هموفیلوس متعلق است به خانواده پاستورولاسه که دو جنس دیگر به نام های پاستورولا و اکتینوباسیلوس نیز دارد.این باکتری متعلق به این خانواده کوکوباسیل‌های غیراسپور کوچک  هستند که نیازهای رشدی مخصوصی دارند و اغلب برای خالص‌سازی به محیط کشت غنی شده نیاز دارند. اسم جنس، هموفیلوس (به معنای دوستدار خون) وابستگی ویژه‌ی این ارگانیسم به مولکول‌های مربوط به خون برای رشد تحت شرایط هوازی مربوط است. مورفولوژی هموفیلوس آنفولانزا در نمونه‌های بالینی از کوکوباسیل ها تا رشته‌های دراز متغیر است. (دیویس و همکاران،۱۹۷۳^[۱۴])

شکل (۲-۱) هموفیلوس آنفلوانزا
۱-۱-۳ دسته‌بندی سویه های هموفیلوس آنفلوآنزا قابل تیپ بندی :
یافته های حاصل از اپیدمیولوژی بیماری های هموفیلوس آنفلوآنزای تیپ بندی شده منجر به جستجوی مقدماتی برای سیستم نشانگر تبعیضی بین سویه ها شد. در اوایل ۱۹۸۰، ایزوله های کلینیکی Hib براساس تفاوت در الگوی تحرک الکتروفورنیک پروتئین های خارج غشائی بزرگ(omps) و لیپوپلی ساکارید(lps) کلاس بندی شدند(بارن کمپ و همکاران،۱۹۸۱^[۱۵]، اینزا و همکاران،۱۹۸۴^[۱۶]). سویه های Hib به یکی از چهار گروه براساس واکنششان با آنتی بادی مونوکلونال اختصاص lps تقسیم شدند.
Musser و همکاران تلاش کردند تا تنوع ژنتیکی و روابط تکاملی بین نژادهای هموفیولوس را بسنجند. (موسر وهمکاران،۱۹۹۰^[۱۷] و موسرو همکاران ۱۹۸۵). سویه ها بوسیله الکتروفوز آنزیم های چندکانونی (MLEE) که در آن چند شکلی آنزیم‌های متابولیک ضروری برای برآورد واگرایی از یک نیای مشترک فرضی مورد استفاده قرار می‌گیرد، دسته بندی شدند. در طول زمان، ژن‌های کد کننده آنزیم‌های متابولیک ضروری، متحمل جهش‌های طبیعی می‌شوند.. ۱۷۷ سویه­ی تیپ b، از خون یا مایع مغزی- نخاعی کودکان آمریکای شمالی خالص شد و در داخل چندین گروه با تفاوتهای ژنتیکی یا تیپ های الکتروفورزیس قرار گرفت. هر کدام تعدادی آلل های همراه غیر تصادفی را نشان می دادند.( موسرو همکاران ۱۹۸۵) سویه هایی که تطابق یا شباهت زیاد از نظر ETS داشتند از نواحی مختلف جغرافیای بدست آمدند و این نتیجه نشان داد که یک خویشاوند کلونال بین سویه های تیپ b وجود دارد و نتیجه مهمتر اینکه سویه هایی که باعث بیماری های تهاجمی می شدند از نظر تنوع ژنتیکی دارای محدودیت بودند. بعلاوه اینکه بیشتر ایزولهای آمریکای شمالی به دو سویه نزدیک از نظر ETS متعلق بودند و متفاوت بودند با سویه هایی که از کشورهای مختلف اروپایی جمع آوری شده بودند(اروین و همکاران ۱۹۹۵^[۱۸]). این یافته های یک آلودگی اپیدمیولوژیک را پیشنهاد کرد در حالی که کلونهای تیپ b موفق شدند از میان یک جمعیت به میان جمعیت میزبان دیگر متمایل شوند و باعث یک هایپراندمیک در بیش از یک دوره در سال بشوند و این تغییرات تقریباً شبیه به تغییراتی بود که در نیسر یا مننژیتیس اتفاق افتاد(جونز و همکاران،۱۹۹۸^[۱۹] و کوگانت،۱۹۹۸^[۲۰]). اخیراً کاربرد تکنیک‌هایی مانند مولتی لوکوس سکونس تایپینگ (MLST)، ریبوتایپینگ و توالی‌یابی RNA، تفاوت‌های اساسی را بین نژادهای قابل تیپ بندی و غیر قابل تیپ بندی هموفیلوس آنفولانزا آشکار کرده است.
۱-۱-۴ کلون سازی و تهاجم :
بیماری‌زایی هموفیلوس به وسیله‌ی مطالعات موردی و با بهره گرفتن از جانوران و مدل‌های عفونی invitro بررسی شده است. بررسی هموفیلوس آنفولانزا مثال خوبی برای فهم بیماری‌زایی باکتریایی به صورت کلّی بوده است. چندین مرحله مجزا برای تهاجم هموفیلوس تشخیص داده شده است.
