Bordetella

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer. nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 1. September 2026

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Bordetella ist eine Bakteriengattung. Die Bakterien, die dieser Gattung angehören, werden Bordetellen genannt. Bekanntester Erreger der Bakteriengruppe ist Bordetella pertussis.

Was sind Bordetella?

Bordetellen kommen weltweit vor. Die Pertussis (Keuchhusten), die durch die Erreger Bordetella pertussis und Bordetella parapertussis hervorgerufen wird, kommt ganzjährig vor.
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Die ersten Bakterien aus der Gattung der Bordetella wurden 1906 von den Mikrobiologen Octave Gengou und Jules Bordet isoliert. Die Etablierung der Gruppe erfolgte erst 1952 durch Manuel Moreno Lopez. Benannt wurde die Gattung hingegen nach Jules Bordet.

Bordetellen sind gramnegative Bakterien. Sie können in der Gramfärbung rot angefärbt werden. Im Gegensatz zu den grampositiven Bakterien verfügen gramnegative Bakterien über eine zusätzliche äußere Zellhülle. Die Unterscheidung zwischen grampositiv und gramnegativ spielt in der Therapie eine wichtige Rolle bei der Wahl des richtigen Antibiotikums.

Die kurzen stäbchenförmigen Bakterien wachsen obligat aerob. Das bedeutet, dass die Bordetellen zum Leben Sauerstoff benötigen. Diesen setzen sie im Energiestoffwechsel um. Eine Ausnahme bildet Bordetella petrii. Dieses Bakterium kann auch anaerob wachsen. Bordetellen vermehren sich insbesondere im Temperaturbereich von 30 bis 37 °C. Die Bakterien sind asaccharolytisch, sie können also keine Zucker verwerten, sondern nutzen Aminosäuren als Energiequelle.

So gut wie alle Bordetella-Arten leben parasitär. Bevorzugte Wirte sind Menschen, Vögel und andere Tiere. Einige der Bordetellen sind bekannte Krankheitserreger. Dazu gehört beispielsweise Bordetella pertussis. Bordetella pertussis ist der Erreger des Keuchhustens. Gegenwärtig gehören die Arten Bordetella avium, Bordetella bronchiseptica, Bordetella hinzii, Bordetella holmesii, Bordetella parapertussis, Bordetella petrii, Bordetella trematum und Bordetella pertussis zu den Bordetellen. Viele von ihnen sind in der Tiermedizin von Bedeutung. Als klassische Bordetellen werden die Bakterien Bordetella pertussis, Bordetella parapertussis und Bordetella bronchiseptica bezeichnet. Sie sind genetisch sehr nah verwandt, sodass sie teilweise als Unterarten der gleichen Bakterienart klassifiziert werden.

Vorkommen, Verbreitung & Eigenschaften

Bordetella pertussis und Bordetella parapertussis sind hoch kontagiös. Die Ansteckung erfolgt über Tröpfcheninfektion. Durch engen Kontakt mit infektiösen Personen werden große kontaminierte Tröpfchen innerhalb eines Abstandes von bis zu anderthalb Metern durch Niesen, Husten oder Sprechen übertragen. Die Ansteckungsfähigkeit beginnt mit dem Ende der Inkubationszeit, die in der Regel zwischen neun und zehn Tagen dauert. Es sind aber auch Spannen von sechs bis zwanzig Tagen bekannt. Die Ansteckungsfähigkeit kann mehrere Wochen andauern.

Krankheiten & Beschwerden

Das zweite Stadium wird auch Stadium convulsivum genannt. Es dauert zwischen zwei und sechs Wochen und ist durch den typischen Keuchhusten charakterisiert. Dieser anfallsweise auftretende starke Husten wird auch als Stakkatohusten bezeichnet. Auf die Hustenstöße folgt ein sogenanntes inspiratorisches Ziehen. Die Betroffenen versuchen gegen die geschlossene Stimmritze am Ende des Anfalles zu atmen. Dadurch entstehen keuchende Geräusche.

Im Rahmen der Hustenanfälle würgen die Erkrankten oft zähen Schleim hervor. Die Hustenattacken können auch mit Erbrechen einhergehen. Der Husten tritt gehäuft nachts auf. Im Laufe des Tages kann es zu sehr vielen Attacken kommen. Fieber ist auch in diesem Stadium nur sehr schwach ausgeprägt oder fehlt komplett. Wenn höheres Fieber vorhanden ist, kann dies als Hinweis auf eine bakterielle Sekundärinfektion gewertet werden. Gegen den Husten beim Keuchhusten helfen keine hustenstillenden Medikamente.

Das letzte Stadium ist das Stadium decrementi. Es kann bis zu zehn Wochen dauern. In diesem Stadium kommt es zu einem langsamen Abklingen der Hustenanfälle. Bei Erwachsenen oder Jugendlichen verläuft der Keuchhusten oft als lang andauernder Husten. Die typischen Stakkatohustenanfälle fehlen jedoch teils komplett.

