Bordetella pertussis

Arbete med uppdatering pågår, april 2012

Huvudartikel

Till innehållsförteckningen för Referensmetodik: Nedre luftvägsinfektioner, 2:a upplagan 2005

och

Referensmetodik:Smittskyddslagens sjukdomar

Bordetella pertussis och parapertussis

Smittämnen

Bordetella pertussis är en liten, aerob, gramnegativ stav som orsakar kikhosta. Bakterien beskrevs första gången av Bordet och Gengou 1906. Den har ingen känd djurreservoar och framkallar sjukdom endast hos människa. Förutom Bordetella pertussis hänförs till genus Bordetella de närbesläktade B. parapertussis, som även förekommer hos får, och B. bronchiseptica som orsakar infektion hos bl.a. gris, hund, kanin och marsvin samt B. avium, B. holmesii, B. hinzii och B. trematum, vilka sällan ses vid infektion hos människa.

Patogenes och patofysiologi

Bakterien fäster sig i en första fas vid cilierna på det respiratoriska epitelet, bl.a. med hjälp av olika adhesiners specifika bindning till glykoproteiner. I nästa fas utsöndras toxiner. Pertussis toxin (PT) bildas endast av B. pertussis. Det fungerar både som adhesin och toxin. Det anses vara ett s.k. superantigen d.v.s. extremt aktivt i att stimulera vissa T-celler i celldelningen, vilket återspeglas i en lymfocytos. Andra pertussiskomponenter av adhesintyp som antas medverka i bakteriens angrepps¬mekanism är filamentöst hemagglutinin (FHA), pertaktin och fimbrier. Olika kombinationer av dessa virulensfaktorer ingår i nya s.k. acellulära vacciner. Andra toxiner bidrar till sjukdomen genom att inducera paralys av luftvägsepitelets cilier och ge lokal nekros.

Bakterien invaderar ej underliggade vävnad. Den tycks dock kunna överleva intracellulärt i makrofager och därigenom undandras effekten av cirkulerande antikroppar. T-cellsimmunitet utgör en viktig del av infektionsskyddet och AIDS-patienter har en tendens att få besvärande kikhosta.

Symtom och klinisk bild

Kikhostans sjukdomsbild kan variera från en symtomfri infektion till klassisk kikhosta med kikningar och kräkningar. Efter en inkubationstid på vanligen 5-7 dagar debuterar sjukdomen med ospecifika, katarrala symtom som varar ca 7 dagar för att sedan i typiska fall övergå i en paroxysmal fas. Denna period pågår i klassiska fall från 2-3 veckor till flera månader. Vaccination och tidig antibiotikabehandling modifierar symtomen.

För kikhosta typiska symtom kan också orsakas av Bordetella parapertussis, Mycoplasma pneumoniae, adenovirus m.fl. agens. Till skillnad från B. pertussis ger mykoplasma feber och förändringar på lungröntgen. I en svensk vaccinstudie omfattande ca 5 000 hostepisoder kunde pertussisinfektion påvisas endast i ca 25 %.

Epidemiologi

Kikhosta sprids förmodligen enbart genom droppsmitta. Smittsamheten är mycket stor. Bakterierna sprids dessvärre redan under slutet av inkubationsfasen. Svenska incidensberäkningar bygger på rapportering. Underrapporteringen har dock varit betydande. En Göteborgsstudie av barn födda 1980 visade att 60 % hade haft klinisk kikhosta vid 10 års ålder och ytterligare 25 % asymtomatisk eller subklinisk infektion.

Efter återinförande av vaccination mot kikhosta i det allmänna vaccinationsprogrammet 1996 har sjukdomen minskat kraftigt. År 2003 rapporterades totalt 664 fall, vilket innebär en halvering jämfört året innan. Under de vaccinfria åren cirkulerade kikhosta med toppar vart 3-5 år, och i viss mån verkar det mönstret hålla i sig. Senaste toppen var 1999-2000. En ökning har också registrerats under 2004. Åren 1999-2003 har vi haft 25-26-11-13-7 odlingsverifierade fall per 100 000 invånare, vilket är lika lågt som på 60-talet när ett fungerande kikhostevaccin av helcellstyp användes. Så sent som 1994 inträffade i Sverige 150 fall per 100 000 invånare.

Kikhostan har minskat mest i vaccinerade åldersgrupper. För att bedöma de nya vaccinernas effektivitet på längre sikt pågår sedan hösten 1997 en fördjupad uppföljning av kikhosta bland de årskullar som är vaccinerade enligt det nya programmet, med telefonintervjuer kring alla fall av odlingsverifierad kikhosta i vaccinerade årskullar. Denna uppföljning visar att de allra flesta fallen bland barn under 1 år inträffar bland dem som är ovaccinerade eller som har fått endast en dos. Att lägga märke till är att 3-5 mån gamla barn, som fått sin första vaccination, har en betydligt lägre risk för att bli sjukhusinlagda p.g.a. kikhosta jämfört med barn under 3 månader. Enbart åldersskillnaden kan knappast förklara detta, d.v.s. även om första dosen inte skyddar mot insjuknande är det troligt att den ger ett visst skydd mot allvarlig sjukdom. Totalt rapporterades 2003 bland spädbarn 230 fall/100 000, vilket ska jämföras med cirka 600-800/100 000 under åren 1994-95. Under 10-årsperioden 1981-1990 rapporterades totalt 6 dödsfall. Oroande är nu att 6 dödsfall inträffat sedan 1996 i de mest utsatta åldrarna under 6 mån.

