۱-۴-۲٫ فیلامنتوس هموگلوتینین (FHA)
FHA ^[۳۱] یک مولکول سنجاقی شکل بزرگ است که ابتداء به صورت یک Precursor با وزن مولکولی ۳۶۷ کیلو دالتونی ساخته شده و سپس با شکست مولکولی در دو طرف به فرم بالغی از پروتئین با وزن ۲۲۰ کیلو دالتون تبدیل می‌شود.
مطالعات آزمایشگاهی بیان می‌کند که FHA یک ادهسین^[۳۲] با ۴ دومن اتصالی مجزا است که اتصال به مونوسیت‌ها، ماکروفاژها، سلول‌های اپیتلیوم مژه‌دار و حتی سلول‌های غیرمژه‌دار اپیتلیوم تنفسی را تسهیل می‌کند (۶۳).
داده ها نشان میدهد کهFHA نقش ایمونومدولاتوری نیز دارد. اثر متقابل FHA با رسپتورهای ماکروفاژها ترشح اینترلوکین۱۲را از طریق مکانیسم اینترلوکین۱۰ سرکوب می کند که این امر منجر به عدم پاسخگویی Th₁ و درنهایت پایداری باکتری در بدن می‌گردد (۳۹). ژن ساختمانی هماگلوتینین کلون شده است و از طریق مهندسی ژنتیک قادر هستند که آن راجهت استفاده در واکسن های جدید تولید کنند (۲).
باکتری‌های موتاسیون یافته فاقد FHA قدرت ناچیزی در باند شدن به سلول‌های پوششی تنفسی دارند. ایمن کردن موش‌ها با FHA آنها را در مقابل چلنج تنفسی با باکتری زنده سیاه‌سرفه محافظت می کند اما در مقابل چلنج داخل مغزی با باکتری زنده سیاه‌سرفه بی‌تأثیر است.
با اینحال FHA یک ایمونوژن قوی است و آنتی‌بادی‌های سرمی علیه FHA بعد از عفونت طبیعی و واکسیناسیون با واکسن‌های حاوی این پروتئین ظاهر می‌شود. نتایج یکی از مطالعات اپیدمیولوژی در فنلاند حاکی از این است که آنتی‌بادی‌های FHA در دانش‌آموزان با حفاظتشان در برابر بیماری سیاه سرفه مرتبط است (۶۵).
۱-۴-۳٫ فیمبریه و آگلوتینین‌ها
فیمبریه^[۳۳] پروتئینی پلی‌مریک و فیلامنتوس^[۳۴] است که توسط باکتری سیاه‌سرفه به صورت خارج سلولی بیان می‌شود. بیش از دوازده آگلوتینوژن^[۳۵]در غشاء خارجی سلول باکتری سه گونه ی مختلف از جنس بوردتلا وجود دارد که دو نوع شناخته شده از این آگلوتینوژن‌ها، فیمبریه نامیده می‌شود. بر این اساس دو واژه آگلوتینوژن و فیمبریه مشابه یکدیگر نبوده و نباید بجای یکدیگر به کار روند.
الگوی آگلوتینوژن در میان سه گونه بوردتلا با هم فرق می‌کند. حدود هشت آگلوتینوژن در بوردتلاپرتوسیس یافت شده است که از این تعداد ۶ آگلوتینوژن در این گونه اختصاصی بوده و از این شش آگلوتینوژن، سه آگلوتینوژن ۱، ۲ و ۳ در بیماری‌زایی و ایمنی علیه بیماری اهمیت دارند (۱۸).
آنتی‌بادی‌ها علیه این آگلوتینوژن ها در مطالعات سرواپیدمیولوژی بکار می‌روند. مطالعات In vivo نشان می‌دهد که سویه‌های بوردتلاپرتوسیس توانایی تکثیر در مجاری تنفسی^[۳۶] و تراکئای موش^[۳۷] را ندارند. سویه‌های بوردتلا برونشی سپتیکا عاری از فیمبریه نیز با اینکه قادر به بیان FHA و دیگر ادهسین‌ها هستند در کلونیزاسیون لوله تنفسی حیوان ناتوان می باشند (۱۴).