Auch bei Säuglingen zeigt sich ein anderes Krankheitsbild. Säuglinge und sehr kleine Kinder leiden eher unter Niesanfällen. Diese gehen nicht selten mit Atemstillständen (Apnoen) einher. Säuglinge haben zudem ein sehr hohes Risiko, schwere Komplikationen zu erleiden. Die häufigste und zugleich gefährlichste Komplikation ist die Lungenentzündung. Sie entsteht häufig durch eine Superinfektion, etwa mit Pneumokokken oder Haemophilus influenzae. Weitere Komplikationen sind Mittelohrentzündungen, Nasennebenhöhlenentzündungen, Inkontinenz und Hernien, die durch den hohen Druck bei den Hustenanfällen entstehen. Zudem können Rippenfrakturen und Blutungen im Bereich der Bindehäute und sogar des Gehirns auftreten.

Eine antibiotische Therapie wirkt sich bei einer Infektion mit Bordetella pertussis oder Bordetella parapertussis nicht auf die Ausprägung und die Dauer der Hustenanfälle aus. Das liegt daran, dass die Antibiotika meist zu spät gegeben werden und das respiratorische Epithel durch die Bakterien schon zu stark geschädigt wurde. Antibiotika werden nur eingesetzt, solange der Patient noch Bordetellen ausscheidet.

Zur Prophylaxe des Keuchhustens stehen in Deutschland verschiedene Impfstoffe zur Verfügung. Die Ständige Impfkommission (STIKO) sieht die Impfung gegen Keuchhusten für den zweiten Lebensmonat vor. Eine weitere Impfung erfolgt zwischen dem 11. und dem 14. Lebensmonat.

Systematik und Verwandtschaft

Die Gattung Bordetella wird der Familie der Alcaligenaceae zugeordnet und steht damit innerhalb der Betaproteobakterien. Nächste Verwandte außerhalb der Gattung sind Umweltbakterien der Gattungen Alcaligenes und Achromobacter, die überwiegend im Boden und im Wasser leben. Diese Verwandtschaft gilt als Hinweis darauf, dass die heutigen Krankheitserreger von freilebenden Bakterien abstammen und sich erst im Laufe der Entwicklungsgeschichte an einen Wirt gebunden haben.

Bordetella pertussis wurde nach seiner Erstbeschreibung zunächst der Gattung Haemophilus zugerechnet und als Haemophilus pertussis geführt. Der Grund war eine äußerliche Ähnlichkeit: Der Keim wuchs auf den damals gebräuchlichen Nährböden wie Haemophilus influenzae nur mit Blutzusatz. Erst die Untersuchung des Stoffwechsels zeigte, dass Bordetellen keine Zucker abbauen und deshalb nicht zu den Haemophilus-Arten passen. Die Abtrennung als eigene Gattung erfolgte in den 1950er Jahren.

Die drei klassischen Bordetellen sind einander erbgutmäßig so ähnlich, dass sie nach den heute üblichen Maßstäben der Bakteriensystematik streng genommen eine einzige Art bilden würden. Aus praktischen Gründen behält man die getrennten Artnamen bei, weil sich die drei Erreger in ihrem Wirtsspektrum und in den ausgelösten Krankheitsbildern deutlich unterscheiden. Als gemeinsamer Vorfahr gilt ein Bakterium vom Typ Bordetella bronchiseptica, das ein breites Spektrum an Säugetieren besiedelt. Bordetella pertussis und Bordetella parapertussis werden als Linien verstanden, die sich unabhängig voneinander auf einen einzigen Wirt spezialisiert haben.

Neben den klassischen Arten sind mehrere weitere Bordetellen beschrieben worden. Bordetella avium ruft bei Puten und anderen Vögeln eine Erkrankung der oberen Atemwege hervor. Bordetella hinzii, Bordetella holmesii und Bordetella trematum wurden überwiegend aus Untersuchungsmaterial von Menschen gewonnen und spielen beim Menschen nur selten eine Rolle, vor allem bei abwehrgeschwächten Patienten; Bordetella holmesii wird darüber hinaus bei keuchhustenartigen Erkrankungen gefunden. Eine Sonderstellung nimmt Bordetella petrii ein: Diese Art wurde nicht aus einem Wirt, sondern aus einer Umweltprobe gewonnen.

Bau der Zelle und Erbgut

Bordetellen sind sehr kleine, kurze Stäbchen, die häufig eher kokkoid, also fast kugelig, erscheinen. Wie alle gramnegativen Bakterien besitzen sie eine dünne Mureinschicht und darüber eine äußere Membran. In diese Membran sind Lipopolysaccharide eingelagert, Verbindungen aus Fett- und Zuckeranteilen, die vom Immunsystem erkannt werden und Entzündungsreaktionen auslösen können. Bordetellen bilden keine Dauerformen (Sporen); sie können außerhalb eines Wirtes daher nicht über längere Zeit überdauern.

