‫‪N.Gonorrhoae‬‬
‫بنام خداوند بخشندهٌ مهربان‬
Neisseria
gonorrhoeae
Department of Medical Microbiology
‫‪N.Gonorrhoae‬‬
‫‪ ‬سومین بیماری مقاربتی(‪ )STD‬در آمریکا و در ایران ؟‬
‫‪ ‬فیزیولوژی – مورفولوژی‪.‬‬
‫‪ ‬سلولهای باکتری نشبتآ کوجک ‪ µ 2-1‬و بشکل دیپلوکوکسی‪.‬‬
‫‪ ‬کلنیهای آن برروی محیطهای کشت شکالت آگار‪،‬تایرمارتین و‬
‫‪ ‬مارتین لویس آگار در ابتدا شفاف‪،‬کوچک و حدود‪1‬میلیمتراست‪.‬‬
‫اسیدهای چرب و یونهای فلزی ازرشد باکتری ممانعت می کنند‪.‬‬
‫‪N.Gonorrhoae‬‬
‫‪ ‬ادام ٌه فیزیولوژی‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫باکتری بشدت به خشکی‪،‬نوروبی غذائی (خارج از بدن)حساس‬
‫بوده‪،‬برای رشددرمحیط کشت نیاز به آتمسفری از‪ co2%5‬دارد‬
‫تیپ کلنیهای باکتری از ‪ T5 – T1‬می باشد‪.‬‬
‫تیپهای ‪ T1‬و ‪ T2‬ویروالن بوده بقیه غیر ویروالن هستند‪.‬‬
‫برای تعیین هویت باکتری بایستی مورفولوژی کلنی ها در محیط‬
‫کشت‪-‬داشتن سیتوکروم اکسیدازوتجزی ٌه اکسیداتیو گلوکوزو‪...‬‬
‫بررسی الکتروفورتیک آنزیمهای هگزوکیناز‬
‫‪N.Gonorrhoae‬‬
‫‪ ‬ساختــار سلولی‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫اندوتوکسین آن شباهت زیادی به اندوتوکسین مننگوکک دارد‪.‬‬
‫حاوی‪ lipidA‬و ‪ core‬پلی ساکاریدی است ولی ‪o side‬‬
‫‪ chain‬ندارند‪.‬‬
‫در اینجا نیز همانند مننگوکک اندوتوکسین باکتری به فضای(آب)‬
‫میان بافتی ترشح(‪ )release‬می شود‪.‬‬
‫‪ LOS‬باکتری می تواند دراتصال به سطح سلولهای اپی تلیال با‬
‫پیلی همکاری کند‪.‬‬
‫‪N.Gonorrhoae‬‬
‫‪ ‬ادام ٌه ساختــار سلولی‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪(Pilus‬جمع ‪)pili‬باکتری اتصال اصلی گونوکک به سلولهای اپی تلیال را‬
‫تآمین )‪ )columnarEpt.cell not Squamous cells‬می کند‪.‬‬
‫باید یادآور شد که باکتری می تواند در سلولهای مربوط به گلو و رکتوم نیز‬
‫کلونیزه شود‪.‬‬
‫این اتصال مي بایست مستحكم شده و با سطح سلولهاي اپیتلیال سازگار‬
‫شود‪.‬‬
‫بخش‪ N-Terminal‬پروتئین ‪pilin‬ثابت و محكم(‪)conserve‬وبخش‬
‫‪ C-Terminal‬آن متغیر(‪)Variable‬است‪.‬‬
‫باكتریها براساس داشتن و نداشتن‪ pili‬متحمل‪ phase variation‬مي‬
‫شوند ‪.‬‬
‫‪N.Gonorrhoae‬‬
‫‪ ‬تغییرات فازیك‬
‫‪ Pili ‬درپاساژهاي متعدد از بین مي رود‪ p- ---p+:‬ویا ‪fim- ---- fim+‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫اما در تغییرات آنتي ژنیك ژن كد كنندهٌ پروتئین ‪ PilE‬كه پروتئین اصلي پیلي‬
‫است‪،‬دستخوش تغییراتي در سكانس خود مي شود‪ .‬وبا ژن‪ PilS‬ایجاد نوتركیبي مي كند‪.‬‬
‫گفته مي شود تا ‪ 1000‬واریانت ممكن است بوجود بیاید‪.‬‬
‫تغییرات در بیان شدن پیلي در طي عفونت به این ترتیب است كه‪:‬‬
‫در پیشابراه مردان ‪ 17.5‬كیلو دالتون است‪.‬‬
‫در مجراي ادراري اولین زن سالمي كه مرد آلوده با او تماس مي گیرد‪19-18.5‬‬
‫كیلودالتون‪ ،‬ودر‪ Cervix‬عدد وزن ملكولي پیلي به ‪ 17‬كیلودالتون تقلیل مي یابد‪.‬‬
‫در‪ Cervix‬دومین زن تماس گرفته شده این عدد به ‪ 18.3‬كیلو دالتون خواهد رسید‪.‬‬
‫‪S= Silent‬‬
‫‪E= Effective‬‬
‫‪N.Gonorrhoae‬‬
‫‪ ‬ادام ٌه پیلي‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪ %20‬پیلي دستخوش تغییر مي گردد‪.‬‬
‫بدلیل تغییرات در بخش پیلي است كه تا بحال واكسن مطمئني وجود ندارد‪.‬‬
‫بعضي از محققین معتقدندپیلي فقط جهت اتصال نیست بلكه باعث نوعي‬
‫حركت براي باكتري مي شود‪. twitching motility:‬‬
