波氏杆菌

百日咳是一种急性传染病，主要影响儿童，其特征是周期性病程和阵发性痉挛性咳嗽。

百日咳博德特氏菌是百日咳的病原体，于1900年在儿童痰液涂片中首次发现，并于1906年由J. Bordet和O. Gengou在纯培养物中分离出来。1937年，G. Eldering和P. Kendrick分离并研究了一种类似百日咳但症状较轻的疾病的病原体副百日咳博德特氏菌，W. Bradford和B. Slavin也于1937年独立进行了研究。支气管败血性博德特氏菌是一种罕见的人类百日咳样疾病的病原体，于1911年由N. Ferry在犬中分离出来，1926年由Brown在人中分离出来。1984年，分离出一个新种鸟博德特氏菌；其对人类的致病性尚未确定。

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博德特氏菌的形态

博德特氏菌属于β-变形菌纲，革兰氏阴性，所有苯胺染料染色性良好。有时由于细胞极点处有卷状颗粒，因此呈现双极染色。百日咳的病原体呈卵形杆状（球杆菌），大小为0.2-0.5 x 1.0-1.2微米。副杆菌形状相同，但略大（0.6 x 2微米）。它们通常单独存在，但也可成对存在。它们不形成芽孢；在幼菌培养物和从大型生物体中分离的细菌中发现荚膜。博德特氏菌不能移动，但支气管败血性博德特氏菌除外，它是一种周生细菌。DNA中G+C的含量为61-70摩尔%。它们属于嗜血杆菌。

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博德特氏菌的生化特性

博德特氏菌是严格的需氧菌，属于化能有机营养菌。其最佳生长温度为35-36°C。光滑S型百日咳病原体（即所谓的I期）与其他两种博德特氏菌不同，它无法在MPB和MPA上生长，因为其繁殖受到培养基中不饱和脂肪酸积累以及生长过程中产生的胶体硫和其他代谢产物的阻碍。为了中和（或吸附）这些物质，必须在百日咳菌生长培养基中添加淀粉、白蛋白和活性炭或离子交换树脂。该微生物的生长需要培养基中含有三种氨基酸——脯氨酸、半胱氨酸和谷氨酸，其来源是酪蛋白或豆类水解物。百日咳杆菌的传统培养基是Bordet-Gengou培养基（添加血液的马铃薯甘油琼脂），该培养基中，百日咳杆菌生长成光滑、有光泽、透明的圆顶状菌落，呈珍珠色或金属汞色，直径约1毫米，培养3-4天。在另一种培养基——酪蛋白煤琼脂（CCA）中，同样在培养3-4天，生长出光滑凸起的菌落，直径约1毫米，呈灰白色，粘稠。副百日咳杆菌菌落外观与百日咳杆菌无异，但菌落较大，培养2-3天即可检测到；支气管败血性博德特氏菌菌落则在培养1-2天即可检测到。

百日咳杆菌的一个特征是，当培养基成分、温度和其他生长条件发生变化时，其培养和血清学特性会迅速改变。在从S型（I期）到稳定的粗粒R型（IV期）再到中间的II期和III期的过程中，抗原特性会逐渐变化；而致病特性则会消失。

副百日咳杆菌、支气管败血性博德特氏菌以及II期、III期和IV期百日咳杆菌可在MPA和MPB上生长。在液体培养基中生长时，可观察到弥漫性浑浊，底部有致密的沉淀物；菌体可能较大且形态多样，有时形成丝状。R型和中间型的细菌表现出明显的多态性。

在 Bordet-Gengou 培养基中，所有博德特氏菌都会在菌落周围形成一个稍微有限的溶血区，并扩散到培养基中。

博德特氏菌不发酵碳水化合物，不形成吲哚，不将硝酸盐还原为亚硝酸盐（支气管败血性博德特氏菌除外）。副百日咳杆菌分泌酪氨酸酶，产生一种色素，使培养基和培养物变成棕色。

博德特氏菌含有多种抗原复合物。体细胞O抗原具有种特异性；属抗原是凝集原7。百日咳病原体中的主要凝集原是第7种（属）、第1种（种）以及最常检测到的特异性凝集原第2种和第3种。根据这些凝集原的组合，百日咳博德特氏菌可分为四种血清型：1,2,3型；1, 2.0型；1, 0, 3型和1.0.0型。

