เชื้อ Neisseria gonorrhoeae
การย้อมสีแกรมของการอักเสบของท่อปัสสาวะจากเชื้อโกโนเรียสังเกตการกระจายตัวในนิวโทรฟิลและการมีอยู่ของแบคทีเรีย ทั้ง ภายในและภายนอกเซลล์ ( CDC )
การจำแนกทางวิทยาศาสตร์
โดเมน:	แบคทีเรีย
อาณาจักร:	ซูโดโมนาดาติ
ไฟลัม:	ซูโดโมนาโดตา
ระดับ:	เบตาโปรทีโอแบคทีเรีย
คำสั่ง:	นีสเซอเรียล
ตระกูล:	นีสเซอเรียซี
ประเภท:	เนสเซเรีย
สายพันธุ์:	เอ็น. โกโนเรีย
ชื่อทวินาม
เชื้อ Neisseria gonorrhoeae ( ซ็อปฟ์ พ.ศ. 2428) เทรวิซานพ.ศ. 2428 [ 1 ]
คำพ้องความหมาย
Micrococcus der Gonorrhoe Neisser 1879 [ 2 ] Gonococcus neisseri ลินเดา 2441

Neisseria gonorrhoeaeหรือที่รู้จักกันในชื่อ gonococcus (เอกพจน์) หรือ gonococci (พหูพจน์) เป็น แบคทีเรียแกรมลบ ชนิด diplococci ซึ่ง Albert Neisserแยกได้เป็นครั้งแรกในปี 1879 ^{[ 3 ]}เป็นเชื้อก่อโรคในมนุษย์โดยสมบูรณ์ โดยส่วนใหญ่จะอาศัยอยู่บนเยื่อบุผิวของระบบทางเดินปัสสาวะและอวัยวะสืบพันธุ์ อย่างไรก็ตาม มันยังสามารถเกาะติดกับเยื่อบุของจมูก[ ^{4 ] คอหอย}ทวารหนัก และเยื่อบุตา ได้อีกด้วย ^{[ 5 ]}ทำให้เกิด โรคหนองใน ซึ่งเป็นโรค ติดต่อทางเพศสัมพันธ์ในระบบทางเดิน ปัสสาวะและ อวัยวะสืบพันธุ์^{[ 6 ]}รวมถึงโรคหนองในชนิดอื่นๆ เช่น โรคหนองในแพร่กระจาย โรคข้ออักเสบติดเชื้อและโรคตาอักเสบจากเชื้อหนองในในทารกแรกเกิด

N. gonorrhoeaeเป็น แบคทีเรีย ออกซิเดสบวกและเป็นจุลินทรีย์ที่ต้องการออกซิเจนในปริมาณน้อย ซึ่งสามารถอยู่รอดได้หลังจากการกลืนกิน ของเซลล์ฟาโกไซต์ และเจริญเติบโตภายในนิวโทรฟิล [ ^{6 ] การ}เพาะเลี้ยง แบคทีเรียชนิด นี้ต้องใช้คาร์บอนไดออกไซด์เสริมและวุ้นที่อุดมด้วยสารอาหาร ( วุ้นช็อกโกแลต ) ที่มียาปฏิชีวนะหลายชนิด ( Thayer–Martin ) แบคทีเรียชนิดนี้แสดงการเปลี่ยนแปลงของแอนติเจนผ่านการรวมตัวทางพันธุกรรมของพิไล และโปรตีนบนพื้นผิว ที่ทำปฏิกิริยากับระบบภูมิคุ้มกัน^{[ 3 ]}

การแพร่เชื้อทางเพศสัมพันธ์เกิดขึ้นได้จากการมีเพศสัมพันธ์ทางช่องคลอด ทางทวารหนัก หรือทางปาก^{[ 7 ]}การแพร่เชื้อทางเพศสัมพันธ์สามารถป้องกันได้โดยการใช้อุปกรณ์ป้องกัน^{[ 8 ]}การแพร่เชื้อจากแม่สู่ลูกอาจเกิดขึ้นระหว่างการคลอดบุตร แม้ว่าจะสามารถป้องกันได้โดยการให้ยาปฏิชีวนะแก่แม่ก่อนคลอดและการใช้เจลยาปฏิชีวนะทาตาของทารกแรกเกิด^{[ 8 ]}การติดเชื้อหนองในไม่ก่อให้เกิดภูมิคุ้มกัน ดังนั้นบุคคลอาจติดเชื้อได้หลายครั้ง การติดเชื้อซ้ำเป็นไปได้เนื่องจากN. gonorrhoeae มี ความสามารถในการหลบเลี่ยงระบบภูมิคุ้มกันโดยการเปลี่ยนแปลงโปรตีนบนพื้นผิว^{[ 9 ]}

การติดเชื้อแบบไม่แสดงอาการพบได้ทั่วไปทั้งในผู้ชายและผู้หญิง^{[ 8 ] [ 10 ]}การติดเชื้อที่ไม่ได้รับการรักษาอาจแพร่กระจายไปยังส่วนอื่นๆ ของร่างกาย (การติดเชื้อหนองในแบบแพร่กระจาย) โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อต่อ (โรคข้ออักเสบติดเชื้อ) การติดเชื้อที่ไม่ได้รับการรักษาในผู้หญิงอาจทำให้เกิดโรคอักเสบในอุ้งเชิงกรานและอาจทำให้เป็นหมันได้เนื่องจากเกิดแผลเป็น^{[ 11 ]}การวินิจฉัยโรคหนองในทำได้โดยการเพาะเชื้อการย้อมสีแกรมหรือการทดสอบกรดนิวคลีอิก (เช่นปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส ) จากตัวอย่างปัสสาวะ สารคัดหลั่งจากท่อปัสสาวะ หรือสารคัดหลั่งจากปากมดลูก^{[ 12 ] [ 13 ]} แนะนำให้ทำการทดสอบร่วมกับ โรคหนองในเทียมและการทดสอบโรคติดต่อทางเพศสัมพันธ์อื่นๆ เนื่องจากมีอัตราการติดเชื้อร่วมสูง^{[ 14 ]}

การดื้อยาปฏิชีวนะในN. gonorrhoeaeเป็นปัญหาด้านสาธารณสุขที่กำลังเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาถึงแนวโน้มที่จะพัฒนาการดื้อยาได้ง่าย^{[ 15 ]}ความสามารถของN. gonorrhoeaeในการปรับตัวอย่างรวดเร็วต่อการรักษาด้วยยาต้านจุลชีพแบบใหม่นี้พบเห็นได้หลายครั้งตั้งแต่ทศวรรษ 1930 ทำให้แผนการรักษาจำนวนมากกลายเป็นสิ่งที่ล้าสมัย สายพันธุ์บางสายพันธุ์แสดงให้เห็นถึงการดื้อต่อการรักษาด้วยเซฟไตรแอ็กโซนในปัจจุบัน^{[ 16 ]}

แบคทีเรียสกุล Neisseriaเป็น แบคทีเรียแกรมลบรูปทรงกลมที่ต้องการสารอาหารเฉพาะ เจาะจง (แม้ว่าบางชนิดจะมีรูปร่างเป็นแท่งและพบเป็นคู่หรือเป็นโซ่สั้น) ซึ่งต้องได้รับการเสริมสารอาหารเพื่อเจริญเติบโตในห้องปฏิบัติการ ^{[ 18 ]}พวกมันเป็นเชื้อก่อโรคภายในเซลล์แบบไม่บังคับ หมายความว่าพวกมันสามารถคงอยู่และตั้งรกรากภายในเซลล์ของโฮสต์ได้ แต่ก็สามารถเพิ่มจำนวนนอกสภาพแวดล้อมของเซลล์โฮสต์ได้เช่นกัน ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}โดยทั่วไปพวกมันจะปรากฏเป็นคู่ (ดิพลอค็อกซี) มีรูปร่างคล้ายเมล็ดกาแฟ ^{[ 21 ]}สมาชิกในสกุลนี้ไม่สร้างเอนโดสปอร์และไม่เคลื่อนที่ ยกเว้นชนิดที่ก่อโรคซึ่งสามารถเคลื่อนที่ได้โดยใช้การเคลื่อนที่^แบบกระตุก [ ^{22 ]}ส่วนใหญ่ยังเป็นแอโรบิกแบบบังคับ อีก ด้วย ^{[ 23 ] [ 24 ]}จาก 17 สายพันธุ์ที่อาศัยอยู่ในร่างกายมนุษย์ มีเพียง 2 สายพันธุ์เท่านั้นที่เป็นเชื้อก่อโรค ได้แก่ N. gonorrhoeaeซึ่งเป็นสาเหตุของโรคหนองใน และ N. meningitidisซึ่งเป็นสาเหตุหลักของจากแบคทีเรีย^{[ 25 ] [ 26 ]}

