مسیر کلی افتراق کوکسیهای گرممثبت
در این بخش، سه گروه اصلی بیشترین اهمیت را دارند: استافیلوکوکها، استرپتوکوکها و انتروکوکها. در اسمیر، همگی کوکسی گرممثبتاند؛ بنابراین افتراق واقعی از آرایش سلولی و تست کاتالاز آغاز میشود. استافیلوکوکها معمولاً خوشهای و کاتالاز مثبتاند، در حالی که استرپتوکوکها و انتروکوکها به صورت زنجیرهای یا جفت دیده میشوند و کاتالاز منفیاند.
کاتالاز مثبت
به نفع استافیلوکوکها؛ سپس کوآگولاز و نووبیوسین اهمیت پیدا میکنند.
کاتالاز منفی
به نفع استرپتوکوکها و انتروکوکها؛ همولیز و آنتیژن النسفیلد مسیر بعدیاند.
بتاهمولیز
گروه A و B از مهمترین گروههای این بخشاند؛ باسیتراسین، PYR و CAMP کمککنندهاند.
آلفا/گاما
گروه D، ویریدانس و انتروکوکها با تستهای صفرا، اسکولین، PYR و نمک افتراق داده میشوند.
ویژگیهای کلی و گونههای مهم
استافیلوکوکها کوکسیهای گرممثبت کاتالازمثبتاند که در آرایش خوشهای دیده میشوند. در این جزوه سه گونه بیشترین اهمیت را دارند: استافیلوکوکوس اورئوس بهعنوان مهمترین پاتوژن، استافیلوکوکوس اپیدرمیدیس بهعنوان فلور پوست و پاتوژن فرصتطلب مرتبط با اجسام خارجی، و استافیلوکوکوس ساپروفیتیکوس بهعنوان عامل مهم عفونت ادراری در زنان جوان.
کوآگولاز، DNase و تخمیر مانیتول مثبت؛ طیف وسیع بیماریهای چرکی، تهاجمی و توکسینی.
کوآگولاز منفی؛ تشکیل بیوفیلم روی پروتز، کاتتر و دریچهٔ مصنوعی اهمیت دارد.
کوآگولاز منفی و مقاوم به نووبیوسین؛ در عفونت ادراری زنان جوان مهم است.
کوآگولاز، DNase و مانیتول سالت آگار
برای شناسایی استافیلوکوکوس اورئوس، مجموعهای از یافتهها کنار هم قرار میگیرند. کوآگولاز با تبدیل فیبرینوژن به فیبرین موجب لخته یا آگلوتیناسیون میشود. DNase با تخریب DNA محیط، پس از افزودن اسید هالهٔ شفاف ایجاد میکند. در مانیتول سالت آگار نیز تحمل نمک امکان رشد استافیلوکوک را فراهم میکند و تخمیر مانیتول با اسیدیکردن محیط، معرف فنلرد را به زرد تغییر میدهد.
| آزمون | نتیجه مورد انتظار برای S. aureus | مفهوم |
|---|---|---|
| کاتالاز | مثبت | افتراق اولیه از استرپتوکوکها |
| کوآگولاز | مثبت | افتراق از استافیلوکوکهای کوآگولازمنفی |
| DNase | مثبت | تخریب DNA محیط |
| مانیتول | مثبت | تولید اسید و زردشدن محیط |
نکتهٔ امتحانی
در مسیر آزمایشگاهی این جزوه: کوکسی گرممثبت + کاتالاز مثبت + کوآگولاز مثبت الگوی کلیدی استافیلوکوکوس اورئوس است.
کپسول، پروتئین A و چسبندگی
استافیلوکوکوس اورئوس تنها با تکثیر بیماری ایجاد نمیکند؛ سطح سلول باکتری مجموعهای از مولکولها دارد که امکان بقا در برابر دفاع میزبان و اتصال به بافت را بیشتر میکنند. کپسول از فاگوسیتوز و اثرات کمپلمان محافظت میکند. پروتئین A به بخش Fc ایمونوگلوبولین G متصل میشود و جهت طبیعی اتصال آنتیبادی را بههم میزند. فاکتور کلامپینگ نیز به فیبرینوژن متصل میشود و پروتئینهای اتصال به کلاژن و الاستین، چسبندگی به بافت را افزایش میدهند.
اتصال
پروتئینهای اتصال به کلاژن و الاستین و فاکتور کلامپینگ، اتصال به بافت را تقویت میکنند.
