یرسینیا پستیس ، عامل بیماری طاعون

تهیه و تنظیم: دکتر محمد قهری

تیره یا طایفه یرسینیائه (Yersinieae Tribe)

یرسینیا قبلاً جزء پاستورلاها طبقه‌بندی شده بود و ظاهر کلنی آن بر روی محیط TSI همانند گونه‌های پاستورلاست، اما برخلاف پاستورلاها، طایفه یرسینیائه اکسیداز منفی هستند. این تیره در خانواده انتروباکتریاسه طبقه‌بندی می‌شود. در طایفه یرسینیائه فقط جنس یرسینیا قرار دارد که دارای 11 گونه یرسینیای شناخته‌شده است که فقط 3 گونه آن در انسان بیماریزاست. یکی از آن‌ها یرسینیا پستیس (Yersinia pestis) عامل طاعون است و از نظر اپیدمیولوژیک بیماری مشترک بین دام و انسان می‌باشد. دو گونه بیماری‌زای دیگر یرسینیا سودوتوبرکلوزیس (Y.pseudotuberculosis) و یرسینیا انترکولیتیکا (Y.enterocolitica) هستند.

یرسینیا پستیس

یرسینیا پستیس عامل بیماری وحشتناک و مهلک طاعون است که همیشه نامش با ترس همراه بوده و در تاریخ پزشکی از آن به بدی یاد شده است. اولین پاندمی طاعون در سال 547 قبل از میلاد در دوران سلطنت جاستینیان اول امپراطور روم، از آفریقای جنوبی آغاز و سریعاً در سرتاسر اروپا منتشر گردید. این اپیدمی 60 سال طول کشید و بالغ بر 100 میلیون نفر را کشت و بسیاری از مناطق را خالی از سکنه کرد. پاندمی دوم از آسیا آغاز شد و مرگ و میر ناشی از آن سرتاسر آسیا و اروپا را در طی قرن 14 درنوردید و فقط در اروپا 25 میلیون نفر را که معادل یک چهارم جمعیت بودند، کشت. سومین پاندمی از برمه آغاز شد و به چین و هنگ‌کنگ کشیده شد و سپس توسط موش های کشتی به بنادر سراسر دنیا منتشر شد. این اولین پاندمی بود که به سواحل آمریکای شمالی رسید و در شهرهای ساحلی نظیر سانفرانسیسکو تلفات بسیاری گرفت. هند بیشترین صدمه را با حدود 10 میلیون نفر کشته متحمل شد.

به طاعون در شعر کودکانه “حلقه‌ی اطراف یک قرمزی^[1]” و کتاب داستان ادگار آلن‌پو بنام “بالماسکه‌ی مرگ سرخ^[2]” اشاره شده است. این بیماری به‌همراه تیفوس عامل ایجاد نظریه مالتوسیان [توماس مالتوس] گردید که در آن بیان می‌شد هرگاه جمعیت جهان به‌اندازه‌ی غیرقابل کنترلی برسد، توسط این بیماری‌ها یا جنگ کاهش می‌یابد.

امروزه موارد تک‌گیر طاعون از طریق گزش کک جوندگان آلوده به انسان منتقل می‌شود. سالانه در سراسر جهان هزاران مورد ابتلا گزارش می‌شود که 90 درصدشان در آسیای جنوب شرقی به‌خصوص هند و ویتنام واقع می‌شود. در ایالات متحده آمریکا سالانه ده‌ها مورد روی می‌دهد که بیشتر آن‌ها در ایالت‌های جنوب غربی که جوندگانی نظیر موش صحرایی و سگ‌های چمن‌زار زندگی می‌کنند و گاهی حامل باسیل هستند، گزارش می‌شود. اغلب سگ‌ها و گربه‌ها از طریق آوردن جوندگان آلوده به نزد انسان، به انتشار بیماری کمک می‌کنند. جمعیت بومیان این مناطق بدلیل تماس با جوندگان، بیشتر در معرض خطر هستند.