N. gonorrhoeaeสามารถแยกได้บนวุ้น Thayer–Martin (หรือ VPN) ในบรรยากาศที่อุดมด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ 3-7% ^{[ 12 ]}วุ้น Thayer–Martin เป็นวุ้น ช็อกโกแลต (วุ้นเลือดที่ผ่านความร้อน) ที่มีสารอาหารและสารต้านจุลชีพ ( แวนโคไมซินโคลิสติน ไนสตาตินและไตรเมโทพริม ) การเตรียมวุ้นนี้ช่วยส่งเสริมการเจริญเติบโตของ เชื้อ Neisseriaในขณะที่ยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียและเชื้อราที่ปนเปื้อน วุ้น Martin Lewis และวุ้น New York Cityเป็นวุ้นช็อกโกแลตแบบคัดเลือกชนิดอื่นที่นิยมใช้สำหรับการเจริญเติบโตของ Neisseria ^{[ 12 ]} N. gonorrhoeaeเป็น บวก ต่อออกซิเดส (มีไซโตโครมซีออกซิเดส) และบวกต่อคาตาเลส (สามารถเปลี่ยนไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นออกซิเจนได้) ^{[ 12 ]}เมื่อบ่มกับคาร์โบไฮเดรตแลคโตส มอลโทสซูโครสและกลูโคส N. gonorrhoeaeจะออกซิไดซ์เฉพาะกลูโคสเท่านั้น^{[ 12 ]}

แตกต่างจาก Neisseria ชนิด อื่นที่สามารถเผาผลาญมอลโทสได้N. gonorrhoeaeสามารถใช้กลูโคส ไพรูเวต และแลคเตตเป็นแหล่งคาร์บอนหลักเท่านั้น และกลูโคสจะถูกย่อยสลายผ่านทั้ง เส้นทาง Entner-Doudoroff (ED) และเพนโทสฟอสเฟต (PP) โดยเส้นทาง ED เป็นวิธีการออกซิเดชันหลัก^{[ 19 ] [ 27 ]}การใช้เส้นทางเหล่านี้มีความจำเป็นเนื่องจากN. gonorrhoeaeไม่สามารถย่อยสลายกลูโคสผ่าน เส้นทาง Embden-Meyerhof-Parnas (EMP) ได้เนื่องจากขาดจีนฟอสโฟฟรุกโตไคเนส (PFK) อย่างไรก็ตาม เอนไซม์ฟรุกโตส 1,6-บิสฟอสฟาเตสมีอยู่เพื่อให้เกิดกลูโคเนโอเจเน ซิสได้ ^{[ 19 ]}

กลูโคสจะถูกเผาผลาญก่อนผ่านทางเส้นทาง ED เพื่อผลิตไพรูเวตและกลีเซอรัลดีไฮด์ 3-ฟอสเฟต ซึ่งกลีเซอรัลดีไฮด์ 3-ฟอสเฟตสามารถถูกเผาผลาญต่อไปโดยเอนไซม์ของเส้นทาง EMP เพื่อให้ได้โมเลกุลไพรูเวตอีกโมเลกุลหนึ่ง^{[ 28 ]}โมเลกุลไพรูเวตที่ได้จะถูกแปลงเป็นอะเซทิล-โคเอซึ่งสามารถนำไปใช้เป็นสารตั้งต้นสำหรับวัฏจักรกรดซิตริก (CAC) เพื่อให้ได้ตัวนำอิเล็กตรอนพลังงานสูงที่จะถูกใช้โดยห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน (ETC) สำหรับการผลิต ATP อย่างไรก็ตาม CAC ส่วนใหญ่ถูกใช้เพื่อสร้างสารตั้งต้นทางชีวสังเคราะห์มากกว่าเพื่อวัตถุประสงค์ในการสลาย^{[ 19 ] [ 29 ]}ซึ่งส่วนหนึ่งเป็นผลมาจากการยับยั้งการแสดงออกของเอนไซม์ CAC หลายชนิดเมื่อมีกลูโคส ไพรูเวต หรือแลคเตต เอนไซม์เหล่านี้ ได้แก่ซิเตรตซินเทสอะโคนิเทสและไอโซซิเตรตดีไฮโดรจีเนส จำเป็นสำหรับการรวมอะซิเตต ในทางกลับกัน มีการสังเกต CAC บางส่วน โดยที่ α-คีโตกลูตาเรตถูกสร้างขึ้นโดย ก ลูตาเมตดี ไฮโดรจี เนส หรือการทรานส์อะมิเนชันของออกซาโลอะซิเตตและกลูตาเมตโดยแอสปาร์เตตอะมิโนทรานสเฟอเรส (ให้ผลผลิตเป็นแอสปาร์เตตและ α-คีโตกลูตาเรต) ^{[ 27 ] [ 29 ]}จากนั้น CAC จะดำเนินต่อไปเพื่อให้ได้ออกซาโลอะซิเตต ซึ่งเป็นโมเลกุลตั้งต้นที่สำคัญสำหรับวิถีการสังเคราะห์ทางชีวภาพหลายอย่าง^{[ 29 ]}ลักษณะที่แตกต่างอีกประการหนึ่งของ CAC ของโกโนค็อกคัสคือการขาดมาเลตดีไฮโดรจีเนส ซึ่งถูกแทนที่ด้วยมาเลต:ควิโนน-ออกซิโดรีดักเทสที่ยึดติดกับเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งทำงานอย่างอิสระจาก NAD ⁺โดยการถ่ายโอนอิเล็กตรอนไปยังยูบิควิโนนโดยตรง^{[ 19 ]}

ในทางกลับกัน อะซิทิล-โคเอที่ไม่เข้าสู่ CAC แต่เข้าสู่ เส้นทางฟอส โฟทรานส์อะซิทิลเลส - อะซิเตตไคเนส (PTA-AckA) ซึ่งสามารถเปลี่ยนเป็นอะซิเตตได้โดยการฟอสโฟรีเลชัน (เพื่อสร้างอะซิทิลฟอสเฟตและปลดปล่อยโคเอนไซม์เอ) และการดีฟอสโฟรีเลชันเพื่อสร้าง ATP ^{[ 30 ]}แม้ว่าอะซิเตตนี้สามารถเข้าสู่ CAC เพื่อการออกซิเดชันเพิ่มเติมได้ แต่สิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้นตราบใดที่มีแหล่งคาร์บอนอื่น ๆ เช่น กลูโคสหรือแลคเตตอยู่ ซึ่งในกรณีนี้จะถูกขับออกจากเซลล์หรือรวมเข้ากับการสังเคราะห์ไขมัน^{[ 28 ] [ 31 ]} N. gonorrhoeaeขาดทางลัดไกลออกซิเลต ทำให้ไม่สามารถใช้อะซิเตตเพื่อสร้างตัวกลาง CAC เพื่อเติมเต็มวงจรได้^{[ 28 ] [ 27 ]}

กลีเซอรัลดีไฮด์ 3-ฟอสเฟตจำนวนมากที่เกิดขึ้นในโกโนค็อกซีจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ผ่านทางวิถีกลูโคเนโอเจนิคเพื่อสร้างกลูโคส 6-ฟอสเฟตขึ้นใหม่ รวมถึงฟรุกโตส 6-ฟอสเฟตที่เป็นสารตัวกลางด้วย จากนั้นทั้งสองอย่างนี้สามารถนำไปใช้ในการสังเคราะห์เพนโทสในวิถี PP ผ่านทางวิถีออกซิเดชันและวิถีที่ไม่ใช่ออกซิเดชันตามลำดับ เพื่อการสร้างนิวคลีโอไทด์ในภายหลัง รวมถึงการผลิตพลังงานด้วย^{[ 27 ]}

N. gonorrhoeaeเช่นเดียวกับสมาชิกก่อโรคอื่นๆ ในสกุลNeisseriaเป็น แบคทีเรียที่ชอบ คาร์บอนไดออกไซด์ ( _CO2 ) ซึ่งหมายความว่าพวกมันต้องการคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 ) ในปริมาณที่สูงกว่าปกติเพื่อการเจริญเติบโต ไม่ว่าจะเป็นในรูปของ CO2 _หรือ^ไบคาร์บอเนต (HCO3− ₎ขึ้นอยู่กับสายพันธุ์ของแบคทีเรีย ความต้องการนี้จะต้องได้รับจากภายนอกในช่วงระยะพักตัวและระยะการเจริญเติบโตคงที่ แม้ว่าจะดูเหมือนว่าความต้องการนี้จะได้รับจากการผลิต CO2 จากกระบวนการเผาผลาญในปริมาณสูง_ในช่วงระยะการเจริญเติบโตแบบทวีคูณ การดูดซึม CO2 นี้_ในสาย พันธุ์ Neisseriaเกิดขึ้นโดย เอนไซม์คาร์บอ นิกแอนไฮดราสและฟอสโฟอีโนลไพรูเวตในช่องว่างเพริพลาสมิกและไซโตพลาสซึมตามลำดับ^{[ 27 ]}

การสลายแลคเตทมีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับโกโนค็อกซี ทั้งในด้านความสามารถในการก่อโรคและการเจริญเติบโต^{[ 19 ]}แลคเตทจากภายนอกจะถูกลำเลียงเข้าสู่เซลล์ผ่านทางแลคเตทเพอร์มีเอส (LctP) ^{[ 19 ]} จีโนม ของN. gonorrhoeaeเข้ารหัส เอนไซม์ แลคเตทดีไฮโดรจีเนส (LDH) สามชนิดที่ช่วยให้เกิดการเผาผลาญทั้งL-แลคเตทและD-แลคเตท ได้แก่ ดี-แลคเตทดีไฮโดรจีเนส (LdhA) ที่ขึ้นอยู่กับ NAD+ ในไซโตพลาสซึมซึ่งรับผิดชอบ^และ LDH ที่ยึดติดกับเยื่อหุ้มเซลล์สองชนิด ชนิดหนึ่งจำเพาะต่อL-แลคเตท (LldD) และอีกชนิดหนึ่งจำเพาะต่อD-แลคเตท (LdhD) ^{[ 19 ] [ 32 ]} LDH ที่ยึดติดกับเยื่อหุ้มเซลล์ได้รับการระบุว่าเป็น เอนไซม์ระบบหายใจที่มี ฟลาโวโปรตีนซึ่งออกซิไดซ์แลคเตทโดยตรงเพื่อลดยูบิควิโนน แม้ว่าเอนไซม์เหล่านี้จะไม่สูบโปรตอน (ไอออน H ⁺ ) เข้าไปในช่องว่างเพริพลาสมิกโดยตรง แต่ก็มีการเสนอว่าการลดยูบิควิโนนโดยเอนไซม์เหล่านี้สามารถป้อนเข้าสู่ ETC ที่ใหญ่กว่าได้^{[ 32 ]}

Neisseria gonorrhoeaeเป็นเชื้อก่อโรคในมนุษย์โดยเฉพาะและเป็นจุลินทรีย์ที่สามารถเจริญ เติบโตได้ทั้งในสภาวะที่มีออกซิเจนและไม่มีออกซิเจน โดยทั่วไปจะอาศัยอยู่บนเยื่อบุผิวในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำ เช่น ในระบบทางเดินปัสสาวะและอวัยวะสืบพันธุ์^{[ 19 ]}การเจริญเติบโตในบริเวณที่มีความเข้มข้นของออกซิเจนจำกัดนั้นต้องอาศัยเอนไซม์ออกซิเดสปลายทางที่มีความสัมพันธ์กับออกซิเจนสูง ในเชื้อโกโนค็อกซี การลดออกซิเจนจะทำโดยไซ โตโครมออกซิเดสชนิด ccb ₃นอกจากการหายใจแบบใช้ออกซิเจนแล้วเชื้อโกโนค็อกซียังสามารถหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนได้ด้วยการลดไนไตรต์ (NO ₂ ) ให้เป็นไนตริกออกไซด์ (NO) รวมถึงการลด NO ให้เป็นไนตรัสออกไซด์ (N ₂ O) ^{[ 19 ] [ 33 ]}

เอนไซม์หลายชนิดมีส่วนช่วยในการส่งอิเล็กตรอนไปยังกลุ่มยูบิควิโนนภายในเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งเป็นขั้นตอนแรกใน ETC เอนไซม์เหล่านี้ได้แก่ LDH ที่ยึดติดกับเยื่อหุ้มเซลล์ (LldD และ LdhD), NADH:ubiquinone oxidoreductase (หรือที่รู้จักกันในชื่อ NADH dehydrogenase; Nuo complex I), Na ⁺ -translocating NADH dehydrogenase (Nqr), succinate dehydrogenase (SDH) และmalate:quinone-oxidoreductase (MqR) ที่ไม่ขึ้นกับ NAD ^{+ ที่ยึดติดกับเยื่อหุ้มเซลล์ [ 19 ]}

หลังจากการถ่ายโอนอิเล็กตรอนเริ่มต้นไปยังยูบิควิโนน แผนผังที่เสนอสำหรับการจัดระเบียบ ETC ของโกโนค็อกคัสชี้ให้เห็นว่าอิเล็กตรอนสามารถส่งต่อไปยังห่วงโซ่ต่อไปได้โดยการลดคอมเพล็กซ์ไซโตโครมbc ₁หรือสามารถถ่ายโอนไปยัง NO โดยตรงในฐานะตัวรับอิเล็กตรอนปลายทางโดยNO reductase (NorB) ^{[ 19 ] [ 34 ]}ในกรณีแรก อิเล็กตรอนสามารถส่งผ่านจาก คอมเพล็กซ์ bc ₁ไปตามเส้นทางทางเลือกสองเส้นทางผ่านการลดไซโตโครมc ₄หรือc ₅ ไซ โตโครมทั้งสองนี้ถ่ายโอนอิเล็กตรอนไปยังไซโตโครมccb ₃ออกซิเดสปลายทางสำหรับการลด O ₂เพื่อสร้าง H ₂ O ภายใต้สภาวะแอโรบิก^{[ 19 ] [ 33 ]}

โกโนค็อกซียังลด NO _{2 ผ่าน} ไนไตรต์รีดักเทสที่มีทองแดงซึ่งติดอยู่กับเยื่อหุ้มเซลล์ชั้นนอกที่สามารถเหนี่ยวนำได้(AniA ซึ่งเป็นสมาชิกของตระกูลโปรตีน NirK) ภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจน แม้ว่ากระบวนการนี้จะถูกบันทึกไว้ในสภาวะที่มีออกซิเจนเล็กน้อยเพื่อเป็นวิธีการเสริมการเจริญเติบโต^{[ 34 ]}ซึ่งนำไปสู่การสร้าง NO ที่จะถูกลดลงเป็น N ₂ O ในเส้นทางการลดไนเตรตบางส่วน^{[ 19 ] [ 33 ] [ 34 ]}เอนไซม์ccb ₃ออกซิเดสของN. gonorrhoeaeแตกต่างจากสมาชิกอื่นๆ ใน สกุล Neisseriaเป็นโปรตีนไตรฮีมที่สามารถถ่ายโอนอิเล็กตรอนไม่เพียงแต่ไปยัง O ₂ (อนุรักษ์ไว้ในสาย พันธุ์ Neisseria ) แต่ยังไปยัง AniA เพื่อลด NO ₂ด้วย ซึ่งเป็นกระบวนการเพิ่มเติมจากการรับอิเล็กตรอนที่ถ่ายโอนจากไซโตโครมc ₅ ตาม ปกติ^{[ 34 ] [ 35 ]}

วัตถุประสงค์ทั่วไปของ ETC คือการสร้างเกรเดียนต์ทางไฟฟ้าเคมีของไอออนไฮโดรเจน (H ⁺หรือโปรตอน) ซึ่งเป็นผลมาจากความแตกต่างของความเข้มข้นข้ามเยื่อหุ้มพลาสมา ซึ่งจำเป็นต่อการสร้าง ATP ในกระบวนการที่เรียกว่าฟอสโฟรีเลชันแบบออกซิเดชัน^{[ 36 ]}ในโกโนค็อกซี การเคลื่อนที่ของโปรตอนเข้าไปในช่องว่างเพริพลาสมิกเกิดขึ้นโดยคอมเพล็กซ์ Nuo I คอมเพล็กซ์ไซโตโครมbc ₁และไซโตโครมccb ₃ [ ^{19 ] [ 34 ] [ 37 ]}ต่อมา การสังเคราะห์ ATP ดำเนินการโดยF ₁ F ₀ ATP synthase ซึ่งเป็นโปรตีนคอมเพล็กซ์สองส่วนที่มีอยู่ในโก ^โนค็อกซีและสายพันธุ์อื่นๆ อีกมากมายในโดเมนทางวิวัฒนาการ^{[ 38 ]}คอมเพล็กซ์นี้เชื่อมโยงการเคลื่อนย้ายโปรตอนกลับเข้าไปในไซโตพลาสซึมตามเกรเดียนต์ของมันกับการหมุนเชิงกลเพื่อสร้าง ATP ^{[ 39 ]}

วัตถุประสงค์ทั่วไปของ ETC คือการสร้างเกรเดียนต์ทางไฟฟ้าเคมีของไอออนไฮโดรเจน (H ⁺หรือโปรตอน) ซึ่งเป็นผลมาจากความแตกต่างของความเข้มข้นข้ามเยื่อหุ้มพลาสมา ซึ่งจำเป็นต่อการสร้าง ATP ในกระบวนการที่เรียกว่าฟอสโฟรีเลชันแบบออกซิเดชัน^{[ 36 ]}ในโกโนค็อกซี การเคลื่อนที่ของโปรตอนเข้าไปในช่องว่างเพริพลาสมิกเกิดขึ้นโดยคอมเพล็กซ์ Nuo I คอมเพล็กซ์ไซโตโครมbc ₁และไซโตโครมccb ₃ [ ^{19 ] [ 34 ] [ 37 ]}ต่อมา การสังเคราะห์ ATP ดำเนินการโดยF ₁ F ₀ ATP synthase ซึ่งเป็นโปรตีนคอมเพล็กซ์สองส่วนที่มีอยู่ในโก ^โนค็อกซีและสายพันธุ์อื่นๆ อีกมากมายในโดเมนทางวิวัฒนาการ^{[ 38 ]}คอมเพล็กซ์นี้เชื่อมโยงการเคลื่อนย้ายโปรตอนกลับเข้าไปในไซโตพลาสซึมตามเกรเดียนต์ของมันกับการหมุนเชิงกลเพื่อสร้าง ATP ^{[ 39 ]}

