مایکوباکتریوم
مایکوباکتریوم ها:
q باسیل گرم مثبت، هوازی، اسیدفاست بدون اسپور هستند.
q به راحتی رنگ نمی گیرند، ولی وقتی رنگ گرفتند در برابر از دست دادن رنگ خود به وسیله اسید یا الکل مقاومت می کنند (اسیدفاست).
q مقاومت غیر معمول آنها ناشی از پوشش کمپلکس سلولی است(موم، گلیکوپپتید و گلیکوپروتئین).
q مایکوباکتریوم ها داخل سلولی اختیاری بوده درون سلول های سیستم رتیکواندوتلیال(ماکروفاژ و منوسیت) تکثیر می یابند.
v مایکوباکتریوم توبرکلوزیس
v ارگانیسم: در بافت ها به صورت باسیلهای دراز و باریک با اندازه حدود 3 طول و 0/4 عرض می باشد
v نمونه بیماران با روش N –استیل-L –سیستئین آلودگی زدایی شده و با یکی از 3 روش اسید فاست: زیل-نیلسن؛ رنگ آمیزی کاینیون، فلوروکروم اورامین
• کشت:
q محیط کشت اولیه : یک محیط غیر انتخابی و یک محیط انتخابی است.
q محیط انتخابی باید حاوی آنتی بیوتیک هایی برای جلوگیری از رشد بیش از حد سایر باکتری ها و قارچ ها
• 3 فرمول عمومی برای محیط های کشت مایکوباکتریوم ها وجود دارد:
• 1-محیط آگار نیمه مصنوعی: مانند محیط های میدل بروک 7H10, 7H11 ، برای مشاهده شکل کلونی، آزمون تعیین حساسیت باکتری ها
• 2-محیط تخم مرغ سفت شده: مانند لوین اشتاین-جانسن حاوی نمک های خاص، گلیسرول ومواد آلی مانند زرده تخم مرغ و پودر سیب زمینی و مالاشیت سبز برای مهار سایر باکتریها، نمونه ها در این محیط طی 3-6 هفته رشد می کنند.
• 3-محیط آبگوشت: مانند میدل بروک 7H9, 7H12 تکثیر نمونه های کوچک را فراهم می کند. رشد مایکوباکتریوم ها در این محیط ها از محیط های پیچیده سریعتر است.
خصوصیات رشد:
q مایکوباکتریوم ها، هوازی اجباری هستند
q انرژی خود را از اکسید کردن ترکیبات ساده کربن به دست می آورند.
q افزایش فشار CO2 باعث افزایش رشد آنها می شود. کند رشد هستند (18 ساعت زمان دو برابر شدن باسیل است)
q اشکال ساپروفیت سریعتر رشد کرده و در دمای 22-23 به خوبی رشد می کنند.
• واکنش به عوامل فیزیکی و شیمیایی:
• به دلیل ماهیت آبگریزی که دارند؛ نسبت به سایر باکتریها در برابر عوامل شیمیایی مقاوم تر هستند.
• رنگها و آنتی بیوتیک هایی که اثر باکتریواستاتیک روی سایر باکتری ها دارند رشد باسیل سل را مهار نمی کنند.
• باسیل سل به خشکی بسیار مقاوم است و در خلط خشک شده سالها زنده می ماند.
بیماریزایی مایکوباکتریوم ها
• انسان و خوکچه هندی نسبت به عفونت مایکوباکتریوم توبرکلوزیس بسیار حساس اند
• ماکیان و گاوها نسبت به آن بسیار مقاومند.
• بیماریزایی م.توبرکلوزیس و م.بویس برای انسان به یک اندازه است.
• راه ایجاد عفونت تنفسی یا گوارشی است.
اجزاء کمپلکس دیواره سلولی
q کمپلکس دیواره سلولی مسئول ویرولانس و توانایی بقا در شرایط محیطی سخت است.
q الف) غشاء سیتوپلاسمی: سه لایه دارد: فسفولیپیدها و پروتئین هاکه بعنوان لنگری برای مانوفسفواینوزیتیدها و لیپوآرابینومانان عمل می کنند.
q لیپوآرابینومانان شبیه LPS در گرم منفی ها است.
q مایکوباکتریوم ها از نظر داشتن چربیها غنی هستند. این لیپیدها شامل میکولیک اسیدها (اسیدهای چرب با 78-90 کربن)، مومها و فسفاتیدها می باشند.
q ب) کمپلکس پپتیدوگلیکان-آرابینوگالاکتان: پپتیدوگلیکان شبیه اشرشیا کلی، اسید میکولیک فاکتور ویرولانس مهمی است.
• دی پپتیدهای مورامیل می توانند باعث تشکیل گرانولوم شوند.
• فسفولیپیدها باعث نکروز پنیری می شوند. لیپیدها مسوول خاصیت مقاومت به اسید می باشند
• فاکتورهای ویرولانس
• الف) کورد فاکتور:
• توسط اعضای جنس کورینه باکتریوم، نوکاردیا و رودوکوکوس تولید می شود.