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博德特氏菌的致病因素

菌毛（凝集原）、外膜蛋白百日咳毒素（69 kDa）和丝状血凝素（表面蛋白）负责将病原体粘附于呼吸道中段（气管、支气管）纤毛上皮。荚膜可防止病原体被吞噬。透明质酸酶、卵磷脂酶、血浆凝固酶和腺苷酸环化酶通常存在。内毒素 (LPS) 含有两种脂质：A 和 X。LPS 的生物活性由脂质 X 决定，脂质 A 致热性低且无毒。LPS 具有免疫原性（全细胞疫苗），但可引起致敏。外毒素有三种。百日咳毒素（117 kDa）的结构和功能与霍乱原相似，具有ADP-核糖基转移酶活性（核糖基化转导蛋白，一种靶细胞膜蛋白，是抑制细胞腺苷酸环化酶的系统的一部分），是一种强免疫原，可促进淋巴细胞增多和胰岛素分泌。气管细胞毒素是肽聚糖的片段，具有致热性、致关节炎性，可诱导慢波睡眠并刺激IL-1的产生，从而合成一氧化氮（细胞毒性因子）。它会损伤气管上皮细胞并导致纤毛停滞。不耐热的皮肤坏死毒素具有神经性，具有血管收缩活性，与大肠杆菌的细胞毒性坏死因子1（CNF1）同源。其靶点是细胞膜上的Rho蛋白。皮肤坏死毒素是通过兔子皮内试验（Dold 试验）检测出来的。

免疫

发病后形成稳定的终身免疫力；接种后免疫力仅维持3-5年。

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百日咳的流行病学

百日咳和副百日咳的传染源是典型或潜伏期患者，尤其是在痉挛性咳嗽发作之前。由支气管败血性博德特氏菌引起的百日咳样疾病的传染源可以是家畜和野生动物，有时可观察到流行病（猪、兔、犬、猫、大鼠、豚鼠、猴），最常见的是呼吸道受累。感染机制通过空气传播。博德特氏菌对宿主呼吸道纤毛上皮具有特异性趋向性。所有年龄段的人都易受感染，但1至10岁的儿童最易感。

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百日咳的症状

百日咳的潜伏期为3至14天，通常为5-8天。病原体进入上呼吸道黏膜后，在纤毛上皮细胞中增殖，然后通过支气管途径扩散至下呼吸道（细支气管、肺泡、小支气管）。在外毒素的作用下，黏膜上皮坏死，刺激咳嗽感受器，在延髓咳嗽中枢产生持续的信号流，并形成持续的兴奋灶。这导致痉挛性咳嗽发作。百日咳不会伴有菌血症。继发性细菌菌群可导致并发症。

疾病发展过程中可分为以下几个阶段：

• 卡他期，持续约2周，并伴有干咳；患者病情逐渐恶化；
• 抽搐（痉挛性）或痉挛性时期，可持续长达 4-6 周，特征是无法控制的“犬吠样”咳嗽，每天发作多达 20-30 次，甚至可能由非特异性刺激物（光、声音、气味、医疗操作、检查等）引起；
• 缓解期，咳嗽发作变得不那么频繁，持续时间也更短，上呼吸道粘膜的坏死区域被排出，通常以气管和支气管的“管型”形式排出；持续时间为 2-4 周。

百日咳的实验室诊断

主要的诊断方法是细菌学和血清学；为了加速诊断，尤其是在疾病早期，可以使用免疫荧光反应。为了分离纯培养物，可以使用鼻咽黏液或痰液作为材料，将其接种于AUC或Bordet-Gengou培养基上。也可以使用“咳嗽平板”法进行接种。通过培养、生化和抗原性的组合来鉴定生长的培养物。血清学反应——凝集反应、补体结合反应、被动血凝反应——主要用于百日咳的回顾性诊断或未分离纯培养物的病例。病原体抗体最早在发病第3周出现，诊断可通过每隔1-2周采集一次血清中抗体滴度的升高来确诊。对于两岁以下的儿童，血清学反应通常为阴性。

百日咳的治疗

治疗采用抗生素（庆大霉素、氨苄西林），对卡他期有效，对惊厥期无效。

百日咳的具体预防

为常规预防百日咳，儿童需接种吸附百日咳-白喉-破伤风疫苗（DPT），该疫苗每毫升含200亿个灭活百日咳细菌。根据流行病学指征，在儿童群体中使用的单独生产的灭活百日咳疫苗也基于相同的成分。该成分具有反应原性（神经毒性），因此，目前正在积极研究含有2至5种成分（百日咳类毒素、丝状血凝素、百日咳粘附素和2种菌毛凝集原）的无细胞疫苗。