เพื่อให้ได้ธาตุเหล็กที่จำเป็น โกโนค็อกซีจะสร้างตัวขนส่งที่ขึ้นอยู่กับ TonB (TDTs) บนพื้นผิวของเยื่อหุ้มเซลล์ชั้นนอก ซึ่งสามารถสกัดธาตุเหล็กพร้อมกับโลหะอื่นๆ โดยตรงจากโปรตีนพาหะที่เกี่ยวข้อง โปรตีนเหล่านี้บางส่วนได้แก่ โปรตีนที่จับกับทรานสเฟอร์ริน A (TbpA) และ B (TbpB) โปรตีนที่จับกับแลคโตเฟอร์ริน A (LbpA) และ B (LbpB) และโปรตีนที่จับกับฮีโมโกลบิน/ฮีโมโกลบิน-แฮปโตโกลบิน HpuB และ HpuA ^{[ 19 ] [ 40 ]}นอกจากโปรตีนเหล่านี้แล้ว โกโนค็อกซียังสามารถใช้ไซเดอโรฟอร์หรือสารประกอบที่สามารถคีเลตธาตุเหล็กในสิ่งแวดล้อม ซึ่งผลิตโดยแบคทีเรียอื่นๆ ได้ อย่างไรก็ตาม เซลล์โกโนค็อกซีไม่สามารถสังเคราะห์ไซเดอโรฟอร์ได้เอง ไซเดอโรฟอร์ภายนอกเหล่านี้จะถูกดูดซึมโดย TDT FetA ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ชั้นนอก จากนั้นถูกนำเข้าสู่เซลล์โดยระบบขนส่งfetBCDEF ^{[ 19 ] [ 40 ]}

นอกเหนือจากการป้องกันการกักเก็บที่สามารถเพิ่มขึ้นได้อีกโดยการอักเสบของโฮสต์แล้ว มนุษย์ยังผลิตไซเดอโรคาลินที่สามารถคีเลตไซเดอโรฟอร์เป็นอีกวิธีหนึ่งในการยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียก่อโรค ซึ่งบางครั้งอาจไม่มีประสิทธิภาพต่อN. gonorrhoeaeซึ่งสามารถตั้งรกรากภายในเซลล์ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเซลล์ฟาโกไซต์ เช่นแมโครฟาจและนิวโทรฟิล การเพิ่มขึ้นของธาตุเหล็กภายในเซลล์ของโฮสต์ยังลดการทำงานของกลไกการฆ่าเชื้อโรคภายในเซลล์บางส่วนลง ในขณะเดียวกัน เชื้อNeisseria ที่ก่อโรค สามารถเปลี่ยนแปลงกลไกของเซลล์โฮสต์หลายอย่าง ซึ่งในที่สุดจะทำให้เชื้อโรคสามารถดึงธาตุเหล็กส่วนใหญ่ที่มีอยู่จากเซลล์ภูมิคุ้มกันของโฮสต์ได้^{[ 40 ]}

บนพื้นผิวของN. gonorrhoeaeมีพิลิ ที่มีลักษณะคล้ายเส้นผม โปรตีนบนพื้นผิวที่มีหน้าที่ต่างๆ และน้ำตาลที่เรียกว่าลิโปโอลิโกแซ็กคาไรด์พิลิทำหน้าที่ในการยึดเกาะ การเคลื่อนที่ และการแลกเปลี่ยน DNA โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับความทึบแสง (Opa) ทำปฏิกิริยากับระบบภูมิคุ้มกัน เช่นเดียวกับพอริน ลิโปโอลิโกแซ็กคาไรด์เป็นเอนโดท็อกซินที่กระตุ้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน สิ่งเหล่านี้ทั้งหมดเป็นแอนติเจนและแสดงความแปรผันของแอนติเจน พิลิ โปรตีน Opa พอริน และแม้แต่ลิโปโอลิโกแซ็กคาไรด์มีกลไกในการยับยั้งการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน ทำให้การติดเชื้อแบบไม่แสดงอาการเป็นไปได้^{[ 41 ]}

โปรตีนยึดเกาะที่เกี่ยวข้องกับความทึบแสงแบบแปรผันตามเฟส (Opa) ถูกใช้โดยN. gonorrhoeaeเป็นส่วนหนึ่งของการหลีกเลี่ยงการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันในเซลล์โฮสต์ มีโปรตีน Opa อย่างน้อย 12 ชนิดที่เป็นที่รู้จัก และความหลากหลายของโปรตีนบนพื้นผิวทำให้การจดจำN. gonorrhoeaeและการสร้างการป้องกันโดยเซลล์ภูมิคุ้มกันทำได้ยากขึ้น^{[ 42 ]}โปรตีน Opa อยู่ในเยื่อหุ้มชั้นนอกและอำนวยความสะดวกในการตอบสนองเมื่อแบคทีเรียมีปฏิสัมพันธ์กับเซลล์โฮสต์ที่หลากหลาย โปรตีนเหล่านี้จับกับเซลล์เยื่อบุผิวต่างๆ และช่วยให้N. gonorrhoeaeสามารถเพิ่มระยะเวลาการติดเชื้อรวมถึงเพิ่มปริมาณการบุกรุกเข้าไปในเซลล์โฮสต์อื่นๆ ได้^{[ 43 ]}

เส้นใยโปรตีนพอลิเมอร์แบบไดนามิกที่เรียกว่าพิไลชนิดIVช่วยให้N. gonorrhoeaeสามารถทำกระบวนการแบคทีเรียได้หลายอย่าง รวมถึงการยึดเกาะกับพื้นผิว ความสามารถในการเปลี่ยนแปลง การเคลื่อนที่แบบกระตุก และการหลีกเลี่ยงการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน^{[ 19 ]}ในการเข้าสู่โฮสต์ แบคทีเรียจะใช้พิไลเพื่อยึดเกาะและแทรกซึมผ่านพื้นผิวเยื่อเมือก พิไลเป็นปัจจัยสำคัญในการก่อโรคของN. gonorrhoeaeหากไม่มีพิไล แบคทีเรียจะไม่สามารถส่งเสริมการตั้งรกรากได้^{[ 44 ]}สำหรับการเคลื่อนที่ แบคทีเรียแต่ละตัวจะใช้พิไลในลักษณะที่คล้ายกับตะขอเกี่ยว: ขั้นแรก พิไลจะยื่นออกมาจากพื้นผิวเซลล์และยึดติดกับพื้นผิวจากนั้นพิไลจะหดกลับและดึงเซลล์ไปข้างหน้า การเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้นเรียกว่าการเคลื่อนที่แบบกระตุกN. gonorrhoeaeสามารถดึงน้ำหนักได้ถึง 100,000 เท่าของน้ำหนักตัว^{[ 45 ]}และพิไลที่ใช้ในการดึงนั้นจัดเป็นมอเตอร์ชีวภาพที่แข็งแกร่งที่สุดเท่าที่รู้จักในปัจจุบัน โดยสามารถออกแรงได้ถึงหนึ่งนาโนนิวตัน [ ^{45 ] โปรตีน} PilF และ PilT ATPaseมีหน้าที่ในการขับเคลื่อนการยืดและหดของพิไลชนิด IV ตามลำดับ หน้าที่ในการยึดเกาะของพิไลของเชื้อโกโนค็อกมีบทบาทใน การรวมกลุ่ม ของไมโครโคโลนีและ การสร้าง ไบโอฟิล์มพิไลเหล่านี้ยังถูกใช้เพื่อหลีกเลี่ยงการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันจากเซลล์ที่พวกมันบุกรุก โดยทำให้พิไลชนิด IV ของพวกมันมีแอนติเจนที่แตกต่างกัน เส้นใยพิไลหลักจะถูกแทนที่ด้วยลำดับ DNA ที่แปรผันได้บ่อยครั้ง^{[ 19 ]}ด้วยกระบวนการนี้อย่างรวดเร็ว พวกมันสามารถสร้างพิไลที่หลากหลายบนพื้นผิวของพวกมันและหลีกเลี่ยงการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของเซลล์เจ้าบ้านได้^{[ 44 ]}

ลิโปโอลิโกแซ็กคาไรด์เป็นลิโปโพลีแซ็กคาไรด์ชนิดที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ซึ่งพบได้บนพื้นผิวของแบคทีเรียแกรมลบส่วนใหญ่ มันเป็นสายโซ่น้ำตาล (แซ็กคาไรด์) ที่เชื่อมต่อกับลิปิดเอ (จึงเรียกว่า "ลิโป-") ในเยื่อหุ้มชั้นนอกที่เคลือบผนังเซลล์ของแบคทีเรีย คำว่า "โอลิโก" หมายถึงว่ามันมีน้ำตาลสั้นกว่าลิโปโพลีแซ็กคาไรด์ทั่วไปเพียงไม่กี่โมเลกุล^{[ 6 ]}ในฐานะเอนโดท็อกซิน มันกระตุ้นให้เกิดการอักเสบ การหลุดลอกของลิโปโอลิโกแซ็กคาไรด์โดยแบคทีเรียบางครั้งเป็นสาเหตุของปัญหาที่เกี่ยวข้องกับโรคอักเสบในอุ้งเชิงกราน^{[ 6 ]}แม้ว่ามันจะทำหน้าที่เป็นเอนโดท็อกซินเป็นหลัก แต่ลิโปโอลิโกแซ็กคาไรด์อาจปลอมตัวเป็นกรดไซอะลิก^ของ โฮสต์ และขัดขวางการเริ่มต้นของกระบวนการคอมพลีเมนต์ [ ^{6 ]}