Bei der Beweglichkeit unterscheiden sich die Arten. Bordetella bronchiseptica und Bordetella avium tragen Geißeln und sind aktiv beweglich, Bordetella pertussis und Bordetella parapertussis dagegen nicht. Auf der Zelloberfläche sitzen außerdem fadenförmige Anhänge, die als Fimbrien oder Pili bezeichnet werden, sowie Eiweiße, die der Anheftung an die Schleimhaut dienen.

Ein auffälliges Merkmal der wirtsgebundenen Arten ist der Verlust von Erbinformation. Das Erbgut von Bordetella pertussis ist deutlich kleiner als das des breiter angepassten Bordetella bronchiseptica. Viele Gene sind dabei nicht verschwunden, sondern nur unbrauchbar geworden; sie liegen als sogenannte Pseudogene vor. Zugleich haben sich springende genetische Elemente stark vermehrt, die Genabschnitte zerschneiden und umlagern können. Dieser Vorgang gilt als typisch für Bakterien, die von einer freien Lebensweise zu einer engen Bindung an einen einzigen Wirt übergegangen sind: Was im Wirt nicht mehr gebraucht wird, geht verloren.

Regulation und Virulenzfaktoren

Bordetellen verfügen über ein Steuerungssystem aus zwei zusammenwirkenden Eiweißen, das in der Fachliteratur als BvgAS bezeichnet wird. Es nimmt Umweltbedingungen wie Temperatur und Salzgehalt wahr und schaltet daraufhin ganze Gruppen von Genen an oder ab. Bei Körpertemperatur werden die Anheftungs- und Giftstoffe gebildet, die für die Erkrankung nötig sind; bei niedrigeren Temperaturen wird stattdessen ein anderes Programm aktiviert. Dieser Wechsel zwischen zwei Zuständen wird Phasenmodulation genannt und erklärt, warum dieselbe Bakterienkultur im Labor je nach Bedingungen sehr unterschiedliche Eigenschaften zeigen kann.

Zu den wichtigsten Anheftungsfaktoren zählen das filamentöse Hämagglutinin, das Pertactin und die Fimbrien. An Giftstoffen bilden Bordetellen unter anderem das Adenylatzyklase-Toxin, das in Abwehrzellen eindringt und deren Botenstoffhaushalt stört, sowie das tracheale Zytotoxin. Letzteres ist kein klassisches Gift, sondern ein beim Wachstum freigesetztes Bruchstück der eigenen Zellwand, das die Flimmerhärchen der Atemwegsschleimhaut schädigt. Das namengebende Pertussis-Toxin wird in wirksamer Form allein von Bordetella pertussis gebildet; die Erbinformation dafür tragen auch die Schwesterarten, bei ihnen ist sie jedoch stillgelegt.

Anzucht und Nachweis

Bordetellen stellen an das Labor hohe Ansprüche. Bordetella pertussis wächst nur auf besonderen Nährböden, weil das Bakterium empfindlich auf Fettsäuren und andere Stoffe reagiert, die in gewöhnlichen Nährmedien enthalten sind. Der klassische Bordet-Gengou-Nährboden enthält deshalb einen hohen Blutanteil, neuere Rezepturen setzen Aktivkohle und Stärke ein, die diese Stoffe binden. Zusätzlich wird meist ein Antibiotikum zugegeben, das die Begleitkeime des Nasen-Rachen-Raums unterdrückt. Selbst dann dauert es mehrere Tage, bis die winzigen, glänzenden Kolonien sichtbar werden. Bordetella parapertussis und Bordetella bronchiseptica wachsen schneller und gedeihen auch auf einfacheren Nährböden.

Die Unterscheidung der Arten gelingt im Labor über wenige Stoffwechselmerkmale. Bordetella bronchiseptica spaltet Harnstoff innerhalb kurzer Zeit und ist beweglich, Bordetella parapertussis spaltet Harnstoff langsamer und bildet auf eiweißhaltigen Nährböden einen bräunlichen Farbstoff, Bordetella pertussis spaltet keinen Harnstoff. Heute wird die Artbestimmung meist durch die Massenspektrometrie oder durch den Nachweis artspezifischer Genabschnitte mittels Polymerase-Kettenreaktion abgesichert. Der direkte Nachweis des Erbguts aus einem Abstrich des Nasen-Rachen-Raums hat die Anzucht in der Routine weitgehend abgelöst, weil er auch dann noch gelingt, wenn sich die Bakterien nicht mehr anzüchten lassen.