۱-۲-۴ کلون‌سازی در مجرای تنفسی فوقانی
هموفیلوس آنفلوآنزا به طور معمول در سطح مولکولی دستگاه تنفسی انسان و گهگاه در دستگاه ژنیتال زنان مستقر می شود(گیلسدروف و همکاران،۱۹۹۷^[۲۱]). در بچه ها احتمال مستقر شدن باکتری نسبت به افراد بالغ بیشتر است. تقریباً ۵% از اشخاص سالم سروتایپهای a-f را دارا می باشند (ترک،۱۹۹۴). از نازوفارنکس، ارگانیسم از یک شخص به شخص دیگری بوسیله ی قطرات هوا یا انتقال مستقیم (بوسیله ی ترشحات) انتقال پیدا می کند.(فارلی و همکاران،۱۹۹۲^[۲۲]) واکنش اولیه بین هموفیلوس و انسان در کشت بافت انسان که حد واسطی بود برای اتصال باکتری به ماده بزاقی نشان داده شد(ردی و همکاران،۱۹۹۶ ^[۲۳]و دیویس و همکاران،۱۹۹۵^[۲۴]). در سیستم های کشت در invitro مانند سلولهای اپی تلیال (oropharyhgeal) نشان داده شد که پیلی یک حد واسط برای اتصال می باشد، پس بنابراین برای جلوگیری از اتصال باکتری به سلول انسان پیلی مورد هدف محققان قرار گرفت (پیچیچیرو و هکگاران،۱۹۸۲^[۲۵]- گورینا و همکاران ^[۲۶]۱۹۸۲) بعدها گزارش شد که هموفیلوس هایی که فاقد پیلی هستند نیز به میزان قابل ملاحظه ای توسط پروتئین های غشای خارجی (omps) به سلولهای پستانداران متصل می شوند.(جیم و همکاران،۱۹۹۰^[۲۷] و فارلی و همکاران،۱۹۹۰). آنها بوسیله میکروسکوپ الکترونی (TEN) نشان دادند که هم Hib هایی که دارای پیلی بودند و هم Hib هایی که فاقد پیلی بودند هر دو به طور انتخابی به سلولهای اپی تلیال غیر مژه دار متصل می شوند(فارلی و همکاران،۱۹۹۰). اخیراً گزارش شده که گانگلوزوئیدهای اختصاصی (سالیتد گلیکواسفنگولیپید) از سلولهای اپی تلیال تنفسی انسان و ماکروفاژهایی که رسپتور برای هموفیلوس آنفلوآنزا دارند سلولهای مناسبی برای اتصال باکتری می باشند.(فکیح و همکاران،۱۹۹۷^[۲۸]) محققان متوجه شدند که هموفیلوس آنفلوآنزا برای مدت زیادی می تواند در داخل سلول زنده بماند. این یافته یک نتیجه گیری مهم را در برداشت، و آن اینکه، معلوم شد که زنده ماندن باکتری در داخل سلول، ریشه کنی آنرا به وسیله آنتی میکروبیالها دچار مشکل می کند(سادنبرگ و همکاران،۱۹۸۴^[۲۹]) مگر اینکه از عواملی که در داخل سلولهای انسانی فعال هستند مانند ریفامپیسن و quinolones استفاده شود. در مطالعات invitro توانایی زنده ماندن هموفیلوس آنفلوآنزا در داخل سلولهای اپی تلیال و ماکروفاژها به اثبات رسید.(ویلیامز و همکاران،۱۹۹۱^[۳۰]،نوئل و همکاران،۱۹۹۴^[۳۱])
۱-۳-۴ حمله به اپیتلیوم
درسیستم کشت درinvitro، مشخص شد که سویه های هموفیلوس آنفلوآنزا یک گرایش شدید به موکوس دارند که این گرایش منجر به در هم ریختن اتصالات محکم سلولهای اپی تلیال می شود که نتیجه این بی نظمی ریزش سلولهای مژه دار و ciliostasis است(جکسون و همکاران،۱۹۹۶^[۳۲]، جانسون و همکاران،۱۹۸۶^[۳۳]، فارلی و همکاران،۱۹۹۲). از این گذشته، آسیب به سلولهای اپی تلیال منجر به در معرض گذاشتن سلولهای بازال لایه های سطحی زیرین و غشاهای زیرین می شود. این روند امکان گسترش عفونت به بافت های دیگر را فراهم می کند.( فارلی و همکاران،۱۹۹۲) نکته جالب توجه اینکه که این باکتری تمایل زیادی به این سلولها نسبت به سلولهای اپی تلیال سالم دارد.(هوود و همکاران۱۹۹۰^[۳۴]،جیم و همکاران،۱۹۹۰).
۱-۴-۴ حمله به جریان خون
تا اواخر دهه ۱۹۷۰ مشخص نبود که انتقال هموفیلوس آنفولانزا به سیستم عصبی مرکزی (CNS) از طریق گسترش از نازوفارنکس به همراه رشته های عصبی حس بویایی اتفاق می افتد یا طریق مسیر خونی. برای بررسی این مسئله، نژادهابی مشابه هموفیلوس که مقاومت آنتی‌بیوتیکی متفاوت داشتند به داخل بینی موش ها تلقیح شدند یک نژاد در خون و مایع مغزی نخائی (CSF) تشخیص داده شد(ماکسون و همکاران ۱۹۷۸^[۳۵]) که نشان دهنده‌ی مسیر خونی برای این ارگانیسم بود. به علاوه، ظهور مننژیت بعد از تلقیح درون بینی، در موش‌های صحرایی نشان‌دهنده ارتبط مستقیم با شدت باکتری بود(ماکسون و همکاران ۱۹۷۷).
