معماری

باكتري‌هاي بي‌هوازي بدون اسپور

در گذشته توجه ميكروبيولوژيست‌ها و پزشكان فقط به باكتري‌هاي هوازي و بي‌هوازي اختياري معطوف بود. باکتری‌های بي‌هوازي اجباري مدت‌ها در نظر گرفته نمی‌شدند (هرچند كه هم‌اكنون هم در كشور ما اين باكتري‌ها متأسفانه جائي ندارند و اغلب بررسي نشده و اگر هم بررسي مي‌شوند بيشتر در كارهاي تحقيقاتي و دانشگاه‌ها مي‌باشد)، زيرا تكنيك‌هاي كشت معمولي براي جداسازي و شناسايي آنها مناسب نبود. آبسه‌ها معمولاً عفونت‌هاي مخلوطي هستند كه هم در اثر باسيل‌هاي گرم منفي بي‌هوازي اختياري و هم بي‌هوازي بوجود می‌آیند. چون در اغلب موارد اين عفونت‌ها در اثر باكتري‌هاي روده‌اي است، پزشكان معمولاً براي درمان آبسه‌ها از درمان باكتري‌هاي روده‌اي استفاده می‌كنند. وقتي عفونت جزء عفونت‌هاي اگزوژن (عفونت‌هايي كه از منابع خارجي گرفته می‌شوند) باشد، اين‌گونه درمان مناسب است، اما اهميت بي‌هوازي‌هاي اجباري بعنوان عوامل عفونت‌هاي اندوژن (عفونت‌هاي حاصل از ميكروفلوراي خود فرد) تا همين اواخر در نظر گرفته نمی‌شد. اكنون بي‌هوازي‌ها به عنوان قسمت اصلي فلور نرمال طبیعی بدن در نظر گرفته می‌شوند و حضور آنها را در هر آبسه اندوژن بايد در نظر گرفت.
خصوصيات عمومي و طبقه‌بندي
بي‌هوازي‌ها، باكتري‌هايي هستند كه در غياب اكسيژن هوا رشد می‌کنند. آنها را به دو قسمت بزرگ تقسيم می‌كنند؛ نسبتاً بي‌هوازي كه در فشار O2 3% و كمتر رشد می‌کنند و بي‌هوازي اجباري كه اگر فشار O2 5/0% يا كمتر باشد، قادر به رشد می‌باشند. بي‌هوازي‌ها در هر سطحي از بدن كه فشار كم اكسيژن را براي تكثيرشان فراهم كند، یافت می‌شوند. چنانچه در جدول 1 نشان داده شده است، بي‌هوازي‌ها بر روي پوست، مجاري تنفسي، مجاري گوارشی و دستگاه تناسلي ادراري يافت می‌شوند. نسبت بي‌هوازي‌ها به هوازي‌ها در حفرات دهان و كولون 1000 به 1 است و در مجاري بيني، دهانه رحم و واژن نسبت 5 به 1 است. شيوع بي‌هوازي‌ها در سطح دندان‌ها و بزاق همانند هوازي‌هاست.
بعضي بي‌هوازي‌هاي اجباري بسيار نسبت به هوا بي‌تحملند و بلافاصله وقتي در معرض هوا قرار می‌گیرند، می‌میرند. اساس بيوشيميايي بي‌هوازي‌ها هنوز مشخص نيست. بسياري از بي‌هوازي‌های اجباری فاقد سوپراكسيد ديسموتاز ،‌كاتالاز يا هر دو می‌باشند. بعنوان يك قانون كلي، فقدان اين آنزيم‌ها باكتري را نسبت به راديكال‌هاي آزاد مشتق از اكسيژن، كه در هنگام مصرف اكسيژن توسط سيتوكروم بي‌هوازي‌ها بعنوان گيرندۀ نهايي الكترون ايجاد می‌شود،‌ حساس می‌کند. البته استثنائاتي هم در اين قانون است كه محققين را معتقد كرده كه بي‌هوازي بودن پروسه‌ای است که چندین عامل در آن دخالت دارد.
بي‌هوازي‌ها گرم مثبت یا گرم منفی و كوكسي يا باسيل هستند. عموماً باسيل‌هاي بي‌هوازي بيشتر از باسيل‌هاي بي‌هوازي اختياري يا هوازي، ‌پلئومرف هستند و معمولاً انتهايشان پهن است. بيشتر باسيل‌هاي گرم مثبت بي‌هوازي از اعضاي جنس كلستريديوم می‌باشند كه توليد اسپور می‌کنند و در گذشته توضیح داده شدند و عامل مهم عفونت‌هاي اگزوژن و گاهي اندوژن می‌باشند. ساير باکتری‌هاي گرم مثبت بي‌هوازي توليد اسپور نمی‌کنند و اغلب عفونت‌هاي حاصل از اين باكتري‌هاي بدون اسپور، اندوژن می‌باشند.