N. gonorrhoeaeหลบเลี่ยงระบบภูมิคุ้มกันผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการเปลี่ยนแปลงแอนติเจน [ ^{46 ]}กระบวนการนี้ทำให้^N. gonorrhoeaeสามารถรวมยีนของมันใหม่และเปลี่ยนแปลงตัวกำหนดแอนติเจนที่ประดับอยู่บนพื้นผิวของมัน^{[ 6 ]}เช่น พิลีชนิด IV ^{[ 47 ]}กล่าวโดยง่ายคือ องค์ประกอบทางเคมีของโมเลกุลจะเปลี่ยนไปเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในระดับพันธุกรรม^{[ 9 ]} N. gonorrhoeaeสามารถเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของพิลีและลิโปโอลิโกแซคคาไรด์ได้ ในบรรดาสิ่งเหล่านี้ พิลีแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงแอนติเจนมากที่สุดเนื่องจากการจัดเรียงโครโมโซมใหม่^{[ 11 ] [ 6 ]}ยีนpilSเป็นตัวอย่างของความสามารถในการจัดเรียงใหม่นี้ เนื่องจากการรวมกันของยีน pilS กับ ยีน pilEคาดว่าจะสร้างโปรตีน PilE ได้มากกว่า 100 รูปแบบ^{[ 9 ]}การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ช่วยให้สามารถปรับตัวเข้ากับความแตกต่างของสภาพแวดล้อมในท้องถิ่น ณ บริเวณที่ติดเชื้อ หลีกเลี่ยงการจดจำโดยแอนติบอดีเป้าหมาย และยับยั้งการสร้างวัคซีนที่มีประสิทธิภาพ^{[ 9 ]}

นอกจากการจัดเรียงยีนใหม่แล้ว มันยังมีความสามารถในการรับ DNA จากภายนอกเซลล์จากสิ่งแวดล้อมผ่านทางพิไลชนิด IV โดยเฉพาะโปรตีน PilQ และ PilT ^{[ 48 ]}กระบวนการเหล่านี้ทำให้N. gonorrhoeaeสามารถรับและแพร่กระจายยีนใหม่ ปลอมตัวด้วยโปรตีนพื้นผิวที่แตกต่างกัน และป้องกันการพัฒนาความจำทางภูมิคุ้มกันซึ่งเป็นความสามารถที่ทำให้เกิดการดื้อยาปฏิชีวนะและขัดขวางการพัฒนาวัคซีน^{[ 49 ]}

การแปรผันเฟสคล้ายกับการแปรผันแอนติเจน แต่แทนที่จะเป็นการเปลี่ยนแปลงในระดับพันธุกรรมที่เปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของโมเลกุล การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเหล่านี้ส่งผลให้เกิดการเปิดใช้งานหรือปิดใช้งานยีน^{[ 9 ]}การแปรผันเฟสมักเกิดขึ้นจากการเลื่อนเฟรมในยีนที่แสดงออก^{[ 9 ]}โปรตีน Opa ของN. gonorrhoeaeอาศัยการแปรผันเฟสอย่างเคร่งครัด^{[ 9 ]}ทุกครั้งที่แบคทีเรียจำลองตัวเอง พวกมันอาจเปิดหรือปิดโปรตีน Opa หลายตัวผ่านการจับคู่ผิดพลาดของสายดีเอ็นเอนั่นคือ แบคทีเรียแนะนำการกลายพันธุ์แบบเลื่อนเฟรมที่ทำให้ยีนเข้าหรือออกจากเฟรม ผลที่ได้คือยีน Opa ที่แตกต่างกันจะถูกแปลทุกครั้ง^{[ 6 ]}พิลีมีความหลากหลายโดยการแปรผันแอนติเจน แต่ยังรวมถึงการแปรผันเฟสด้วย^{[ 9 ]}การเลื่อนเฟรมเกิดขึ้นใน ยีน pilEและpilCซึ่งทำให้การแสดงออกของพิลีหยุดลงอย่างมีประสิทธิภาพในสถานการณ์ที่ไม่จำเป็น เช่น ระหว่างการตั้งรกรากภายในเซลล์ ตรงข้ามกับการยึดเกาะกับพื้นผิวเซลล์เยื่อบุภายนอกเซลล์^{[ 9 ]}

หลังจากที่เชื้อโกโนค็อกซีบุกรุกและเคลื่อนที่ผ่านเซลล์เยื่อบุผิวของโฮสต์ พวกมันจะไปลงจอดที่ชั้นใต้เยื่อเมือก ซึ่งนิวโทรฟิลจะกินพวกมันทันที^{[ 6 ]}พิลีและโปรตีนโอปาบนพื้นผิวอาจขัดขวางการกลืนกิน^{[ 11 ]}แต่เชื้อโกโนค็อกซีส่วนใหญ่จะไปอยู่ในนิวโทรฟิล สารคัดหลั่งจากผู้ติดเชื้อมีนิวโทรฟิลจำนวนมากที่มีเชื้อโกโนค็อกซีที่ถูกกลืนกิน นิวโทรฟิลจะปล่อยสารออกซิเจนที่ว่องไวออก มา ในฟาโกโซมเพื่อฆ่าเชื้อโกโนค็อกซี^{[ 50 ]}อย่างไรก็ตาม เชื้อโกโนค็อกซีจำนวนมากสามารถต้านทานการฆ่าได้ด้วยการทำงานของเอนไซม์คาตาเลส [ ^{6 ] ซึ่ง}จะสลายสารออกซิเจนที่ว่องไวและสามารถเพิ่มจำนวนได้ภายในฟาโกโซมของนิวโทรฟิล^{[ 51 ]}

โปรตีน RecA ของแบคทีเรียซึ่งทำหน้าที่ซ่อมแซมความเสียหายของ DNA มีบทบาทสำคัญในการอยู่รอดของเชื้อโกโนค็อกคัส^{[ 52 ]} N. gonorrhoeaeอาจแทนที่ DNA ที่เสียหายในฟาโกโซมของนิวโทรฟิลด้วย DNA จากเชื้อโกโนค็อกคัสที่อยู่ใกล้เคียง^{[ 53 ]}กระบวนการที่เชื้อโกโนค็อกคัสที่รับ DNA จากเชื้อโกโนค็อกคัสที่อยู่ใกล้เคียงรวมเข้ากับจีโนมของพวกมันเรียกว่าการเปลี่ยนแปลง^{[ 54 ]}

จีโนมของเชื้อN. gonorrhoeae หลายสายพันธุ์ ได้รับการจัดลำดับแล้ว ส่วนใหญ่มีขนาดประมาณ 2.1 Mb และเข้ารหัสโปรตีน 2,100 ถึง 2,600 ชนิด (แม้ว่าส่วนใหญ่จะอยู่ในช่วงที่ต่ำกว่า) [ ^{55 ] ตัวอย่าง}เช่น สายพันธุ์ NCCP11945 ประกอบด้วยโครโมโซมวงกลมหนึ่งอัน (2,232,025 bp) ที่เข้ารหัสกรอบการอ่านแบบเปิด (ORF) ที่คาดการณ์ไว้ 2,662 กรอบ และพลาสมิด หนึ่งอัน (4,153 bp) ที่เข้ารหัส ORF ที่คาดการณ์ไว้ 12 กรอบ ความหนาแน่นของการเข้ารหัสโดยประมาณทั่วทั้งจีโนมคือ 87% และปริมาณ G+C เฉลี่ยคือ 52.4% ซึ่งมีค่าใกล้เคียงกับสายพันธุ์ FA1090 จีโนมของ NCCP11945 เข้ารหัส tRNA 54 ตัว และโอเปรอน rRNA 16S-23S-5S สี่ชุด^{[ 56 ]}

การถ่ายทอดยีนในแนวนอนหรือที่เรียกว่าการถ่ายทอดยีนด้านข้าง คือการแบ่งปันข้อมูลทางพันธุกรรมระหว่างสิ่งมีชีวิต^{[ 57 ]}การถ่ายทอดข้อมูลนี้เป็นแรงผลักดันสำคัญของความต้านทานยาปฏิชีวนะในN. gonorrhoeae [ ^{58 ] [ 59 ] การ} ศึกษาพบว่าN. gonorrhoeaeได้รับวิธีการต้านทานยาต้านจุลชีพโดยการถ่ายทอดยีนในแนวนอนจากNeisseriaชนิดอื่น ๆ รวมถึงN. lactamica , N. macacaeและN. mucosa ^{[ 60 ]}

การเปลี่ยนแปลงในN. gonorrhoeaeเกิดขึ้นโดยไพลัสชนิด IV ซึ่ง DNA จะถูกจับและนำเข้าสู่เซลล์ ตามด้วยการประมวลผลและการรวมตัวแบบโฮโมโลกัส^{[ 61 ]}

เกาะพันธุกรรมโกโนค็อกคัส (GGI) ซึ่ง เป็น เกาะจีโนม (GI) เฉพาะของโกโนค็อกคัส ที่พบในจีโนมบางส่วนของNeisseria gonorrhoeaeได้รับการระบุว่าเป็นองค์ประกอบทางพันธุกรรมเคลื่อนที่ที่ได้รับมาในแนวนอน^{[ 62 ] [ 63 ]} GGI มีส่วนเกี่ยวข้องกับการต้านทานยาต้านจุลชีพ การส่งผ่านข้อมูลทางพันธุกรรม และการได้รับธาตุเหล็ก^{[ 62 ]}ยีนภายในเกาะพันธุกรรมโกโนค็อกคัสเข้ารหัสระบบการหลั่งแบบประเภท IV (T4SS) ที่มีชื่อเสียง ซึ่งมีหน้าที่ในการหลั่ง DNA และจำเป็นต่อการสร้างไบโอฟิล์ม^{[ 62 ] [ 64 ]}

ในปี 2011 นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์นพบหลักฐานของชิ้นส่วน DNA ของมนุษย์ใน จีโนมของ N. gonorrhoeaeซึ่งเป็นตัวอย่างแรกของการถ่ายโอนยีนแนวนอนจากมนุษย์ไปยังเชื้อแบคทีเรียก่อโรค^{[ 65 ] [ 66 ]}

อาการของการติดเชื้อN. gonorrhoeaeแตกต่างกันไปตามตำแหน่งของการติดเชื้อ และการติดเชื้อหลายครั้งไม่มีอาการ ไม่ว่าจะเพศใดก็ตาม^{[ 67 ] [ 41 ] [ 7 ]}ขึ้นอยู่กับเส้นทางการแพร่เชื้อN. gonorrhoeaeอาจทำให้เกิดการติดเชื้อที่คอ ( คออักเสบ ) หรือการติดเชื้อที่ทวารหนัก/ไส้ตรง ( ไส้ตรงอักเสบ ) ^{[ 68 ] [ 11 ]}

การติดเชื้อหนองในแบบแพร่กระจายสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อเชื้อN. gonorrhoeaeเข้าสู่กระแสเลือด ( ภาวะหนองใน ) ซึ่งมักจะแพร่กระจายไปยังข้อต่อและทำให้เกิดผื่น (กลุ่มอาการผิวหนังอักเสบและข้ออักเสบ) ^{[ 68 ]}กลุ่มอาการผิวหนังอักเสบและข้ออักเสบส่งผลให้เกิดอาการปวดข้อ ( ข้ออักเสบ ) การอักเสบ ของเส้นเอ็น (เยื่อหุ้มเส้นเอ็นอักเสบ ) และผื่นผิวหนังอักเสบที่ไม่เจ็บปวดและไม่คัน^{[ 11 ]}การติดเชื้อแบบแพร่กระจายและโรคอักเสบในอุ้งเชิงกรานในผู้หญิงมักจะเริ่มขึ้นหลังมีประจำเดือนเนื่องจากการไหลย้อนกลับในช่วงมีประจำเดือน ทำให้การแพร่กระจายง่ายขึ้น^{[ 68 ]}ในกรณีที่หายาก การติดเชื้อแบบแพร่กระจายอาจทำให้เกิดการติดเชื้อที่เยื่อหุ้มสมองและไขสันหลัง (เยื่อหุ้มสมองอักเสบ ) หรือการติดเชื้อที่ลิ้นหัวใจ ( เยื่อบุหัวใจอักเสบ ) ^{[ 68 ] [ 69 ]}

ในผู้ชายที่มีอาการ อาการหลักของการติดเชื้อในระบบทางเดินปัสสาวะคือท่อปัสสาวะอักเสบ – รู้สึกแสบร้อนขณะปัสสาวะ ( ปัสสาวะลำบาก ) รู้สึกอยากปัสสาวะบ่อยขึ้น และมีหนองไหลออกมาจากอวัยวะเพศชาย หนองอาจมีกลิ่นเหม็น^{[ 68 ]}หากไม่ได้รับการรักษา การเกิดแผลเป็นในท่อปัสสาวะอาจทำให้ปัสสาวะลำบาก การติดเชื้ออาจแพร่กระจายจากท่อปัสสาวะในอวัยวะเพศชายไปยังโครงสร้างใกล้เคียง รวมถึงอัณฑะ (ท่ออสุจิอักเสบ / อัณฑะอักเสบ ) หรือไปยังต่อมลูกหมาก (ต่อมลูกหมากอักเสบ ) ^{[ 68 ] [ 11 ] [ 70 ]}

ในสตรีที่มีอาการ อาการหลักของการติดเชื้อในระบบทางเดินปัสสาวะและอวัยวะสืบพันธุ์ ได้แก่ ตกขาวเพิ่มขึ้น แสบร้อนขณะปัสสาวะ ( ปัสสาวะลำบาก ) ปวดปัสสาวะบ่อย เจ็บปวดขณะมีเพศสัมพันธ์ หรือประจำเดือนผิดปกติโรคอักเสบในอุ้งเชิงกรานจะเกิดขึ้นหาก เชื้อ N. gonorrhoeaeขึ้นไปในเยื่อบุช่อง ท้องส่วนอุ้งเชิงกราน (ผ่านทางปากมดลูกเยื่อ บุ โพรงมดลูกและท่อนำไข่ ) การอักเสบและการเกิดแผลเป็นในท่อนำไข่ที่เกิดขึ้นอาจนำไปสู่ภาวะมีบุตร ยากและเพิ่มความเสี่ยงต่อการตั้งครรภ์นอกมดลูก^{[ 68 ]}โรคอักเสบในอุ้งเชิงกรานเกิดขึ้นในสตรีที่ติดเชื้อN. gonorrhoeaeร้อย ละ 10 ถึง 20 ^{[ 68 ]}

ในการติดเชื้อในระยะปริกำเนิดอาการหลักคือการติดเชื้อที่ตา (เยื่อบุตาอักเสบในทารกแรกเกิดหรือโรคตาอักเสบในทารกแรกเกิด ) เมื่อทารกแรกเกิดสัมผัสกับเชื้อN. gonorrhoeaeในช่องคลอด การติดเชื้อที่ตาอาจนำไปสู่การเกิดแผลเป็นหรือการทะลุของกระจกตา ซึ่งในที่สุดจะทำให้ตาบอด หากทารกแรกเกิดสัมผัสกับเชื้อในระหว่างการคลอด เยื่อบุตาอักเสบจะเกิดขึ้นภายใน 2-5 วันหลังคลอดและมีอาการรุนแรง^{[ 68 ] [ 69 ]}โรคตาอักเสบจากเชื้อโกโนเรียในทารกแรกเกิด ซึ่งเคยพบได้บ่อยในทารกแรกเกิด สามารถป้องกันได้โดยการใช้ เจล อิริโทรไมซิน (ยาปฏิชีวนะ) ทาที่ตาของทารกแรกเกิดเพื่อเป็นมาตรการด้านสาธารณสุข ปัจจุบันไม่ได้ใช้ซิลเวอร์ไนเตรตในสหรัฐอเมริกาแล้ว^{[ 69 ] [ 68 ]}

เชื้อ N. gonorrhoeaeมักแพร่กระจายผ่านทางเพศสัมพันธ์ทางช่องคลอด ทางปาก หรือทางทวารหนัก การแพร่เชื้อโดยไม่ผ่านเพศสัมพันธ์มีโอกาสน้อยในผู้ใหญ่^{[ 7 ]}นอกจากนี้ยังสามารถแพร่เชื้อไปยังทารกแรกเกิดได้ในระหว่างการคลอด หากมารดามีการติดเชื้อในระบบทางเดินปัสสาวะและอวัยวะสืบพันธุ์ที่ไม่ได้รับการรักษา เนื่องจากอัตราการติดเชื้อแบบไม่แสดงอาการสูง จึงแนะนำให้หญิงตั้งครรภ์ตรวจหาเชื้อหนองในก่อนคลอด^{[ 7 ]}การอาบน้ำร่วมกัน ผ้าเช็ดตัวหรือผ้าอื่นๆ ที่ใช้ร่วมกัน เทอร์โมมิเตอร์ทางทวารหนัก และสุขอนามัยมือที่ไม่เหมาะสมของผู้ดูแล ได้รับการระบุว่าเป็นวิธีการแพร่เชื้อที่เป็นไปได้ในสถานพยาบาลเด็ก^{[ 71 ]}

ตามธรรมเนียมแล้ว เชื่อกันว่าแบคทีเรียจะเคลื่อนที่โดยเกาะติดกับอสุจิ แต่สมมติฐานนี้ไม่สามารถอธิบายการแพร่เชื้อจากหญิงสู่ชายได้ การศึกษาล่าสุดชี้ให้เห็นว่าแทนที่จะ "ลอย" อยู่บนอสุจิที่ดิ้นไปมาแบคทีเรียN. gonorrhoeaeจะใช้พิลิเพื่อยึดเกาะกับโปรตีนในอสุจิและเคลื่อนที่ผ่านของเหลวระหว่างการมีเพศสัมพันธ์^{[ 72 ]}

