فیلامنتوس هماگلوتینین
Fillamataus Hemaglutinin

در اتصال باکتری به سلول مژه ای اپیتلیوم در مجاری تنفسی دخالت دارد

فیمبریه Fimbriae

در اتصال باکتری به سلول مژه ای اپیتلیوم در مجاری تنفسی دخالت دارد

پرتکتین Pertactin

پروتئین غشای خارجی که موجب تسهیل اتصال باکتری به سلول مژه ای اپیتلیوم تنفسی می شود

BrkA

پروتئین غشای خارجی که نقش واسطه برای اتصال به سلول های اپیتلیوم را داشته و در مقابل کمپلمان مقاومت می کند

آدنیلات سیکلاز Adenylate Cyclase

مانع عملکرد فاگوسیتوز می شود

اندوتوکسین Endotoxine

موجب تب می شود و واکنش موضعی در حیوان و احتمالاً انسان را منجر می شود

تراکئال سایتوتوکسین Tracheal Cytotoxin

منجر به استاز و اثرات سایتو پاتیک در موکوس تراکئال می شود

درمونکروتیک یا توکسین ناپایدار به گرما Dermonecrotic Or Heat Labile Toxin

باعث نکروز پوستی و انقباض عروق در حیوانات می شود

۱-۴٫ترکیبات مهم باکتری سیاه سرفه
بوردتلا پرتوسیس دارای دو دسته عوامل ویرولانسی می باشد :
دسته اول را ادهسین هایی تشکیل می­ دهند که شامل فیلامنتوس هموگلوتینین، پرتکتین، فیمبریه و BrkA هستند که در اتصال باکتری به سلولهای مژکدار دستگاه تنفسی فوقانی و ماکروفاژها دخیل هستند.
دسته دوم عوامل ویرولانسی باکتری، توکسین هایی هستند که در آسیب موضعی و سیستمیک به میزبان شرکت داشته و شامل پرتوسیس توکسین، آدنیلات سیکلاز توکسین، تراکئال سایتوتوکسین، درمونکروتیک توکسین و اندوتوکسین می باشد (۱).
۱-۴-۱٫ توکسین پرتوسیس
قبلاً به توکسین پرتوسیس یا PT ^[۱۸] فاکتور تحریک کننده لنفوسیتوز‌^[۱۹] (LPF) می گفتند، که مهمترین عامل پاتوژنز سیاه سرفه بود و به طور عمومی باور بر این است نقش مهمی در القاء و ایجاد ایمنی بالینی دارد. PT یک ساختار اولیگومری مرکب از ۵ ساب یونیت^[۲۰] مختلفS₁ تا S₅ است. به طور ساختاری PT به کلاس A-B از توکسین باکتریایی تعلق دارد. جزءS₁ پروموتوری است که ریبوزیلاسیون ADP از پروتئین های اتصالی تنظیمیGTP^[21] را که در انتقال سیگنال در سلول یوکاریوت نقش دارد کاتالیز می کند. پروموتورA یا همان جزءS₁ تا حد زیادی مسئول سازماندهی فعالیت های بیولوژیکیPT شامل ارتقاء لنفوسیتوزیس^[۲۲]، تحریک سلول های جزیره ای پانکراس^[۲۳]، حساسیت به هیستامین، کلاسترینگ^[۲۴] سلول های CHO ^[۲۵]و خاصیت ادجوانی آن می باشد. اولیگومرB ساختار حلقه ای شکل است که محتوی یک کپی از هر یک از ساب یونیت های S₂ ، S₃ ، S₅ و دو کپی ازS₄ است. وظیفه مهم اولیگومر B تسهیل اتصال PT به سلول‌های مژه‌دار مخاط مجاری تنفسی است. علاوه بر آن اولیگومر B فعالیت‌های آنزیمی نظیر هموگلوتیناسیون^[۲۶]و میتوژنیسیتی^[۲۷] سلول‌های لنفوسیت T را نیز دارا می‌باشد.
شکل۱-۳٫ شمای شماتیک از پرتوسیس توکسین
کل مولکول PT برای اکثر فعالیت‌های آنزیمی پروموتور A لازم می‌باشد، از اینرو پروموتور A در غیاب الیگومر B هیچ‌گونه عملکردی نخواهد داشت. سویه‌های مختلف بوردتلاپرتوسیس که از نظر تولید آگلوتینین مختلف می‌باشند همگی یک نوع PT را تولید می‌کنند که PT تولیدی واجد خواص سرولوژیکی و بیولوژیکی یکسانی می‌باشد (۵۶و۴۷).
PT توسط بوردتلا پاراپرتوسیس یا برونشی سپتیکا تولید نمی‌شود، اگرچه این ارگانیسم‌ها محتوی ژن‌هایی هستند که می‌تواند فرم فعال PT را در این میکروارگانیسم ها کد کند، اما پروموتورهای این ژن‌ها غیر فعال بوده و لذا توکسین تولید نمی‌شود (۳۰).
PT چندین نقش اصلی را در بیماری‌زایی پرتوسیس دارد، اگرچه مکانیسم‌های دقیق عملکرد آن چندان واضح نمی‌باشد. PT اتصال بوردتلا پرتوسیس به سلول‌های مژه‌دار مجاری تنفسی را تسهیل می کند و در توکسیسیتی^[۲۸] سلول دخالت دارد. همچنین PT در کلونیزاسیون سلول باکتری در مجاری تنفسی از طریق جلوگیری از مهاجرت نوتروفیل و نقش‌آفرینی آنها در طول اولین هفته بعد از عفونت و جلوگیری از پاکسازی اولیه باکتری توسط آنتی‌بادی نقش دارد.
به نظر می‌رسد که PT استراتژی خاصی را برای بروز عفونت حاد و تداوم دوره عفونت حتی در حضور آنتی بادی برای هجوم باکتری فراهم می کند. و جالب‌تر اینکه تزریق داخل وریدی PT در افراد داوطلب بالغ هیچ‌گونه عوارضی را ایجاد نمی‌کند (۴۸).
PT یک ایمونوژن قوی است و آنتی‌بادی‌ها برعلیه PT نقش مهمی را در ایمنی بالینی برعلیه سیاه‌سرفه ایفا می‌کنند. در آزمایشگاه تزریق آنتی‌بادی‌های PT به موش‌ها منجر به ایجاد ایمنی در آنها برعلیه تست چلنج داخل مغزی باکتری زنده (تست کندریک^[۲۹]) و یا تست چلنج استنشاقی^[۳۰]‌می شود (۵۶و۵۷).
چلنج موش‌هایی که به طور فعال با تزریق ساب‌یونیت‌های PT ایمن شده و یا به طور غیرفعال با آنتی‌بادی‌های مونوکلونال علیه ساب‌یونیت‌های PT گوناگون ایمن شده اند، نشان می‌دهدکه کل مولکول PT برای ایجاد ایمنی مناسب لازم و ضروری است. توکسوئید PT تولید شده به روش شیمیایی یا ژنتیکی به عنوان جزئی از واکسن غیرسلولی سیاه‌سرفه به‌کار می‌رود (۴۸).