فرار ایمنی
کپسول و پروتئین A فاگوسیتوز و عملکرد طبیعی آنتیبادی و کمپلمان را مختل میکنند.
انتشار
کوآگولاز، هیالورونیداز، استافیلوکیناز و ترمونوکلئاز در تشکیل آبسه یا انتشار بافتی نقش دارند.
توکسین
همولیزینها، لوکوسیدین، سم اکسفولیاتیو، TSST-1 و انتروتوکسینها تظاهرات اختصاصی ایجاد میکنند.
چگونه S. aureus آبسه میسازد و در بافت منتشر میشود؟
کوآگولاز با ایجاد فیبرین میتواند پیرامون کانون عفونت پوشش ایجاد کند و به محدودشدن آبسه و حفاظت نسبی باکتری از فاگوسیتوز کمک کند. در مقابل، هیالورونیداز ماتریکس بافت همبند را میشکند، استافیلوکیناز پلاسمینوژن را به پلاسمین تبدیل و لختهٔ فیبرینی را تجزیه میکند و ترمونوکلئاز اسیدهای نوکلئیک را میشکند. این مجموعه نشان میدهد چرا یک باکتری میتواند هم آبسهٔ موضعی بسازد و هم در شرایط مناسب گسترش یابد.
دام مفهومی ۱
کوآگولاز و استافیلوکیناز اثر یکسان ندارند: کوآگولاز با تشکیل فیبرین و استافیلوکیناز با تجزیهٔ فیبرین مرتبط است.
همولیزینها، لوکوسیدین و سموم اختصاصی
اورئوس چند دسته سم تولید میکند. همولیزینهای آلفا، بتا، دلتا و گاما بر غشای سلولها اثر میگذارند و لوکوسیدین بهطور اختصاصی لکوسیتها را هدف قرار میدهد. در کنار آنها، سم اکسفولیاتیو، TSST-1 و انتروتوکسینها هرکدام سندرم بالینی مشخصی ایجاد میکنند.
| سم | اثر اصلی در منبع | تظاهر مهم |
|---|---|---|
| سم اکسفولیاتیو A و B | جداشدن سریع لایههای پوست | سندرم پوست سوخته، بیشتر در کودکان کمسن |
| TSST-1 | سوپرآنتیژن و آزادسازی شدید سایتوکاین | تب، افت فشار، راش، پوستهریزی و شوک |
| انتروتوکسین | مقاومت به حرارت و اثر گوارشی | تهوع، استفراغ، اسهال آبکی و مسمومیت غذایی |
| لوکوسیدین | تخریب گلبول سفید | کمک به فرار از فاگوسیتوز |
از زردزخم تا سپتیسمی
طیف بیماریهای استافیلوکوکوس اورئوس از عفونت محدود پوست تا بیماری سیستمیک گسترده است. زردزخم، فولیکولیت، کورک و کفگیرک نمایانگر درجات مختلف درگیری پوست و فولیکول مو هستند. در سطح عمقیتر، باکتری میتواند باعث پنومونی، استئومیلیت، آرتریت، مننژیت، سپتیسمی و اندوکاردیت حاد شود. این طیف را باید بهصورت یک پیوستار از کانون چرکی موضعی تا انتشار خونی در ذهن نگه داشت.
نکتهٔ امتحانی
در بیماریهای استافیلوکوکی، وجود آبسه و چرک یک سرنخ مهم است؛ انتشار خونی میتواند کانونهای ثانویه در استخوان، مفصل یا قلب ایجاد کند.
چرا گرمکردن غذا همیشه کافی نیست؟
در مسمومیت غذایی استافیلوکوکی، مشکل اصلی خوردن سم از پیش ساختهشده است. انتروتوکسین در برابر حرارت مقاوم است؛ بنابراین ممکن است باکتری در اثر گرمکردن از بین برود ولی سم باقی بماند. شروع علائم در منبع سریع، حدود چهار ساعت پس از مصرف غذا توصیف شده و با استفراغ شدید، تهوع، دلدرد و اسهال آبکی بدون خون همراه است. تب معمولاً دیده نمیشود و درمان بر جبران مایع و کنترل علائم متمرکز است.
دام ۲
در مسمومیت غذایی استافیلوکوکی، آنتیبیوتیک هدف اصلی درمان نیست؛ چون مسئلهٔ اصلی توکسین موجود در غذا است.