بررسی‌های دقیق میانکنش مستقیم بین هموفیلوس آنفولانزا و سلول‌های اندوتلیال با بهره گرفتن از مدل سلول‌های اندوتلیال سیاهرگری نافی انسانی، انجام شد. با بهره گرفتن از TEM، بلع فاگوسیتوزی این ارگانیسم به وسیله این سلول‌ها آشکار سازی شد(ویرجی و همکاران،۱۹۹۱^[۳۶]). این مطالعه نشان داد که این ارگانیسم، بعد از ورود، درون واکوئول‌های سلول‌های اندوتلیال زنده می‌ماند و سپس به درون تمامی واکوئول‌های درون سلول منتقل می‌شود و در سطح دیگر سلول ظاهر می‌شود.
همانطور که برای اولین بار Rubin و Moxom گزارش دادند، اکنون پذیرفته شده است که هموفیلوس آنفولانزا از طریق حمله مستقیم به مویرگ‌های تغذیه‌کننده‌ی بافت اپیتلیال، از بافت زیر اپیتلیالی به جریان خون گذر می‌کند.(روبین و همکاران،۱۹۸۳^[۳۷])
۱-۵-۴ بقا در جریان خون
پاسخ ایمنی ذاتی و اکتسابی در جریان خون میزبان بر علیه باکتری به وجود می آید و این در حالی است که باکتری برای به وجود آوردن آلودگی و بیماری بایستی تداوم داشته و زنده بماند.
نشان داده شد که بیش از ۹۰% از جمعیت باکتری های تلقیح شده به داخل روده (ir) موش در چند دقیقه از بین رفته اند(ماکسون و همکاران،۱۹۸۱).
جالب اینکه سویه هایی که از سیستم ایمنی ذاتی و اکتسابی فرار کرده اند و تداوم داشتند، به میزان زیادی، به مننژ موش حمله کرده و بیماری مننژیت را ایجاد کرده اند(نوئل و همکاران،۱۹۹۰).
فاکتورهایی که به حیات زیر جمعیت ها یا گونه های مختلف از هموفیلوس آنفلوآنزا در جریان خون کمک می کند بعداً به طور کامل مورد بحث قرار می گیرند.
پاکسازی هموفیلوس آنفلوآنزای کپسول دار از خون مستلزم نشستن فاکتور c₃ روی باکتری می باشد، که این عمل مستقل از ترکیبات مکمل بعدی نظیر c₅- c₉ می باشد. در صورتی که فاکتور c₃ برروی باکتری بنشیند، باکتری به دنبال فاگوسیتوز ماکروفاژها از جریان خون خارج می شود.
کپسول تیپ b از اتصال ابتدائی c₃ جلوگیری می کند و بدین ترتیب هضم باکتری بوسیله ی سلولها فاگویست را کاهش می دهد(نوئل و همکاران،۱۹۹۰)
کپسول تیپ b به طور آشکارا نسبت به دیگر تیپ های کپسول دار این باکتری در جلوگیری کردن از فاگوسیتوز ماکروفاژها، مؤثرتر عمل کرده و این توانایی بزرگی بشمار می آید و به تیپ b در افزایش میزان بیماری نسبت به تیپ های دیگر برتری می بخشد.
۱-۶-۴ حمله به CNS
اعتقاد براین است که میانکنش اصلی بین هموفیلوس آنفلوآنزا و سدخونی- مغزی (BBB) اتفاق می افتد.
BBB تک لایه ای است که سلولهای اندوتلیال را متمایز می کند و اینکه مسئولیت اصلی آن نگه داشتن پایداری مواد بیوشیمایی در داخل CNS می باشد(بتز و همکاران،۱۹۸۶^[۳۸]). در سلولهای اندوتلیال اتصالات محکم پیوسته و تعداد کمی مشخصه(علامت) پینوسیتوز وجود دارد(پاتریک و همکاران ،۱۹۹۲^[۳۹]). از میانکنش بین هموفیلوس آنفلوآنزا و BBB در مدل invivo مثل مننژیت در نوزاد موش و همچنین در مدل های invivo مثل سلولهای اندوتلیال گاو، توانستند اطلاعات مقدماتی مفیدی بدست آورند(کواگلیارلو و همکاران،۱۹۸۶). این مدلها نشان می دهد که هموفیلوس آنفلوآنزا به BBB متصل می شود و سپس از وسط یا بین سلولهای بافت پوششی به داخل CSF تغییر مکان می دهد. در Hib, rat زنده یا کشته شده به وسیله گرما پینوسیتوز را افزایش می دهد و بدین ترتیب اتصالات محکم بین اندوتلیال ها را در هم می ریزد(کواگلیارلو و همکاران،۱۹۸۶^[۴۰]،ویسپلوی و همکاران،۱۹۸۸^[۴۱]). آسیب به BBB و ورود هموفیلوس آنفلوآنزا را به داخل CSF تسهیل می کند. به یکباره در CSF، جمعیت هموفیلوس آنفلوآنزا ممکن است به طور پیوسته زیاد شود و به دنبال آن مننژ مغز را آلوده کند و بیماری مننژیت را سبب شوند.