 

جدول1: عفونت‌هاي معمول حاصل از باكتري‌هاي بي‌هوازي
محل عفونت نوع عفونت بي‌هوازي شايع

 

محل عفونت نوع عفونت بي‌هوازي شايع
محل: سیستم اعصاب مرکزی:  نوع عفونت : آبسه‌هاي مغزي، ‌اپيدورال و ساب‌دورال،  باکتری ایجاد کننده: فوزوباكتريوم، ‌پپتواسترپتوکوکوس و پروبيوني باكتريوم
محل : پوست و بافت نرم:  نوع عفونت : زخم‌هاي گزشي، ‌سلوليت، زخم‌هاي decubitus‌، زخم پاي ديابتي، ‌ميونكروز، فاشئيت نكروزان و آبسه پري‌ركتال باکتری ایجاد کننده:  ‌پپتواسترپتوکوکوس و پروبيوني باكتریوم.
محل:  دهان، سينوس و مجاري تنفسي : نوع عفونت : پنوموني بيمارستاني يا آسپيراسيونی، برونشكتازي، عفونت گوش میانی مزمن، ‌سينوزيت مزمن، آبسه دندان (شامل ريشه،‌پریودنتال و آبسه‌هاي دهاني-سري)، امپیم، ژنژیویت، آبسه‌های ریوی، ماستوئیدیت و آبسه‌های پری‌تونسیلار باکتری ایجاد کننده : اكتينوماسيس، ‌باكتروئيدس، يوباكتریوم، فوزوباكتریوم، پپتواسترپتوکوکوس، ‌پورفيروموناس، ‌پرووتلا، پروبيوني باكتریوم و ويلونلا
مجاري گوارشي آپانديسيت، آبسه‌هاي درون شكم، ‌آبسه كبد و پريتونيت لاكتوباسيل‌هاي معده در هنگام روزه، لاكتوباسيلوس، ‌پپتواسترپتوکوکوس و استرپتوكوك‌هاي روده كوچك‌ و کوکسی‌های بی‌هوازی، باکتروئیدس، بیفیدوباکتریوم، كلستريديوم، يوباكتریوم، فوزوباكتریوم، ‌پورفيروموناس و پروبيوني باكتریوم در ايلئوم انتهايي و روده بزرگ
مجاري تناسلي زنان  واژينوز باكتريايي، آبسه غدد بارتولين، ‌اندومتريت،‌ سالپنژيت، سقط عفوني، ‌آبسه لوله‌هاي تخمدان‌

باکتری ایجاد کننده باكتروئيدس،‌ كلستريديوم،‌ يوباكتریوم، لاكتوباسيلوس، موبلينكوس، پپتواسترپتوکوکوس،‌ پورفيروموناس، ‌پرووتلا، پروبيوني باكتریوم و ويلونلا در واژن و باكتروئيدس، فوزوباكتریوم، پپتواسترپتوکوکوس، پرووتلا و پروبيوني باكتریوم در پيشابراه
ساير محل‌ها  آبسه‌های بعد از جراحي در هر عضو  باكتري‌هاي اختصاصي محل

 

 

