شناسایی باسیل‌های گرم منفی: مروری سریع بر یرسینیا

تهیه و تنظیم: دکتر محمد قهری

طائفه یرسینیائه (Yersinieae Tribe)

در این طایفه فقط جنس یرسینیا قرار دارد که دارای ۱۱ گونه‌ی شناخته‌شده است كه تنها ۳ گونه از آن در انسان بیماری‌زا هست. یكی از آن‌ها یرسینیا پستیس (Yersinia pestis) عامل طاعون است که از جمله بیماری‌های مشترک بین انسان و دام می‌باشد. ۲ گونه بیماری‌زای دیگر یرسینیا سودوتوبركلوزیس (Y.pseudotuberculosis) و یرسینیا انترکولیتیكا (Y.enterocolitica) هستند.

خصوصیات یرسینیاها

یرسینیاها كوكوباسیل‌هایی گرم منفی هستند كه  بر روی محیط مكانكی آگار یا سالمونلا شیگلا آگار بعد از ۴۸ ساعت در حرارت اتاق به‌صورت كلنی‌های لاكتوز منفی رشد می‌کنند. دمای رشد مطلوب برای یرسینیاها برخلاف سایر باکتری‌های روده‌ای ۲۵ تا ۳۵ درجه سانتیگراد است. یرسینیا سودوتوبركلوزیس و یرسینیا انتروکولیتیكا به‌ واسطه متحرک بودنشان و داشتن فلاژل قطبی یا پری‌تریش، با یرسینیا پستیس متفاوت هستند. یرسینیا سودوتوبركلوزیس، رامنوز و ملوبیوز را تخمیر می‌کند، ولی یرسینیا انتروکولیتیكا اورنیتین را دكربوكسیله كرده و سوكرز، سلوبیوز و سوربیتول را تخمیر می‌نماید. سابق بر این، این دسته از باکتری‌ها را به دلیل واکنش روی ءTSI, KIA جزء پاستورلاها  طبقه‌بندی می‌کردند ولی چون اکسیداز و بتاگالاكتوزیداز منفی هستند به خانواده انتروباکتریاسه منتقل شدند.

یرسینیاها را با توجه به اختصاصیت آنتی‌ژن‌های H و O تیپ‌بندی سرولوژیک می‌کنند. یرسینیا سودوتوبركلوزیس ۶ سروتیپ (O₁ بیشتر ایزوله می‌گردد) و یرسینیا انتروکولیتیكا ۷۰ سروتیپ دارد. سروتیپ‌های O₃، O₈ و O₉ یرسینیا انتروکولیتیکا به ترتیب بیشتر از عفونت‌های انسانی ایزوله می‌گردند. یرسینیا انتروکولیتیكای O₉ با آنتی‌بادی مستقیم ضد آنتی‌ژن‌های بروسلا واكنش متقاطع می‌دهد، بنابراین بیمارانی كه تیتر بالایی از آنتی‌بادی ضد بروسلا را در تست رایت نشان می‌دهند، ممكن است در واقع از عفونت‌های یرسینیایی رنج ببرند. این باکتری‌ها پاتوژن‌های داخل سلولی اختیاری هستند و به ماكروفاژهای اپی‌تلیال حمله می‌کنند. بیشترین عوامل بیماری‌زایی یرسینیا كه مطالعه شده چند پروتئین هستند كه در اتصال و ورود به سلول‌ها نقش دارند. بیان بسیاری از این پروتئین‌های مؤثر در بیماری‌زایی توسط غلظت ⁺Ca² و حرارت كنترل می‌شود و چند پروتئین نیز توسط پلاسمید بیماری‌زایی ۷۰ تا ۷۵ کیلودالتونی كد می‌گردند.

عفونت ناشی از یرسینیا انتروكلیتیكا شامل طیـف وسیعی از علائم است و از گاستروانتریت خــود محـدود شـونده، تـا گرفتاری‌های جدی‌تر از قبیل آرتریت راكتیو را شامل می‌شود.