• سویه های بیماریزا، طنابهای مارپیچ میکروسکوپی تولید می کنند، که زنجیره موازی باسیل های اسید فاست تشکیل شده اند.
• فاکتور طنابی(ترهالوز 6و6“ –دی میکولات)
• مهاجرت لکوسیت ها را مهار کرده،
• مهار ادغام لیزوزوم با فاگوزوم(ماکروفاژها)
• گرانولوم مزمن ایجاد کرده
• مکمل ایمنی زایی
• غشاهای میتوکندریایی را نابود می کند.
• مهار پاسخ سلولی
• ب) سولفاتیدها:
• مشتقات سولفاته تره هالوز آنیونی
• حاوی اسیدهای چرب با زنجیره بلند(روی خارجی ترین سطح مایکوباکتریوم)
• تقویت اثرات کورد فاکتور
• غیر فعال سازی آنزیم های هیدرولیتیک ماکروفاژها
• مهار دگرانولاسیون ماکروفاژها
• ج) آرابینوگالاکتان و لیپوآرابینومانان:
• پاسخ آنتی بادی قوی اما غیر موثر
• مطابق کورد فاکتور عمل می کند( گرانولوما سلی و نکروز بافتی)
• مهار فعالیت سلول T
• القا تولید TNF آلفا
• مهار عرضه آنتی ژنها و مهار لنفوسیت های خون محیطی
• د) توبرکلوپروتئین ها:
• تداخل با پاسخ ایمنی
• تقویت تهاجم سلولی
• تحریک افزایش حساسیت تیپ تاخیری
• پروتئین های مایکوباکتریوم ها متنوع بوده و واکنش توبرکولین ایجاد می کنند و منجر به تشکیل آنتی بادی های متفاوت شوند.
• 3- پلی ساکاریدها
• می توانند باعث القای ازدیاد حساسیت فوری شوند.
پاسخ میزبان به عفونت
• بقاء باکتری درون میزبان به توانایی باکتری به تکثیر درون ماکروفاژ و منوسیت دارد.
• ایمنی میزبان: بستگی به پاسخ سلولی قوی، فعالیت MQ ،محدود کردن رشد یا مهار
• مشخصه پاتولوژیک سل: تشکیل گرانولوما اطراف کانون عفونت
• پروتئین کموتاکتیک منوسیت (MCP-1) ، اینترلوکین های 1،2،8، TNF-α و IFNƳ نقش کلیدی در پیشرفت گرانولوما و کنترل عفونت با T.B دارند.
• عدم فعالیت TNF عدم کنترل تکثیر T.B یا تشکیل گرانولوما
• لنفوسیت های T سیتوتوکسیک (CTls) و سلولهای NK برای بهبود عفونت مهم هستند.
• دینامیک عفونت:
• 1- قطرات عفونی با قطر 5 میکرومتر و کمتر(حاوی 10-1 ارگانیسم) به بخش تحتانی ریه استنشاق می شوند، آغاز عفونت و تشکیل لزیون اولیه
• 2- قرار گرفتن C3bi کمپلمان در سطح ارگانیسم، واکنش با CR3 ماکروفاژ، فاگوسیتوز
• 3- تکثیر باکتری از طریق مهار دگرانولاسیون لیزوزوم های اولیه و ثانویه، مهار اسیدی شدن فاگوزوم و تکثیر
• 4- از بین رفتن ماکروفاژهای آلوده به باکتری
• 5- ورود به فضای خارج سلولی و فاگوسیتوز مجدد
• 6- ورود به عروق لنفاوی، التهاب غدد( مدیاستینال؛ نزدیک ناف)
• 7- ورود به جریان خون، انتشار به مغز استخوان، کلیه، مننژ، نوک ریه
• گرانول های سلی، توبرکل نامیده می شوند.
• در مرکز توبرکل، سلول های غول پیکر لانگرهانس، احاطه شده با سلول های اپی تلوئید( فیبروبلاست و لنفوسیت خارجی ترین لایه توبرکل را تشکیل می دهند).
• پاسخ ایمنی سلولی: منجر به پنیری شکل و خرد شدن مرکز توبرکل شده؛ کازئوزی نامیده می شود.
• 10-3 هفته از آغاز عفونت، توسعه کازئوزی شدن، کانون های اولیه و متاستاتیک را استریل می سازد.
• رشد TB درون MQ ها محدود شده، بیمار بدون شواهد بالینی و رادیوگرافی
• تنها 5% بیماران آلوده با TB ، طی 2 سال بیماری را توسعه می دهند.
• TB مهاجرت کننده به نوک ریه نهفته زنده می مانند.
• TB هوازی بوده، و پاسخ ایمنی قادر به پاکسازی کازئوزی نوک ریه نیست.
• دو نوع ضایعه اصلی در سل قابل مشاهده است:
• 1- نوع اگزوداتیو:
• یک واکنش التهابی حاد همراه با تجمع مایع ادم، لکوسیتهای PMN و منوسیت ها در اطراف باسیل سل. ضایعه در بافت ریه دیده می شود که شبیه به پنومونی باکتریایی می باشد. ممکن است به نکروز شدید بافتی منجر شود. در طی این فاز آزمون توبرکولین مثبت است.
• 2- نوع پروداکتیو: ضایعه گرانولوم مزمنی است که دارای 3 ناحیه است:
• الف) ناحیه مرکزی از سلولهای بزرگ چند هسته ای که درون خود حاوی باسیل سل هستند.
• ب) ناحیه میانی حاوی سلولهای اپیتلوئید
• ج) ناحیه محیطی حاوی فیبروبلاست ها، لنفوسیت ها و منوسیت ها.
• بعدها ناحیه مرکزی دچار نکروز پنیری می شود.
• پخش شدن ارگانیسم ها در بدن میزبان:
• باسیل سل با گسترش از طریق مجاری لنفاوی و گردش خون و از طریق برونش ها و لوله گوارشی در بدن میزبان پخش می شود.
• انتشار باسیل ها از طریق خون به تمام ارگان های بدن ایجاد سل ارزنی می کند.
• اگر یک ضایعه دارای نکروز پنیری، محتویات خود را به داخل یک برونش تخلیه کند، محتویات یا به سایر قسمت های ریه انتشار یافته و یا بلعیده شده و به معده و روده می رسد.
• باسیل سل عمدتا به صورت داخل سلولی قرار گرفته و بقا می یابد و درمان ضد میکروبی را نیز مشکل می کند.
• آزمون توبرکولین(تست مانتو):
• در عفونت اولیه، میزبان نسبت به باسیل های سل دچار افزایش حساسیت شده که از طریق مثبت شدن واکنش توبرکولین( پروتئین خالص مشتق شده (PPD) حاصل از اجزای شیمیایی توبرکولین قدیمی می باشد)، مشخص می شود.
• عدم تماس با مایکوباکتریوم، هیچ واکنشی نسبت به PPD وجود ندارد.
• ابتلا به سل اولیه، سفتی، ادم و قرمزی طی 24-48 ساعت ایجاد می شود، امکان ایجاد نکروز مرکزی
• بررسی آزمون پوستی باید طی 48-72 ساعت بعد صورت گیرد.
• این آزمون طی 4 تا 6 هفته پس از ایجاد عفونت مثبت می شود.
• آزمون مثبت توبرکولین نشانگر آلودگی در گذشته است اما بیانگر بیماری فعال یا وجود ایمنی نمی باشد.
یافته های بالینی
• درگیری اعضای مختلف در سل، تظاهرات بالینی بسیار متنوع شامل: خستگی، ضعف، کاهش وزن و تب
• گرفتاری ریوی منجر به سرفه های مزمن و خلط خونی می شود.
• مننژیت و گرفتاری دستگاه ادراری نیز ممکن است رخ دهد.
• تشخیص آزمایشگاهی
• 1- نمونه ها: شامل خلط تازه، شستشوی معده، ادرار، مایع جنب، CSF ، مایع مفصلی ، مواد بیوپسی و خون
• خلط از ریه جمع شده و حاوی سلول اپیتلیال نمی باشد.
• 2- رفع آلودگی: نمونه خلط و سایر مواد غیر استریل توسط N-استیل-L-سیستئین به حالت مایع درآمده و آلودگی آنها توسط NaOH رفع شده و توسط بافر خنثی می شود.
• 3- گستره: نمونه ها با رنگ اسید-فاست رنگ شده وتعداد باسیل های اسیدفاست برای تعیین وسعت عفونت تعیین می شود
• 80-50% بیماران با سل ریوی اسمیر خلط مثبت دارند.
• 4- کشت، شناسایی: کشت در محیط انتخابی لون اشتاین- جانسن یا محیط میدل بروک 7H11, 7H10 در دمای 35-37 درجه و حضور 5-10% CO2 برای 8 هفته نگهداری می شوند.
• سریع ترین سیستم شناسایی BACTEC (میدل بروک 7H12 با C14 نشاندار) است.
درمان
• به دلیل ظهور سریع باسیل های مقاوم به داروهای خط درمان، از رژیم درمانی چند دارویی استفاده می شود.
• 2 داروی اصلی در درمان : ایزونیازید و ریفامپین
• سایر داروهای خط مقدم: پیرازین آمید، اتامبوتول و استرپتومایسین.
• داروهای خط دوم سمی تر بوده و کمتر موثرند و شامل: کانامیسین، کاپرئومایسین، اتیونامید، سیکلوسرین، اوفوکساسین و سیپروفلوکساسین.
• در آمریکا رژیم 4 دارویی ایزونیازید، ریفامپین، پیرازین آمید و اتامبوتول برای افراد در معرض خطر با سل مقاوم به دارو استفاده می شود.
• ایجاد مقاومت دارویی در م.توبرکلوزیس یک مشکل جهانی است.
• پیشگیری:
– در کشورهای شایع،بررسی با تست مانتو، نتایج مثبت، درمان با INH
– واکسن BCG ایمیونیزاسیون ( تاثیر از 0-80%) !
– درمان سریع و موثر بیماران مبتلا به سل فعال
– ریشه کنی سل در گاوها و پاستوریزه کردن شیر برای کاهش م.بوویس