Возбудитель коклюша — Bordetella pertussis был выделен из мокроты ребенка, больного коклюшем в 1906 г. Борде и Жангу. В 1937 г. был описан микроб от больного коклюшем, сходный, но не идентичный с бактерии пертуссис (коклюша), названный бактерией парапертуссис (паракоклюша).
Морфология: короткая грамотрицательная овоидной формы палочка размером 0,2 на 0,4-1,2 мкм. При окраске толуидиновым синим обнаруживаются биполярно расположенные метахроматические гранулы. У палочки коклюша можно обнаружить также капсулу.
Биология палочки, культуральные свойства: свежевыделенные культуры коклюшных микробов, S-форма, или 1 фаза по Лесли и Гарднеру, растут только на питательной среде, состоящей из картофельно-глицеринового агара с добавлением крови (среда Барде-Жангу).
Колонии палочки коклюша гладкие, блестящие, прозрачные, куполообразные с жемчужным или ртутным оттенком, размером около 1 мм в диаметре. Колонии бактерии паракоклюша по внешнему виду очень похожи на бактерии коклюша, но они более крупные по размерам и появляются раньше, чем коклюшные колонии.
Бактерии коклюша, также как атипичные и паракоклюшные, растут на обычных питательных средах. На полусинтетической среде — казеиново-угольном агаре (КУА) — колонии коклюшных микробов мелкие (0,5-1 мм), выпуклые, четко контурированные, блестящие, гладкие, серовато-кремового цвета и вязкой консистенции.
Колонии коклюшных и паракоклюшных микробов на среде Борде-Жангу окружены характерной зоной гемолиза. (зона не резко отграничена и распространяется диффузно в окружающую среду). Коклюшные микробы не редуцируют сахара, не образуют индола, не редуцируют нитратов и не используют цитратов. Коклюшный микроб факультативный аэроб. Оптимальные условия культивирования 35-36 °С.
Дифференциальными признаками бактерии пертуссис и бактерии парапертуссис служат данные серологических исследований (реакция агглютинации и биохимическая характеристика). Основные отличительные признаки, позволяющие дифференцировать коклюшные и паракоклюшные культуры — паракоклюшные растут при первых пересевах на простом агаре (без крови), на казенново-угольном агаре и мясо-пептонном агаре (особенно с добавлением тирозина), а также на кусочке картофеля, образуя коричневый пигмент, расщепляет мочевину, утилизирует цитраты.
Коклюшный микроб на простом агаре не растет, пигмента не образует и мочевину не расщепляет. Кроме того, антительной сывороткой коклюшные и паракоклюшные возбудители агглютинируются примерно до 1/10 титра. Также ставят пробу на уреазу — в пробирку с исследуемой культурой добавляют мочевину и фенолфталеин, пробирку встряхивают и ставят в термостат. Реакция (изменение цвета) может наступить через 15-20 мин. Окончательный результат учитывается через 2 ч. Положительная реакция — окрашивание жидкости в малиновый цвет — свойственна культурам паракоклюшных бактерий.