كشت و تعيين هويت بي‌هوازي‌ها
نمونه‌هايي كه مشكوك به داشتن باکتری بي‌هوازي است، بايد با دقت جمع‌آوري شده و در محيط انتقالي كه قبلاً احيا شده، براي كشت هرچه زودتر به آزمايشگاه ارسال شود. سيستم‌هاي آماده بسته‌بندي براي انتقال،‌ كشت و شناسايي باكتري‌هاي بي‌هوازي در دسترس است و استفاده از اتاقک‌های كوچك كشت بي‌هوازي نسبتاً آسان است. بنابراين، بيشتر بيمارستان‌ها قادر به كشت و تشخيص بي‌هوازي‌هاي بدون اسپوري كه معمولاً جدا می‌شوند، ‌می‌باشند.
قبل از گرفتن نمونه از پوست و غشاء مخاطي، ناحيه بايد بخوبي با اتانول 70 درصد يا ايزوپروبانول و تنتوريد تمیز شود و يُد بايد با الكل پاك شود. نمونه‌ها به جای سواب، بايد با سوزن و سرنگ جمع‌آوري شوند.
پرسنل آزمايشگاه بايد نمونه را از لحاظ بوي بد يا وجود چرك امتحان كنند. نمونه خون بايد در يك سيستم كشت خون استاندارد بي‌هوازي مثل سيستم BACTEC كشت داده شود. ساير نمونه‌ها را برروي محيط‌هاي غيرانتخابي، انتخابي يا غني شده می‌توان كشت داد. محيط‌هاي غني شده به باكتري‌هاي سخت‌رشد اجازه رشد می‌دهد و حاوي آنتی‌بیوتیک مناسب براي ممانعت از رشد بي‌هوازي‌هاي اختياري نظير باكتري‌هاي روده‌اي می‌باشد. اغلب از يك آمينوگليكوزيد (نظير كانامايسين) براي ممانعت از رشد باكتري‌هاي گرم منفی و وانكومایسين براي جلوگيري از رشد باکتری‌های گرم مثبت استفاده می‌شود.

محيط‌هاي بي‌هوازي که معمولاً براي جداسازي اوليه استفاده می‌شوند (جدول 2) عبارتنداز:

محيط بي‌هوازي آگار خوندار بی‌هوازیCDC (CDC Anaerobe Blood Agar (AnBAP))، آگار خوندار حاوی‌ فنيل اتيل الكل بی‌هوازی (Anaerobe Phenylethyl Alcohol Blood Agar (PEA))، آگار خوندار بي‌هوازي حاوی كانامايسين- وانكومایسين (Anaerobe kanamycin-Vancomycin Blood Agar(KV))، آگار خوندار شسته شده بي‌هوازي حاوی پارمومايسين– وانكومايسين (Anaerobes Parmomycin-Vancomycin Lacked Blood Agar )، محيط ‌سيكلوسرين– سفوكسيتين فروكتوزآگار (CCFA) و تيوگليكولات براث غني شده (Enriched Thioglycollate Broth(THIO)). محيط‌هاي بي‌هوازي را بايد درجارهاي بي‌هوازي يا جعبه‌هاي بي‌هوازي در اتمسفر 85%N2، 10%H2 و 5% Co2 كه 4 تا 16 ساعت قبل از استفاده اين اتمسفر را داشته باشد، ‌قرار داد.

سيستم گازپك جهت كشت باكتري‌هاي بي‌هوازي
شكل 1: سيستم گازپك جهت كشت باكتري‌هاي بي‌هوازي

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
غالباً باكتري‌هاي بي‌هوازي اجباري در محيط‌هايي بايد قرار بگيرند كه اتمسفر كمتر از 5/0 درصد فشار O2 داشته باشد كه توسط سيستم‌هاي تجاري قابل حصول است و نسبتاً هم ارزان هستند. معمولی‌ترین آنها گازپك و جار بي‌هوازي Oxoid است (شكل 1). در اين سيستم، جار بزرگ است و می‌توان هواي آن را تخليه كرد. پتري‌ديش‌ها درون جار قرار داده می‌شوند. با استفاده از كاتاليست‌هايي كه از H2 و O2، آب توليد می‌کند، اكسيژن اتمسفر آن‌ را خارج می‌کنند (شكل 2). در بسياري موارد كاتاليست بصورت صفحات آلومينيومي پوشيده از پالاديوم (Palladium) می‌باشد. يك معرف متيلن‌بلو نيز در جار گذاشته می‌شود. وقتي هيچ اكسيژني در جار نيست نوار معرف سفيد می‌شود و در حضور اكسيژن آبي رنگ می‌شود. جار را با وكيوم نيز می‌توان بي‌هوازي كرد و هوا را با مخلوطي از 85%N2، 10%H2 و 5%Co2 جايگزين نمود.

