Bordetella parapertussis

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

Letzte Aktualisierung am: 5. März 2024

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

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Der Keim Bordetella parapertussis gehört zu der Gattung der Bordetella und ist nur schwer von dem artverwandten Keim Bordetella pertussis zu unterscheiden.

Was ist Bordetella parapertussis?

Bordetella parapertussis siedelt sich nur an den Epithelzellen des Respirationstraktes an.
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Das Bakterium Bordetella parapertussis verdankt seinen Namen der genetischen und biochemischen Ähnlichkeit mit dem verwandten Keim Bordetella pertussis. Der Gattungsname Bordetella wurde zum Gedenken an den Mikrobiologen Jules Bordet verwendet.

Der Keim hat eine kurze und kokkoide Stäbchenform. Er ist circa 400 Nanometer breit und 800 Nanometer lang und nicht bewegungsfähig (nicht motil). Er ist gramnegativ und besitzt somit nur eine Mureinhülle mit auflagernder Lipidschicht.

Bordetella parapertussis hat einen aeroben Stoffwechsel und ist ohne Sauerstoff nicht zur Replikation fähig. Der Stoffwechsel des Keims basiert also auf Atmung.

Auf der Bakterienhülle sind Pili aufgelagert, die auch Fimbrien genannt werden. Pili sind klettenartige Verästelungen, die dem Bakterium die Haftung auf diversen Oberflächen ermöglicht. Endosporen werden von dem Keim nicht gebildet. Eine Übertragung findet nur über die Tröpfcheninfektion mittels ausgeworfener Sekrete beim Husten statt.

Für den Aufbau der zelleigenen Stoffe und als Energiequelle werden Aminosäuren benötigt, die durch eine chemoorganotrophe Spezialisierung gewonnen werden. Citrate und Puyruvate können ebenfalls aufgenommen werden. Der Keim kann keinen Zucker verwerten und ist somit asaccharolytisch. Natriumchlorid und Gallensalz werden von dem Keim in geringen Mengen toleriert.

Eine Anreicherung der Nährmedien mit 3% Natriumchlorid zeigt keine Auswirkung auf die Replikation des Erregers. Höhere Werte können die Auto-Replikation blockieren. Ein Gallensalzgehalt von bis zu 10% wird problemlos toleriert. Bei einem Wert von 40% wird die Replikation vollständig blockiert.

Eine vollständige Sequenzierung des Genoms der Art Bordetella parapertussis wurde bereits 2003 vorgenommen. Hierfür wurde ein Stamm verwendet, der 1993 von einem Kind isoliert wurde. Die Größe des Genoms ist mit 4774 Kilobasenpaaren in etwa mit der Größe des Genoms der Bakterienart Escherichia coli vergleichbar. Die Sequenzierung zwei weiterer Stämme wurde bis zum Jahr 2013 vorgenommen. Bei dem Stamm Bpp5, der von einem Schaf isoliert wurde, konnte das erste Mal ein Plasmid mit unbekanntem Nutzen im Keim identifiziert werden.

Vorkommen, Verbreitung & Eigenschaften

Das Bakterium hat nur über die Tröpfcheninfektion die Möglichkeit, neue Wirte zu erschließen.

Für den Stoffwechsel des Keims, der auf aeroben Prozessen beruht, sind im sauerstoffreichen Respirationstrakt die optimalen Bedingungen geschaffen.

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Krankheiten & Beschwerden

Der klassische Keuchhusten wird in drei Stadien unterteilt, es kann jedoch bei Infizierten aller Altersklassen auch zu untypischen und persistierenden Verläufen kommen. Nach einer Inkubationszeit von circa 7-14 Tagen setzt das Stadium catarrhale ein. Es zeichnet sich durch grippeähnliche Beschwerden, leichtes Fieber und einen unproduktiven Reizhusten aus. Das Stadium catarrhale dauert circa zwei Wochen, die Ansteckung über eine Tröpfcheninfektion ist hier am wahrscheinlichsten.

Im zweiten Stadium, dem Stadium convulsivum tritt dann die typische Symptomatik des Keuchhustens in Erscheinung. Dicht aufeinander folgende Hustenattacken mit tiefem schleimigem Ton, häufig mit herausgestreckter Zunge und glasigem Auswurf sind vorhanden. Weiterhin bestehen Würgereize, die zum Erbrechen führen können.

Nach dem Hustenanfall tritt häufig ein starkes Lungenjauchzen auf, das auch in verminderter Form bei der normalen Atmung des Infizierten zu hören sein kann. Das Stadium convulsivum ist das längste Stadium des Keuchhustens und kann von zwei bis zu sechs Wochen andauern.

Das dritte Stadium, das Stadium decrementi, bezeichnet das langsame Abklingen der Erkrankung. Die Hustenattacken nehmen ab und der tiefe und schleimige Ton geht zurück. Insgesamt fällt dem Erkrankten das Husten wesentlich leichter. Würgereize und schleimiger Auswurf treten nicht mehr in dem Ausmaß auf und das gesamte Erscheinungsbild der Erkrankung flacht langsam ab.

Da an der Zellwand die für gramnegative Keime typischen Lipopolysaccharide lagern und Antikörper generieren, lässt sich eine Infektion über diese Antikörper nachvollziehen. Eine Differenzierung zwischen den Arten Bordetella pertussis, Bordetella parapertussis und Bordetella bronchiseptica kann ebenfalls durch die Antikörper erfolgen, da sich die Lipopolysaccharide (LPS) der einzelnen Arten unterscheiden.

Als weitere Antigene (Antikörpergeneratoren) bieten sich die Proteine der äußeren Membran und die Fimbrien an. Die Proteine lösen beim Zusammentreffen mit den entsprechenden Antikörpern eine Agglutination (Verklumpung) aus.

Eine biochemische Abgrenzung der humanmedizinisch relevanten Keime ist schwierig. Es bietet sich jedoch durch den serologischen Fund der entsprechenden Immunglobuline (Antikörper) eine Möglichkeit, die genaue Art des Bordetella Keims zu identfizieren. Leider ist diese Differenzierung im Frühstadium der Infektion nicht möglich, da hier noch keine entsprechenden Antikörper gebildet werden.

Erschwerend kommt weiterhin hinzu, das aktive Immunglobuline mit Immunglobulinen einer vergangenen Infektion bzw. Impfung verwechselt werden können. Einer unsicheren Diagnose kann durch eine anschließende Polymerase-Kettenreaktion (PCR) Abhilfe geleistet werden. Hierzu werden Genabschnitte, die in Abstrichen des Patienten vorhanden sind, vervielfältigt. Diese können anschließend eine Bestätigung des Verdachts liefern.

Ein weiteres Problem von Bordetella-Keimen stellt in der PCR die genetische Ähnlichkeit von Parapertussis und Pertussis dar. Gen-Sequenzen, die charakterisch für die einzelnen Bakterienstämme sind, sind nur sehr schwer auszumachen. Weiterführende Untersuchungsverfahren zur Verbesserung der PCR, wie fluoreszierendes Licht zur besseren Kenntlichmachung der Gen-Sequenzen, gehören zum Bestandteil der modernen Forschung.

Erhöhte Titerwerte in Kombination mit einem positiven PCR-Test bieten zumindest eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit, dass es sich um die nachgewiesene Bordetella-Art handelt.

Quellen

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