حدود 200 گونه حیوان کوچک یافت شده است که حامل طاعون هستند. بعضی از گونه‌ها در اثر آلودگی سریعاً می‌میرند، اما بقیه کمی بیمار می‌شوند و یا اصلاً بیمار نمی‌شوند. انتقال حیوان به حیوان یرسینیا از طریق تماس مستقیم یا گزش کک است. این چرخه کاملاً زئونوتیک، انتشار طاعون روستایی^[3] (یا طاعون جنگلی) نامیده می‌شود. گاهی اولین علامت طاعون، مرگ دسته‌جمعی موش‌هاست. اگر موش‌ها بیماری را از جوندگان وحشی گرفته و از طریق کک‌ها به انسان منتقل کنند، چرخة انتشار طاعون شهری^[4] نامیده می‌شود.

همانطورکه در شکل 1 نشان داده شده است، انسان وقتی وارد چرخه طاعون می‌شود که با حیوانات آلوده یا کک‌هایشان تماس پیدا کند. در ایالات متحده آمریکا معمولاً بیماری از طریق سنجاب‌های کوچک تا انواع موش‌ها و خرگوش‌ها می‌تواند به انسان منتقل شود. از آنجایی که مردان و بچه‌ها بیشتر در تماس با این حیوانات هستند، حدود دو سوم بیماران آلوده مرد هستند و سه چهارم آن‌ها زیر 25 سال سن دارند.

انتشار انسان به انسان طاعون از طریق کک انسان یا قطرات تنفسی آلوده را طاعون اپیدمیک می‌گویند.

خصوصیات یرسینیا پستیس

یرسینیا پستیس باسیل پلی‌مورف گرم منفی است که در رنگ‌آمیزی وایسون (Wayson) یا گیمسا شبیه سنجاق‌قفلی است و به‌صورت دوقطبی رنگ می‌گیرد. یرسینیا پستیس بر روی محیط‌های کشت استاندارد انتخابی برای باسیل‌های روده‌ای، مثل مکانکی آگار و سالمونلا-شیگلا آگار قادر به رشد است و در حرارت اتاق، به‌صورت کلنی‌های لاکتوز منفی رشد می‌کند. دمای رشد مطلوب برای یرسینیاها برخلاف سایر باکتری‌های روده‌ای 25 تا 35 درجه سانتیگراد است. هنگام کشت، سویه‌های بیماری‌زای یرسینیا پستیس بر روی محیط‌های کشت حاوی همین (hemin) یا کنگو رد، کلنی‌های رنگی تولید می‌کنند.

یرسینیا سودوتوبرکلوزیس و یرسینیا انتروکولیتیکا به‌واسطه متحرک بودنشان و داشتن فلاژل قطبی یا پری‌تریش، با یرسینیا پستیس متفاوت هستند. برخلاف یرسینیا انتروکولیتیکا، یرسینیا پستیس همانند یرسینیا سودتوبرکلوزیس، اورنی‍تین دکربوکسیلاز منفی بوده و قندهای سوکروز، سلوبیوز یا سوربیتول را تخمیر نمی‌کند. یرسینیا پستیس برخلاف یرسینیا سودوتوبرکلوزیس، رامنوز را تخمیر نمی‌کند (جدول 1).

مکانیسم بیماری‌زایی

(1) آنتی‌ژن‌ها و شاخص‌های بیماری‌زایی یرسینیا:

همه یرسینیاها دارای LPS می‌باشند که همانند سایر انتروباکتریاسه ها دارای فعالیت اندوتوکسینی هستند. در یرسینیاها سیستم ترشحی تیپ 3 باعث می‌شود که پروتئین‌های ترشحی از باکتری مستقیماً وارد سیتوپلاسم سلول میزبان گردد. به‌طورکلی بیماری‌زایی یرسینیا پستیس فرآیند پیچیده‌ای است که عوامل بسیاری در آن دخالت دارند که توسط سه پلاسمید بیماری‌زا (Tox ،Lcr و Pst) و کروموزوم کد می‌شوند.

(2) چرخه عفونت یرسینیا:

یرسینیا پستیس پاتوژن داخل سلولی اختیاری است که درون ماکروفاژها و نوتروفیل‌ها زنده می‌ماند، اما در فضای خارج سلولی بهتر تکثیر می‌کند. در حقیقت، عده‌ای از محققین عقیده دارند که به یرسینیا باید به چشم یک باکتری‌ خارج سلولی نگاه کرد که توانایی تهاجم به سلول میزبان را دارد. باکتری یرسینیا با سه محیط متفاوت مواجه می‌شود: مجاری دستگاه گوارش کک، درون سلول میزبان پستاندار، بافت و خون میزبان پستاندار.