 

جار بي‌هوازي  Oxoidجهت كشت باكتري‌هاي بي‌هوازي
شكل 1: جار بي‌هوازي Oxoidجهت كشت باكتري‌هاي بي‌هوازي

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
بعد از 48 ساعت انكوباسيون در 35 تا 37 درجه سلسيوس، محيط‌هاي جامدي كه نمونه كلينيكي روي آنهاست بايد چك شوند. اگر در اين زمان رشدي مشاهده نشود، انكوباسيون به مدت 2 تا 4 روز بصورت بي‌هوازي ادامه می‌یابد و دوباره چك می‌شود. كلني‌ها از نظر تحمل نسبت به هوا، ‌مورفولوژي، ايجاد حفره در محيط كشت، توليد رنگدانه و هموليز بررسي می‌شوند. بوسيله رنگ گرم باكتري‌هاي جدا شده را رنگ كرده و شكل آن را تعيين می‌کنند. سپس از كشت اوليه بر روي محيط جديدي كه فعاليت بيوشيميايي سويه‌ها را تعيين می‌کند، تلقيح می‌کنند. محيط‌هاي آگار كه در پتري‌ديش‌هاي چند قسمتي ريخته می‌شوند و حاوي محيط Lombard-Dowell بعنوان پايه می‌باشند، 20 خصوصيات بيوشيميايي را نشان می‌دهند. بي‌هوازي‌ها را با اندازه‌گيري سريع آنزيم نيز می‌توان تشخيص داد و بعضي بي‌هوازي‌ها را، با نشان دادن حضور زنجيره‌هاي منحصر‌ به ‌‌فرد اسيد چربي كه توليد می‌کنند، با استفاده ازكروماتوگرافي گاز- مايع می‌توان تشخيص داد. در ادامه توضيحات مختصري در خصوص اين باكتري‌ها ارائه مي‌شود.
جدول 2: محيط‌هاي اختصاصي جهت جداسازي باكتري‌هاي بي‌هوازي از نمونه‌هاي كلينيكي