การถ่ายทอดที่ประสบความสำเร็จจะตามมาด้วยการยึดเกาะกับเซลล์เยื่อบุผิวที่พบในบริเวณเยื่อเมือกที่ติดเชื้อโดยพิไลชนิด IV ของแบคทีเรีย ความสามารถของพิไลในการยึดเกาะและหดตัวในภายหลังจะดึงN. gonorrhoeaeเข้าหาเยื่อบุผิวที่พื้นผิวของเซลล์เยื่อเมือก^{[ 15 ]}หลังจากการยึดเกาะN. gonorrhoeaeจะจำลองจีโนมและแบ่งตัวเพื่อสร้างไมโครโคโลนี^{[ 15 ]}การติดเชื้อโกโนค็อกบางครั้งได้รับความช่วยเหลือจากโปรตีนโคแฟคเตอร์ของเยื่อหุ้มเซลล์ CD46 เนื่องจากเป็นที่ทราบกันว่าทำหน้าที่เป็นตัวรับสำหรับพิไลของโกโนค็อก^{[ 41 ]} นอกจากนี้ ปฏิสัมพันธ์กับพิไลยังแสดงให้เห็นว่าทำให้เกิดการจัดเรียงโครงสร้างไซโตสเกเลตันใหม่ของเซลล์เจ้าบ้าน ซึ่งแสดงให้เห็นเพิ่มเติมว่าการมีส่วนร่วมของพิไลของโกโนค็อกขัดขวางการตอบสนองของเซลล์เจ้าบ้านและเพิ่มโอกาสในการติดเชื้อที่ประสบความสำเร็จ^{[ 41 ]}ในระหว่างการเจริญเติบโตและการตั้งรกรากN. gonorrhoeaeกระตุ้นการปล่อยไซโตไคน์และเคโมไคน์ที่ ก่อให้ เกิดการอักเสบ จากเซลล์ภูมิคุ้มกันของโฮสต์ ซึ่งส่งผลให้มีการดึงดูดนิวโทรฟิลไปยังบริเวณนั้น^{[ 9 ]}เซลล์ฟาโกไซต์เหล่านี้มักจะรับเอาเชื้อโรคแปลกปลอมเข้ามาและทำลายพวกมัน อย่างไรก็ตาม ความสามารถของ N. gonorrhoeaeในการควบคุมการตอบสนองของเซลล์โฮสต์ทำให้เชื้อโรคสามารถอยู่รอดภายในเซลล์ภูมิคุ้มกันเหล่านี้และหลีกเลี่ยงการกำจัดได้^{[ 9 ]}

วิธีการตรวจหาเชื้อNeisseria gonorrhoeae หลัก คือการทดสอบการขยายกรดนิวคลีอิกซึ่งเป็นเทคนิคที่มีความไวสูงสุด^{[ 73 ] [ 74 ]}วิธีการตรวจหาอื่นๆ ได้แก่ การใช้กล้องจุลทรรศน์และการเพาะเลี้ยง^{[ 73 ]}

การแพร่เชื้อจะลดลงได้โดยการใช้สิ่งกีดขวางที่ทำจากน้ำยาง (เช่นถุงยางอนามัยหรือแผ่นยางอนามัย ) ระหว่างการมีเพศสัมพันธ์ และการจำกัดจำนวนคู่รักทางเพศ^{[ 8 ]}ควรใช้ถุงยางอนามัยและแผ่นยางอนามัยระหว่างการมีเพศสัมพันธ์ทางปากและทางทวารหนักด้วยเช่นกัน สารฆ่าเชื้ออสุจิ โฟมช่องคลอด และการสวนล้างช่องคลอดไม่ใช่วิธีการป้องกันการแพร่เชื้อที่มีประสิทธิภาพ^{[ 6 ]}

วัคซีนป้องกันเชื้อN. gonorrhoeaeกำลังมีความจำเป็นมากขึ้นเนื่องจากอุบัติการณ์ของโรคที่เพิ่มขึ้นความต้านทานต่อยาต้านจุลชีพ ที่เพิ่มขึ้น และผลกระทบต่อสุขภาพอนามัยการเจริญพันธุ์^{[ 75 ]}มีปัญหาหลายประการที่ขัดขวางการพัฒนาวัคซีน ได้แก่ การไม่มีภูมิคุ้มกันหลังการติดเชื้อ โฮสต์ที่เป็นมนุษย์เท่านั้น และ ความแปรปรวน ของแอนติเจนและเฟสของเป้าหมายวัคซีนที่มีศักยภาพ^{[ 76 ]}ปัจจุบัน มี วัคซีนป้องกันเชื้อ N. gonorrhoeae หลายชนิด ที่อยู่ระหว่างการพัฒนา รวมถึงวัคซีนเวสิเคิลเยื่อหุ้มเซลล์ชั้นนอก^{[ 76 ]}ซึ่งรวมถึง NGoXIM, OMV ดั้งเดิม และวัคซีน Bexsero/4CMenB ซึ่งทั้งหมดอยู่ในขั้นตอนการพัฒนาทางคลินิกขั้นปลาย^{[ 77 ]}การสร้างวัคซีนสำหรับเชื้อN. gonorrhoeaeมีผลกระทบต่อสุขภาพของประชาชนหลายประการ จากการประมาณการหนึ่งพบว่า วัคซีนสำหรับประชากรที่มีเพศสัมพันธ์ต่างเพศที่ได้รับก่อนมีกิจกรรมทางเพศ สามารถลดการแพร่ระบาดของเชื้อN. gonorrhoeaeได้มากถึง 90% หลังจาก 20 ปี^{[ 76 ]}ในปี 2023 FDA ได้ให้สถานะเร่งด่วนแก่วัคซีนป้องกันโรคหนองในจากGSK ^{[ 78 ]} NHS England ยังได้ เปิด ตัวโครงการฉีดวัคซีนป้องกันโรคหนองใน ครั้งแรกของโลก โดยใช้วัคซีนต่อต้านNeisseria meningitidisซึ่งพบว่ามีประสิทธิภาพบางส่วนต่อN. gonorrhoeae ^{[ 79 ] [ 80 ]}

ปัจจุบันCDC แนะนำให้ใช้ยา เซฟไตรแอ็กโซน ซึ่งเป็นเซฟาโลสปอ ริน ชนิดฉีดเพียงครั้งเดียวเป็นแนวทางแรกในการป้องกันการติดเชื้อหนองใน^{[ 81 ]}โดยทั่วไปแล้ว ผู้ที่มีน้ำหนักน้อยกว่า 150 กิโลกรัม จะได้รับยาเซฟไตรแอ็กโซนในความเข้มข้น 500 มิลลิกรัม ในขณะที่ผู้ที่มีน้ำหนักมากกว่า 150 กิโลกรัม จะได้รับยาในขนาด 1 กรัม แม้ว่าเซฟไตรแอ็กโซนจะไม่ใช่เซฟาโลสปอรินเพียงชนิดเดียวที่มีประสิทธิภาพในการรักษาโรคหนองใน แต่ก็เป็นยาที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด^{[ 75 ]}ในกรณีที่แพ้เซฟาโลสปอริน CDC แนะนำให้ ใช้ยา เจนตาไมซินและอะซิโทรไมซินร่วมกัน โดยให้ยาแต่ละชนิดในขนาดเดียว โดยให้เจนตาไมซินฉีดเข้ากล้ามเนื้อในความเข้มข้น 240 มิลลิกรัม ร่วมกับอะซิโทรไมซิน 2 กรัม รับประทานทางปาก^{[ 75 ]}หากผู้ป่วยไม่แพ้เซฟาโลสปอริน แต่เซฟไตรแอ็กโซนไม่พร้อมใช้งาน การรักษาทางเลือกอื่นคือการรับประทานเซฟิกซิมขนาด 800 มก. เพียงครั้งเดียว^{[ 75 ]}ในทุกกรณีเหล่านี้ แนะนำให้ใช้การรักษาแบบผสมผสานและการรักษาร่วมกันสำหรับโรคหนองในเทียม เนื่องจากมักมีการติดเชื้อพร้อมกัน^{[ 82 ]}

