Bordetella pertussis - parapertussis

Institut für medizinische &
molekulare Diagnostik AG
14 · CH-8008 Zürich · Telefon 0041 44 497
Falkenstrasse
30 60
Bordetella parapertussis
Bordetella holmesii
Bordetella pertussis
1. Bedeutung
Bordetella pertussis wurde 1906 von Bordet und Gengou als Erreger des Keuchhustens
identifiziert. Drei weitere humanpathogene Bordetella spezies wurden im Zusammenhang mit
keuchhustenartigen Erkrankungen beschrieben: B. parapertussis, B. holmesii und B.
bronchiseptica. B. parapertussis hat jedoch einen milderen Krankheitsverlauf. B. bronchiseptica
ist ein Erreger von respiratorischen Krankheiten in Tieren und wurde nur selten bei allgemein
geschwächten Patienten nachgewiesen [1]. B. holmesii wird immer öfter im Zusammenhang mit
schweren klinischen Verläufen beim Menschen beschrieben [2].
Der Keuchhusten ist eine hochkontagiöse Infektion der Atemwege. Die WHO schätzt die Zahl
der Fälle pro Jahr auf etwa 16 Millionen, bei 200‘000 Patienten – meist ungeimpften
Kleinkindern der Dritten Welt – verläuft die Erkrankung tödlich [3].
Mit der in den 50er Jahren in den Industrieländern eingeführten Pertussisimpfung im
Säuglingsalter wurden die Inzidenz und vor allem die Zahl der schweren Verläufe drastisch
gesenkt. Die Impfung schützt jedoch nur vorübergehend. Mit zunehmendem Alter nimmt ihre
Wirksamkeit ab, d.h. es sind nicht mehr nur Kinder, sondern vermehrt auch Jugendliche und
Erwachsene betroffen [4].
Geimpfte erkranken mit milderen bzw. untypischen Symptomen, wie sie für Infektionen mit
Bordetella parapertussis beobachtet wurden [5,6] und die auch durch ganz andere Erreger
respiratorischer Erkrankungen verursacht sein können. Eine rein klinische Diagnose Pertussis
ist bei derart “unspezifischen Hustenerkrankungen” [7] nicht mehr möglich. Ohne adäquate
Laboruntersuchung bleiben diese Patienten unerkannt und spielen eine wichtige Rolle bei der
Verbreitung der Infektion.
Die Übertragung von Bordetella pertussis und der übrigen humanpathogenen Bordetellen erfolgt
aerogen durch Tröpfchen. Der Mensch ist die einzige Infektionsquelle. Die Erkrankungen sind
nicht an Jahreszeiten gebunden. Sie treten sporadisch oder epidemisch auf. Grössere
Epidemien werden alle 3-4 Jahre beobachtet.
2. Nachweismethoden
Die Kultur auf Spezialnährmedien ist zwar 100% spezifisch, aber wenig empfindlich (30-60%).
Sie ist anspruchsvoll und benötigt mehrere Tage. Ausserdem ist der einwandfreie Transport der
äusserst fragilen Erreger problematisch. Die Empfindlichkeit der Kultur nimmt mit zunehmender
Krankheitsdauer ab. Bei geimpften Patienten mit atypischen Symptomen ist sie nicht
zuverlässig
[7].
Methoden
des
Antigennachweises
mit
Immunfluoreszenz
und
Enzymimmunoassay sind wenig sensitiv und wegen Kreuzreaktionen mit andern Bakterien auch
nicht ausreichend spezifisch. Die Serologie ist gut etabliert, erlaubt allerdings selten die
Diagnose in der Akutphase.
Die PCR ermöglicht rasch den empfindlichen und spezifischen Erregernachweis und ist der
Kultur in jeder Hinsicht überlegen. Die Real Time PCR Reaktion beruht auf dem Nachweis von
Insertionssequenzen – transposablen DNA Elementen von ungefähr 1000 bp Länge. Die
Insertionssequenzen liegen normalerweise in mehreren Kopien pro Genom vor, was die
Sensitivität der Reaktion erhöht. Damit Bordetella pertussis von „nicht-pertussis“ Bordetellen
unterschieden werden können, werden die Insertionssequenzen IS481, IS1001 und BholIS1001 in einer Multiplex Reaktion nachgewiesen [8,9,10].
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3. Therapie
Infektionen mit Bordetella pertussis werden mit Azithromycin oder Clarithromycin behandelt
[11].
4. Untersuchungsmaterialien
Folgende Materialien sind für eine Untersuchung auf Bordetella pertussis und Bordetella
parapertussis geeignet:
• Rachen-/Nasopharynxabstrich
• Bronchial-/Trachealsekret/-aspirat
• Bronchioalveoläre Lavage BAL
Abstriche werden ins PCR-Standard-Transportmedium eingebracht und darin energetisch
suspendiert.
Alle übrigen Proben werden nativ in sterilem Behälter versandt.
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Literatur:
[1]
Woolfrey BF, Moody JA. Human infections associated with Bordetella bronchiseptica. Clin Microbiol Rev.
1991;4(3):243-55.
[2] Pittet LF, Emonet S, Schrenzel J, Siegrist CA, Posfay-Barbe KM. Bordetella holmesii: an under-recognised
Bordetella species. Lancet Infect Dis. 2014;14(6):510-9.
[3] http://www.who.int/immunization/topics/pertussis/en/
[4] Wright SW, Edwards KM, Decker MD, Zeldin MH. Pertussis infections in adults with persistent cough. JAMA 1995,
273:1044-1046.
[5] Heininger U, Stehr K, Schmitt-Grohé S, Lorenz C, Rost R, Christenson PD, Überall M, Cherry JD.
Clinical characteristics of illness caused by Bordetella parapertussis compared with illness caused by Bordetella
pertussis. Pediatr. Infect. Dis. J. 1994, 13:306-309.
[6] Schmidt-Schläpfer G. Polymerase chain reaction für Bordetella pertussis. Ein neues Instrument für das
Keuchhustenmonitoring durch Sentinella in der Schweiz. Bulletin BAG 1998, Nr. 5:9-13.
[7] Schmidt-Schläpfer G, Liese JG, Porter F, Stojanov S, Just M, Belohradsky BH. Polymerase chain reaction (PCR)
compared with conventional identification in culture for detection of Bordetella pertussis in 7153 children. Clin
Microbiol Infect. 1997;3(4):462-467.
[8] Roorda L, Buitenwerf J, Ossewaarde JM, van der Zee A. A real-time PCR assay with improved specificity for
detection and discrimination of all clinically relevant Bordetella species by the presence and distribution of three
Insertion Sequence elements. BMC Res Notes 2011;21:4-11.
[9] Loeffelholz M. Towards improved accuracy of Bordetella pertussis nucleic acid amplification tests. J Clin Microbiol.
2012;50(7):2186-90.
[10] Rodgers L, Martin SW, Cohn A, Budd J, Marcon M, Terranella A, Mandal S, Salamon D, Leber A, Tondella ML,
Tatti K, Spicer K, Emanuel A, Koch E, McGlone L, Pawloski L, Lemaile-Williams M, Tucker N, Iyer R, Clark TA,
Diorio M. Epidemiologic and laboratory features of a large outbreak of pertussis-like illnesses associated with
cocirculating Bordetella holmesii and Bordetella pertussis--Ohio, 2010-2011. Clin Infect Dis. 2013;56(3):322-31.
[11] Posfay-Barbe KM und Heininger U. Empfehlungen zur Behandlung von Pertussis und Strategien zur Verhinderung
von Ausbrüchen Paediatrica 2013;24(4):14-16.