Widerstandsfähigkeit und Hygiene

Außerhalb des Wirtes sind Bordetellen empfindlich. Austrocknung, Sonnenlicht, Hitze und die üblichen Desinfektionsmittel töten die Bakterien rasch ab. Eine Übertragung über Gegenstände, Kleidung oder Staub spielt deshalb praktisch keine Rolle; nötig ist der unmittelbare Kontakt mit den feinen Tröpfchen aus den Atemwegen eines Erkrankten. Für die Hygiene folgt daraus, dass Abstand, Lüften und das Fernbleiben Erkrankter von Gemeinschaftseinrichtungen die wirksamsten Maßnahmen sind, während der Flächendesinfektion kaum Bedeutung zukommt. Weil der Mensch für Bordetella pertussis das einzige Reservoir bildet, hängt die Verbreitung dieses Erregers vollständig von der Kette Mensch zu Mensch ab.

Bedeutung in der Tiermedizin

Mehrere Bordetella-Arten sind vor allem für Tiere von Bedeutung. Bordetella bronchiseptica besiedelt die Atemwege zahlreicher Säugetiere und gilt als einer der Erreger des Zwingerhustens beim Hund, einer ansteckenden Erkrankung der oberen Atemwege. Beim Schwein ist das Bakterium an der Entstehung der Schnüffelkrankheit beteiligt, bei der sich die Nasenmuscheln zurückbilden; schwere Verläufe entstehen dort im Zusammenspiel mit einem weiteren Bakterium, das ein knochenschädigendes Gift bildet. Auch bei Kaninchen, Meerschweinchen und Katzen wird Bordetella bronchiseptica gefunden. Auf den Menschen geht der Keim nur selten über, dann meist bei engem Tierkontakt und bei geschwächter Abwehr. Bordetella avium verursacht bei Puten eine Erkrankung der Atemwege, die in der Geflügelhaltung wirtschaftlich bedeutsam ist.

Meldepflicht

In Deutschland ist der Labornachweis von Bordetella pertussis und Bordetella parapertussis meldepflichtig, ebenso Verdacht, Erkrankung und Tod an Keuchhusten. Zuvor bestand eine solche Pflicht nur in einem Teil der Bundesländer, sodass sich die Häufigkeit der Erkrankung für das gesamte Bundesgebiet nicht verlässlich beschreiben ließ. Für Gemeinschaftseinrichtungen wie Kindergärten und Schulen bestehen darüber hinaus eigene Regelungen, die den Besuch während der ansteckenden Phase einschränken.

Geschichte

Der Keuchhusten wurde als eigenständiges Krankheitsbild bereits lange vor der Entdeckung seines Erregers beschrieben; Berichte über Ausbrüche mit anfallsartigem Husten reichen bis in die frühe Neuzeit zurück. Der Erreger blieb dennoch lange unbekannt, weil er sich auf den damals gebräuchlichen Nährböden nicht vermehrte. Jules Bordet sah die Bakterien nach eigener Darstellung zuerst im Auswurf eines erkrankten Kindes; erst der gemeinsam mit Octave Gengou entwickelte Nährboden aus Kartoffelauszug, Glycerin und Blut machte die Anzucht möglich. Bordet erhielt später den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin, allerdings nicht für diese Arbeit, sondern für seine Untersuchungen zur Immunität.

Aus den angezüchteten Bakterien wurden in den 1930er Jahren die ersten wirksamen Impfstoffe entwickelt, die aus abgetöteten vollständigen Bakterienzellen bestanden. Sie senkten die Erkrankungszahlen erheblich, wurden aber wegen häufiger Impfreaktionen kritisch beurteilt. In mehreren Ländern führte die öffentliche Auseinandersetzung darüber in den 1970er Jahren zu einem starken Rückgang der Impfquoten, dem umfangreiche Erkrankungswellen folgten. Als Antwort darauf wurden in Japan Impfstoffe entwickelt, die nicht mehr die ganzen Bakterien, sondern nur einzelne gereinigte Bestandteile enthalten. Solche azellulären Impfstoffe sind heute in Europa und Nordamerika der Standard.

Quellen

• Suerbaum, S., Burchard, G.-D., Kaufmann, S. H. E., Schulz, T. F. (Hrsg.): Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie.
  ISBN: 9783662613849

• Hof, H., Schlüter, D. (Hrsg.): Duale Reihe Medizinische Mikrobiologie.
  ISBN: 9783132443174

• Kayser, F. H., Böttger, E. C., Deplazes, P., et al.: Taschenlehrbuch Medizinische Mikrobiologie.
  ISBN: 9783132447936

• Speer, C. P., Gahr, M., Dötsch, J. (Hrsg.): Pädiatrie.
  ISBN: 9783662572948

• Jung, N., Rieg, S. (Hrsg.): Klinikleitfaden Infektiologie.
  ISBN: 9783437223228

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