untitled

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

باسيل‌هاي بي‌هوازي
مهم‌ترين باسيل‌هاي بي‌هوازي گرم منفي عبارتند از:
(1) باكتروئيدس فراژيليس و اعضاي گروه DOT شامل: باكتروئيدس ديستاسونيس ، باكتروئيدس اُواتوس و باكتروئيدس تتايوتائوميكرون
(2) پرووتلا ملانينوجنيكوس و ساير سويه‌هاي رنگدانه‌دار پرووتلا شامل: پرووتلا كورپوريس ، پرووتلا دِنتي‌كولا ، پرووتلا اينترمديا و پرووتلا لوچي .
باسيل‌هاي گرم منفي ديگر كه در انسان سبب بيماري می‌شوند عبارتند از گونه‌هاي رنگدانه‌دار پورفيروموناس ،‌ پرووتلا بيويا فاقد رنگدانه ،‌ پرووتلا اوراليس و پرووتلا رومينی‍كولا و فوزوباكتريوم نكروفورم و فوزوباكتريوم نوكلئاتوم . از ميان همه اينها باكتروئيدس فراژيليس شايع‌ترين عامل در عفونت‌هاي انساني است.
باسيل‌هاي بي‌هوازي گرم مثبتي كه در انسان ايجاد عفونت می‌کنند عبارتند از: اكتينومايسس، كلستريديوم، بيفيدوباكتريوم، يوباكتريوم‌، لاكتوباسيلوس، موبيلونكوس و پروبيوني باكتريوم. در جدول 1 محل‌هايي از بدن كه معمولاً اين باكتري‌ها را می‌توان در آن يافت، مشخص شده است.
خصوصيات باسيل‌هاي بي‌هوازي
بيشتر اطلاعات كنوني ما درباره بيماري‌زايي عفونت‌هاي حاصل از باسيل‌هاي بي‌هوازي، از مطالعه باكتروئيدس فراژيليس حاصل شده است كه باسيل بي‌حركت با انتهاي مدور 5/0 تا 8/0 در 5/1 تا 9 ميكرومتر است. باكتروئيدس فراژيليس كپسولي دارد كه بنظر می‌رسد در بيماري‌زايي آن نقش دارد، هم‌چنین این باکتری دارای پلاسميدهاي فراوان، باكتريوفاژ و قدرت انتقال مقاومت به آنتي‌بيوتيك از طريق انتقال ژن می‌باشد. این باکتری مي‌تواند اسيدهاي صفراوي را دكونژوگه كند كه این ویژگی به باكتري اجازه رشد در حضور 20 درصد صفرا را می‌دهد.
پرووتلا ملانينوجنيكوس بدليل توليد پيگمان تيره شبه هِم به اين نام ناميده می‌شود. باكتري شديداً سخت‌رشد بوده و به احتياجات خاصي براي رشد نياز دارد و از رشدش بواسطه اسيدهاي صفراوي ممانعت می‌گردد.
از مدل موشي براي مطالعه عفونت‌هاي سپسيس داخل شكمي باكتروئيدس فراژيليس استفاده می‌شود. در اين مدل، عفونت باكتروئيدس فراژيليس دوفازي می‌باشد. در طي فازهاي اوليه، اشريشیا كلي سبب پريتونيت شده و سبب مرگ بافت‌ها و كاهش PO2 می‌شود. در طي فاز بعدي باكتروئيدس فراژيليس در پريتونئوم تكثير يافته و ايجاد يك آبسه بي‌هوازي می‌کند. بنظر می‌رسد اين مراحل شبيه مراحل عفونت در انسان است و اين حقيقت را تأييد می‌کند كه درمان ضدميكروبي آبسه‌هاي بي‌هوازي خصوصاً انواع شكمي، بايد هم برضد اشريشیا كلي و هم برضد بي‌هوازي‌ها باشد.
چند گونه پرووتلا و پورفيروموناس داراي رنگدانه براي رشد به ويتامين k و هِمين نياز دارند. برخلاف گونه‌هاي پورفيرموناس،‌ گونه‌هاي پرووتلا می‌توانند كربوهيدرات‌ها را بعنوان منبع كربن و انرژي مصرف كنند. برخلاف گونه‌هاي باكتروئيدس، گونه‌هاي فوزوباكتريوم به كانامايسين حساسند و ايندول مثبت می‌باشند
باسيل‌هاي بي‌هوازي گرم منفي خصوصاً در بيماراني كه جراحي می‌کنند و با آمينوگليكوزيدها درمان می‌شوند يا ديابت، لكوپني و سرطان دارند و يا توسط حيوانات گاز گرفته می‌شوند، سبب آبسه و تخريب بافت می‌شود. معمولاً باسيل‌هاي گرم منفي بي‌هوازي كه از نمونه‌هاي كلينيكي جدا می‌شوند شامل باكتروئيدس فراژيليس، پرووتلاي داراي رنگدانه،‌ سويه‌هاي پورفيروموناس و فوزوباكتريوم نوكلئاتوم می‌باشند.
باكتروئيدس فراژیليس سبب عفونت‌هاي مختلفي می‌شود، اما بیشتر در آبسه‌هاي داخل شكم و سپتي‌سمي با منشأ شكمي، ديده می‌شود. چنانچه در بالا توضيح داده شد، معمولاً عفونت‌هاي باكتروئيدس فراژيليس دو مرحله‌اي و سينرژيك است كه در آنها، هم باكتروئيدس فراژيليس و هم باسيل‌هاي روده‌اي مثل اشريشیا كلي، دخالت دارند. باكتروئيدس فراژيليس در زنان نيز عامل عفونت‌هاي خطرناك دستگاه تناسلي می‌باشد.
گونه‌هاي پرووتلاي رنگدانه‌دار و پورفيروموناس غالباً‌ با عفونت‌هاي دندان و ساير عفونت‌هاي سروگردن و دستگاه تنفسي مرتبط است. آنها با عفونت‌هاي لگن و داخل شكم و مواردي از عفونت بافت نرم نيز مرتبط می‌باشند. علاوه بر گونه‌هاي فوزوباكتريوم، گونه‌هاي پرووتلا و پورفيروموناس معمول‌ترين عوامل پنوموني آسپيراسيوني، ‌آبسه ريه، ‌پنوموني نكروزه و امپيم می‌باشند. پرووتلا بيويا اغلب با عفونت‌هاي سقط مرتبطند اما سبب عفونت‌هاي سروگردن نيز می‌شوند.
فوزوباكتريوم نوكلئاتوم عامل مهم پنوموني آسپيراسيون و آبسه ريه هستند و در عفونت‌هاي دهان، آبسه مغزي، سينوزیت مزمن، ‌استئوميليت متاستاتيك، عفونت‌هاي شكمی و عفونت مايع آمنيوتيك شركت دارد. فوزوباكتريوم نكروفروم در دستگاه گوارشي يافت می‌شود و سبب آبسه كبدي، عفونت‌هاي شكمي و التهاب لثه می‌گردد. بيشتر عفونت‌هاي فوزوباكتريوم عفونت‌هاي مخلوط هستند كه با كوكسي‌هاي بي‌هوازي، باكتروئيدس، پورفيروموناس، پرووتلا يا اعضاي فاميل انتروباكترياسه همراه می‌باشند.
بيشترين باكتري كه از همه نمونه‌هاي كلينيكي جدا می‌شود، پروبيوني باكتريوم آكنه است كه باسيل بدون اسپور گرم مثبت می‌باشد. گاهي عامل اندوكارديت و عفونت‌هاي شانت دستگاه اعصاب مركزي می‌شود، اما شناخته‌شده‌ترين عامل آكنه است. پروبيوني باكتريوم پروبيونيكوم عامل آبسه سروگردن و آبسه ريوي شبيه نوع اكتنيوميستي می‌باشد. بيفيدوباكتريوم اريكسوني عامل عفونت چندميكروبي ريه است. گونه‌هاي يوباكتريوم گاهي سبب التهاب لثه می‌شوند. لاكتوباسيلوس كاتنافرم گاهي سبب عفونت‌هاي جنب و ريه می‌شود.
موبيلنكوس در پيشرفت عفونت‌هاي واژينوزيس باكتريايي دخالت دارد، اما عفونت احتمالاً مخلوط است و گاردنرلا واژيناليس و گونه‌هاي پپتواسترپتوكوك و بعضي از گونه‌هاي باكتروئيدس نيز در آن دخالت دارند. علائم واژينوز باكتريايي شامل ترشح بسيار زياد واژن، pH بالاي واژن و حضور سلول‌هاي Clue (سلول‌هاي اپي‌تليال مكعبي پوشيده شده با باسيل‌هاي گرم منفي) می‌باشد.
جدول3: ويژگي‌هاي مهم باسيل‌هاي گرم منفي بي‌هوازي اجباري