Prevention

Från 1950-talet fram till 1979 användes ett helcellsvaccin- Pw- mot kikhosta i det allmänna vaccinationsprogrammet. Sviktande effektivitet och oro för biverkningar gjorde att denna vaccination upphörde för att återupptas 1996, då med acellulära vacciner-DTPa. I Sverige används vacciner baserade på två komponenter (PT + FHA) eller på tre komponenter med tillägg av pertaktin.

Värdet av en påfyllnadsdos kikhostevaccin kring skolstarten diskuteras i Sverige och internationellt, liksom också andra strategier som mer specifikt skulle kunna minska riskerna för och med kikhosta under 6 månaders ålder. Det epidemiologiska intresset riktas nu alltmer mot smittspridning från äldre. Något kroniskt bärarskap har dock ej kunnat påvisas. I en svensk hushållsstudie visade 40 % av hushållsmedlemmar som exponerats för odlingsverifierad kikhosta serologiska tecken på infektion. Endast 22 % utvecklade dock symtom.

Provtagning och transport

Önskemål om pertussisodling måste särskilt anges på remissen.

Provtagning från nasofarynx är standard. Odling från aspirat ger bättre utbyte än odling från pinne eftersom en viss del av bakteriepopulationen fastnar på pinnen. Aspirationstekniken har med framgång använts vid vaccinstudier på barn (Hallander, 1993). Pinnprov torde dock vara ett enklare förfarande på vuxna och i vanlig praxis. Nasofarynxpinne Copan CP 184 c rekommenderas. Alginat på aluminumskaft hämmar PCR. Alginat har också en tendens att lösas upp i transportsubstratet. Bomull kan innehålla fettsyror som är toxiska för bakterien. Se vidare provtagningsanvisningar under resp. provtyp.

Transporten är kritisk. Bäst resultat erhålls vid odling i direkt anslutning till provtagningen. När sådana arrangemang inte är möjliga är transport i medium beskrivet av Regan och Lowe (se Bilaga 1 Bakteriologiska substratrecept-NLI) optimalt eftersom detta vid ankomsten till laboratoriet också kan inkuberas för anrikning. Vanliga transportsubstrat är också användbara men ger sämre utbyte.

Upprepad odling ger alltid ett ökat utbyte; i en svensk vaccinstudie med så mycket som 12 %.

Laboratoriediagnostik

Allmänt

Diagnostiken baseras dels på direktpåvisning av organismen dels på serologi. I en svensk vaccinstudie omfattande 1072 kikhostefall verifierades 53 % genom odling och 45 % med serologi. Odlingsnegativa och serologinegativa men PCR-positiva utgjorde endast ett par procent. Vid modifierad sjukdom ökar andelen serologiskt diagnostiserade fall. Obehandlade är cirka hälften odlingspositiva 3 veckor efter symtomdebuten. En vecka senare är cirka en fjärdedel fortfarande positiva.

Referensmetod för påvisande av kikhostebakterier är odling från nasofarynx på särskilda selektiva medier. Tillsammans med serologi utgör odling referensmetodik för påvisande av pertussisinfektion.

Referensmetodik

a) Odling: Pertussisbakterien är för sin växt beroende av vissa aminosyror, framförallt cystein och glutaminsyra. Organismen fermenterar ej kolhydrater och är strikt aerob. Det traditionella Bordet-Gengou mediet som innehåller potatisstärkelse, glycerol och 10-15 % fårblod har idag ersatts av medier med längre hållbarhet.

Referenssubstrat är charcoal agarbas enligt Regan och Lowe (Bilaga 1 Bakteriologiska substratrecept-NLI) med tillsats av 10 % hästblod och cefalexin till en koncentration av 40 mg/L.

Isolering

Odlingsplattorna inkuberas vid 35-37 C i vanlig atmosfär och i plastplåsar för att motverka uttorkning. Avläsning sker regelbundet under 7 dagar.

Det finns rapporterat att utbytet ökar med 16 % vid odling i 12 dagar och att CO₂-miljö kan hämma utbytet (McGowan 2002).

Anrikning kan öka utbytet med 7-14 %. För anrikning används samma substrat som till odling men med halva agarmängden. Subkultur från anrikningsröret till pertussisplattor utförs efter 48-72 tim i 35-37 C.

Identifiering och minimikriterier

Misstänkta kolonier kan vanligen iakttas efter 3 dagar. Kolonierna är grå, skinande och konvexa. De har beskrivits som kvicksilverdroppar. B. pertussis är till skillnad från B. parapertussis oxidaspositiv. Den senare växer också på blodagar. Haemophilus influenzae som också är en oxidaspositiv bakterie med särskilda tillväxtkrav skall uteslutas.

Verifiering sker vid odling genom objektglasagglutination med specifika sera för B. pertussis och B. parapertussis. Vissa stammar ger svag agglutination särskilt i utspätt serum. I tveksamma fall sker slutlig verifiering med PCR.

Serologi

Den andra delen av referensmetodiken bygger på mätning av antikroppar i parade sera och är ett viktigt komplement till odling för påvisande av pertussisinfektion. Singelserumdiagnostik kan ge viss vägledning men brist på utvärderade referenspopulationer gör tolkningen osäker. Detta gäller såväl IgG som IgA antikroppar.

Referensmetod är kvantitativ bestämning i ELISA av IgG och IgA anti-PT och anti-FHA, uttryckt i arbiträra ELISA-enheter. Se vidare under bilaga 4.3.

Alternativa diagnostiska metoder för påvisande

Direkt-FA : Vid vissa laboratorier används direktmikroskopi med fluorescerande antikroppar. I vana händer och med goda reagens är detta en specifik och snabb metod. Den är dock väsentligt okänsligare än odling. Vid en genomgång av 1 582 konsekutiva pertussisodlingar i Uppsala 1996-1997 var 18 % positiva (n=281) men endast 38 % (n=108) också positiva i direkt-FA. Specificiteten var 99,6 %.

Nukleinsyrapåvisning Någon standardmetod för PCR eller realtids-PCR finns inte beskriven. Sensitiviteten hos realtids-PCR har rapporterats som jamförbar med standard PCR. Olika regioner av pertussis-DNA har använts som målsekvenser: 1) PT promotor region som också förekommer hos B. parapertussis och B. bronchiseptica 2) IS481 insertion sequencies som förekommer i upp till 80 kopior på bakteriekromosomen 3) en DNA-region uppströms poringenen och 4) genen för adenylat cyklas toxin som också förekommer hos B. parapertussis.

PCR har sammantaget emellertid visat bättre känslighet än odling även om falskt negativa resultat, beroende på hämning av Taq-polymeras, också beskrivits i varierande omfattning. PCR har beskrivits ha en mellan två till sex gånger högre känslighet än odling i olika studier. Resultaten varierar dock beroende på faktorer som patientens ålder och tidpunkt i sjukdomsförloppet. Metoden har introducerats i ökande omfattning vid landets laboratorier.

År 2004 var ca 50 % av laboratorierapporterade pertussisfall baserade på PCR-resultat.

Svarsrutiner: Då resultatet baseras på annan metod för direktpåvisning än odling bör denna anges ev. tillsammans med reservation för avvikande prestanda.

Resistensutveckling och resistensbestämning

Isolerade pertussisbakterier är i regel känsliga för erytromycin. Resistensutveckling har dock rapporteras från USA. Resistensbestämning är ej aktuell annat än i riktade studier.

Epidemiologisk typning

Epidemiologisk typning är värdefull som underlag för bedömning av ev. skift av cirkulerande kikhostebakterier i samband med lokala utbrott eller vid byte av vaccinationspolicy. Härvid analyseras serotyp samt polymorfism i generna för toxin och pertaktin. PFGE är också av värde.

Kvalitetskontroll

Referensstammar
- Bordetella pertussis CCUG 34132,
- Bordetella pertussis CCUG 34133, agglutinerar endast i ospätt B. pert antiserum (Difco) eller efter förlängd observationstid,
- Bordetella parapertussis CCUG 33580.

Svarsrutiner: Stammar som uppfyller minimikriterierna utsvaras, Växt av Bordetella pertussis alt. Bordetella parapertussis.

Laboratorierapportering

Kikhosta/Bordetella pertussis är anmälningspliktig enl. smittskyddsförordningen (2004:255), anmälningspliktiga sjukdomar utöver allmänfarliga sjukdomar. Omfattas av smittspårningsplikt.

REFERENSER

Hallander H O, Reizenstein E, Renemar B, Rasmuson G, Mardin L and Olin P. 1993. Comparison of nasopharyngeal aspirates with swabs for culture of Bordetella pertussis. J. Clin. Microbiol. 31: 50-52.

Hallander, H O. 1999. Microbiological and serological diagnosis of pertussis. Clinical Infectious Diseases. 28(Suppl 2):S99-106.
Muyldermans G, Soetens O, Antoine M, Bruisten S, Vincart B, Doucet-Populaire F, Fry NK, Olcén P, Scheftel JM, Senterre JM, van der Zee A, Riffelmann M, Piérard D, Lauwers S. External quality assessment for molecular detection of Bordetella pertussis in European laboratories. J Clin Microbiol. 2005 Jan;43(1):30-5
McGowan K.L. 2002. Diagnostic tests for pertussis: Culture vs. DFA vs. PCR. Clin. Microbiol. Nwslett. 24:143-149.

Mooi, F.R., H. Hallander, C.H.W von König, B. Hoet, and N. Guiso. 2000. Epidemiological typing og Bordetella pertussis isolates: recommendations for a standard methodology. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 19:174-181.