پنیسیلیناز، mecA و MRSA
منبع دو مرحلهٔ مهم مقاومت را توضیح میدهد. ابتدا تولید پنیسیلیناز باعث شکست حلقهٔ بتالاکتام و کاهش اثر پنیسیلین شد. سپس سویههایی پدید آمدند که حتی به پنیسیلینهای مقاوم به پنیسیلیناز مانند متیسیلین مقاوم بودند. در این حالت ژن mecA پروتئین متصلشونده به پنیسیلینِ تغییریافتهٔ PBP2a را ایجاد میکند و هدف دارو تغییر مییابد؛ این همان منطق اصلی MRSA در جزوه است.
S. epidermidis و S. saprophyticus
| ویژگی | S. epidermidis | S. saprophyticus |
|---|---|---|
| زیستگاه/اهمیت | فلور طبیعی پوست و پاتوژن فرصتطلب | عامل مهم UTI در زنان جوان و باردار در متن |
| مکانیسم برجسته | بیوفیلم روی پروتز، کاتتر و دریچه مصنوعی | تمایل به دستگاه ادراری |
| کوآگولاز | منفی | منفی |
| نووبیوسین | حساس | مقاوم |
در اپیدرمیدیس، تشکیل بیوفیلم باعث چسبیدن طولانیمدت به سطوح مصنوعی و کاهش دسترسی سیستم ایمنی و دارو میشود. به همین دلیل، گاهی حذف وسیلهٔ آلوده بخشی از کنترل عفونت است. در مقابل، کلید افتراق ساپروفیتیکوس در این جزوه مقاومت به نووبیوسین است.
همولیز و سیستم النسفیلد
استرپتوکوکها کوکسیهای گرممثبت کاتالازمنفیاند که در محیط مایع آرایش زنجیرهای واضحتری دارند. دو پایهٔ اصلی تقسیمبندی در این بخش، نوع همولیز روی بلاد آگار و آنتیژن کربوهیدراتی دیواره در سیستم النسفیلد است.
گروه A
S. pyogenes؛ بتاهمولیتیک، حساس به باسیتراسین و PYR مثبت.
گروه B
S. agalactiae؛ بتاهمولیز باریک، CAMP و هیپورات مثبت و مقاوم به باسیتراسین.
گروه D
فلور روده؛ صفرا-اسکولین مثبت ولی در ۶٫۵٪ نمک رشد نمیکند و PYR منفی است.
ویریدانس
اغلب آلفا یا گاماهمولیتیک، فلور دهان و دستگاه تنفسی فوقانی و مرتبط با اندوکاردیت تحتحاد.
تشخیص Streptococcus pyogenes
استرپتوکوکوس پایوژنز شاخصترین عضو گروه A است. در نمونههای بالینی زنجیرهها کوتاهترند و کاتالاز منفی است. برای شناسایی آزمایشگاهی، منبع بر حساسیت به باسیتراسین، تست PYR و شناسایی آنتیژن گروه A تأکید دارد. کشت خوندار نیز بتاهمولیز واضح ایجاد میکند.
| تست | گروه A در منبع | کاربرد |
|---|---|---|
| کاتالاز | منفی | افتراق از استافیلوکوک |
| بتاهمولیز | واضح | غربال اولیه |
| باسیتراسین | حساس | افتراق از گروه B |
| PYR | مثبت | تأیید کمکی |
| آنتیژن گروه A | مثبت | آگلوتیناسیون/تشخیص سرولوژیک |
پروتئین M، چسبندگی و فرار از کمپلمان
پروتئین M مهمترین فاکتور بیماریزایی گروه A در جزوه است. بخش N-terminal آن متغیر و تیپاختصاصی است، در حالی که بخش C-terminal محافظتشدهتر و به دیواره متصل است. این پروتئین مقاومت در برابر فاگوسیتوز را افزایش میدهد و برخی قطعات آن با بافت قلب واکنش متقاطع دارند. اتصال باکتری نیز دو مرحله دارد: اتصال اولیه و سست توسط لیپوتایکوئیک اسید و اتصال محکمتر به کمک پروتئین M و پروتئینهای متصلشونده به فیبرونکتین.
پروتئین M
مهمترین فاکتور ضد فاگوسیتوز؛ بخش N-terminal متغیر و تیپاختصاصی است.
چسبندگی
لیپوتایکوئیک اسید اتصال اولیه و پروتئین M/Protein F اتصال محکمتر را ایجاد میکنند.
فاکتورهای انتشار
استرپتوکیناز، DNase، هیالورونیداز و پروتئازها مسیر گسترش در بافت را هموار میکنند.
سموم
استرپتولیزین O و S و اگزوتوکسینهای تبزای Spe در همولیز، مخملک و شوک نقش دارند.
نکتهٔ امتحانی
واکنش متقاطع اپیتوپهای پروتئین M با بافت قلب، محور توضیح دادهشده برای تب روماتیسمی است.
استرپتولیزین O و S، فاکتورهای انتشار و Spe
| عامل | ویژگی کلیدی | اهمیت |
|---|---|---|
| استرپتولیزین O | حساس به اکسیژن و آنتیژنیک | همولیز عمقی؛ تولید آنتیبادی ASO |
| استرپتولیزین S | فعال در حضور اکسیژن و غیرآنتیژنیک | همولیز سطح بلاد آگار |
| استرپتوکیناز | فعالسازی مسیر فیبرینولیز | تسهیل انتشار |
| DNase / استرپتودورناز | تجزیه DNA چرک | کاهش ویسکوزیته و انتشار؛ Anti-DNase B در عفونت پوستی مهم است |
| هیالورونیداز | تجزیه اسید هیالورونیک | گسترش در بافت همبند |
| Spe | برخی اعضا سوپرآنتیژناند | مخملک و سندرم شبه شوک توکسیک |
دام ۳
ASO علیه استرپتولیزین O ساخته میشود، نه استرپتولیزین S.
عفونت موضعی، بیماری تهاجمی و بیماری توکسینی
بیماریهای گروه A را میتوان از نظر یادگیری در سه دسته دید. عفونتهای موضعی شامل فارنژیت و عفونتهای پوستیاند. بیماریهای تهاجمی شامل بادسرخ، سلولیت، فاسیت نکروزدهنده و تب نفاسی هستند. در دستهٔ توکسینی، اگزوتوکسینهای تبزا در مخملک و سندرم شبه شوک توکسیک نقش دارند.
ضایعهٔ سطحیتر، قرمز، دردناک و با مرز مشخصتر و برجستهتر.
درگیری منتشر پوست و زیرجلد با مرز نامشخصتر.
تخریب سریع و پیشروندهٔ بافت زیرجلدی و فاشیا؛ همان الگوی «باکتری گوشتخوار» در متن.
تب روماتیسمی و گلومرولونفریت حاد
برخی عوارض پس از برطرفشدن عفونت اولیه ظاهر میشوند و ناشی از حضور مستقیم باکتری در بافت هدف نیستند. در تب روماتیسمی، واکنش متقاطع آنتیبادیها علیه اجزای استرپتوکوکی با بافت قلب محور اصلی است. در گلومرولونفریت پساسترپتوکوکی، پاسخ ایمنی پس از عفونت اهمیت دارد و برای اثبات عفونت قبلی میتوان از تستهای سرولوژیک استفاده کرد.
| ویژگی | تب روماتیسمی | گلومرولونفریت پساسترپتوکوکی |
|---|---|---|
| مکانیسم برجسته در جزوه | واکنش متقاطع و خودایمنی مرتبط با پروتئین M | پیامد ایمنی پس از عفونت |
| عفونت قبلی مهم | بهویژه فارنژیت | میتواند پس از عفونت پوستی یا حلقی رخ دهد |
| سرولوژی کمکی | ASO | ASO و بهویژه Anti-DNase B در عفونت پوستی |
Streptococcus agalactiae؛ نوزاد، بارداری و تست CAMP
استرپتوکوک آگالاکتیه مهمترین عضو گروه B است. بخشی از فلور طبیعی واژن است و در منبع حضور آن در حدود ۵ تا ۲۵ درصد زنان ذکر شده است. اهمیت اصلی در بارداری، انتقال حین زایمان و خطر سپسیس، مننژیت و دیسترس تنفسی نوزاد است. مهمترین فاکتور بیماریزایی معرفیشده، کپسول پلیساکاریدی است.
| ویژگی | گروه B |
|---|---|
| همولیز | معمولاً ناحیهٔ باریک بتاهمولیز |
| باسیتراسین | مقاوم در اغلب سویهها |
| CAMP | مثبت؛ افزایش همولیز به شکل پیکانی |
| هیپورات | مثبت؛ تولید گلیسین و واکنش بنفش با نینهیدرین |
| غربالگری بارداری در منبع | سوآب رکتوواژینال در هفتههای ۳۵ تا ۳۷ |
دو گروهی که با گروه A و B اشتباه نشوند
استرپتوکوکهای گروه D بخشی از فلور رودهاند، نسبت به صفرا مقاوماند و اسکولین را هیدرولیز میکنند؛ اما در چارچوب این جزوه برخلاف انتروکوکها در ۶٫۵ درصد نمک رشد نمیکنند و PYR منفیاند. Streptococcus bovis عضو مهم این گروه است و ارتباط آن با کارسینوم کولون ذکر شده است.
استرپتوکوکهای ویریدانس معمولاً آنتیژن النسفیلد ندارند، اغلب آلفاهمولیتیک یا گاماهمولیتیکاند، در صفرا حل نمیشوند و فلور طبیعی دهان و دستگاه تنفسی فوقانی محسوب میشوند. ورود آنها به خون در فرد دارای دریچهٔ آسیبدیده میتواند اندوکاردیت عفونی تحتحاد ایجاد کند. S. mutans نیز در پوسیدگی دندان اهمیت دارد.
ویژگیها، بیماریها و بیوفیلم
شناسایی
صفرا-اسکولین و PYR مثبت، رشد در ۶٫۵٪ نمک و مقاومت به اپتوچین.
گونهها
E. faecalis سهم عمده عفونتها را دارد؛ E. faecium مقاومتر و بیمارستانیتر است.
بیماری
UTI، عفونت زخم، اندوکاردیت، باکتریمی، عفونت صفراوی و عفونت وابسته به کاتتر.
مقاومت
مقاومت ذاتی و اکتسابی، مقاومت سطح بالای آمینوگلیکوزیدی و فنوتیپهای مقاومت به ونکومایسین.
انتروکوکها در گذشته در گروه D استرپتوکوکها قرار میگرفتند، اما بر پایهٔ تفاوتهای ژنتیکی و فیزیولوژیک در جنس جداگانهای طبقهبندی شدند. آنها فلور طبیعی دستگاه گوارشاند و در شرایط فرصتطلبانه، بهویژه در بیمارستان و ICU، میتوانند عفونت ادراری، زخم، باکتریمی، اندوکاردیت، عفونت صفراوی و عفونت وابسته به کاتتر ایجاد کنند. بیوفیلم با کاهش نفوذ دارو و دسترسی سیستم ایمنی، عفونت مزمن را پایدارتر میکند.
صفرا-اسکولین، PYR، نمک و مقاومت به ونکومایسین
| تست/ویژگی | انتروکوک | نکته افتراقی |
|---|---|---|
| حلشدن در صفرا | منفی؛ در صفرا حل نمیشود | در متن با پنوموکوکِ محلول در صفرا مقایسه شده است |
| Bile-Esculin | مثبت و سیاهشدن محیط | مقاومت به صفرا + هیدرولیز اسکولین |
| PYR | مثبت | از بیشتر استرپتوکوکها افتراق میدهد |
| NaCl 6.5% | رشد میکند | افتراق مهم از استرپتوکوک گروه D در جزوه |
| اپتوچین | مقاوم | پنوموکوک در منبع حساس معرفی شده است |
مقاومت دارویی در انتروکوکها هم ذاتی و هم اکتسابی است و در E. faecium معمولاً بیشتر دیده میشود. مقاومت سطح بالای آمینوگلیکوزیدی میتواند اثر همافزای درمان ترکیبی را از بین ببرد. در مقاومت به ونکومایسین، تغییر انتهای پیشساز پپتیدوگلیکان از D-Ala–D-Ala به D-Ala–D-Lactate یا D-Ala–D-Serine اتصال دارو را کاهش میدهد. در منبع، vanA و vanB مهمترین فنوتیپها معرفی شدهاند.
نکتهٔ امتحانی
vanA با مقاومت بالا به ونکومایسین و تیکوپلانین و vanB با مقاومت به ونکومایسین و حساسیت به تیکوپلانین توصیف شده است.
دامهای امتحانی و کلیدهای تشخیص سریع
جمعبندی یکخطی
برای حل سؤالهای کوکسی گرممثبت، ابتدا کاتالاز را تعیین کنید؛ سپس در استافیلوکوکها به کوآگولاز و نووبیوسین و در استرپتوکوکها/انتروکوکها به همولیز، النسفیلد، PYR، CAMP، صفرا-اسکولین و رشد در نمک بروید.