۱-۱-۵ شاخص‌های بیماری زایی هموفیلوس آنفولانزا
به نظر می‌رسد که هر مرحله از بیماری‌زایی و عفونت‌ هموفیلوس آنفولانزا وابسته به بیان مجموعه‌ای از چندین شاخص بیماری‌زایی است، این شاخص‌ها عبارتند از: پروتئین‌های غشای خارجی (OMPs)، مژک‌ها، پروتئازهای IgA1، لیپوپلی‌ساکارید و کپسول، که تعدادی از این شاخص‌های بیماری‌زایی در موش‌های صحرایی و انسان،(بارن کمپ و همکاران،۱۹۸۱، کیمورا و همکاران ۱۹۸۵^[۴۲]،گرین و همکاران،۱۹۹۰^[۴۳]) سبب ایجاد پاسخ ایمنی به هموفیلوس آنفولانزا می‌شوند و در بین نژادهای این ارگانیسم، نسبتاً حفاظت شده‌اند.(نلسون و همکاران،۱۹۹۱^[۴۴]،اروین و همکاران،۱۹۸۴) از این رو آنها به عنوان نامزدهای واکسن‌ در مقابل بیماری ایجاد شده به وسیله‌ی هموفیلوس بررسی شده‌اند(مونسن و همکاران ۱۹۸۵^[۴۵]،کیمورا و همکاران ۱۹۸۵).
۱-۲-۵ OMPs
سویه های هموفیلوس آنفلوآنزا بین ۱۰ تا ۲۰، omp_s در سایزهایی از ۱۶ تا ۹۸ kd_a (و بیشتر) را بیان می کند(مرفی و همکاران ،۱۹۸۳^[۴۶]). تعداد زیادی از omp ها پروتئین پورین و p₂ می باشند.(لوئب و همکاران،۱۹۸۱^[۴۷]،کالتن و همکاران ۱۹۸۳^[۴۸]) و از گزارشات جمعی آوری شده این نتیجه بدست آمده که p₂ یکی از عواملی است که در ویرولانس Hib شرکت می کند. در موتانت های ایزوژنتیک از سویه های بیماری زای Hib، این نتیجه بدست آمده که جلوگیری از سنتزp₂ ویرولانس را در نوزادان موش کاهش می دهد(کپه و همکاران،۱۹۹۰). پروتئین p₂ متقابلا با lps عمل می کند(گولیج و همکاران،۱۹۸۵^[۴۹]). پروتئین p₅ به هر جهت یکی از عوامل مسئول در تهاجم به اپی تلیال موکوس می باشد و این اثر به دنبال غیر فعال کردن ژنp₅، که نتیجه اش کاهش در باکتریها به دنبال تلقیح داخل بینی به نوزادان موش می باشد، درک شده است(چان یان گام و همکاران،۱۹۹۱^[۵۰]) . P₆ و ۹۸k omp نشان داده شده که ایمونوژن هستند در انسان و anti- 98k , anti-p₆ آنتی بادی های محافظت کننده در نوزادان موش در مقابل هموفیلوس آنفلوآنزا است(گرین و همکاران،۱۹۹۰و کیمورا و همکاران ۱۹۸۵).
۱-۳-۵- پیلی
پیلی هموفیلوس آنفلوآنزا ۰/۱۸- ۷/۴ نانومتر قطر و بین ۲۰۹ و ۴۵۳ نانومتر طول دارد و همچنین دارای یک مرکز توخالی می باشد(مانسون و همکاران۱۹۸۵-استول و همکاران،۱۹۸۴^[۵۱]). پیلی هموفیلوس آنفلوآنزا بصورت پری ترپکوس می باشد و مشخص شده که پیلی حد واسط اتصال باکتری به سطح موکوز است و از اینرو باکتری به راحتی در دستگاه تنفسی مستقر می شود. اندرسون و همکارانش مشاهده کردند که سویه های هموفیلوس پیلی دار اتصال قویتری نسبت به واریانتهای بدون پیلی شان به سلولهای اپتلیال دهان به دنبال تلقیح باکتری دارند.(اندرسون و همکاران،۱۹۸۵). بعدها به دنبال تلقیح هر دو نوع باکتری پیلی دار و غیر پیلی دار به وسیله روش ip یا iv به موش نشان داده شده که سویه های پیلی دار نسبت به سویه های بدون پیلی باکتریمای کمتری را ایجاد می کنند(گوتیرز و همکاران ۱۹۹۰^[۵۲]) و این به این دلیل است که هموفیلوس های پیلی دار تحریک اپسونیزاسیون وابسته به فاگوسیتوزیس بوسیله ی سلولهای نوترفیل را تسهیل می کنند(توسی و همکاران ،۱۹۸۵^[۵۳]). از گفته های بالا به این نتیجه می رسیم که بیان پیلی در طی مرحله استقرار بیماری برای باکتری مهم و مفید است اما در طی مراحل خونی و سیستمیک برای باکتری زیان آور است. بیان