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

كوكسي‌هاي بي‌هوازي
ويلونلا تنها جنس كوكسي‌هاي بي‌هوازي گرم منفی است كه در انسان بيماريزاست. گونه‌هاي ويلونلا در حفره دهان و مجاري ادراري تناسلي زنان يافت می‌شوند. گزارش شده است كه، آنها در حدود 3 درصد از نمونه‌هاي بي‌هوازي جدا شده از بيماران را تشكيل داده و گاهي سبب آبسه دندان يا ادراري تناسلي می‌شوند.
بيشترين كوكسي بي‌هوازي گرم مثبتي كه از نمونه‌ها جدا می‌شوند، اعضاي جنس پپتواسترپتوكوك ، استرپتوكوك و ژملا می‌باشند. اينها قسمتي از فلور اندوژن دهان،‌ مجاري تناسلي و مجاري گوارشي می‌باشند. اعضاي جنس پپتواسترپتوكوك سبب ايجاد آبسه‌هاي متنوعي می‌شوند، اما اغلب عامل عفونت زخم،‌ پنوموني آسپيراسيون،‌ آبسه ريه و مغز، عفونت گوش مياني مزمن و سقط و عفونت‌هاي زنان می‌باشد. كوكسي‌هاي بي‌هوازي به پني‌سيلين G و كليندامايسين حساسند. در جدول زير ويژگي‌هاي مهم كوكسي‌هاي بي‌هوازي اجباري جهت شناسائي آنها از نمونه‌هاي باليني نشان داده شده است.

 

 

نویسنده:دكتر رضا ميرنژاد- باكتريولوژيست، استاديار دانشگاه