درون بدن کک بیشتر فاکتورهای بیماری‌زای یرسینیا بیان نمی‌شود، زیرا دما پایین است و +Ca² در این محیط وجود ندارد. فعالیت کوآگولازی یرسینیا خون را منعقد کرده و سبب انسداد معده کک می‌گردد. در نتیجه وقتی کک میزبان جدیدی را نیش می‌زند، یرسینیا را به محل گزش منتقل می‌کند. از آنجایی که یرسینیایی که وارد بدن میزبان شده فاقد Fx¹،ءV و W و سایر شاخص‌های کلیدی بیماری‌زایی است توسط ماکروفاژها فاگوسیته می‌گردد.

در دمای 37 درجه سانتیگراد و میزان کم کلسیم درون ماکروفاژها، یرسینیاها از تکثیر باز می‌ایستند، اما به سنتز محصولات پلاسمید Lcr ادامه می‌دهند. ماکروفاژها کشته می‌شوند و یرسینیای کاملاً بیماری‌زا به جریان خون رها می‌شود. حال این یرسینیا نسبت به فاگوسیتوز مقاومت می‌کند، سریعاً در بافت‌ها و خون تکثیر می‌یابد، به فاگوسیت کننده‌های غیرتخصصی حمله می‌کند و توکسین‌هایی تولید کرده و بافت میزبان را تخریب می‌نماید.

فعال‌کننده‌های پلاسمینوژن سبب تقویت انتشار یرسینیا در سراسر بدن می‌شوند. سپسیس و انعقاد داخل عروقی منتشر (^[5]DIC) در انگشتان دست و پا و گوش‌ها سبب نکروز و سیاه ‌شدن–نشانه کلاسیک مرگ سیاه–می‌شود. انتشار ارگانیسم‌ها به ریه سبب پنومونی بدخیم می‌گردد. طاعون سپتی‌سمیک توسط کک انسانی پولکس ایریتانس^[6] از انسان به انسان قابل انتقال است. فرم پنومونی طاعون، از طریق ذرات آئروسل عفونی قابل انتقال است.

تظاهر بالینی

طاعون سه تظاهر بالینی عمده دارد که به‌صورت طاعون خیارکی^[7]، طاعون سپتی‌سمیک و طاعون ریوی شناخته می‌شوند.

(الف) طاعون خیارکی: با علائم سه‌گانه تب بالا، تورم خیارکی (لنفاوی) و کونژنکتیویت باید قویاً به طاعون خیارکی مشکوک شد. از 2 تا 6 روز بعد از گزش کک آلوده، در محل گزش یک زخم وزیکولی ایجاد می‌گردد. قبل از ظهور تورم غدد لنفاوی خیارکی، بیشتر بیماران علائم سیستمیک نظیر تب، لرز، گیجی، بی‌حالی، تهوع و درد در پشت و پاها را نشان می‌دهند. یرسینیا سریعاً به غدد لنفاوی انتشار یافته و سبب تورم و بزرگی آن‌ها (خیارک) می‌گردد. پرخون شدن عروق خونی در چشم سبب کونژنکتیویت می‌گردد. بیشتر خیارک‌ها در کشاله ران و بعضی در زیر بغل و گردن هستند. حضور بیش از یک خیارک غیرمعمول است. پوست اطراف خیارک قرمز شده و ممکن است زخم شود. در این هنگام، کشت خون حضور یرسینیا را نشان می‌دهد. اگر درمان شروع نشود، باکتریمی منجر به سپسیس سراسری، پنومونی هموراژیک یا مننژیت می‌گردد.

(ب) طاعون سپتی‌سمیک: اگرچه طاعون سپتی‌سمیک معمولاً در اثر انتشار طاعون خیارکی روی می‌دهد، اما حدود 20 درصد از موارد طاعون در ایالات متحده آمریکا بدون تظاهرات خیارکی و با سپتی‌سمی آغاز می‌گردد. این شکل از بیماری که به‌راحتی از طریق کک‌ها به سایرین قابل انتقال است، سبب بیماری بدخیم برق‌آسایی می‌شود که با DIC و کولاپس عروق همراه است.