آنتی‌بادی‌های سرمی علیه فیمبریه معمولاً بعد از بیماری طبیعی یا ایمنی فعال با واکسن محتوی این پروتئین‌ها ایجاد می‌شود. شواهد زیادی دال بر نقش آنتی‌بادی آگلوتینوژن‌ها در ایجاد ایمنی بالینی وجود دارد.
مؤید این نقش کاهش توانمندی آن دسته‌ از واکسن سلولی سیاه‌سرفه که آگلوتینوژن‌های موجود در واکسن با آگلوتینوژن‌های سویه‌های سیاه‌سرفه شایع همسان نمی‌باشد، خواهد بود.
شواهد آزمایشگاهی وجود دارد که وجود نوعی تغییر^[۳۸] آنتی ژنیک را در سروتایپ های باکتری سیاه‌سرفه پس از کشت‌های متوالی نشان می‌دهد. همچنین شواهدی وجود دارد که نشانگر بروز تغییرات سروتیپی این باکتری در طول بروز بیماری در بیماران می باشد.
داده‌های سرواپیدمیولوژی^[۳۹] از کشور انگلستان نشان داد که بین سال‌های ۱۹۴۱ و ۱۹۵۳ سویه‌های رایج بوردتلاپرتوسیس محتوی آگلوتینوژن های ۱، ۲، ۳ بوده‌اند. در حالیکه این مطالعات در سال ۱۹۶۸ نشان داد که ۷۵% از سویه‌های بوردتلاپرتوسیس جدا شده در این کشور تنها واجد دو نوع آگلوتینوژن ۱و۲ بوده‌اند. دلیل این امر شاید کمبود آگلوتینوژن ۳ در واکسن‌های مصرف شده در این برهه از زمان می باشد. واکسنی که واجد آگلوتینوژن ۳ بیشتری بوده است توانمندی بیشتری نسبت به سایر واکسن‌ها در پیشگیری از بیماری در این مقطع زمانی داشته است (۹).
البته امکان دارد که تفاوت در سروتیپ‌های سیاه‌سرفه که براساس آگلوتینوژن‌ها می‌باشد در درون خود تفاوت هایی را نیز در سایر مارکرهای آنتی‌ژنیک داشته باشد. اما قدر مسلم این است که این تفاوت در سایر آنتی‌ژن‌ها، نظیر PT را شامل نخواهد شد، چراکه PT در تمام سویه‌های سیاه‌سرفه یکسان می‌باشد.
نتایج حاصل از بیماری در انسان، مدل موشی و تحقیقات آزمایشگاهی نشان داد که آنتی‌بادی علیه فیمبریه (FIM) نقش مهمی را در ایجاد ایمنی علیه بیماری ایفاء کرده است.
از آنجا که آگلوتینوژن‌ها نقش مهمی را در القاء ایمنی برعلیه بیماری سیاه‌سرفه دارا می‌باشند سازمان جهانی بهداشت (WHO)توصیه کرده است که واکسن سیاه‌سرفه سلولی محتوی آگلوتینوژن ۱، ۲ و ۳ باشد و اخیراً دارا بودن دو نوع آگلوتینین ۱و ۲ را ضروری دانسته اند (۲۱).
۱-۴-۴٫ پرتکتین
پرتکتین^[۴۰]یا PRN که در ابتداء پروتئین ۶۹ کیلو دالتونی^[۴۱] نامیده می‌شد، پروتئین سطحی است که پس از تحمل یک برش پروتئولیتیکی به غشاء خارجی سلول فرستاده می‌شود. پروتئین‌های مشابهی نیز توسط بوردتلا پاراپرتوسیس و برونشی سپتیکا تولید می‌شوند.
