باسیل‌های گرم مثبت

باسیل‌های گرم مثبت، باکتری‌های میله‌ای شکلی هستند که به دلیل دیواره پپتیدوگلیکانی ضخیم خود، رنگ کریستال ویوله را حفظ می‌کنند. اعضای هوازی و بی‌هوازی اختیاری مهم از نظر پزشکی شامل گونه‌های باسیل هاگ‌ساز (به‌ویژه باسیلوس آنتراسیس، عامل سیاه زخم)، لیستریا مونوسیتوژنز و کورینه‌باکتریوم دیفتریه غیرهاگ‌ساز، و اکتینومایسس و نوکاردیا شاخه‌دار می‌شوند. یک تقسیم‌بندی اولیه مفید، هاگ‌سازها را از غیرهاگ‌سازها جدا می‌کند.

Definition

باسیل‌های گرم مثبت، باکتری‌های گرم مثبت میله‌ای شکل هستند؛ پاتوژن‌های هوازی و بی‌هوازی اختیاری در میان آن‌ها شامل باسیلوس هاگ‌ساز، لیستریا و کورینه‌باکتریوم غیرهاگ‌ساز، و اکتینومایسس و نوکاردیا رشته‌ای می‌شوند.

Scope

این مدخل به جداسازی عملی باسیل‌های گرم مثبت بر اساس تشکیل هاگ، واکنش کاتالاز و تحرک، پاتوژن‌های اصلی هوازی و بی‌هوازی اختیاری، سموم و استراتژی‌های بیماری‌زایی مشخص آن‌ها (سموم سیاه زخم، لیستریا لیزین، سم دیفتری)، و ارتباطات بالینی گسترده آن‌ها می‌پردازد. باسیل‌های گرم مثبت بی‌هوازی کلاسیک (کلستریدیوم) در مبحث باکتری‌های بی‌هوازی مورد بررسی قرار می‌گیرند. این مطلب، مرجع و مواد آموزشی است.

Core questions

• تشکیل هاگ چگونه باسیل‌های گرم مثبت را تقسیم می‌کند و چرا از نظر بالینی مهم است؟
• کدام سموم پاتوژن‌های اصلی این گروه را تعریف می‌کنند (سموم سیاه زخم، سم دیفتری، لیستریا لیزین O)؟
• چه ویژگی‌هایی لیستریا را به عنوان یک پاتوژن درون‌سلولی از سایر باسیل‌های گرم مثبت متمایز می‌کند؟

Key concepts

• تشکیل اندوسپور (باسیلوس، کلستریدیوم)
• سموم سیاه زخم (آنتی‌ژن محافظ، فاکتور کشنده، فاکتور ادم)
• سم دیفتری و کورینه‌باکتریوم دیفتریه
• لیستریا لیزین O و تحرک درون‌سلولی
• کاتالاز و تحرک در شناسایی
• اکتینومیست‌های رشته‌ای (اکتینومایسس، نوکاردیا)

Mechanisms

در میان باسیل‌های گرم مثبت هوازی و بی‌هوازی اختیاری، توانایی تشکیل اندوسپورهای مقاوم به حرارت، جنس باسیلوس (و در میان بی‌هوازی‌ها، کلستریدیوم) را از ارگانیسم‌های غیرهاگ‌ساز جدا می‌کند. باسیلوس آنتراسیس از طریق یک سم سه‌جزئی و یک کپسول ضدفاگوسیتی ایجاد بیماری می‌کند (Dixon et al., 1999)، در حالی که کورینه‌باکتریوم دیفتریه از طریق یک سم ترشح‌شده منفرد عمل می‌کند که سنتز پروتئین میزبان را متوقف می‌سازد. لیستریا مونوسیتوژنز یک پاتوژن درون‌سلولی اختیاری است که با استفاده از سم تشکیل‌دهنده منافذ، لیستریا لیزین O، از فاگوزوم فرار می‌کند و سپس با پلیمریزاسیون اکتین میزبان، خود را بین سلول‌ها حرکت می‌دهد (Vázquez-Boland et al., 2001). شناسایی آزمایشگاهی بر رنگ‌آمیزی هاگ، کاتالاز، تحرک و مورفولوژی کلنی تکیه دارد، با اکتینومایسس و نوکاردیا رشته‌ای که با اشکال شاخه‌دار خود شناسایی می‌شوند.

Clinical relevance

باسیل‌های گرم مثبت هوازی و بی‌هوازی اختیاری از بیماری‌های نادر اما شدید (سیاه زخم، دیفتری، لیستریوزیس مهاجم) تا عفونت‌های شایع ناشی از غذا و فرصت‌طلب را شامل می‌شوند، و اعضای هاگ‌ساز به دلیل ماندگاری محیطی و اهمیت در تهدیدات زیستی قابل توجه هستند. این مدخل زیست‌شناسی و طبقه‌بندی این گروه را به عنوان مطالب مرجع ارائه می‌دهد و معیارهای تشخیصی یا توصیه‌های درمانی را شامل نمی‌شود.

Epidemiology

لیستریا مونوسیتوژنز یک پاتوژن مهم ناشی از غذا است که تمایل به افراد باردار، نوزادان، سالمندان و میزبان‌های دارای نقص ایمنی دارد و به دلیل نرخ بالای مرگ و میر در بیماری مهاجم قابل توجه است (Vázquez-Boland et al., 2001). سیاه زخم اکنون در انسان‌ها نادر است اما به عنوان یک بیماری مشترک بین انسان و دام و یک عامل تهدید زیستی شناخته شده (Dixon et al., 1999) همچنان اهمیت دارد، در حالی که دیفتری در مناطقی که ایمن‌سازی توکسوئید دوران کودکی پایدار است، نادر شده است.

Evidence & guidelines

مرورهای معتبر در Clinical Microbiology Reviews (Vázquez-Boland et al., 2001; Bottone, 2010) و New England Journal of Medicine (Dixon et al., 1999)، همراه با متون استاندارد میکروبیولوژی پزشکی، چارچوب زیست‌شناسی و ارتباطات بالینی این گروه را تشکیل می‌دهند. توصیه‌های ایمن‌سازی (به عنوان مثال، برنامه‌های توکسوئید دیفتری) و پاسخ به شیوع بیماری‌ها در دستورالعمل‌های بهداشت عمومی که در جای دیگر به آن‌ها ارجاع داده شده است، پوشش داده می‌شوند.

History

چندین باسیل گرم مثبت برای باکتری‌شناسی اساسی هستند: کار رابرت کخ بر روی باسیلوس آنتراسیس در دهه‌های ۱۸۷۰ و ۱۸۸۰ به تثبیت نظریه میکروب و چرخه هاگ کمک کرد، و کشف سم دیفتری و پادزهر آن در دهه‌های ۱۸۸۰ و ۱۸۹۰ عصر بیماری‌های ناشی از سم و سرم‌درمانی را آغاز کرد. نقش لیستریا به عنوان یک پاتوژن درون‌سلولی بسیار دیرتر روشن شد و به مدلی برای مطالعه گسترش سلول به سلول تبدیل گشت.

Key figures

• José A. Vázquez-Boland
• Matthew Meselson
• Edward J. Bottone
• Emile Roux

Seminal works

• vazquezboland-2001
• dixon-1999

Frequently asked questions

چرا تشکیل هاگ برای طبقه‌بندی باسیل‌های گرم مثبت اهمیت دارد؟

اندوسپورها ساختارهای خفته و بسیار مقاوم هستند که به جنس‌های هاگ‌ساز مانند باسیلوس اجازه می‌دهند در برابر گرما، خشکی و ضدعفونی‌کننده‌ها زنده بمانند؛ وجود یا عدم وجود آن‌ها یک نقطه انشعاب اولیه در شناسایی باسیل‌های گرم مثبت است و پیامدهای عملی برای ماندگاری محیطی دارد.

چه چیزی لیستریا مونوسیتوژنز را از سایر باسیل‌های گرم مثبت هوازی متمایز می‌کند؟

این یک پاتوژن درون‌سلولی اختیاری است: با استفاده از لیستریا لیزین O از فاگوزوم فرار می‌کند و با ربودن اکتین، مستقیماً بین سلول‌های میزبان حرکت می‌کند، که به آن اجازه می‌دهد در حالی که از پاسخ ایمنی خارج سلولی اجتناب می‌کند، گسترش یابد.