ابتلای انسان به یرسینیای گوارشی با مصرف آب و غذای آلوده به مدفوع حیوانات و بیماران آلوده صورت می‌گیرد. منشأ بیماری حاصل از یرسینیا سودوتوبركلوزیس عمدتاً جانوران وحشی هستند، درحالی‌كه بیماری یرسینیا انتروکولیتیکا بیشتر از طریق خوک‌ها یا سگ‌ها منتقل می‌شود.

عفونت‌های یرسینیایی معمولاً به‌صورت دسته‌جمعی بروز می‌کنند. بعد از آلوده شدن یک نفر، ‌احتمال مبتلا كردن دیگران با تماس مستقیم بعید نیست، خصوصاً كه آن شخص، تهیه‌کننده غذا باشد. برای مثال در ژاپن، ابتلای یک نفر زمینه‌ساز آلودگی ۲۰ درصد از بچه‌های یک مدرسه گردید. در نیویورک ۲۱۸ كودک با نوشیدن شیر آلوده بیمار شدند. اپیدمی اسهال حاصل از یرسینیا عمدتاً از آب آلوده است. بیشتر اسهال‌های ناشی از آب آلوده، به سایر باکتری‌های روده‌ای، ویروس‌ها و ژیاردیا که در فصل تابستان رایج هستند مربوط می شوند. چون این باکتری‌ها در آب گرم فعال هستند؛ اما الگوی اسهال یرسینیایی در اثر آب برعکس است، زیرا یرسینیا در آب سرد بهتر باقی می‌ماند و بیشتر این گونه اسهال‌ها در زمستان یا ابتدای بهار رخ می‌دهد.

این باکتری‌ها ابتدا به سلول‌های اپی‍تلیال روده و پلاک‌های پیر حمله می‌کنند و سپس به بافت لنفوئیدی تهاجم كرده و درون واكوئل‌های فاگوسیتیک ماكروفاژ تكثیر می‌یابند. تهاجم به دیواره روده سبب ایجاد زخم در مخاط شده و تهاجم لنفوئیدی سبب می‌گردد كه ندول‌ها بزرگ و سفت شوند.

در بسیاری از موارد، تهاجم باكتری به مخاط و غدد مزانتر محدود می‌شود. در موارد نادری باكتریمی، سپسیس و بیماری منتشر ایجاد می‌گردد؛ خصوصاً در بیماری‌های زمینه‌ای كبدی، اطفال زیر یک سال، مبتلایان به هموگلوبینوپاتی و دیابت و یا كسانی كه كورتیكواستروئید زیاد مصرف می‌کنند، امكان دارد باكتری به كبد برود و سبب آبسه كبدی شود.

یرسینیا انترکولیتیکا در افرادی که نقص ایمنی یا دارای HLA-B27 هستند بعد از ۲ هفته از ورود به بدن این افراد سبب آرتریت، اریتم ندوزوم و آرترالژی می‌شود که ناشی از واکنش ایمنی نسبت به عفونت است. این باکتری سبب عفونت‌های وابسته به انتقال خون بدنبال انتقال گلبول‌های قرمز آلوده می‌گردد. این انتقال به این دلیل صورت می‌گیرد که این باکتری در زمان فریز کردن خون تکثیر می‌یابد. حدود ۲۴ ساعت بعد از مواجهه با یرسینیا علائم شروع به بروز می‌نمایند. عفونت به ۴ گونه دیده می‌شود:

۱) در كودكان زیر ۵ سال معمولاً به‌صورت انتریت حاد و اسهال طولانی است.

۲) در بچه‌های بزرگتر و بالغین بیشتر به‌صورت گاستروانتریت، التهاب انتهای ایلئوم، لنفادنیت مزانتریك و یا تركیبی از این حالات است. بیماران مبتلا به اسهال، دچار بزرگ شدن غدد لنفاوی مزانتر، سردرد، بی‌حالی، تب و درد شدید شكمی می‌شوند. تركیب بزرگ شدن غدد مزانتر و درد شدید شكم با آپاندیسیت قابل اشتباه است.

۳) در زنان بین ۱۵ تا ۴۵ سال، اسهال همراه با آرتریت و اریتما نودوزوم^[۱] دیده می‌شود.

۴) در بیمارانی كه سابقه بیماری كبدی و یا هموگلوبینوپاتی یا دیابت داشته‌اند و در نوزادان و در افرادی كه با دوزهای بالای كورتیكواستروئید درمان می‌شوند، بیماری به‌صورت آبسه كبدی همراه با سپسیس دیده می‌شود.

یرسینیوزیس را باید از آپاندیسیت، بیماری پنجه گربه^[۲]، سالمونلوزیس و تولارمی افتراق داد.

تشخیص آزمایشگاهی

تشخیص یرسینیوزیس با كشت نمونه مدفوع، سواب رکتال، خون (در صورت سپسیس)،‌ بیوپسی غدد لنفاوی مزانتر یا نمونه سایر محل‌ها تأیید می‌شود. اسمیرهای رنگ‌آمیزی‌شده چندان کمک‌کننده نیستند. محیط كشت را می‌توان با نمک ایزوتونیک با pHء ۶/۷ و دمای ۴ درجه سانتیگراد و قرار دادن ۲ تا ۴ هفته در یخچال غنی كرد (Cold Enrichment). به‌طور متوالی می‌توان روی آگار مکانگی آن‌ها را کشت داد. محیط انتخابی یرسینیاها CIN agar (سفسولودین-ایرگازین-نووبیوسین) است. نمونه‌ها روی این محیط کشت داده می‌شوند و در درجه حرارت اتاق چند روز نگهداری می‌شوند. یرسینیا انترکولیتیکا روی این محیط کشت کلنی‌های با ظاهری bull’s eye و مرکزی قرمز رنگ ایجاد می‌کند. روی TSI، یرسینیا سودوتوبرکلوزیس AIK/A (به علت عدم تخمیر سوکروز) و یرسینیا انتروکولیتیکا A/A (به علت توانایی تخمیر سوکروز) است. هر ۲ در ۲۵ درجه سانتیگراد متحرک هستند و در ۳۷ درجه سانتیگراد تحرک ندارند. یرسینیا انتروکولیتیکا و یرسینیا سودوتوبرکلوزیس برخلاف یرسینیا پستیس اوره‌آز مثبت هستند. یرسینیا انتروکولیتیکا و یرسینیا سودوتوبرکلوزیس روی SS رشد می‌کنند (جدول ۱). از محیط EMB نباید برای تشخیص این باکتری‌ها استفاده کرد. تست آگلوتیناسیون برای یافتن آنتی‌بادی ضد یرسینیا در دسترس است ولی در استفاده از این تست‌ها باید مواظب واکنش‌های متقاطع این باکتری‌ها با ویبریوها، سالمونلاها و بروسلاها بود. امروزه از تست‌های مولکـولی مانند PCR و تست‌های تشخیص سریع API 20E می‌توان برای تشخیص یرسینیا به‌خصوص یرسینیا انتروکولیتیکا استفاده کرد.