การดื้อยาปฏิชีวนะในโรคหนองในถูกระบุครั้งแรกในช่วงทศวรรษ 1940 โรคหนองในได้รับการรักษาด้วยเพนิซิลลิน แต่ต้องเพิ่มขนาดยาขึ้นเรื่อยๆ เพื่อให้ได้ผล ในช่วงทศวรรษ 1970 โรคหนองในที่ดื้อต่อเพนิซิลลินและเตตราไซคลินได้ปรากฏขึ้นในแอ่งแปซิฟิก จากนั้นสายพันธุ์ที่ดื้อยาเหล่านี้ก็แพร่กระจายไปยังฮาวาย แคลิฟอร์เนีย ส่วนอื่นๆ ของสหรัฐอเมริกา ออสเตรเลีย และยุโรป ฟลูโอโรควินอลเป็นแนวทางการรักษาลำดับถัดไป แต่ในไม่ช้าก็เกิดการดื้อต่อยาปฏิชีวนะชนิดนี้เช่นกัน ตั้งแต่ปี 2007 การรักษามาตรฐานคือเซฟาโลสปอรินรุ่นที่สาม เช่น เซฟไตรแอ็กโซน ซึ่งถือเป็น "แนวทางการรักษาสุดท้าย" ของเรา^{[ 83 ] [ 84 ]}เมื่อเร็วๆ นี้ สายพันธุ์ของโรคหนองในที่ดื้อต่อเซฟไตรแอ็กโซนในระดับสูงที่เรียกว่าH041ถูกค้นพบในญี่ปุ่น การทดสอบในห้องปฏิบัติการพบว่ามันดื้อต่อเซฟไตรแอ็กโซนในความเข้มข้นสูง รวมถึงยาปฏิชีวนะอื่นๆ ส่วนใหญ่ที่ทดสอบ ภายใน N. gonorrhoeaeมียีนที่ให้ความต้านทานต่อยาปฏิชีวนะทุกชนิดที่ใช้รักษาโรคหนองใน แต่จนถึงขณะนี้ ยีนเหล่านี้ยังไม่พบร่วมกันในเชื้อหนองในตัวเดียวกัน อย่างไรก็ตาม เนื่องจาก N. gonorrhoeae มีความสามารถในการถ่ายทอดยีนในแนวนอนสูง โรคหนองในที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะจึงถือเป็นภัยคุกคามต่อสุขภาพของประชาชนที่กำลังเกิดขึ้น ^{[ 84 ]}

ก่อนปี 2007 ฟลูโอโรควินอลเป็นยาที่แนะนำสำหรับการรักษาโรคหนองในโดยทั่วไป ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรค (CDC) หยุดแนะนำยาปฏิชีวนะกลุ่มนี้เมื่อ พบเชื้อ N. gonorrhoeae สายพันธุ์ดื้อยา ในสหรัฐอเมริกา การที่ฟลูโอโรควินอลถูกถอดออกจากการรักษา ทำให้เซฟาโลสปอรินกลายเป็นยาปฏิชีวนะเพียงชนิดเดียวที่ใช้ได้ผลในการรักษาโรคหนองใน ด้วยความกังวลเกี่ยวกับเชื้อหนองในที่ดื้อยามากขึ้น คำแนะนำของ CDC จึงเปลี่ยนไปในปี 2010 เป็นกลยุทธ์การรักษาแบบใช้ยาคู่ คือ เซฟาโลสปอรินร่วมกับอะซิโทรไมซินหรือด็อกซีไซคลิน แม้จะมีความพยายามเหล่านี้ แต่ก็ยังมีรายงานการพบเชื้อ N. gonorrhoeaeที่ดื้อยาในห้าทวีปภายในปี 2011 ซึ่งยิ่งจำกัดทางเลือกและคำแนะนำในการรักษา การดื้อยาปฏิชีวนะไม่ได้เกิดขึ้นทั่วไป และ เชื้อ N. gonorrhoeaeในสหรัฐอเมริกายังคงตอบสนองต่อการรักษาด้วยยาผสมเซฟไตรแอ็กโซนและอะซิโทรไมซิน^{[ 85 ]}

N. gonorrhoeaeเป็นแบคทีเรียแกรมลบ จึงต้องการกลไกการป้องกันเพื่อปกป้องตัวเองจากระบบคอมพลีเมนต์ (หรือคอมพลีเมนต์แคสเคด) ซึ่งส่วนประกอบต่างๆ พบได้ในซีรั่มของ มนุษย์ ^{[ 41 ]}อย่างไรก็ตาม มีสามเส้นทางที่แตกต่างกันที่กระตุ้นระบบนี้ แต่ทั้งหมดส่งผลให้เกิดการกระตุ้นโปรตีนคอมพลีเมนต์ 3 (C3) ^{[ 86 ]}ส่วนที่ถูกตัดของโปรตีนนี้C3bจะถูกสะสมบนพื้นผิวของเชื้อโรคและส่งผลให้เกิดออปโซไนเซชันรวมถึงการกระตุ้นคอมเพล็กซ์โจมตีเยื่อหุ้มเซลล์ใน ขั้นตอนถัดไป ^{[ 86 ]} N. gonorrhoeaeมีกลไกหลายอย่างเพื่อหลีกเลี่ยงการกระทำนี้^{[ 15 ]}โดยรวมแล้ว กลไกเหล่านี้เรียกว่าความต้านทานต่อซีรั่ม^{[ 15 ]}

Neisseria gonorrhoeaeได้รับการตั้งชื่อตาม Albert Neisser ผู้ซึ่งแยกเชื้อนี้ออกมาเป็นตัวการก่อโรคหนองในในปี พ.ศ. 2421 ^{[ 15 ] [ 3 ]}กาเลน (ค.ศ. 130) ได้บัญญัติศัพท์คำว่า "หนองใน" จากภาษากรีกgonosซึ่งหมายถึง "เมล็ด" และrhoeซึ่งหมายถึง "การไหล" ^{[ 87 ] [ 9 ]}ดังนั้น หนองในจึงหมายถึง "การไหลของเมล็ด" ซึ่งเป็นคำอธิบายที่อ้างถึงของเหลวสีขาวที่ไหลออกมาจากอวัยวะเพศชาย ซึ่งสันนิษฐานว่าเป็นน้ำอสุจิ ที่พบในการติดเชื้อในเพศชาย^{[ 15 ]}

ในปี พ.ศ. 2421 อัลเบิร์ต ไนส์เซอร์ ได้แยกและมองเห็น แบคทีเรีย N. gonorrhoeae diplococci ในตัวอย่างหนองจากผู้ชายและผู้หญิง 35 คนที่มีอาการคลาสสิกของการติดเชื้อหนองในในระบบทางเดินปัสสาวะและอวัยวะสืบพันธุ์ โดยในจำนวนนี้มี 2 คนที่ติดเชื้อที่ตาด้วย^{[ 9 ]}ในปี พ.ศ. 2425 ไลสติโกว์และโลฟเฟลอร์สามารถเพาะเลี้ยงจุลินทรีย์ดัง กล่าวได้ ^{[ 15 ]}จากนั้นในปี พ.ศ. 2426 แม็กซ์ บ็อคฮาร์ต ได้พิสูจน์อย่างแน่ชัดว่าแบคทีเรียที่อัลเบิร์ต ไนส์เซอร์แยกได้นั้นเป็นสาเหตุของโรคที่รู้จักกันในชื่อหนองใน โดยการฉีดแบคทีเรียเข้าไปในอวัยวะเพศของชายที่มีสุขภาพดี^{[ 9 ]}ชายคนนั้นมีอาการคลาสสิกของหนองในในอีกไม่กี่วันต่อมา ซึ่งสอดคล้องกับสมมติฐานข้อสุดท้ายของโคชจนถึงจุดนี้ นักวิจัยยังคงถกเถียงกันว่าโรคซิฟิลิสและหนองในเป็นอาการของโรคเดียวกันหรือเป็นสองโรคที่แตกต่างกัน^{[ 88 ] [ 9 ]}นักวิจัยในศตวรรษที่ 18 คนหนึ่งชื่อ จอห์น ฮันเตอร์ พยายามยุติข้อถกเถียงในปี 1767 ^{[ 9 ]}โดยการฉีดหนองจากผู้ป่วยโรคหนองในให้กับชายคนหนึ่ง เขาได้ข้อสรุปที่ผิดพลาดว่าโรคซิฟิลิสและโรคหนองในเป็นโรคเดียวกัน เมื่อชายคนนั้นมีผื่นสีทองแดงซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของโรคซิฟิลิส^{[ 86 ] [ 88 ]}แม้ว่าหลายแหล่งข้อมูลจะกล่าวซ้ำว่าฮันเตอร์ฉีดหนองให้กับตัวเอง^{[ 86 ] [ 15 ]} แต่แหล่งข้อมูล อื่นๆ ก็โต้แย้งว่าเป็นชายคนอื่น^{[ 89 ]}หลังจากการทดลองของฮันเตอร์ นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ พยายามที่จะหักล้างข้อสรุปของเขาโดยการฉีดหนองจากโรคหนองในให้กับแพทย์ชาย นักศึกษาแพทย์^{[ 15 ]}และนักโทษชาย ซึ่งทุกคนมีอาการแสบร้อนและมีหนองไหลจากโรคหนองใน นักวิจัยคนหนึ่งชื่อ Ricord ได้ริเริ่มทำการฉีดหนองหนองจากโรคหนองในให้กับผู้ป่วยในโรงพยาบาลจิตเวชจำนวน 667 ราย โดยไม่พบผู้ป่วยโรคซิฟิลิสเลยแม้แต่รายเดียว^{[ 9 ] [ 15 ]}ที่น่าสังเกตคือ การเกิดขึ้นของเพนิซิลลินในช่วงทศวรรษ 1940 ทำให้การรักษาโรคหนองในมีประสิทธิภาพมากขึ้น^{[ 90 ]}

• นีสเซเรีย เมนิงจิติส

Scholiaมี ข้อมูล เฉพาะเรื่องสำหรับเชื้อNeisseria gonorrhoeae

• สายพันธุ์ต้นแบบของNeisseria gonorrhoeaeที่ Bac Dive – ฐานข้อมูลเมตาของความหลากหลายทางแบคทีเรีย