(ج) طاعون ریوی: مبتلایان به طاعون ریوی دچار پنومونی تنفسی و اختلالات تنفسی‌اند. در بعضی بیماران، این شکل از طاعون متعاقب پیشرفت شکل سپتی‌سمیک طاعون حاصل می‌شود. در سایرین عفونت یرسینیا به‌صورت طاعون ریوی آغاز شده و در اثر تنفس آئروسل‌های آلوده به طاعون بیمار دیگری است. طاعونی که از طریق تنفسی حاصل شده است، 2 تا 3 روز قبل از ظهور علائم دوره کمون دارد. زمان متوسط بین بروز علائم و مرگ‌ومیر در این طاعون 2 روز است و حتی بسیاری 24 ساعت بعد از اولین علائم دچار مرگ می‌شوند.

تشخیص آزمایشگاهی

در بیماران تب‌دار در مناطق آندمیک که در تماس با جوندگان بوده‌اند، تشخیص سریع و تأیید آزمایشگاهی بیماری اهمیت زیادی در شروع درمان و حفظ جان بیمار دارد. باسیل یرسینیا پستیس در طاعون خیارکی از چرک غدد متورم لنفاوی، در طاعون ریوی از خلط و در طاعون سپتی‌سمیک از خون ایزوله می‌گردند. باید دقت شود که مواد حاوی این باکتری در هوا منتشر نشود زیرا به‌شدت آلوده‌کننده بوده و سبب عفونت ریوی می‌گردد. زمانی که مننژیت رخ می‌دهد، مایع مغزی و نخاعی و سرم، نمونه مناسب برای تشخیص است. سرم فاز حاد و مزمن برای ارزیابی سطح آنتی‌بادی می‌تواند استفاده گردد.

آزمایش مستقیم:

پس از تهیه گسترش از چرک خیارک، خلط، نمونه‌های مربوط به دستگاه گوارش و دیگر اندام‌های آلوده با رنگ‌آمیزی به روش گیمسا و یا به روش ایمونوفلوئورسانس اختصاصی (هدف آنتی‌ژن جز F1 است) بررسی می‌شود. در رنگ‌آمیزی رایت، گیمسا و وایسون باکتری به‌صورت دوقطبی (Bipolar appearance) یا به‌صورت سنجاق قفلی (Safety pin shape) مشاهده می‌گردد (شکل 2 و 3). در این رنگ‌آمیزی‌ها به‌آسانی می‌توان باکتری یرسینیا را از روی شکل (گرم منفی و کلفت بودن و بهتر رنگ گرفتن انتهای آن‌ها) تشخیص داد. لازم به ذکر است که بایستی برای جلوگیری از اشتباه با دیگر باکتری‌ها از کشت و تست‌های بیوشیمیایی برای تشخیص قطعی استفاده نمود (جدول 1). یرسینیا پستیس غیرمتحرک، کاتالاز مثبت، اکسیداز، اندول، لاکتوز و اوره‌آز منفی است.

کشت:

نمونه‌های برداشت‌شده را در محیط بلاد آگار، شکلات آگار، مک‌کانکی آگار، BHI براث کشت داده و پس از انکوباسیون 48 ساعته در حرارت 30-28 درجه سانتیگراد به بررسی مشخصات کلنی و خصوصیات بیوشیمیایی آن می‌پردازند. نتیجه کشت خون پس از 24 ساعت قابل بررسی است. با توجه به اینکه این باکتری لاکتوز منفی است روی محیط مک‌کانکی پس از انکوباسیون در 25 درجه کلنی‌های سفیدی ایجاد می‌کند. این باکتری در زیر میکروسکوپ دارای ظاهری شبیه مس چکش‌خورده است نتیجه کشت مثبت باید توسط روش ایمنوفلورسانس و لیز توسط فاژ که در آزمایشگاه‌های مرجع انجام می‌شود، تأیید گردد.

تلقیح به حیوان حساس:

باکتری تهیه شده از کشت خالص را به زیر پوست و داخل صفاق موش سفید آزمایشگاهی و یا خوکچه هندی تلقیح می‌کنند و سپس آسیب‌های ایجادشده مورد بررسی و مشاهده قرار می‌گیرند. چنانچه مقدار کمی از نمونه بر روی پوست مالش داده شود، فقط باسیل طاعون می‌تواند از پوست عبور نموده و حیوان را مبتلا نماید.

تست وارنر (test Warner):

برای تشخیص بیماری طاعون از لاشه حیوانات و حتی از مواد گندیده آن‌ها می‌توان استفاده نمود. قسمت کمی از اجزای لاشه حیوان را در سرم فیزیولوژی حل نموده و پس از جوشاندن، آن را صاف نموده و مقدار کمی از آن را در لوله باریکی ریخته و بر روی آن سرم ضد طاعون می‌ریزند. چنانچه لاشه حاوی باسیل طاعون باشد، در فصل برخورد آنتی‌ژن با آنتی‌بادی صفحه سفید رنگی حاصل می‌گردد که نشانه مثبت بودن تست وارنر است.

تست‌های سرولوژی:

در بیمارانی که سابقه واکسیناسیون قبلی نداشته‌اند، اندازه‌گیری تیتر آنتی‌بادی با میزان 1:16 و بالاتر دلیل احتمالی بر عفونت یرسینیا پستیس است. افزایش تیتر سرمی در دو نمونه مجزا با فاصله زمانی یک یا دو هفته ناشی از ابتلا است. در آزمایشگاه‌های رفرانس برای تشخیص اولیه یرسینیا پستیس از تست‌های آنتی‌بادی فلورسنت استفاده می‌گردد.

درمان و پیشگیری:

هرچه زودتر درمان آنتی‌بیوتیکی باید آغاز شود یعنی حداکثر 12 تا 15 ساعت بعد از آغاز علائم طاعون بهتر است درمان شروع شود. استرپتومایسین یا جنتامایسین داروی انتخابی است اما بیماران با کلرامفنیکل یا تتراسایکلین نیز درمان می‌شوند. داکسی‌سایکلین و سیپروفلوکسازین به عنوان داروهای جایگزین می‌توانند مدنظر باشند. آمپی‌سیلین توصیه نمی‌شود، زیرا این آنتی‌بیوتیک اثر یکنواختی ندارد. مقاومت دارویی بندرت در یرسینیا پستیس رخ می‌دهد. به دلیل همراهی طاعون با DIC، مراقبت‌های ویژه لازم است.

در بعضی بیماران در طی درمان آنتی‌بیوتیکی واکنش شدید و گذرایی به نام واکنش جاریس-هرگزهایمر^[8] رخ می‌دهد که به‌نظر می‌رسد به دلیل کشته شدن سریع تعداد زیادی از باکتری‌‌ها و رها شدن مواد توکسیک داخل سلولی در طی لیز باکتری باشد. بعضی پزشکان برای جلوگیری از این واکنش کورتیکواستروئید را همزمان تجویز می‌کنند.

طاعون خیارکی در صورت عدم درمان آنتی‌بیوتیکی 50 تا 80 درصد و در صورت درمان 18 تا 19 درصد منجر به مرگ می‌شود. تمام بیماران مبتلا به طاعون سپتی‌سمیک و ریوی در صورت عدم درمان به‌موقع و مراقبت ویژه فوت خواهند کرد.

بیماران مبتلا به طاعون در سراسر جهان باید به طور مطلق قرنطینه شوند. کسانی که با بیماران تماس دارند می‌توانند از تتراسایکلین جهت پیشگیری استفاده کنند. واکسن غیرفعالی که حاوی Fx¹ فرمالینه‌شده است به تمام سربازان آمریکایی تزریق می‌شود. اگرچه واکسن گاهی سبب تب موقت و تهوع می‌شود اما به مسافران حاضر در مناطق اندمیک طاعون نیز توصیه می‌گردد. واکسن برای حدود 90 درصد از موارد پیشگیری طاعون خیارکی مؤثر است، اما تأثیر آن در مورد طاعون ریوی مشخص نیست. بوستر واکسن^[9] طاعون بطورسالانه تجویز می‌شود.

واژه‌نامه: