باکتری های داخل سلولی: فرانسیسلا و پاستورلا

تهیه و تنظیم: دکتر محمد قهری

فرانسیسلا

چون اولین موارد عفونت انسانی با این باكتری در محله تولار كالیفرنیا دیده شد، بیماری را تولارمی^[1] و باكتری مولد آن را فرانسیسلا تولارنسیس^[2] (ادوارد فرانسیس نام کاشف باکتری) نامیدند. این گونه، تنها گونه‌ی فرانسیسلا است كه برای انسان بیماری‌زا است.

فرانسیسلا تولارنسیس و تولارمی

فرانسیسلا تولارنسیس به‌طور گسترده‌ای در حیوانات وحشی و اهلی، پرندگان، بندپایان، آب، خاک و مدفوع حیوانات یافت می‌گردد. مخزن اولیه برای این ارگانیسم خرگوش دم‌پنبه‌ای^[3] است. از طریق گزش بندپایان مانند کنه یا مگس گوزن^[4]، تماس مستقیم با بافت‌های حیوانات آلوده، تلقیح چشمی، استنشاق آئروسل‌ها یا مصرف آب یا گوشت نیم‌پزِ حیوان آلوده قابل انتقال به انسان است. چون افراد معمولاً با پوست كندن خرگوش آلوده، مبتلا می‌شوند، تولارمی را تب خرگوشی نیز می‌نامند. از آنجایی كه فرانسیسلا تولارنسیس از صدها گونه حیوانی جدا شده، بنابراین، پوست كندن، حمل‌ونقل و خوردن هر حیوان كوچک وحشی خطرناک است و آلودگی حتی با تماس بسیار جزئی با كمی ماده آلوده نیز قابل انتقال است. حتی یک قطره خون حیوان آلوده در تماس با ملتحمه، مخاط دهان یا زخم و جراحت قادر به ایجاد بیماری است.

مورفولوژی و مشخصات

فرانسیسلا تولارنسیس، کوکوباسیل میله‌ای كوچک پلی‌مورف و گرم منفی است كه 0/2 میكرومتر عرض و 0/2 تا 0/7 میكرومتر طول دارد و به‌ندرت در گستره‌های بافتی دیده می‌شود. این باکتری برای رشد به سستین یا سستئین نیاز دارد. رنگ‌آمیزی دوقطبی با استفاده از رنگ‌های آنیلنی قابل انجام است. گونه‌های فرانسیسلا به 3 بیوگروه تقسیم شده‌اند: تولارنسیس، پالاركتیكا و نوویسیدا.

این ارگانیسم روی محیط‌های معمول باكتری‌شناسی رشد نمی‌كند، ولی در محیط بلاد آگارحاوی سیستئین (شکل 2) و گلوكز یا بلاد آگار حاوی گلوكز كه تحت شرایط هوازی به مدت 1 تا 3 روز در دمای 37 درجه سانتیگراد انکوبه شده رشد کرده و تشكیل كلنی می‌دهد.  همانند بروسلاها این باكتری بر روی سیستئین بلادآگار (با 5 درصد خون دفیبرینه خرگوش) یا عصاره مخمر-چارگول آگار {(Charcoal-yeast Extract (CYE}، كه برای لژیونلا نیز استفاده می‌شود، قابل‌کشت است. بعضی گونه‌های فرانسیسلا، گلیسرول و همة گونه‌ها گلوكز را تخمیر می‌كنند. این ارگانیسم بی‌حركت، کاتالاز مثبتِ ضعیف، اكسیداز منفی، اوره‌آز منفی، بر روی محیط TSI بدون H₂S و نیترات منفی است (جدول1).

مكانیسم بیماری‌زایی:

اطلاعات اندكی در مورد توانایی بیماری‌زایی در فرانسیسلا تولارنسیس وجود دارد. فرانسیسلا تولارنسیس دارای لیپو پلی‌ساكارید است، اما تست لیمولوس لیزات^[5] نشان می‌دهد كه فعالیت اندوتوكسیک كمی دارد. فرانسیسلا تولارنسیس دارای كپسول است، اما به‌نظر نمی‌رسد مقاومت در برابر فاگوسیتوز نقش مهمی در ایجاد تولارمی داشته باشد. البته بیشتر بیماری‌زایی فرانسیسلا به دلیل توانایی بقا در ماكروفاژهای فعال‌نشده است و ارگانیسم فاگوسیته‌شده توسط ماكروفاژ به كشته شدن توسط رادیكال‌های آزاد اكسیژن مقاوم است كه این مقاومت می‌تواند به‌علت فعال شدن یک سوپراكسید دیسموتاز خارجی باشد. با فعال شدن ماكروفاژ، ارگانیسم توسط نیتریک اكساید داخل لكوسیتی كشته می‌شود.

ابتدا علیه عفونت‌های فرانسیسلا تولارنسیس پاسخ موضعی نوتروفیلی ایجاد می‌شود، ولی نمی‌تواند با عفونت مقابله كند و سبب ایجاد ضایعه مخاطی می‌كند كه بعدها وقتی ماكروفاژها با نوتروفیل جایگزین شدند، ایجاد گرانولوما می‌كند. ارگانیسم تمایل دارد در بافت لنفاوی تجمع یابد و بیمار ممكن است دچار اسپلنومگالی و تورم غدد خیاركی^[6] شود كه در این حالت تولارمی با طاعون اشتباه می‌شود.

بیماری های حاصل از فرانسیسلا تولارنسیس

اپیدمیولوژی:

بیشترین عامل تولارمی در ایالات متحده آمریكا، فرانسیسلا تولارنسیس بیوگروپ تولارنسیس است. عفونت حاصل از این بیوگروپ از چهار طریق ایجاد می‌گردد:

پوست كندن حیوان آلوده؛ گزش پشه، مگس گوزن و كنه آلوده؛ خوردن گوشت نیم‌پز حیوان آلوده و تماس با ذرات آلوده.

فرانسیسلا تولارنسیس از طریق تخم از كنه مادر به نسل بعد منتقل می‌شود، اما انتقال در پشه و مگس گوزن مكانیكی است كه در اثر نیش زدن حیوان آلوده و بعد بلافاصله نیش زدن انسان منتقل می‌گردد. از كنه‌های متعددی منجمله Amblyomma ،Dermacentor و Ixodes، فرانسیسلا تولارنسیس را جدا كرده‌اند.

فرانسیسلا تولارنسیس بیوگروپ پالاراكتیكا اصلی‌ترین عامل تولارمی در اروپا و گاهی عامل تولارمی در ایالات متحده آمریكاست. این بیوگروپ كه عامل فرم خفیف تولارمی است توسط پستانداران دریایی مثل سمور و موش آبی به محیط منتقل می‌شود و انسان عموماً با خوردن آب آلوده به مدفوع حیوان آلوده مبتلا می‌گردد.

سالانه حدود 300 مورد ابتلا به تولارمی در ایالات متحده آمریكا مشاهده می‌شود و بیماری عمدتاً در آركانزاس، میسوری، مونتانا، اوكلاهما، تنسی، تگزاس، یوتا و وایومینگ دیده می‌شود. بیماری از همه ایالات به‌جز هاوایی گزارش گردیده است. مردان بیشتر از زنان مبتلا می‌شوند چون بیماری با حمل و خوردن حیوانات وحشی مرتبط است.

فرم‌های بالینی:

تولارمی به پنج صورت دیده می‌شود: اولسروگلاندولار، تیفوئیدی، اوكولوگلاندولار، اوروفارینژیال و تولارمی ریوی.

شكل بیماری به نحوه‌ی آلودگی بیمار بستگی دارد، البته تولارمی ریوی در اثر پیشرفت هر كدام از چهار فرم دیگر نیز امكان‌پذیر است. این فرم‌ها اغلب پس از یک دوره انکوباسیون طولانی 1 تا 10 روزه رخ می‌دهد. سردرد، تب، لرز، استفراغ و درد عضلانی از علائمی هستند که در ابتدای بیماری تظاهر می‌یابند.

الف) تولارمی اولسروگلاندولار:

شایع‌ترین فرم در آمریكا، شكل اولسروگلاندولار^[7] بیماری است، كه در 70 تا 80 درصد موارد ابتلا به تولارمی رخ می‌دهد. حدود 48 ساعت بعد از مواجهه، بیمار در ناحیه ورود باكتری به بدن (قبلاً ناحیه زخم، جراحت یا محل نیش حشره) دچار پاپول می‌شود كه كم‌كم خارش، تورم و ضایعی با محدوده نامشخص بعد از 2 روز حاصل می‌شود. در این هنگام بیماری علائمی نظیر تب، سردرد، درد عضلانی و اسپلنومگالی نشان می‌دهد. همچنین در فرد بیمار راش دیده شده و غدد لنفاوی ناحیه متورم و خیارک ایجاد می‌گردد. در صورت عدم درمان، موارد غیركشنده 3 تا 6 ماه طول كشیده و می‌تواند تا سال‌ها عود ‌كند.

ب) تولارمی تیفوئیدی:

فرم تیفوئیدی تولارمی^[8]؛ دومین فرم شایع‌ در ایالات متحده آمریكا در 7 تا 14 درصد موارد تولارمی دیده می‌شود. این بیماران بعد از خوردن گوشت نیم‌پز آلوده، علائمی شبیه تیفوئید نشان می‌دهند. بیماری با درد پشت، تب، بی‌اشتهایی و لرز آغاز می‌گردد. سرفه‌های خشک و راش ماكولاپاپولار، تهوع، استفراغ و شكم‌درد نیز حاصل می‌شود. گاهی بیمار دچار سپتی‌سمی می‌گردد كه سریعاً می‌تواند منجر به فرم كشنده پنومونی یا مننژیت شود.

ج) اوكولوگلاندولار، اوروفارینژیال یا تولارمی ریوی^[9]:

با تلقیح قطرات آلوده به چشم، بیماری با التهاب ملتحمه و معمولاً یک پاپول در پلک پائین که در نهایت به گرانولوما تبدیل می‌شود، همراه با لنفادنیت گوش، بناگوش، سینوس‌های تحت ماگزیلاری و غدد قدامی گردن ظاهر می‌گردد. بیمارانی كه با قطرات آلوده ترشح حیوانات آلوده یا تنفس آئروسل‌ها آلوده به فرانسیسلا تولارنسیس عفونی می‌شوند، ایجاد فرم اوروفارینژیال یا ریوی تولارمی را می‌كنند. انواع فرم ریوی شدیداً بدخیم و كشنده است.

تشخیص آزمایشگاهی

فرانسیسلا تولارنسیس را می‌توان از زخم‌های اولیه، آسپیره غدد لنفاوی، خلط، شستشوی فارنژیال، آسپیره معده و بیوپسی طحال و مغز استخوان و سایر بافت‌های آلوده كشت داد. نمونه‌ها را می‌توان با استفاده از محیط‌های حاوی چارگول و استوارت به آزمایشگاه انتقال داد یا به مدت 4 ساعت نگهداری كرد. كشت خون همیشه موفق نیست اما باید صورت بگیرد. كشت بر روی شكلات آگار با ایزو ویتال X و تایرمارتین اصلاح‌شده در دمای 35 درجه سانتیگراد در حضور یا بدون CO₂ در 2 تا 4 روز كلنی آبی خاکستری تا سفید، گرد، صاف و نسبتاً موکوئیدی با قطری حدود 2 میلی‌متر می‌دهد. هاله کوچک آلفا همولیز روی بلاد آگار ممکن است مشاهده گردد. برخی از ایزوله‌ها ممکن است حتی روی بلاد آگار و یا تریپتکازسوی آگار نیز رشد کنند. چنانچه نمونه‌های بالینی با سایر ارگانیسم‌ها آلوده باشند می‌توان با افزودن پنی‌سیلین، پلی‌میکسین B و سیکلوهگزایمید به محیط کشت، از رشد آن‌ها جلوگیری کرد. به‌طور كلی گستره‌ها و كشت‌ها در تشخیص كمك‌كننده نیستند و تشخیص بر پایه نتایج مطالعات سرولوژیک صورت می‌گیرد. روش سرولوژی كه برای تشخیص استفاده می‌شود تست آگلوتیناسیون لوله‌ای یا میكروآگلوتیناسیون با نمونه‌های سرمی فاز حاد و نقاهت است. در ایالات متحده آمریکا یک تیتر آگلوتیناسیون لوله‌ای 1:160 یا بالاتر به‌تنهایی و یک تیتر میكروآگلوتیناسیون 1:128 یا بالاتر به‌تنهایی به‌عنوان نتیجه مثبت در نظر گرفته می‌شود. باید توجه داشت كه امروزه از تکنیک‌های مولکولی PCRء،MALDI-TOF و تکنیک‌های ایمنواسی آنزیم (EIA) جهت تشخیص تولارمی استفاده می‌شود.