باكتری یرسینیا انتروكلـیتیكـا یكـی از عوامـل مهـم بیماریزای دستگاه گـوارش اسـت و عفونـت بـا ایـن باكتری اغلب باعث انتروكولیت می‌شود. هر چنـد در اغلب مواقع علائم می‌تواند به صورت یک شكم درد خود محدود شونده باشد ولی اشكال خـارج روده‌ای شامل آبسه‌های طحال، كوله سیستیت و سـپتی سـمی با ۵۰ درصد مرگ و میر در افراد دارای نقـص ایمنـی گزارش شده است. این باكتری امروزه بـه عنـوان یـک پـاتوژن منتقلـه از طریق مواد غذایی برای انسان حائز اهمیـت اسـت. از طرف دیگر از میـان ۷۰-۶۰ سـروتایپ شـناخته شـده تنها سروتایپ‌های اندکی در ایجاد بیماری در انـسان دخیل هستند. لذا تفكیک انواع بیماری‌زا از غیر بیماری‌زا جهت كنتـرل ایـن پـاتوژن در موادغـذایی از اهمیـت بالایی برخوردار است. جهت تفكیـک انـواع بیمـاری‌زا از غیربیمـاری‌زا تـاكنون روش‌هایی پیشنهاد شده است، در این راستا صرف نظر از روش‌های in vitro (مانند كریـستال ویولـه، كنگـو رد، وابستگی به كلـسیم) و روش‌های (in vivo) نظیر بررسـی ویرولانس با ایجاد كونژوكتیویت در خوكچـه هنـدی، و تزریق آنتروتوكسین باكتری به موش بالغ و موش شیر خوار و بررسی تغیرات ایجاد شـده، جهـت بررسی بیماریزایی یرسینیا انتروكلیتیكا پیشنهاد شـده است. بـدیهی اسـت كـه ایـن تـست‌ها براسـاس فاكتورهـای بیماری‌زای یرسینیا انتروكلـیتیكـا طرح‌ریزی شده اسـت. فاكتورهای بیماری‌زای ایــن بــاكتری بــه دو دســته پلاسمیدی و كروموزومی تقسیم می‌شوند. تست‌هایی از قبیل جـذب كریستال ویوله و كنگـو رد و وابـستگی بـه كلـسیم از جمله تست‌هایی هستند كـه براسـاس وجـود پلاسـمید ۴۵-۴۰ مگا دالتونی عامل بیماریزای یرسینیا كلیتیكـا استوار است. در بررسی كه Bhaduir در سـال ۱۹۸۶ انجام داد، كلیـه نمونـه‌هـای دارای پلاسـمید مـذكور جذب كریستال ویوله مثبت داشتند و جذب كریـستال ویولـه بـرای سـویه‌هـای فاقـد ایـن پلاسـمید منفـی بود. در بررسی دیگـری كـه در سـال ۱۹۹۱ توسـط Bhaduri انجام شد، جـذب كنگـو رد مـورد بررسـی قرار گرفت. در این بررسی نیـز نـشان نهـایی حـاوی پلاسمید در محیط حاوی كنگو رد با جذب كنگـو رد كلنی‌های قرمز ایجاد نمودند و سویه‌هـایی كـه فاقـد پلاسمید مذكور بودند، كلنی‌هـای روشـن (سـفید یـا نارنجی) در سایز بزرگتر ایجاد نمودند. همچنین در این بررسی نشان داده شد بـر روی محـیط BHI بـا غلظت پایین كلسیم، سویه‌های حاوی پلاسمید، كلنی‌هـای سـفید یـا نـارنجی روشـن در سـایز كوچـک و استرین‌های فاقد پلاسمید، همچنین كلنی‌ها را در سایز بزرگ ایجاد می كنند. اشكال اینگونه تست‌ها چه بررسـی مـستقیم پلاسـمید و چه بررسی آن از طریق جذب كریستال ویوله و كنگـو رد و یـا تـست وابـستگی بـه كلـسیم، آن اسـت كـه پلاسمید در كشت‌های مكـرر از بـین مـی‌رود و پاسـخ شبیه سویه‌های غیربیماری‌زا می‌شود. در برسی‌هـای انجـام یافتـه نـشان داده شـده كـه ژن پلاسمید در كشت‌های مكرر از بین رفته و خـصوصیات بیماری‌زایی باكتری پس از مدتی قابل شناسایی نیستند، در حالی‌كه خصوصیاتی كه مرتبط بـا ژن كرومـوزومی هستند حتی پس از گذشت زمان و كـشت‌های مكـرر از بین نرفته و پایدار باقی می‌مانند.

واژه‌نامه: