باکتری‌شناسی بیماری‌زا

باکتری شناسی - باسیل ها و کلستردیوم ها

• باسیل های گرم مثبت اسپوردار دو دسته مهم باسیل های بیماریزا برای انسان هستند: باسیلوس و کلستریدیم.

باسیلوس ها

• باسیلوس ها جنسى از باکتری هستند و گونه های متفاوتی دارند. دو گونه بیماریزا و پاتوژن برای انسان عبارتند از: Bacillus anthracis و Bacillus cereus.

Bacillus anthracis

• بزرگترین باکتری بیماریزا از نظر اندازه برای انسان است.
• بیماری های ایجاد شده از نوع Zoonotic هستند، یعنی این پاتوژن بین حیوان و انسان مشترک است و می تواند به طور تصادفی از حیوان به انسان منتقل شود.
• باسیل های گرم مثبت، میله ای شکل، بسیار بزرگ و به فرم مستطیل با انتهای نوک تیز هستند و اسپور تولید می کنند که در مرکز باکتری قرار می گیرد.
• عامل بیماری سیاه زخم با سه فرم اصلی پوستی، گوارشی و تنفسی است.
• در محیط کشت مانند بلاد آگار، اطراف کلونی آن، به صورت سر مدوسا (Medusa's Head) یا حالت پیچ در پیچ و فاقد همولیز است.
• باسیلوس آنتراسیس ویلوران (بیماریزای) دو پلاسمید دارند که فاکتورهای ویلورانس را رمزگذاری می کنند:
  • Pxo 1: رمزگذار اگزوتوکسین
  • Pxo 2: رمزگذار کپسول (کپسول از پلی پپتید با زیر واحد اسید گلوتمیک D ساخته شده و مانع از فاگوسیتوز توسط فاگوسیت ها می شود) معمولاً در بافت ساخته می شود (in vivo) و در محیط کشت تولید نمی شود.
• سم آنتراکس شامل سه قسمت است:
  • PA (Protective Antigen): نقش حفاظتی دارد و ساختارى ایجاد می کند تا سم وارد سلول شده و تاثیر بگذارد (نقش اتصال و متصل به رسپتور سلولی). امونوژنیکترین قسمت سم و مورد استفاده در تولید واکسن است
  • EF (Edema Factor): باعث تولید cAMP می شود.
  • LF (Lethal Factor): روی فاکتورها تاثیر گذاشته و در نهایت باعث نکروز بافت می شود.
• تشخیص حضور و یا نبود فاکتورهای مختلف (PA, EF, LF) کمک به تعیین نوع و شدت سم می کند.
• فقط در گیاهخواران وجود دارد و می تواند انسان را درگیر کند. همچنین به عنوان سلاح بیولوژیکی در بیوتروریسم شناخته می شود.
• سه فرم سیاه زخم وجود دارد:
  • پوستی: شایع ترین نوع (حدود 95%)
  • گوارشی: بسیار نادر اما احتمال مرگ و میر آن 100% است
  • تنفسی: تا 70% مرگ و میر دارد و به طور سنتی به پشم ریسان گفته می شود.
• قابل انتقال از انسان به انسان نیست.
• درمان: پنی سیلین (با گزارش مقاومت)، آموکسی سیلین برای فرم جلدی، سایپروفلوکساسین و دوکسی سایکلین برای درمان مناسب تر است.

Bacillus cereus

• باکتری گرم مثبت که مرتبط با Gastroenteritis و بیماری های چشمی است که می تواند در موارد سپسیس و پنومونی ایجاد کند.
• روی بلاد آگار، همولیز دارد.
• دو نوع آنتروتوکسین تولید می کند:
  • مقاوم به حرارت: علائم استفراغی ایجاد می کند، بیشتر مرتبط با برنج آلوده (حرارت نمی تواند اسپور را از بین ببرد)
  • حساس به حرارت: علائم اسهال ایجاد می کند، بیشتر مرتبط با سبزیجات، گوشت و سس ها.
• دوره کمون کوتاه دارد. اگر 1 تا 6 ساعت بعد از مصرف برنج علائم استفراغ دیده شود، احتمالاً مربوط به Bacillus cereus است.
• بیماری خود به خود خوب می شود (self limiting).
• درمان: آنتی بیوتیک های طیف گسترده مانند وانکومایسین، جناتامیسین، سیپروفلوکساسین و کلیندامایسین.
• ذاتا در برابر پنی سیالین ها و سفالوسپورین ها مقاوم است.
• همچنین در تولید ترکیبات آنتی بیوتیک و آنتی میکروبیال توسط باسیل ها استفاده می شود.

کلستریدیوم ها

• باسیل های گرم مثبت و برخلاف باسیلوس انتراسیس، انتهای گرد دارند.
• جایگاه اسپور آنها متنوع است: مرکزی، انتهایی و ساب-انتهایی
• در باسیلوس ها، اسپورها مرکز باکتری را تشکیل می دهند. در کلستریدیوم ها، دیواره متورم می شود.
• باکتری های بی هوازی اجباری هستند و در شرایط هوازی نمی توانند رشد کنند.
• تعداد بسیار زیادی از آنها وجود دارد، اما معمولاً برای انسان بیماریزا نیستند؛ فقط چند مورد از آنها برای انسان بیماریزا هستند.
• چهار گونه شایع تر و بیماری های خطرناک در انسان ایجاد می کنند:
  • C. difficile: اسهال و کولیت ایجاد می کند.
  • C. perfringens: از مسمومیت غذایی تا بیماری نکروتیک
  • C. tetani: عامل تetanus
  • C. botulinum: عامل بوتولیسم (بوتولیسم نوزادی، زخمی، تنفسی)
• در روده انسان شرایط بی هوازی برای باسیل های گرم مثبت بی هوازی فراهم می کند.
• برای رشد این باکتری ها در آزمایشگاه، شرایط بی هوازی لازم است.
• برخی از آنها تحمل کننده اکسیژن هستند.
• کشت آنها از طریق محیط های خاص (مانند کواک میت، تیوگلیکولات) انجام می شود و برخی از آنها متحرک (مانند بوتولینوم و تتانی) هستند.

کلستریدیوم تتانی

• اسپور انتهایی دارند.
• در آب، خاک و مجاری گوارشی حیوانات هستند و دو سم تولید می کنند:
  • مهمترین سم، تetanospasmin است که دو زنجیره پپتیدی با یک پل دی سولفیدی به هم متصل هستند و جدا می شوند و اثرات خود را نشان می دهند. (زنجیر سبک A قسمت اصلی کار را انجام می دهد).
  • تetanolysin
• تetanospasmin: در سیناپس فاکتورهای تحریک را مهار می کند و در نتیجه تحریک دائم و اسپاسم ایجاد می شود (فلج اسپاسمیک).
• این مهارکننده ها ترکیباتی مانند گلیسین یا GABA هستند.
• چهار فرم از بیماری وجود دارد: عمومی، موضعی، سَفالی و نوزادی.
• درمان: مترونیدازول (بهترین پاسخ)، پنی سیلین (با احتیاط)، بستری، ایزوله، آرام بخش
• قابل انتقال از انسان به انسان نیست.
• اسپور در خاک به وفور وجود دارد.

کلستریدیوم بوتولینوم

• اسپور subterminal تولید می کند و هفت نوع سم دارد که نوع a, b, e, f با انسان مرتبط هستند و انواع مختلفی دارند.
• نوع C مرتبط با افتادگی گردن در پرندگان است
• نوع E مرتبط با غذاهای دریایی مانند ماهی است.
• سم آن برعکس تتانوسپاسمین است، سم در سیناپس آزاد شدن تحریک کننده (مانند استیل کولین) را مهار می کند و باعث فلج شل می شود.
• مواردی مانند موارد کلاسیک یا ناشی از مواد غذایی وجود دارد که بیشتر مرتبط با غذاهای کنسروی است.
• شرایط بی هوازی می تواند سم ایجاد کند که حساس به حرارت است (با جوشاندن غیرفعال می شود).
• بوتولیسم نوزادی، زخمی و تنفسی وجود دارد.
• درمان حمایتی (مانند ونتیلاتور) و استفاده از مترونیدازول و آنتی سم.
• عسل برای کودکان زیر دو سال ممنوع است به دلیل احتمال بوتولیسم نوزادی.

کلستریدیوم پرنفینژنس (C. perfringens)

• نادر است و به ندرت اسپور تولید می کند. رشد سریع و دارای سم های مختلف (آلفا، بتا، اپسیلون و یوتا) است که می توانند بیماری ایجاد کنند.
• آلفا توکسین (لستاتیناز): نقش مهمی در نکروز بافت دارد و آسیب هم به کبد و میوکارد می زند.
• بتا توکسین: در آنتریت نکروزان نقش دارد (التهاب روده و نکروز روده ها).
• اپسیلون توکسین: نفوذپذیری عروق را افزایش می دهد و یوتا اثر نکروتیک دارد.
• نام قدیمی آن باسیل ول شای است.
• طیف وسیعی از بیماری هایی از مسمومیت غذایی تا التهاب و نکروز روده ای و التهاب بافت نرم و جدیدترین بیماری آن قانقاریا گازی (به ویژه زمانی که آسیب عمیق بافت ایجاد شود) است که باکتری می تواند رشد کرده و سم بوجود آورد (تولید گاز در تورم و بسته شدن عروق).
• اکسیژن به بافت نمی رسد و باکتری تحریک به رشد می شود و باعث نکروز بافت و خونریزی می شود.
• نوع A شایع ترین نوع قانقاریا گازی است (بیشتر مسئول توکسین آلفا است).

کلستریدیوم دایفاییل یا کلستریودایئیدس (C. difficile)

• در سال 2018 به خانواده پتواستاپروتکوکوس اضافه شد.
• بیماری اصلی کولیت غشای کاذب است.
• در بیماران بستری در بیمارستان به دلیل عفونت طولانی مدت آنتی بیوتیک درمانی می شوند.
• آنتی بیوتیک ها فلور میکروبی روده را از بین می برند.
• اسپور در همه جا وجود دارد. وارد روده می شود، کلونیزه می شود، سم تولید می کند و سلول های بافت روده را از بین می برند.
• کولیت با غشای زرد رنگ روی سطح روده ایجاد می کند که می تواند باعث نکروز و پارگی روده شود و اسهال شدیدی ایجاد کند که می تواند منجر به مرگ بیمار شود.
• دارای سه توکسین (B, A و CDT) است که باعث از بین بردن سلول های بافت روده می شوند.
• درمان با آنتی بیوتیک های طیف وسیع (مانند آمپی سیلین و کلندامایسین) و قطع آنتی بیوتیک های مصرف شده.
• در شرایط شدیدتر، مترونیدازول و ونکومایسین استفاده می شود.