درمان و پیش‌آگهی:

تمامی ایزوله‌های تولارمی بتالاکتاماز مثبت هستند، لذا پنی‌سیلین‌ها و سفالوسپورین‌ها بر روی این باکتری مؤثر نیستند. تولارمی به‌خوبی به درمان با آنتی‌بیوتیک‌های آمینوگلیكوزید جواب می‌دهد. استرپتومایسین داروی انتخابی و جنتامایسین جایگزین آن است. در درمان تولارمی نباید از كلرامفنیكل و تتراسایكلین استفاده كرد زیرا سبب عود می‌گردد. مقاومت به این عوامل تاکنون گزارش نشده است. میزان مرگ‌ومیر در موارد درمان‌نشده تولارمی اولسروگلاندولار و تولارمی ریوی به ترتیب حدود 5 درصد و 30 درصد است.

CLSI معیارهای تفسیری و یک روش میکرودایلوشن با استفاده از محیط مولرهینتون غنی‌شده با 2 درصد ایزویتال X را منتشر کرده است، با این حال اکثر آزمایشگاه‌های بالینی نباید تست‌های تعیین حساسیت را انجام دهند، چرا که تمامی ایزوله‌های مشکوک باید به آزمایشگاه‌های مرجع فرستاده شوند.

پیشگیری:

شكارچیان، دامپزشكان و طبیعی‌دانان كه با حیوان‌های كوچک سروكار دارند باید از تماس خون این حیوانات با زخم و جراحت و مخاط جلوگیری كنند، در جنگل از حشره‌كش دارای پرمترین^[10] استفاده كنند، شلوار بلند و چكمه بپوشند، كنه‌ها را از خود دور كنند و از نوشیدن آب جاری و چشمه در نواحی آندمیک تولارمی خودداری كنند.

واكسنی بر ضد فرانسیسلا تولارنسیس وجود دارد كه از طریق چند سوراخ در پوست^[11] تزریق می‌شود. واكسن ضد فرانسیسلا تولارنسیس، واكسن خوراكی سالمونلا و واكسن BCG تنها واكسن‌های زنده ضعیف‌شده باکتریایی هستند که در ایالات متحده آمریكا یافت می‌شوند. لازم به ذکر است که واکسن ضد تولارمی واکسن ایمن و مؤثری نیست.

پاستورلا

گونه‌های پاستورلا عمدتاً در حیوانات بیماری‌زا هستند، اما می‌توانند طیفی از بیماری‌های انسانی را ایجاد كنند. پاستورلاها كوكوباسیل‌های ‌گرم منفی و غیرمتحركی هستند كه در گستره‌های رنگ‌آمیزی‌شده دارای ظاهر دوقطبی هستند. آن‌ها باکتری‌های هوازی یا بی‌هوازی اختیاری هستند كه در محیط‌های معمولی باكتری‌شناسی در دمای 37 درجه سانتیگراد به‌راحتی رشد می‌كنند. این باکتری اكسیداز، كاتالاز و اندول مثبت است. آن‌ها هم‌چنین نیترات و آلکالین فسفاتاز مثبت هستند. گونه‌های پاستورلا از گلوکز، فروکتوز، مانوز و سوکروز اسید تولید می‌نمایند. پاستورلاها روی محیط EMB آگار و مکانکی رشد نمی‌کنند و روی محیط بلاد آگار فاقد همولیز هستند (شکل 3). تنوع در بین واكنش‌های بیوشیمیایی گونه‌های مختلف این باکتری دیده می‌شود (جدول 2). لازم به یادآوری است که همه پاستورلاها به پنی‌سیلین، سفالوسپورین‌ها و تتراسایکلین‌ها حساس می‌باشند.

از میان 8 گونه شناسایی‌شده که انسان را آلوده می‌کنند (Pasteurella multocida, Pasteurella bettyae, Pasteurella canis, Pasteurella dagmatis, Pasteurella stomatis, Pasteurella pneumotropica, Pasteurella haemolytica, Pasteurella aerogenes) پاستورلا مالتوسیدا^[12] مهم‌ترین پاتوژن انسانی است. گونه‌های پاستورلا از نظر فنوتیپی شبیه به گونه‌های اکتینوباسیلوس هستند و هیبریداسیون DNA-DNA و مطالعات مقایسه‌ای 16S rRNA نشان داده‌اند که پاستورلا پنوموتروپیکا، پاستورلا همولیتیکا و پاستورلا ائروژنز بیشتر به جنس اکتینوباسیلوس نزدیک‌تر است تا جنس پاستورلا.

گونه‌های پاستورلا به‌خصوص پاستورلا مالتوسیدا در مجاری تنفسی و گوارشی بسیاری از حیوانات اهلی و وحشی (ماکیان و پستانداران) در سراسر جهان وجود دارد. این باكتری احتمالاً شایع‌ترین ارگانیسم موجود در زخم‌های حاصل از گازگرفتگی توسط سگ و گربه در انسان‌ها است. احتمالاً گازگرفتگی توسط گربه عفونت‌زایی بیشتری نسبت به گازگرفتگی توسط سگ دارد. پاستورلا مالتوسیدا از علل شایع سپتی‌سمی خونریزی‌دهنده در حیوانات مختلف از جمله خرگوش‌ها، اسب‌ها، موش‌های صحرایی، گوسفندها، ماكیان، گربه‌ها و خوک‌ها است كه می‌تواند در بسیاری از اعضای انسان ایجاد عفونت كرده و در همان حال جزء فلور طبیعی بدن انسان نیز باشد. در خصوص فاکتورهای بیماری‌زایی این باکتری‌ها اطلاعات اندکی وجود دارد، اما درمونکروتیک توکسین که اخیراً در پاستورلا مالتوسیدا یافت شده، پروتئین‌های G را هدف قرار می‌دهد و شبیه توکسین مترشحه از گونه‌های بوردتلا، اشریشیا کلی و یرسینیا است. مطالعات بیشتر ممکن است چگونگی نقش این توکسین را در بیماری‌زایی گونه‌های پاستورلا مشخص کند.

علائم بیماری طی چند ساعت بعد از گازگرفتگی توسط حیوانات، با شروع حاد قرمزی، تورم و درد همراه است. بزرگی گره‌های لنفاوی ناحیه‌ای به‌صورت متغیر دیده می‌شود و تب خفیف غالباً وجود دارد. عفونت‌های پاستورلایی گاهی اوقات به‌صورت باكتریمی یا یک عفونت تنفسی مزمن بدون شواهد با حیوانات تظاهر می‌یابند. شایع‌ترین تظاهر یک شرح‌حال حاكی از گازگرفتگی توسط حیوانات است. تعدادی گزارش از سپتی‌سمی، استئومیلیت و مننژیت نیز وجود دارد. پاستورلاها با عفونت مجاری تنفسی شامل سینوزیت، آبسه‌های اطراف لوزه، ماستوئیدیت، آبسه‌های ریوی، پنومونی،آمپیم، برونشیت و برونشکتازی که معمولاً در بیماران دارای بیماری‌های ریوی مزمن دیده می‌شوند، مرتبط هستند.

تشخیص با یافتن ارگانیسم در كشت نمونه حاصل از موضع زخم صورت می‌گیرد. پاستورلاها به‌خوبی روی بلاد آگار رشد می‌کنند و تنها به‌ندرت روی محیط‌های افتراقی گرم‌ منفی‌ها نظیر EMB یا مکانگی آگار رشد می‌کنند و واکنش‌های اکسیداز، اندول و اورتونیتروفنیل–بتا-گالاکتوزید (ONPG) آن‌ها منفی است که نشان‌دهنده احتمال قوی در جداسازی پاستورلا مالتوسیدا است. علاوه‌بر این، حساسیت به پنی‌سیلین که توسط هاله بزرگ عدم رشد در اطراف دیسک پنی‌سیلین ظاهر می‌شود نشانگر جداسازی پاستورلا مالتوسیدا است.

پاستورلا معمولاً به پنی‌سیلین، سفالوسپورین‌های وسیع‌الطیف، تتراسایکلین و کینولون‌ها حساس هستند، اما به ماکرولیدها، آمیکاسین و سفالوسپورین‌های محدودالطیف مقاومند. پنی‌سیلین G درمان انتخابی است و به‌منظور پیشگیری از عفونت پاستورلا مالتوسیدا در افرادی كه توسط گربه گاز گرفته شده‌اند، آمپی‌سیلین تجویز می‌گردد. سویه‌های نادری از پاستورلا مالتوسیدا، بتالاکتاماز تولید می‌کنند، اما ترکیب یک بتالاکتام با یک داروی مهارکننده بتالاکتاماز مؤثر است، با این حال معمولاً تست‌های تعیین حساسیت نیاز نیست، اما یک روش برای آن در CLSI موجود است. لازم به ذکر است زخم ناشی از گازگرفتگی‌های حیوانی (به‌خصوص گربه) نباید بخیه زده شوند.

واژه‌نامه: