طبقهبندی کلی باسیلهای گرم مثبت
باسیلهای گرم مثبت بهطور کلی به سه دستهٔ اصلی تقسیم میشوند:
- باسیلهای گرم مثبت اسپوردار
- باسیلهای گرم مثبت بدون اسپور (بر اساس تنفس هوازی یا بیهوازی طبقهبندی میشوند)
- کوتیباسیلها
باسیلهای گرم مثبت بدون اسپور هوازی
پاتوژن انسانی در برابر حیوانی
| دسته | گونهٔ نمونه | توضیح |
|---|---|---|
| پاتوژن انسانی | Listeria monocytogenes | مورفولوژی یونیفورم و منظم |
| پاتوژن انسانی | Corynebacterium diphtheriae | مورفولوژی ایرگیولار (کلابشیپ) |
| پاتوژن حیوانی | Erysipelothrix rhusiopathiae | میتواند در انسان هم بیماری ایجاد کند |
تفاوت مورفولوژیک
یونیفورم: منظم و مرتب کنار هم — لیستریا و اریسیپلوتریکس
ایرگیولار (Irregular / Clubbed shape): نامنظم، شبیه حروف چینی — جنس کورینهباکتریوم («کورینهفرمها»)
کورینهباکتریوم دیفتری
مهمترین گونهٔ بیماریزای انسانی این جنس؛ شکل کلابشیپ (چماقی) دارد و ویژگی خاصش داشتن دانههای متاکروماتیک (گرانول ولوتین) در یک یا دو طرف بدنه است — ذخیرهٔ کربن، فسفر و نیتروژن که در کمبود مواد غذایی مصرف میشود (توجه: اسپور نیست، فقط تورم موضعی است).
چهار بیوتایپ کورینهباکتریوم دیفتری
بیوتایپ = تیپبندی از نظر بیوشیمیایی، مورفولوژی کلونی، ریاکشنهای بیوشیمیایی و شدت بیماری
فاکتور ویرولانس (Virulence factor)
مهمترین فاکتور ویرولانس این باکتری، توکسین دیفتری (دیفتریا توکسین / اگزوتوکسین) است.
- ژن toxin توسط باکتریوفاژ لیزوژن به نام بتافاژ (β-phage) به جنس کورینهباکتریوم منتقل شده است.
- این انتقال از نوع Horizontal Gene Transfer است و میتواند به تمام نسلهای بعدی باکتری منتقل شود.
Pathogenesis — نقش غلظت آهن
تولید توکسین به عوامل زیادی وابسته است، اما مهمترین عامل، غلظت آهن در محیط (بدن) است:
| غلظت آهن | اثر بر تولید توکسین |
|---|---|
| 0.14 µg/mL | غلظت بهینه (اپتیموم) برای تولید توکسین |
| 0.5 µg/mL | تولید توکسین سرکوب و مهار میشود |
این تنظیم بر اساس ژن رگولاتوری (Regulatory Gene) موجود در ژنوم باکتری صورت میگیرد که در غلظت بهینهٔ آهن فعال شده و بیان ژن توکسین را شروع میکند.
سایر فاکتورهای مؤثر بر تولید توکسین (in vitro)
ساختار دیفتریاتوکسین و مکانیسم مولکولی
یادآوری انواع اگزوتوکسینها: ۱) AB توکسینها ۲) سوپرآنتیژنها ۳) سایتولیتیک توکسینها
دیفتریاتوکسین از نوع AB توکسین دوجزئی است: حساس به حرارت و بسیار کشنده — غلظت کشندهٔ آن 0.1 µg/kg وزن بدن است (در فرد ۷۰ کیلویی، تنها ۷ میکروگرم کافی است).
سه دومین توکسین (پلیپپتید تکرشتهای)
| دومین | نام | عملکرد |
|---|---|---|
| A | Catalytic domain | ناحیهٔ کاتالیتیک، روی سابیونیت A |
| B (بخش R) | Receptor-binding | اتصال به گیرندهٔ سطح سلول |
| B (بخش T) | Translocation | ایجاد کانال برای عبور دامین A به سیتوپلاسم |
گیرندهٔ اتصال
گیرندهٔ اصلی، HB-EGF (heparin-binding epidermal growth factor) است که با کمک CD-9 روی سطح سلولهای یوکاریوتی — بهویژه قلب و سلولهای عصبی — قرار دارد.
مسیر گامبهگام ورود و اثر توکسین
جزء B توکسین به گیرندهٔ HB-EGF روی غشای سلول متصل میشود.
کل کمپلکس از طریق اندوسیتوز وابسته به کلاترین وارد سلول شده و وارد آندوزوم میشود.
پروتئازی (مانند فورین) کنار گیرنده، توکسین را در ناحیهٔ خاصی برش میدهد و به فعالسازی آن کمک میکند.
محیط آندوزوم اسیدی (pH پایین) میشود؛ این تغییر شکل توکسین باعث ایجاد کانال پروتئینی برای عبور دامین A میشود.
دامین A وارد سیتوپلاسم میشود و با استفاده از NAD، فاکتور طویلسازی EF-2 را ADP-ریبوزیله میکند (NAD → نیکوتینآمید + ADP-ریبوز؛ ADP-ریبوز به EF-2 منتقل میشود).
EF-2 غیرفعال میشود → سنتز پروتئین ریبوزومی مهار میشود → مرگ سلولی رخ میدهد.
بیماری بالینی (Clinical disease)
این باکتری میتواند هم دیفتری تنفسی و هم دیفتری پوستی ایجاد کند؛ اما مهمترین و شایعترین تظاهر بالینی، دیفتری تنفسی است.
دیفتری تنفسی
- دورهٔ انکوباسیون: حدود ۲ تا ۴ روز
- شروع نسبتاً ناگهانی با گلودرد، ضعف، خستگی و فارنژیت اگزوداتیو
- ضایعات در انتهای حلق، بهویژه روی لوزهها (Tonsils)، معمولاً با تب خفیف
- تشکیل غشای کاذب (Pseudomembrane) از باکتری، لنفوسیتها، سلولهای پلاسما، سلولهای مرده و مواد اگزوداتیو
- در صورت عدم درمان: گسترش غشا به زبان کوچک (Uvula)، کام، نازوفارنکس یا حتی لارنکس → انسداد راه هوایی و خفگی
- لنفادنوپاتی گردنی → در موارد شدید ظاهر «گردن گاوی» (Bull neck)
دیفتری پوستی
- ابتدا یک پاپول کوچک، برجسته و قابللمس (کمتر از ۱ سانتیمتر) ایجاد میشود
- بهتدریج به یک زخم مزمن (اولسر) غیرقابلدرمان تبدیل میشود
- روی زخم ممکن است پوشش خاکستریرنگ دیده شود (نه همیشگی)
- مقاومت به درمانهای معمول، ویژگی اصلی آن است
تستهای تشخیصی
| تست | اساس روش | کاربرد |
|---|---|---|
| Elek test | ایمونودیفیوژن / ایمونوپرسیپیتیشن | تشخیص اختصاصی توکسین دیفتری |
| PCR | مولکولی — شناسایی ژن tox | کمک به تأیید تشخیص |
| ELISA | Enzyme-Linked Immunosorbent Assay | اندازهگیری توکسین یا پاسخ ایمنی |
| Immunochromatographic strip assay | آنتیبادی روی نوار (شبیه کیت بارداری) | غربالگری سریع، حساسیت خوب |
جزئیات تست Elek
- یک نوار فیلترپیپر آغشته به آنتیتوکسین دیفتری، بهصورت افقی روی محیط آگار (معمولاً مولر-هینتون آگار) قرار میگیرد
- سویههای مشکوک، عمود بر فیلترپیپر روی محیط کشت داده میشوند
- پس از حدود ۴۸ ساعت انکوباسیون، اگر سویه توکسین تولید کند، در محل برخورد توکسین و آنتیتوکسین خطوط رسوب (Precipitation lines) تشکیل میشود → تست مثبت = سویهٔ توکسینزا
درمان و واکسیناسیون
درمان
تجویز تنها آنتیبیوتیک کافی نیست، چون فاکتور ویرولانس اصلی باکتری توکسین است نه خود باکتری.
برنامهٔ واکسیناسیون
واکسن سهگانه شامل: دیفتریاتوکسوئید + توکسوئید تتانوس (کزاز) + آسلولار پرتوسیس (سیاهسرفه، سلولی)
| گروه سنی | نام واکسن | زمانبندی |
|---|---|---|
| کودکان | DTaP (حروف بزرگ) | ۲، ۴، ۶ ماهگی — ۱۵ تا ۱۸ ماهگی — ۴ تا ۶ سالگی (۵ دوز) |
| پیشنوجوانان | Tdap | ۱۱ تا ۱۲ سالگی |
| بزرگسالان | Td / Tdap (T بزرگ) | یادآور هر ۱۰ سال |
کورینوفرمهای دیگر (غیر از دیفتری)
باکتریهای شبیه کورینهباکتریوم که بر اساس علاقهمندی به لیپید طبقهبندی میشوند:
این کورینوفرمها معمولاً نرمال فلور هستند (برخلاف C. diphtheriae که پاتوژن است) و در مجاری تنفسی، غشاهای موکوسی، مجرای ادراری و کنجکتیو ساکناند. میتوانند ترنزینت (موقتی)، پرسیستنت (مقاوم) یا رزیدنت (مستقر) باشند.
هشدار مهم: مخزن جدید توکسین دیفتری
| گونه | شباهت به C. diphtheriae | نکتهٔ نگرانکننده |
|---|---|---|
| Corynebacterium ulcerans | میتواند ژن tox را حمل کند | بیماری شبیه دیفتری انسانی ایجاد میکند |
| Corynebacterium pseudotuberculosis | میتواند ژن tox را حمل کند | اخیراً در حیوانات خانگی (پتها) یافت شده و شیوعش رو به افزایش است |
کوتیباکتریوم (Cutibacterium)
قبلاً به نام پروپیونیباکتریوم شناخته میشد؛ امروزه کوتیباکتریوم نام دارد. باسیلهای گرم مثبت کوچک، معمولاً بهصورت کلامپ یا زنجیرههای کوچک. محل سکونت طبیعی: پوست، کنجکتیو، گوش خارجی، اروفارنکس و مجرای تناسلی خانمها.
کوتیباکتریوم آکنه (C. acnes)
مهمترین گونهٔ این جنس، مسئول آکنه و عفونتهای فرصتطلب.
مسیر پاتوژنز
باکتری وارد میزبان شده و فاگوسیته میشود.
پس از فاگوسیتوز، آنزیمهایی ترشح میکند: لیپاز، پروتئاز، نورآمینیداز، هیالورونیداز.
در افراد با پوست چرب، لیپاز چربیهای فولیکول سباسه را تجزیه کرده و پپتیدهای کموزن مولکولی تولید میکند.
این پپتیدها در فولیکول باقی میمانند و باعث تجمع لکوسیتها و التهاب و قرمزی میشوند (فاکتورهای ویرولانس: لیپاز، پروتئاز، نورآمینیداز، هیالورونیداز).
کومودوژنز (Comedogenesis)
- در حالت طبیعی، لایههای شاخی پوست بهتدریج ریخته میشوند اما در آکنه ولگاریس این فرایند مختل شده و سلولهای مرده روی هم انباشته میشوند
- کومودونها همان جوشهای سرسفید و سرسیاه هستند
- تولید بیشازحد چربی + کراتینیزاسیون غیرطبیعی → مسدود شدن منافذ پوست
- در شرایط بیهوازی، C. acnes فعالیت بیشتری دارد و بیوفیلم تشکیل میدهد → مقاومت به آنتیبیوتیکها
درمان آکنه
پمادهای موضعی بنزوئیل پروکساید و آنتیبیوتیکهای موضعی (معمولاً اریترومایسین و کلیندامایسین).