PRN بواسطه موتیف (RGD) Arg- Gly- Asp، اتصال باکتری به سلول یوکاریوت و سپس تهاجم به آن را تسهیل می کند. PRN بسیار ایمونوژنیک است. آنتی‌بادی علیه PRN بعد از بیماری طبیعی یا ایمنی فعال با واکسن‌های محتوی این پروتئین تولید می‌شود (۶۳).
موش‌هایی که بطور غیرفعال با آنتی‌بادی‌های PRN ایمن شده‌اند مقاومت بالایی در چلنج با آئروسل کشنده سویه ویرولانت بوردتلا پرتوسیس دارند. اگرچه در چلنج داخل مغزی موش‌های ایمن شده با PRN تنها زمانی که با FHA نیز ایمن شده باشند، مقاومت می‌نمایند (۵۰).
مطالعاتی که در هلند انجام شده است نشانگر وجود تغییرات ژنتیکی در مولکول‌های PRN (و حتی PT) بوده که منجر به تغییر آنتی ژنیک سویه‌های رایج به سمت واریانت‌هایی شده است که در واکسن استفاده شده در جامعه حضور ندارند (۱۸).
مطالعات بعدی در مدل موشی نشان داد که واکسن سیاه‌سرفه سلولی هلندی اثر کمتری را در مقابل ویرولانت‌های PRN نسبت به سایر ویرولانت‌ها دارا می‌باشد. در مقابل انستیتو سانوفی پاستور فرانسه طی یک مطالعه اعلام نمود که ژنوم باکتری استفاده شده در واکسن لیوفیلیزه چندگانه سیاه‌سرفه این مرکز با گذشت سال‌ها از ذخیره‌سازی آن در سال ۱۹۸۴ تا ۲۰۰۲ تغییری نیافته و کلیه توکسین‌ها و ادهسین‌ها را نیز تولید می کند (۴۹).
مطالعه همین تحقیق نشان داد Lotهای مختلفی از این واکسن در موش بسیار ایمنی‌زا بوده‌اند. علاوه بر موارد فوق مطالعات دیگری در سایر مناطق دنیا به منظور تعیین تأثیر فشار انتخابی محیط^[۴۲] و ارتباط آن با ایجاد واریانت‌های مختلف مولکول PRN از باکتری سیاه‌سرفه و متعاقب آن کاهش کارائی واکسن صورت گرفته است. از جمله این مطالعات می‌توان از مطالعه‌ای در کشور سوئد نام برد که به منظور ارزیابی سویه‌های واکسینال بین سال‌های ۱۹۷۰ تا ۲۰۰۳ انجام گرفت، که مؤید این نکته است که هیچگونه کاهش کارائی واکسن که ناشی از پلی‌مورفیسم باکتری باشد، مشاهده نشده است (۲۷).
از آنجا که در این کشورها از واکسن غیر سلولی سیاه‌سرفه با ترکیبات مختلف استفاده می‌شود، هنوز به درستی مشخص نیست که آیا این تغییرات آنتی‌ژنیک در باکتری ناشی از غلظت بالای سایر آنتی‌ژن‌های سیاه‌سرفه نسبت به PRN در واکسن غیر سلولی باشد (۱۸).
۱-۴-۵٫ آدنیلات سیکلاز ^[۴۳](ACT)
آدنیلات سیکلاز در همه‌ی سویه‌های ویرولانت بوردتلا پرتوسیس وجود داشته و به صورت یک پروتو توکسین مونومر^[۴۴] سنتز می‌شود و بعد با ایجاد یک برش به مولکولی فعال تبدیل گشته که قادر است به درون بسیاری از سلول‌های یوکاریوت وارد شود و به محض ورود به آن سلول آدنیلات سیکلاز توسط کالمودلین^[۴۵] فعال شده و تولید Cyclic AMP را به میزان زیادی کاتالیز ‌نماید. آدنیلات سیکلاز مانع کموتاکسی^[۴۶]،کمیلومینسنس^[۴۷]و تولید آنیون سوپراکسیداز توسط مونوسیت‌ها و نوتروفیل‌ها در آزمایشگاه می‌شود و در شرایط In vivo تولید Cyclic AMP را از ATP در درون فاگوسیت افزایش داده و با انباشتگی بیش از حد Cyclic AMP عملکردهای متعدد و فاگوسیتوز را متوقف می کند (۳۸و۳۳).