پیلی در هموفیلوس آنفلوآنزا شبیه دیگر ارگانیسم ها، قابل تغییر است و امکان بوجود آمدن یک پیلی جدید با تفاوت آنتی ژنی با پیلی قبلی وجود دارد(کروگفلت،۱۹۹۱^[۵۴]). توافق شده که در یک کپی از لوکوس پیلین، ژن hifA و hifE هست و این لوکوس در تمامی سویه های هموفیلوس موردمطالعه به جزء سویه Rd وجود دارد. تمام سکانس ژنومی این سویه سکونسینگ شده و اینکه سایز آن در حد ۱/۸Mb است(فلیچمن و همکاران،۱۹۹۵) که ۰٫۳Mb کوچکتر از سویه پاتوژن نمونه ی اولیه می باشد. مشخص شده که ژن hifA باعث کد شدن زیر واحدهای بزرگ پیلی می شود و ژن hifB، چاپرون پیلوس را کد می کند(در واقع پوشاننده توالی تکرار دو نوکلئوتیدی  می باشد). مکان این توالی دو نوکلئوتیدی بین ناحیه ی۱۰- و ۳۵- می باشد(ون هام و همکاران،۱۹۹۳^[۵۵]). در واقع ما در این توالی، تکرار توالی دو نوکلئوئیدی TA را به وفور می بینیم و تغییر در این توالی باعث عدم کفایت اتصال RNA پلی مر از به پروموتور شده و در پی بردن به اینکه سویه های دارای پیلی تهاجمی تر می باشند یا سویه های غیر پیلی دار با دگرگون کردن توالی تکرار TA ممکن شد.(ملانگا و همکارن،۱۹۹۸ ^[۵۶] ) همانطور که گفته شد تغییر در این توالی باعث عدم رونویسی می شود و بدین ترتیب سویه بدون پیلی می شود و سپس این امر مسلم شد که سویه های غیر پیلی دار نسبت به سویه های پیلی دار تهاجمی تر می باشند(فارلی و همکاران،۱۹۹۰).
۱-۴-۵- ایمونوگلوبولین A₁ پروتئاز
ایمونوگلوبولین A₁ پروتئاز ترکیبی است که به وسیله یک شماری از پاتوژنهای موکوسی ترشح می شود. این پاتوژنها شامل: نیسریا مننژیتیدیس، نایسر یا گونه روآ، استرپتوکوکوس پنومونیه و نیز هموفیلوس آنفولانزا است(پولنر و همکاران،۱۹۸۷^[۵۷]،پولسن و همکاران،۱۹۸۹ ^[۵۸]). IgA₁ پروتئاز هموفیلوس آنزیم‌های نوع سرینی هستند که به صورت پروتئین‌های ۱۶۹ کیلودالتنونی سنتز می‌شوند (پولنر و همکاران،۱۹۸۷،کلاسور و همکاران ،۱۹۹۳^[۵۹]). فعالیت IgA₁ پروتئاز تجزیه و غیر فعال سازی IgA₁، آنتی بادی غالب ترشحی در دستگاه تنفسی فوقانی است(کیلیان و همکاران،۱۹۹۶^[۶۰]) و باور بر این است که این پروتئازها، سبب تسهیل کلونیزه کردن می‌شوند(پلات و همکاران،۱۹۸۳^[۶۱]). IgA₁ پروتئازها به طور ویژه یکی از ۴ پیوند پپتیدی قرار گرفته درون یک توالی آمینو اسیدی محدود، از ناحیه‌ی لولای زنجیره‌ی آلفای IgA₁ انسانی، شامل فرم ترشحی (S-IgA1) را می‌شکنند. سپس مولکول‌های به صورت قطعات Fab مونومری سالم، از بخش FC جدا می‌شوند که معمولا مسئول ویژگی‌های حفاظتی این عامل ایمنی است(کیلیان و همکاران،۱۹۸۸) . در هنگام شکست، دمین C-terminal 50 کیلودالتونی پروتئاز IgA₁ در غشای خارجی باکتری باقی می‌ماند، در حالی N-terminal دارای فعالیت پروتئولیتیک ترشح می‌شود. برای هموفیلوس آنفولانزا حداقل دو کلاس پروتئاز IgA₁ بر اساس شکست در یوند proly1-sery1 (شناسایی تیپ I) یا چهار آمینواسید آن طرف‌تر، در پیوند proly1ـthreory1 (نوع ۲) تعریف شده است(بریکر و همکاران،۱۹۸۵^[۶۲]،گروندی و همکاران،۱۹۹۰^[۶۳]). این پروتئین‌ها، علاوه بر تفاوت در ویژگی شکست، پلی مورفیسم و تنوع آنتی‌ژن قابل توجهی نشان می‌دهند، به طوری که بیش از ۳۰ نوع از این پروتئازها، بر اساس پاسخ‌های سرولوژیک در انسان، توصیف شده است(لامهالت و همکاران۱۹۹۳،۱۹۹۵^[۶۴]).
