบพลันคือผู้ป่วยที่มีรูปแบบปกติหรือแฝงอยู่ โดยเฉพาะในช่วงก่อนเริ่มมีอาการไอแบบกระตุก ในโรคคล้ายไอกรนที่เกิดจากเชื้อ B. bronchiseptica แหล่งที่มาของการติดเชื้ออาจเป็นสัตว์เลี้ยงและสัตว์ป่า ซึ่งบางครั้งพบการระบาดของโรค (หมู กระต่าย สุนัข แมว หนู หนูตะเภา ลิง) และส่วนใหญ่มักเป็นทางเดินหายใจ กลไกการติดเชื้อคือทางอากาศ เชื้อ Bordetella มีความไวต่อเยื่อบุผิวขนตาของทางเดินหายใจของโฮสต์โดยเฉพาะ ผู้คนทุกวัยมีความเสี่ยงต่อการติดเชื้อ แต่เด็กอายุตั้งแต่ 1 ถึง 10 ปีมีความเสี่ยงมากที่สุด

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

อาการของโรคไอกรน

ระยะฟักตัวของโรคไอกรนคือ 3 ถึง 14 วัน บ่อยครั้งคือ 5-8 วัน เมื่อเชื้อเข้าสู่เยื่อเมือกของทางเดินหายใจส่วนบนแล้ว เชื้อจะขยายตัวในเซลล์ของเยื่อบุผิวขนตา แล้วแพร่กระจายไปตามเส้นทางของหลอดลมไปยังส่วนล่าง (หลอดลมฝอย ถุงลมปอด หลอดลมเล็ก) ภายใต้การกระทำของเอ็กโซทอกซิน เยื่อบุผิวของเยื่อเมือกจะตาย ส่งผลให้ตัวรับอาการไอเกิดการระคายเคือง และเกิดกระแสสัญญาณอย่างต่อเนื่องที่ศูนย์กลางอาการไอของเมดัลลาอ็อบลองกาตา ซึ่งจะมีการสร้างจุดโฟกัสของการกระตุ้นอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้เกิดอาการไอแบบกระตุกไอกรนจะไม่มาพร้อมกับภาวะแบคทีเรียในกระแสเลือด แบคทีเรียชนิดแทรกซ้อนอาจทำให้เกิดภาวะแทรกซ้อนได้

ระยะต่าง ๆ ของโรคจะแบ่งออกเป็นดังนี้:

• ระยะมีน้ำมูกไหล นานประมาณ 2 สัปดาห์ และมีอาการไอแห้ง ร่วมด้วย อาการของผู้ป่วยจะค่อยๆ แย่ลง
• อาการชักกระตุก (เป็นพักๆ) หรือเป็นพักๆ เป็นระยะเวลานานถึง 4-6 สัปดาห์ และมีลักษณะอาการไอแบบ “เห่า” ที่ควบคุมไม่ได้ เกิดขึ้นมากถึง 20-30 ครั้งต่อวัน และอาจเกิดจากสิ่งระคายเคืองที่ไม่เฉพาะเจาะจง (แสง เสียง กลิ่น การจัดการทางการแพทย์ การตรวจร่างกาย ฯลฯ)
• ระยะการฟื้นตัว เมื่ออาการไอเริ่มน้อยลงและเป็นระยะเวลาสั้นลง บริเวณที่เน่าเปื่อยของเยื่อเมือกทางเดินหายใจส่วนบนจะถูกขับออก โดยมักจะอยู่ในรูปของ "เฝือก" จากหลอดลมและหลอดลมฝอย ระยะเวลาคือ 2-4 สัปดาห์

การวินิจฉัยโรคไอกรนในห้องปฏิบัติการ

วิธีการวินิจฉัยหลักๆ คือ แบคทีเรียและซีรัมวิทยา สำหรับการวินิจฉัยเร่งด่วน โดยเฉพาะในระยะเริ่มต้นของโรค อาจใช้ปฏิกิริยาอิมมูโนฟลูออเรสเซนซ์ ในการแยกเชื้อบริสุทธิ์ จะใช้เมือกจากโพรงจมูกหรือเสมหะเป็นวัสดุ แล้วหว่านลงบนอาหารเลี้ยงเชื้อ AUC หรือ Bordet-Gengou นอกจากนี้ยังสามารถหว่านโดยใช้วิธี "แผ่นไอ" ได้อีกด้วย เชื้อที่เพาะไว้จะถูกระบุโดยการผสมผสานคุณสมบัติทางวัฒนธรรม ชีวเคมี และแอนติเจน ปฏิกิริยาทางซีรัมวิทยา เช่น การเกาะกลุ่ม การตรึงคอมพลีเมนต์ การเกาะกลุ่มของเม็ดเลือดแบบพาสซีฟ มักใช้ในการวินิจฉัยย้อนหลังของโรคไอกรนหรือในกรณีที่ไม่ได้แยกเชื้อบริสุทธิ์ แอนติบอดีต่อเชื้อก่อโรคจะปรากฏไม่เร็วกว่าสัปดาห์ที่ 3 ของโรค การวินิจฉัยจะได้รับการยืนยันโดยการเพิ่มขึ้นของระดับแอนติบอดีในซีรัมที่วัดทุกๆ 1-2 สัปดาห์ ในเด็กในช่วง 2 ปีแรกของชีวิต ปฏิกิริยาทางซีรัมวิทยามักจะเป็นลบ

การรักษาอาการไอกรน

ยาปฏิชีวนะ (เจนตามัยซิน, แอมพิซิลลิน) ใช้ในการรักษา โดยมีประสิทธิภาพในระยะที่มีอาการของโรคหวัด แต่ไร้ประโยชน์ในระยะที่มีอาการชัก

การป้องกันโรคไอกรนโดยเฉพาะ

สำหรับการป้องกันโรคตามปกติ เด็กๆ จะได้รับการฉีดวัคซีนป้องกันโรคไอกรนโดยใช้วัคซีนไอกรน-คอตีบ-บาดทะยักแบบดูดซึม (DPT) ซึ่งมีแบคทีเรียไอกรนที่ถูกฆ่าตาย 20,000 ล้านตัวใน 1 มล. วัคซีนไอกรนที่ถูกฆ่าตายแยกกันซึ่งใช้ในกลุ่มเด็กตามข้อบ่งชี้ทางระบาดวิทยานั้นใช้ส่วนประกอบเดียวกัน ส่วนประกอบนี้มีฤทธิ์ก่อปฏิกิริยา (คุณสมบัติเป็นพิษต่อระบบประสาท) ดังนั้น วัคซีนไร้เซลล์ที่มีส่วนประกอบ 2 ถึง 5 ชนิด (ไอกรนท็อกซอยด์, เฮแมกกลูตินินแบบฟิลาเมนต์, เพอร์แทคติน และสารก่อกลูติโนเจนแบบฟิมเบรีย 2 ชนิด) จึงอยู่ในระหว่างการศึกษาอย่างจริงจังในปัจจุบัน