مطالعات اخیر نشان داد که اثر سایتوتوکسیسیتی^[۴۸]آدنیلات سیکلاز روی ماکروفاژها ممکن است ناشی از القا آپاپتوزیس^[۴۹] در سلول ماکروفاژ باشد نه اینکه منحصراً در اثر انباشتگی بیش از حد Cyclic AMP درعملکردهای متعدد فاگوسیتوز را متوقف نماید (۳۲).
سایر مطالعات In vivo نشان می‌دهد که سویه‌های وحشی در اثر موتانت‌هایی با جهش در آدنیلات سیکلاز توانایی ایجاد بیماری کشنده را ندارند.
این یافته‌ها اثبات می‌کند که آدنیلات سیکلاز مانند یک فاکتور آنتی اینفلامنتوری^[۵۰]و آنتی فاگوسیتوز^[۵۱]در طول عفونت ایفای نقش می‌کند. چلنج استنشاقی موش با آئروسل باکتری در حضور PT و آدنیلات سیکلاز نشان داد که PT و آدنیلات سیکلاز بیشترین نقش را به عنوان فاکتور ویرولانت دارا بودند.
ایمن‌سازی فعال موش با آدنیلات سیکلاز موجب حفاظت موش‌ها در مقابل چلنج داخل مغزی و استنشاقی سویه حاد می‌شود. این ایمنی حاصل شده، مشابه ایمنی واکسیناسیون با واکسن سلولی سیاه‌سرفه بوده است. علاوه بر آن، نشان داده شد که آنتی‌بادی علیه آدنیلات سیکلاز از تکثیر باکتری سیاه‌سرفه در مدل موشی ممانعت می کند (۲۴).
۱-۴-۶٫ تراکئال سایتوتوکسین^[۵۲] (TCT)
از فاکتورهای ویرولانس تولید شده توسط باکتری بوردتلا پرتوسیس فقط تراکئال سایتوتوکسین موجب تخریب و فلج سلول‌های مژه‌دار اپیتلیوم تنفسی می شود که مهمترین نشانه از تأثیرات بیماری است.
تراکئال سایتوتوکسین یک قطعه ریلیز شده از پپتید و گلیکان دیواره سلولی بوردتلاپرتوسیس است.
بررسی تراکئال سایتوتوکسین به صورت In vivo روی تراکئا و کشت‌های سلولی منجر به تورم میتوکندری، شکست اتصالات بین سلولی، شل شدن و افتادن سلول‌های مژه‌دار اپیتلیوم مجرای تنفسی و همچنین آسیب ناچیز به سلولهای اپیتلیوم غیرمژه‌دار می‌شود (۲۳).
همچنین شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد سایتوپاتولوژی^[۵۳] ناشی از تراکئال سایتوتوکسین منجر به افزایش تولید اکسید نیتریک^[۵۴]می‌شود که به درون سلول‌های مژه‌دار نفوذ کرده و منجر به مرگ این سلول‌ها می‌شود (۳۸).
۱-۴-۷٫ توکسین حساس به حرارت
این توکسین را چون در دمای ۵۶ درجه سانتیگراد غیر فعال می‌شود توکسین حساس به حرارت^[۵۵] می گویند، همچنین به دلیل تأثیرات آن در حیوانات آزمایشگاهی، توکسین درمونکروتیک^[۵۶] یا توکسین کشنده موش^[۵۷] نیز نامیده می‌شود. قابل ذکر است که این توکسین توسط همه‌ی گونه‌های ویرولانت بوردتلا تولید می‌شود. با قرار گرفتن باکتری در درون سلول و انهدام باکتری در درون سلول این توکسین به درون سلول آزاد می‌شود. ایجاد جراحت پوستی بعد از تزریق توکسین به حیوانات، ناشی از انقباض عروقی^[۵۸] است (۴۵).