‫‪ PilA‬بخش اصلي پیلین است‪،‬بخش انتهائي را ‪ PilC‬تشكیل مي دهد‪.‬‬
‫‪ PilQ‬حالت ترشح شونده داردتا‪ PilA‬از ‪ OM‬بگذرد‪.‬‬
‫‪PilT‬نقش نوعي ‪ ATPase‬را بازي مي كند(‪.)Retraction motor‬‬
‫نقش موتور انقباضي(‪،)PilT‬منقبض ‪ ،‬منبسط كردن ‪ PilA‬است‬
Speculative model of type IV pili. The major pilin (PilA) is the
structural subunit. The tip adhesin in Neisseria is PilC (labelled here
as C1/Y1).
NB Anchored in the 
Inner Membrane
PilQ a secretin for 
PilA to cross the OM
& is a pore protein
PilT an ATPase 
Retraction ‘motor’
PilA collapses into the 
OM & IM (retraction)
‫‪N.Gonorrhoae‬‬
‫‪ ‬پروتئین هاي ‪OM‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫پروتئین ‪ I‬یا ‪ ، porI‬پروتئین اصلي(‪ OM )Major‬است كه به عنوان یك‬
‫‪ porin‬عمل كرده‪،‬اجازه مي دهد بعضي مواد ‪ diffuse‬شوندوبراي زنده‬
‫ماندن داخل فاگوسیتها ضروري است‪.‬‬
‫پروتئین‪ II‬یا )‪ ) opa‬یك ‪ minor‬پروتئین است‪،‬كه در اتصال به ‪PMNs‬‬
‫شركت كرده در ‪ endocytosis‬دخالت مي كند‪:‬این پروتئین نیز دستخوش‬
‫تغییرات مي شود‪.‬‬
‫پروتئین ‪ )rmp(III‬در تجمع با ‪ porI‬براي باكتري ‪pore‬ها را مي سازند‪.‬‬
‫گفته شده است این پروتئین باعث بلوكه شدن اثر باكتریسیدال سرم(توسط‬
‫‪ )IgG‬مي شود‪ ،‬یعني نوعي عمل ‪ Blocking Ab‬انجام مي دهد‪.‬‬
‫‪N.Gonorrhoae‬‬
‫‪ ‬باقیماندهٌ ویروالنس فاكتورها‬
‫‪ ‬یكي دیگر از ویروالنس فاكتورهاي مهم باكتري ‪ IgA1‬است كه باعث شكسته شدن‪IgA‬‬
‫مخاطي مي شود‪.‬‬
‫‪ ‬توانا ئي جذب آهن سرم (توسط سیدروفورخاصي كه باكتري در جریان خون میسازد)‪.‬‬
‫‪ ‬پاتوژنز‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫اتصال با ‪ pili‬و ‪ opa‬و حمل ٌه باكتري‬
‫شبیه نمائي با ساختارهاي میزبان ( ‪) Molecular Mimicry‬‬
‫آزاد شدن ملكولها و تركیبات سیستم ایمني(سلولي و هومورال)وآزاد شدن ‪membrane‬‬
‫‪blebs:enhance endotoxic mediated toxicity and protect‬‬
‫‪. replicating bacteria by binding protein-directed Ab.‬‬
‫ممانعت از فعالیت ‪ PMNs‬وفعال شدن كمپلمان از طریق آلترناتیو‬
‫ایجاد انفالماسیون‪،‬فعال شدن ‪TNF‬ها و دیگر اینترلوكین ها ‪ Inflammation‬نهائي‬
‫وایجاد عالئم‪.‬‬
Neisseria gonorrhoeae
Spread and multiplication 
Once attach to non-ciliated cells, multiply 
rapidly and spread up urethra (male) or
through cervix (female)
Are not motile; aided external mechanisms 
Eddy current in mucus 
Attached to spermatozoa 
Protected from IgA by IgA protease 
Neisseria gonorrhoeae
Spread and multiplication 
Invasion 
Once attach, microvilli extend and embrace 
organisms
Internalized by endocytosis into “nonprofessional 
phagocytes” and transported in cell by
phagocytic vesicles
Neisseria gonorrhoeae
Spread and multiplication 
Invasion 
After internalization, transported to base of non- 
ciliated cells
Vacuoles fuse with basement membrane and 
discharge contents into subepithelial connective tissue
Either cause local damage or enter blood vessels and 
cause disseminated disease
Neisseria gonorrhoeae
Survival in bloodstream 
Most strains killed by antibodies 
Target surface proteins and LOS 
Resistant strains cause disseminated 
disease
Distinguising characteristics 
More sensitive to penicillin 
Have specific nutritional requirements 
Attachment sialic acid to CHO portion LOS; blocks 
complement of activation and binding to other surface
proteins
Neisseria gonorrhoeae
Pathogenesis 
Process 
Introduced into vagina or urethral mucosa of 
penis—attach to surface of epithelial cells and
multiply
Attach to unidentified specific receptors by pili (also 
prevent phagocytosis)
Protein II—once cells brought close enough by pili, 
adherence to cell occurs (also called OPA)
Neisseria gonorrhoeae
Damage 
Ciliated cells—done by endotoxin and 
fragments of murein (muramyl monomers,
same as Bordetella pertussis)
Studied most in fallopian organ culture 
Ciliary mechanism important for transporting egg 
from ovary to uterus and for clearing bacteria
from mucosal surface
After damage, fallopian tube susceptible to bacteria 
from vaginal flora that ascend through the cervix and
uterus
Neisseria gonorrhoeae
Damage 
Submucosal connective tissue, due to 
inflammatory response
Male urethra—leads to local symptoms (pain on 
urination and pus discharge)
Other diseases cause by other pathogens have some 
of the same symptoms
Pain is more intense and urethral discharge is more 
copious, thicker, and greenish-yellow
Neisseria gonorrhoeae
Outcome of infection 
Males—symptoms usually subside in 
several weeks, even without treatment
Repeated infections, in untreated, can lead to 
scarring and stricture of urethra
Relatively unusual, because males usually seek 
treatment
Neisseria gonorrhoeae
Outcome of infection 
Females—local urogenital infection 
frequently asymptomatic
Complications yield symptoms 
Sequellae of fallopian tube damage 
Ectopic pregnancy, recurrent PID by other organisms, 
chronic pelvic pain, and infertility due to blockage or
damage to tubes
Can lead to death of woman and her unborn 
child
Neisseria gonorrhoeae
Prompt treatment for either gender 
decreases chances of disseminated
disease
Epidemiology: sexual transmission 
Males—20% after intercourse 
Females—50% after intercourse 
Neisseria gonorrhoeae
Diagnosis 
Gram— intracellular diplococci in vaginal, 
cervical, or urethral specimens is
suggestive; start antibiotic therapy
Important to culture for confirmation 
Biochemical tests 
Oxidase+ 
Oxidize glucose, not maltose nor sucrose 
Neisseria gonorrhoeae
Treatment 
Used to be massive doses of penicillin
Now: If -lactamase resistant (plasmid;
same as Haemophilus influenzae);
cephalosporin, cefriaxone-IM
Resistance to penicillin, tetracycline,
aminoglycosides (chromosomal; change in
cell surface)—susceptibility test
Single dose oral therapy




Neisseria gonorrhoeae
Treatment 
Single dose oral therapy: ciprofloxacin; 
cifixime
Resistance increasing 
If complicated by Chlamydia: doxycycline; 
azithromycin
Studying Disease and
Development of Vaccine
Phase variation: 
Expression of Ag 
Antigenic variation: 
Expression of different copies 
High frequency processes 