۱-۵-۵- لیپوپلی ساکارید (LPS)
لیپوپلی ساکارید (Lps) ترکیب بزرگی از غشاء خارجی باکتریهای گرم منفی می باشد. یک بخش لیپیدی آبگریز(لیپیدA) درحدود ۶۰% از Lps هموفیلوس آنفلوآنزا را تشکیل می دهد باقیمانده این مولکول شامل پلی ساکارید آبدوست می شود.(زمزه و همکاران ۱۹۸۷^[۶۵]). لیپید A در غشای خارجی واقع است در حالی که قسمت پلی ساکاریدی بطرف خارج از سطح باکتری گسترش یافته است. برخلاف سایر باکتریهای روده ای Lps هموفیلوس آنفلوآنزا فاقد o-antigen است و بنابراین شامل یک مجموعه ساده از مونوساکاریدها می شود(فلشر و همکاران،۱۹۷۸^[۶۶]).
۱-۶-۵- نقش LPS در بیماری‌زایی
با وجود غیاب آنتی‌ژن O، LPS هموفیلوس آنفولانزا ، نقش مهمی در بیماری زایی ایفا می‌کند. نژادهای ایزوژنیک با جهش‌هایی در ژن‌های LPS منفرد و از این رو، ساختارهای LPS متفاوت ساخته شد و بقا در موش‌های صحرای نوزاد مقایسه شد(زوالن و همکاران،۱۹۸۶،۱۹۸۹^[۶۷]). همچنین واریانت‌های LPS طبیعی، خالص شده به وسیله Mab های ویژه‌ی LPS(کیمورا و همکاران،۱۹۸۶،ویزر و همکاران ۱۹۹۸^[۶۸])، به مانند نژادهای جهش‌یافته‌ی ژنتیکی یا شیمیایی(کپه و همکاران،۱۹۹۰^[۶۹] ، هوود و همکاران،۱۹۹۶) با LPS تغییر با نژادهای والدی، برای بقا مقایسه شد. یافته‌ها تأیید کردند که LPS، به راستی در بیماری‌زایی هموفیلوس آنفولانزا دخیل است.
نقش LPS در ایجاد علائم مننژیت نیز در موش‌های صحرایی و خرگوش‌های تلقیح شده با LPS؛ به تنهایی و با ارگانیسم کاملی نشان داده شده است(ویسپلوی و همکاران،۱۹۸۸،سیروگیناپلووس و همکاران،۱۹۸۸^[۷۰]). به دنبال تلقیح Lps افزایش در قابلیت نفوذپذیری در BBB مشاهده شد و یک ارتباط بین pleocytosis (افزایش سلول به تعداد بیش از حد طبیعی در مایع مغزی- نخاعی)، csf و قابلیت نفوذپذیری BBB به وجود آمد. نشا داده شد که سمیت LPS، عمدتا به خاطر فعالیت بخش A است، زیرا اثرات کشنده‌ی LPS، عمدتا به وسیله‌ی پیش درمان به وسیله‌ی پلی میکسین B (که به دمین لیپید A متصل می‌شود) یا از طریق دآمیله کردن LPS (که اسیدهای چرب غیرهیدروکسیله را از لیپید A حذف می‌کند) بازداری شد. از آنجایی که لیپید A در غشای خارجی ارگانیسم جای گرفته است، فعالیت اندوتوکسیک آن اغلب زمانی بروز می‌کند که این ارگانیسم، لیز شود. برای اینکه LPS بتواند سلول‌های میزبان را به طور قوی فعال کند، باید به یک پروتئین متصل شود (توبیاس و همکاران،۱۹۸۹^[۷۱]). کمپلکس Lps-LBPبه CD14 غشا متصل می شود(m CD14) که به طور عمده روی سلولهای میلوئیدی وجود دارد (گویرت و همکاران،۱۹۸۶^[۷۲]) و CD14 محلول (scD14) یک فرم ترشحی است که در پلاسما در حال گردش است(هازیوت و همکاران،۱۹۹۳^[۷۳] و کروگر و همکاران،۱۹۹۱^[۷۴]). CD14 سپس با Toll- like receptor (TLR)(چو و همکاران ۱۹۹۹^[۷۵]،یانگ و همکاران،۱۹۹۸^[۷۶]، کریسچینگ و همکاران،۱۹۹۸^[۷۷]) واکنش می دهد و نتیجه این واکنش به حداکثر رسیدن رهاسازی یک سیگنال سیتوپلاسمی می باشد(مدژیتو و همکاران،۱۹۹۷^[۷۸]، چو و همکاران ۱۹۹۹) بواسطه این فعالیت کمپلکس آبشاری بواسطه تولید یک سیتوکاین چاشنی اتفاق می افتد.فعالیت سایتوکاینها و ترکیبات مکمل منجر به شوک سپتیک می شود. ترکیبات خاص از قسمت پلی ساکارید Lps نشان داده شده که در مراحل مختلف بیماری زایی مهم هستند. برای مثال بیان فسفوکولین در استقرار ارگانیسم در نازفارنکس اهمیت دارد(ویسر و همکاران،۱۹۹۸) در حالی که بیان یک دی گالاکتوزیدهای خاص  و اسید سیالیک در طی مراحل عفونی مهم می باشد و باعث مقاومت برعلیه عوامل پاک کننده سیستم ایمنی می شود(چو و همکاران ۱۹۹۹،ویرجی و همکاران،۱۹۹۰،هوود و هککاران،۱۹۹۶). مکان های مختلف که سرهم شدن دومین پلی ساکاریدی Lps را فراهم می کنند بوسیله راه های ژنتیک شناسایی شده اند. نشان داده شده که چهار تا از این مکان ها شامل توالی تکراری تترانوکلئوتیدی نزدیک به انتهای  می شود. تصور شده که در طی همانندسازی زنجیرهای مشابه، جفت شدن اشتباه (mis-paiy) در این نواحی تکرار شونده منجر به کاهش یا افزایش در یک یا بیشتر این تکرارها می شود. بدست آوردن تمامی نواحی ژنوم هموفیلوس آنفلوآنزا (سویه Rd) به ما اجازه شناسایی دیگر تترانوکلئوتیدهای تکراری ژن Lps همراه با، بالای بیش از ۳۰ مورد توالی غیر تکراری که کاندید هستند به عنوان ژن Lps را می دهد. به طور مهم تر، فراوانی توالی ها، تغییرات در خاموش و روشن شدن و قابلیت تغییر مکان به ایجاد تعداد زیاید از چربی های گلیکوفرم منجر می شود و مناسب ترین فرم که در مراحل بیماری زایی تواناتر است انتخاب می شود.
۱-۱-۶ کپسول
کپسول پلی ساکاریدی به طور قابل توجهی اهمیتش در بیماری زایی گونه های مختلف از باکتری ها مشخص شده است(رابینس و همکاران،۱۹۷۸). هموفیلوس آنفلوآنزا توانایی دارد که یک تا ۶ کپسول (a-f) پلی ساکاریدی که از نظر شیمیایی و آنتی ژنی با هم تفاوت دارند را بیان کند. تیپ a وb پلی ساکاریدشان بدلیل اینکه قند پنج کربنه ریبیتول دارند از تیپ های c و d و e وf متفاوت است(کریسل و همکاران،۱۹۷۵^[۷۹]). کپسول تیپ aشامل پلی مری از glucose-ribitol phosphate است در حالی که تیپ b شامل (PRP)poly- ribose ribitol phosphate می باشد. تیپ های cوf شامل ۲-acetamido- 2-deoxyhexose می باشد که در آنها o-deacylated نیز وجود دارد.( اگان و همکاران،۱۹۸۰^[۸۰]) . یپ dوe پلی ساکاریدشان شامل ۲-acetamide-2-deoxy- D-mannose uronic acid می باشد.( توسی و همکاران،۱۹۸۱^[۸۱]).
شکل(۶-۱) تیپ های مختلف کپسول هموفیلوس آنفلوآنزا
۱-۲-۶- دخالت کپسول در بیماری‌زایی
یک ارتباط قوی بین تولید کپسول بوسیله هموفیلوس آنفلوآنزا و بیماری تهاجمی در انسان وجود دارد(ترک و همکاران،۱۹۶۷). به طور قابل توجه، گزارش شده که اگر چه هر سروتیپ می تواند به طور موفقیت آمیز در نازوفارنکس مستقر بشود، اما بیشتر از ۹۵% از بیماری های سیستمیک در انسان توسط سویه های تیپ b ایجاد می شود( ترک و همکاران،۱۹۶۷،والر و همکاران،۱۹۷۷).
در مطالعاتی که در نوزادان موش بعد از تلقیح داخل روده ای (ip) دیده شده نیز ثابت شده که همه سویه های کپسول دار توانایی ایجاد عفونت سیستمیک را دارا می باشند اما سویه های تیپ b بیشترین ویرولانس را دارا می باشند.(سویه های بدون کپسول غیر تهاجمی هستند.) بعلاوه، بعد از تلقیح داخل وریدی(iv) فقط سویه های تیپ b باکتریمی پایدار ایجاد کردند. این تحقیقات مقدماتی بوسیله تغییر شکل دادن ساختمان کپسول همه شش سروتایپ ادامه یافت و نقش omp و Lps نیز شناسایی شد.(زوالن و همکاران،۱۹۸۹) بعد از تلقیح داخل بینی همه سویه ها در نازوفارنکس مستقر شدند، اما باکتریمی ایجاد شده بوسیله تیپ a وb ایجاد شد. بعد از تلقیح (ip) مشخص شد که سویه های تیپ b به طور قابل ملاحظه ای بیشتر از هر یک از سویه هایی ترنسفورم شده دیگر ویرولانس دارند.
۱-۳-۶- ژنتیک بیان کپسول
یک کلنی منفرد هموفیلوس آنفولانزا فقط می‌تواند یک سروتیپ کپسولی سنتز کند که تنوع آنتی‌ژن نشان نمی‌دهد با این حال، کمیت کپسول تولید شده می‌تواند در بین فیلوژنی ۱، که عمده تیپ های ایجادکننده‌ی عفونت تهاجمی هستند، نشان داده شده است(برافی و همکاران،۱۹۹۱ ^[۸۲]،کرن و همکاران،۱۹۹۳^[۸۳]). تولید کپسول به خوشه‌ای از ژن‌ها در یک لوکوس کروموزومی ۱۸ کیلوبازی که cap نامیده می‌شود، بستگی دارد. می‌توان لوکوس cap را به سه ناحیه تقسیم کرد: ناحیه‌ی یک شامل ژن‌ها bex (bexA-D) است که ناحیه‌ی دو شامل ۴ ژن دخیل در بیوسنتز پلی‌ساکارید است. ناحیه ۳ شامل دو ORF است به نظر می رسد که در انتقال پلی ساکارید به سطح سلول دخیل است. گزارش شده است که در حدود ۹۸% از نژادهای نوع b، یک حذف از بخشی ازیک کپی از bexA در یک لوکوس Cap دوگانه‌ی دیگر وجود دارد که در مجاورت مستقیم تکرارهای توالی درج IS 1016 قرار دارد(کورل و همکاران،۱۹۹۱،۱۹۹۳ ^[۸۴]). لوکوس Cap نوع b در نژادهای رده‌ی I، عمدتاً به شکل دوگانه وجود دارد. یکی از این پلی‌ها دارای یک حذف در bex A است. در نتیجه‌ی دوگانه شدن، یک کپی از Cap به صورت نوترکیبی، از دست می‌رود و کپی دارای حذف در bexA از دست می‌رود و بیان کپسول به طور غیرقابل بازگشت، از دست می‌رود (برافی و همکاران،۱۹۹۱). این موتانت‌های کلاسی I، در طول رشد کشت مایع نمایی با تأخیر با فراوانی نزدیک ۲۰% ایجاد می‌شوند. جهش‌های ثانویه که آثار کشنده‌ی ساخت PRP درون سیتوپلاسم را کاهش می‌دهند ظهور می‌کنند. حضور عنصر درج نیز تقویت Copy number لوکوس cap را تا بیش از ۵ کپی که در نمونه‌های خالص شده بالینی مشاهده شده است، تسهیل می‌کند (کرن و همکاران،۱۹۹۳). کمیت بیان کپسول، به صورت وابسته به دوز ژن افزایش می‌یابد که ممکن است برای بیماری‌زایی سروتیپ نوع b، ضروری باشد. ارگانیسم‌هایی که کپسول بیشتری تولید می‌کنند ممکن است دارای مزیت انتخابی در مجرای تنفسی باشد. برای مثال، ممکن است کپسول هیدروفیلی یک محافظ فیزیکی در مقابل خشک شدن باشد و مقاومت در مقابل حمله‌ی غیراختصاصی نوتروفیل‌ها و ماکروفاژها را افزایش دهد(روچ و همکاران،۱۹۹۵^[۸۵]). ارگانیسم‌هایی که کپسول خود را از دست می‌دهند، ممکن است در تهاجم به سلول میزبان دارای مزیت انتخابی باشند(جیم و همکاران،۱۹۹۱،لمپ و همکاران،۱۹۸۲ ^[۸۶]). چندین گروه پژوهشی، مدارکی فراهم آورده‌اند که موتانت‌های فاقد کپسول، در مورد سلول های اندوتلیال نیز نشان داده شده است. ویرجی و همکاران میانکنش‌های Hib کپسول‌دار (b+) و بدون کپسول (b-) را با HUVIECS بررسی کردند.(ویرجی و همکاران،۱۹۹۱) حضور کپسول نوع b، سبب کاهش تجمیع باکتری‌های با سلول‌های اندوتلیال شد. باکتری‌های –b بیشتری در مقایسه با +b وارد HUVIECS شدند.
۱-۱-۸ روش­ها و آزمون­های تشخیص آزمایشگاهی:
۱-۲-۸ روش­های تشخیص کلاسیک:
الف- نمونه­ها: برای تهیه گستره و کشت، نمونه از سو آب نازوفارنکس، چرک، خون و مایع مغزی- نخاعی گرفته می­ شود.
ب- آزمایش میکروسکوپی: این تست حساسی برای شناسایی هموفیلوس آنفلوانزا در csf، مایع سینوویال و کمتر قطرات تنفسی است.
پ- شناسایی مستقیم: این روش براساس تشخیص ایمونولوژیک آنتی ژن­های هموفیلوس آنفلوانزا در مایع نخاعی می­باشد یک آزمون مثبت بیانگر وجود غلظت بالایی از پلی ساکاریدهای اختصاصی هموفیلوس آنفلوانزا تیپ b دراین مایع می­باشد. این آزمون­های شناسایی آنتی­ژنی معمولاً حساس­تر از رنگ­آمیزی گرم نیستند و در نتیجه کاربرد گسترده­ای ندارند و از طرفی جهت تهیه واکسن علیه هموفیلوس آنفلوانزا ارزش زیادی ندارند. از جمله این روشها می­توان به تست اگلوتیناسیون لاتکس و کانتر ایمونوالکتروفورزیس و … اشاره کرد.
ت- کشت: برای ظهور کلنی­های تیپیک، نمونه­ها (۲۴ تا ۴۸ ساعت) در آگار شکلاتی غنی شده با x isovitale رشد داده می­شوند.