توکسین زمانیکه به صورت داخل وریدی به موش تزریق شود کشنده است. هنوز نقش آن در بیماری‌زائی سیاه‌سرفه ناشناخته است. در شرایط In vivo اثرات با دوام و قابل اثبات از توکسین بر روی سلول مشاهده نشده است. این توکسین یک ایمونوژن ضعیف است. آنتی‌بادی‌های آن در چلنج حیوان، غیر ایمنی‌زا هستند و عدم حضور این آنتی‌ژن کشندگی عفونت سیاه‌سرفه را در موش کم نمی‌کند (۱۸).
۱-۴-۸٫ BrkA
BrkA^[59] (بوردتلا مقاوم به لوکوس ژنتیکی کشنده ی فرم A) دیگر پروتئین غشای خارجی بوردتلا پرتوسیس است که در ساختار، مشابه PRN بوده و از باکتری در مقابل مسیر کلاسیک کشندگی کمپلمان محافظت می کند. آنتی‌بادی علیه BrkA منجر به مرگ باکتری بوردتلا پرتوسیس می‌شود(۴۸).
اگرچه افزایش حساسیت به کمپلمان در طول رشد حاد باکتری منجر به نشان کردن باکتری برای حذف می‌شود، اما برای فعال شدن مسیر کلاسیک کمپلمان به آنتی‌بادی نیاز است.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

بعد از عفونت اولیه مدت زمانی نیاز است تا آنتی‌بادی تولید شود لذا در این مرحله باکتری قبل از اینکه توسط این مسیر کشته شود سریعاً تکثیر می یابد. برخلاف عفونت اولیه، اگر آنتی‌بادی قبل از ایجاد عفونت در اثر واکسیناسیون یا بیماری طبیعی در بدن وجود داشته باشد، پاسخ ثانویه سریعاً ایجاد شده و بلافاصله مرگ سلول باکتری رخ خواهد داد. همچنین مطلب فوق می‌تواند پاسخ به این سوأل باشد که چرا بیماری سیاه‌سرفه بعد از واکسیناسیون و یا بیماری طبیعی قبلی بسیار خفیف‌تر است (۸).
۱-۴-۹٫ اندوتوکسین
اندوتوکسین^[۶۰] یا لیپوپلی ساکارید^[۶۱] (LPS) بوردتلا پرتوسیس بسیاری از فعالیت‌های In vivo اندوتوکسین‌های سایر باکتری‌های گرم منفی را دارا می‌باشد، اما نقش آن در بیماری‌زائی و یا بهبود بیماری مشخص نیست. باکتری‌هایی که اندوتوکسین ناقص تولید می‌کنند توانایی کمتری در اتصال به سلول‌های مجاری تنفسی موش دارند. اندوتوکسین موجود در واکسن سلولی سیاه‌سرفه منجر به عوارض سیستمیک و موضعی سریع در اطفال می‌شود (۱۸).
۱-۵٫ سویه های بوردتلاپرتوسیس^[۶۲]
سویه های بوردتلا پرتوسیس مورد استفاده در تولید واکسن سیاه سرفه توسط شاخص کاملی مشتمل بر تاریخچه، منشاء سویه، ویژگی ها و خصوصیات بیولوژیک آن مورد ارزیابی قرار گرفته و پس از تائید کلیه مشخصات منطبق با استانداردهای تعریف شده توسط سازمان جهانی بهداشت بعنوان سویه واکسینال تکثیر و نگهداری گردید. این تست ها در فواصل معینی برای تائید صحت ویژگی سویه ها تکرار گردید.