مقدمه‌ای بر سراشیا مارسسنس
سراشیا مارسسنس یک گاماپروتئوباکتری گرم منفی، متحرک، غیر آندوسپور ساز، میله‌ای شکل از خانواده Yersiniaceae در راسته انتروباکترال‌ها است.
سراشیا مارسسنس برای اولین بار در سال 1819 توسط داروساز ونیزی، Bartolomeo Bizio، به عنوان عامل بروز تغییر رنگ پولنتا (به وجود آمدن رنگ قرمز خون در پولنتا (یک ظرف آرد ذرت پخته شده)) در شهر پادوآ ایتالیا شناسایی شد. در سال 1823، او به افتخار دوست فقید خود سرافینو سراتی، این باکتری را “سراشیا مارسسنس” نامید. اگرچه نام آن به Monas prodigiosus و Bacillus prodigiosus تغییر یافت، بار دیگر در دهه 1920 نام سراشیا مارسسنس به این گونه داده شد.
در حال حاضر به عنوان یکی از اعضای گروه کلیفرم در نظر گرفته می‌شود. مشخص شده است که S. marcescens یک پاتوژن فرصت طلب است، به ویژه در محیط‌های بیمارستانی که می‌تواند باعث بیماری‌های مختلفی از جمله عفونت‌های دستگاه ادراری، عفونت زخم و عفونت‌های جریان خون شود، علی رغم اینکه گاهی اوقات یک باکتری خوش خیم کامنسال است. به دلیل ظرفیت آن در ایجاد انواع فاکتورهای بیماری‌زا و مقاومت آن در برابر آنتی‌بیوتیک‌های متعدد، یک مشکل عمده در محیط‌های مراقبت‌های بهداشتی است.
طبقه بندی سراشیا مارسسنس
موقعیت سراشیا مارسسنس در طبقه بندی باکتری‌ها موضوعی است که مورد بحث قرار می‌گیرد. در گذشته، آن را متعلق به خانواده Enterobacteriaceae طبقه بندی می‌کردند (حتی در کتابچه راهنمای باکتری شناسی سیستماتیک Bergey)، اگرچه تحقیقات دیگر نشان می‌دهد که در عوض به خانواده Yersiniaceae تعلق دارد.
گریمونت و گریمونت در کتاب سال 2006 خود به نام “جنس سراتیا” یکی از پیشنهادات اولیه را برای تغییر سراتیا از خانواده انتروباکتریاسه به خانواده یرسینیا ارائه کردند.
بعداً، در یک مطالعه در سال 2013 در مجله میکروبیولوژی بالینی، سراشیا مارسسنس بیشتر از سایر اعضای خانواده Enterobacteriaceae به گونه‌های Yersinia متصل بود. اگرچه هنوز بحث در مورد طبقه بندی وجود دارد، اما ما در این یادداشت Serratia را در خانواده Yersiniaceae طبقه بندی می‌کنیم.
| حوزه | باکتری |
| فیلوم/شاخه | Pseudomonadota |
| رده | گاماپروتئوباکتری‌ها |
| راسته | انتروباکترال‌ها |
| خانواده (تیره) | Yersiniaceae (قبلاً Enterobacteriaceae) |
| جنس (سرده) | Serratia |
| گونه | S. marcescens |
زیستگاه سراشیا مارسسنس
marcescens یک باکتری ساپروفیت مزوفیل است که به طور گسترده در محیط یافت می‌شود. عمدتاً در مکان‌های مرطوب مانند حمام‌ها، حوضچه‌ها و مناطق خروجی آب در آشپزخانه‌ها و سایر مناطق باتلاقی با پوشش گیاهی در حال پوسیدگی یافت می‌شود. همچنین در خاک و در ارتباط با حشرات، گیاهان و جانوران از جمله انسان یافت می‌شود.
در انسان، به طور عمده در بیماران بستری، در دستگاه تنفسی فوقانی، دستگاه ادراری و همچنین در دستگاه گوارش یافت می‌شوند.
اغلب در بخش‌های مراقبت‌های بهداشتی یافت می‌شود. S. marcescens اغلب در محیط‌های مراقبت‌های بهداشتی بر روی سطوحی مانند تجهیزات بیمارستانی، سینک‌ها و کف و همچنین روی پوست و مدفوع پرسنل مراقبت‌های بهداشتی کشف می‌شود. مشخص شده است که بیوفیلم‌هایی را بر روی سطوح به جا می‌گذارد که می‌تواند حذف آن را با استفاده از تکنیک‌های تمیز کردن معمولی چالش برانگیز کند.
مورفولوژی سراشیا مارسسنس
آنها باکتری‌های میله‌ای شکل (باسیل) غیر متحرک غیر اندوسپور ساز هستند. طول آنها حدود 1 تا 2 میکرومتر و قطر آن حدود 0.5 تا 0.8 میکرومتر است. (با این حال، اندازه ممکن است بسته به شرایط رشد متفاوت باشد.)
در زیر میکروسکوپ، آنها به صورت میله‌های کوتاه مستقیم یا کمی خمیده دیده می‌شوند. اغلب در زنجیره‌های کوتاه مرتب می‌شوند.
آنها اغلب کپسوله می‌شوند. این کپسول توانایی تشکیل بیوفیلم آنها را افزایش می‌دهد و همچنین بیماری‌زایی را افزایش می‌دهد.
یکی از ویژگی‌های متمایز S. marcescens تولید رنگ‌دانه prodigiosin در دمای اتاق است که رنگ‌دانه قرمز مشخصی را ایجاد می‌کند. رنگ‌دانه، سطحی را که باکتری‌ها در آن رشد می‌کنند قرمز رنگ می‌کند.
ویژگی‌های محیطی سراشیا مارسسنس
سراشیا مارسسنس یک گونه باکتریایی غیرمعمول است که بر روی طیف گسترده‌ای از بسترها رشد می‌کند. به طور طبیعی در منطقه‌ای با بسترهای آلی فراوان مانند پوشش گیاهی در حال پوسیدگی و مواد غذایی و در ارتباط با بیوتیک‌ها و همچنین در مکان‌های سخت دارای کمبود مواد مغذی مانند خاک، کاشی‌های حمام، آب مقطر و برخی مواد ضدعفونی‌کننده یافت می‌شود. آنها باکتری‌های مزوفیل هستند و می‌توانند از محدوده دمایی 5 تا 40 درجه سانتیگراد رشد کنند. با این حال، رشد محیطی آنها در دمای 2±37 درجه سانتیگراد دیده می‌شود.
سراشیا مارسسنس به دلیل تولید رنگ‌دانه قرمز روشن، prodigiosin شناخته شده است. اگرچه این رنگ‌دانه فقط در دمای اتاق 20 تا 30 درجه سانتیگراد تولید می‌شود. علاوه بر این، هیچ خصوصیت محیطی خاص دیگری وجود ندارد.
در آزمایشگاه، سراشیا مارسسنس جدا شده و بر روی طیف گسترده‌ای از محیط‌های همه‌منظوره مانند Nutrient Agar (NA)، Tryptic Soya Agar (TSA)، MacConkey Agar (MCA)، Eosin Methylene Blue (EMB) Agar، Blood Agar (Blood Agar) BA)، Cetrimide Agar (CA)، و غیره رشد می‌کند. برخی از محیط‌های انتخابی و کروموژنیک نیز برای آنها وجود دارد که شامل موارد زیر است:
Brilliance Serratia Agar، ChromID Serratia Agar و caprylate-thallous (CT) mineral salts CT agar
برخی از محیط‌های کشت سراشیا مارسسنس در زیر فهرست شده‌اند:
نوترینت آگار (NA)
در نوترینت آگار ، S. marcescens کلنی‌های تخمیری صاف، دایره‌ای و برآمده غیر لاکتوز حدود 2 تا 4 میلی‌متر تولید می‌کند. هنگامی که در دمای 30-20 درجه سانتیگراد رشد می‌کند، رنگ‌دانه قرمز را می‌توان پس از انکوباسیون یک شبه (24 ساعت) مشاهده کرد.
تریپتیک سویا آگار (TSA)
در سویا آگار تریپتیک، S. marcescens کلنی‌های تخمیر کننده صاف، دایره‌ای، مرطوب و برآمده غیر لاکتوز حدود 2 تا 4 میلی‌متر تولید می‌کند. تولید پرودیژیوزین عامل ایجاد رنگ قرمز روشنی است که می‌توان در انکوباسیون در دمای 30-20 درجه سانتی گراد مشاهده کرد.
مک کانکی آگار (MAC)
در مک کانکی آگار، S. marcescens کلنی‌های صاف، برجسته، دایره‌ای (2 تا 4 میلی‌متر) و غیر لاکتوز تخمیر شده صورتی تا قرمز تولید می‌کند.
بلاد آگار (BA)
در مک کانکی آگار، S. marcescens تولید بتا همولیتیک با ناحیه باریک همولیز، کلنی‌های مدور خاکستری شکل با اندازه متوسط (2 تا 4 میلی‌متر) می‌کند. تولید رنگ قرمز در BA به وضوح قابل مشاهده نیست، اما، این باکتری حتی در BA اگر در دمای 30 درجه سانتیگراد یا کمتر انکوبه شود، پرودیژیوزین تولید می‌کند.
محیط کاپریلات-تالوس آگار (CT آگار)
این محیط بسیار انتخابی و متفاوتی است که برای جداسازی گونه‌های Serratia استفاده می‌شود و آنها را به گونه‌های مختلف متمایز می‌کند. سراتیا مستعمرات کوچک کمی سفید مایل به آبی تولید می‌کند. S. marcescens در دمای مناسب رنگ‌دانه قرمز تولید می‌کند.
CHROMagar™ Serratia
این یک محیط کروموژنیک است که به عنوان محیط کروموژنیک انتخابی و افتراقی برای جداسازی و شناسایی اولیه S. marcescens استفاده می‌شود. S. marcescens حدود 2 میلی متر، کلنی‌های دایره‌ای سبز – آبی تا آبی متالیک تولید می‌کند.
ویژگی‌های بیوشیمیایی سراشیا مارسسنس
نتایج آزمایشات بیوشیمیایی عمومی
| S.N. | خصوصیات بیوشیمیایی | سراشیا مارسسنس |
| 1 | کپسول | عمدتاً منفی (تعداد کمی کپسوله می‌شوند) |
| 2 | کاتالاز | مثبت (+) |
| 3 | سیترات | مثبت (+) |
| 4 | کواگولاز | منفی (-) |
| 5 | دئوکسی ریبونوکلئاز (DNase) | مثبت (+) |
| 6 | تاژک | مثبت (+) |
| 7 | گاز | متغیر (±) |
| 8 | رنگ آمیزی گرم | باسیل‌های گرم منفی |
| 9 | H2S (سولفید هیدروژن) | منفی (-) |
| 10 | ایندول | منفی (-) |
| 11 | تحرک | متحرک |
| 12 | متیل رد (MR) | منفی (-) |
| 13 | کاهش نیترات | مثبت (+) |
| 14 | اکسیداز | منفی (-) |
| 15 | OF (تخمیر-اکسیداتیو) | بی‌هوازی اختیاری |
| 16 | رنگ‌دانه | مثبت (+) |
| 17 | هاگ | منفی (-) |
| 18 | آهن قند سه‌گانه (TSI) | K/A (قلیایی/اسیدی) (قرمز/زرد) |
| 19 | اوره آز | منفی (-) |
| 20 | وژس پروسکوئر (VP) | مثبت (+) |
آزمایش تخمیر کربوهیدرات
| S.N | سوبسترا (پیش ماده) | سراشیا مارسسنس |
| 1 | آدونیتول | مثبت (+) |
| 2 | آرابینوز | منفی (-) |
| 3 | آرابیتول | متغیر |
| 4 | سلوبیوز | منفی (-) |
| 5 | دولسیتول | منفی (-) |
| 6 | فروکتوز | مثبت (+) |
| 7 | گالاکتوز | مثبت (+) |
| 8 | گلوکز | مثبت (+) |
| 9 | گلیسرول | مثبت (+) |
| 10 | لاکتوز | منفی (-) |
| 11 | مالتوز | مثبت (+) |
| 12 | مانیتول | مثبت (+) |
| 13 | مانوز | مثبت (+) |
| 14 | رامنوز | منفی (-) |
| 15 | ریبوز | مثبت (+) |
| 16 | سوربیتول | مثبت (+) |
| 17 | ساکارز | مثبت (+) |
| 18 | ترهالوز | مثبت (+) |
| 19 | تارترات | منفی (-) |
| 20 | زایلوز | منفی (-) |
آزمایشات هیدرولیز آنزیمی
| S.N | آنزیم‌ها | سراشیا مارسسنس |
| 1 | استفاده از استات | متغیر |
| 2 | آرژنین دهیدرولاز | منفی (-) |
| 3 | کازئین هیدرولاز | مثبت (+) |
| 4 | DNase | مثبت (+) |
| 5 | هیدرولیز اسکولین | مثبت (+) |
| 6 | ژلاتیناز | مثبت (+) |
| 7 | لیپاز | مثبت (+) |
| 8 | لیزین دکربوکسیلاز | مثبت (+) |
| 9 | ONPG (β-گالاکتوزیداز) | مثبت (+) |
| 10 | اورنیتین دکربوکسیلاز | مثبت (+) |
| 11 | فنیل آلانین دآمیناز | منفی (-) |
| 12 | تریپتوفاناز | منفی (-) |
عوامل بیماری‌زای سراشیا مارسسنس
آنزیم‌های خارج سلولی
سراشیا مارسسنس تعدادی آنزیم خارج سلولی مانند لیپازها، پروتئازها و DNaseها تولید می‌کند که می‌توانند به بافت میزبان آسیب رسانده و تهاجم باکتری‌ها را ممکن سازند.
همولیزین
همولیزین، یک سم منافذ ساخته شده توسط سراشیا مارسسنس، می‌تواند سلول‌های میزبان از جمله گلبول‌های قرمز را لیز کند. همولیزین می‌تواند به بافت میزبان آسیب برساند و به ایجاد آبسه کمک کند.
لیپوپلی‌ساکارید (LPS)
برخی از سویه‌های سراشیا مارسسنس ساختار LPS تغییر یافته‌ای دارند که به باکتری‌ها کمک می‌کند تا بدخیم‌تر شوند و از شناسایی شدن توسط سیستم ایمنی انسان جلوگیری کنند. یک نوع LPS تولید شده توسط سراشیا مارسسنس قادر به تحریک واکنش‌های ایمونولوژیک میزبان و ایجاد التهاب است.
سیدروفورها
سراشیا مارسسنسس یدروفورها را تولید می‌کند که به باکتری کمک می‌کند تا آهن را از بافت میزبان دفع کند و رشد و بقا را تقویت کند. Serratiochelin، شکلی از سیدروفور تولید شده توسط برخی از سویه‌های سراشیا مارسسنس، همچنین می‌تواند بیماری‌زایی باکتری را افزایش دهد.
تاژک
از آنجایی که سراشیا مارسسنس دارای تاژک است، می‌تواند در سراسر بافت میزبان حرکت کند و از پاسخ‌های ایمنی فرار کند. علاوه بر این، تاژک‌ها می‌توانند چسبندگی باکتری‌ها به سلول‌های میزبان را تسهیل کرده و به توسعه بیوفیلم‌ها کمک کنند.
پاتوژنز سراشیا مارسسنس
عوامل بیماری‌زای متعددی از جمله چسبنده‌ها، تشکیل بیوفیلم، تحرک، و تولید اگزونزیم‌ها و اگزوتوکسین‌ها، در بیماری‌زایی S. marcescens نقش دارند. S. marcescens به دلیل این عوامل بیماری‌زا قادر به کلونیزه کردن، بقا و ایجاد بیماری و آسیب بافتی است.
پاتوژنز بسته به محل عفونت متفاوت است. با این حال، پاتوژنز کلی را می‌توان در مراحل زیر خلاصه کرد:
چسبندگی و کلونیزاسیون
marcescens به کاتترها یا سایر وسایل پزشکی داخل بدن انسان یا به سلول‌ها و بافت‌های میزبان متصل می‌شود. چسبندگی به اتصال آنها کمک می‌کند. پس از اتصال، آنها به سرعت تکثیر می‌شوند و سطوح متصل را کلونی می‌کنند.
تشکیل بیوفیلم
سراشیا مارسسنس می‌تواند بیوفیلم را روی سطح چندین دستگاه پزشکی و کاتتر تشکیل دهد. تشکیل بیوفیلم به آنها اجازه می‌دهد محکم‌تر به سطح میزبان بچسبند، با محیط‌های متغیر سازگار شوند، و همچنین به‌عنوان مانعی در برابر برخی از اجزای ایمنی میزبان عمل کنند.
توسعه عفونت
هنگامی که S. marcescens تشکیل کلنی می‌دهد و در داخل بافت میزبان تکثیر می‌شود، شروع به ایجاد تظاهرات بالینی می‌کنند. تولید اگزونزیم‌ها و اگزوتوکسین‌ها به آسیب بافت‌های میزبان و ایجاد عفونت کمک می‌کند. پاتوژنز بسته به محل عفونت متفاوت است.
تظاهرات بالینی سراشیا مارسسنس
marcescens طیف وسیعی از تظاهرات بالینی را در انسان نشان می‌دهد. آنها معمولاً در عفونت‌های مرتبط با مراقبت‌های بهداشتی گزارش می‌شوند. با این حال، عفونت‌های اکتسابی از جامعه نیز رایج است. S. marcescens پاتوژن‌های فرصت طلب هستند به این معنی که عمدتاً افراد دارای سیستم ایمنی ضعیف را آلوده می‌کنند. برخی از بیماری‌های شایع ناشی از S. marcescens در انسان در زیر ذکر شده است:
عفونت‌های دستگاه ادراری (UTIs)
marcescens یک عامل شایع عفونت‌های ادراری، به ویژه عفونت‌های ادراری مرتبط با مراقبت‌های بهداشتی در بیماران مبتلا به کاتترهای ادراری ثابت است.
عفونت‌های دستگاه تنفسی (RTIs)
در بیماران با سیستم ایمنی ضعیف و/یا بیماری‌های تنفسی زمینه‌ای مانند COPD، S. marcescens باعث ذات‌الریه می‌شود. به ندرت، پنومونی اکتسابی از جامعه نیز گزارش می‌شود.
عفونت زخم
چندین مورد از عفونت‌های بافت نرم اکتسابی بیمارستانی، به ویژه عفونت‌های محل جراحی در بیماران مبتلا به جراحی‌های دستگاه گوارش و دستگاه ادراری تناسلی، با S. marcescens مرتبط است.
عفونت‌های جریان خون (BSIs)
marcescens می‌تواند باعث BSI در بیماران بستری با کاتتر، بیماران تحت درمان‌های پزشکی تهاجمی و بیماران دچار نقص ایمنی شود.
افراد مبتلا به BSIs مرتبط با S. marcescens ممکن است مشکلات دیگری مانند اندوکاردیت، استئومیلیت، مننژیت و غیره را نیز تجربه کنند. مننژیت عمدتاً در نوزادان و بیماران دچار نقص ایمنی دیده می‌شود.
تشخیص آزمایشگاهی سراشیا مارسسنس
ویژگی‌های محیطی و تشخیص ریخت شناسی
در آزمایشگاه، MacConkey Agar و Blood Agar معمولاً برای جداسازی اولیه S. marcescens از نمونه‌های بالینی استفاده می‌شوند. ویژگی‌های کلنی و تولید رنگ‌دانه قرمز در دمای 30 درجه سانتیگراد برای شناسایی اولیه S. marcescens مورد مطالعه قرار می‌گیرد.
در محیط MAC آگار، کلنی‌هایی با اندازه متوسط، دایره ای، صاف و غیر تخمیر لاکتوز تولید می‌کنند. در آگار خون، ناحیه باریکی از همولیز در اطراف کلنی‌های با اندازه متوسط (2 تا 4 میلی‌متر) سفید مایل به خاکستری مشاهده می‌شود. هنگامی که در دمای 30 درجه سانتیگراد انکوبه می‌شوند، رنگ‌دانه قرمز تولید می‌کنند.
در زیر میکروسکوپ، آنها به عنوان باکتری‌های میله ای شکل گرم منفی ظاهر می‌شوند که به طور معمول به صورت زنجیره ای قرار گرفته اند.
تشخیص بیوشیمیایی
کلنی‌های جدا شده تحت آزمایش‌های بیوشیمیایی مانند تست IMViC، تست اکسیداز، تست کاتالاز، تست اوره آز، تست TSI، تست SIM و سایر تست‌های تخمیر کربوهیدرات قرار می‌گیرند.
بر اساس مشخصات بیوشیمیایی ، سراشیا مارسسنس را می‌توان به سرعت با استفاده از سیستم API 20E که یک کیت تست تجاری است، شناسایی کرد (سیستم سریع API 20E).
شناسایی مولکولی
سراشیا مارسسنس را می‌توان به طور مثبت در آزمایشگاه با استفاده از تکنیک‌های مبتنی بر PCR مانند تعیین توالی ژن 16S rRNA و تایپ توالی چند لوکوس شناسایی کرد.
گزینه‌های درمانی برای عفونت‌های سراشیا مارسسنس
آنتی‌بیوتیک‌هایی مانند کارباپنم‌ها، آمینوگلیکوزیدها، فلوروکینولون‌ها و سفالوسپورین‌های نسل سوم اغلب برای درمان عفونت‌های سراشیا مارسسنساستفاده می‌شوند. با این حال، سویه‌های سراشیا مارسسنس از منابع مختلف در سراسر جهان به این داروها مقاوم هستند.
مشخصات مقاومت آنتی‌بیوتیکی سراشیا مارسسنس
به طور طبیعی به تعدادی از آنتی‌بیوتیک‌ها مقاوم است. سراشیا مارسسنس به مقاومت در برابر آنتی‌بیوتیک‌های اضافی از طریق روش‌های مختلف، از جمله جهش، انتقال افقی ژن، و بیان بیش از حد پمپ‌های خروجی معروف است. در نتیجه، درمان عفونت‌های سراشیا مارسسنس می‌تواند دشوار باشد و انتخاب آنتی‌بیوتیک باید بر اساس آزمایش حساسیت باشد.
سراشیا مارسسنس همچنین به تولید بتا لاک تا مازه‌ای مختلف معروف است. بتالاکتامازهایی با طیف گسترده (ESBLs)، که ممکن است آنتی‌بیوتیک‌های بتالاکتام مانند پنی‌سیلین‌ها و سفالوسپورین‌ها را هیدرولیز کرده و باعث مقاومت شوند. علاوه بر این، سراشیا مارسسنس قادر به تولید کارباپنمازهایی است که به کارباپنم‌ها مقاومت هستند، مانند KPC (Klebsiella pneumoniae carbapenemase) و IMP (ایمی‌پنماز).
سویه‌های سراشیا مارسسنس که به چند دارو و پان دارو مقاوم هستند (به ترتیب MDR و PDR) اخیراً ایجاد شده‌اند و درمان‌های موجود را محدودتر کرده‌اند.
پیشگیری از عفونت‌های سراشیا مارسسنس
marcescens یک پاتوژن فرصت طلب است و عمدتاً در عفونت‌های مرتبط با مراقبت‌های بهداشتی نقش دارد. عفونت S. marcescens را می‌توان با رعایت اقداماتی مانند بهداشت خوب دست، تمیز کردن محیط، احتیاط تماسی، استریل کردن، استفاده از تجهیزات حفاظت فردی، نظارت، تعلیم و آموزش کارکنان مراقبت‌های بهداشتی و غیره پیشگیری کرد.
همچنین بخوانید:
- باسیلوس سوبتیلیس (Bacillus subtilis): یک مرور کلی و کاربردها
- اسینتوباکتر بومانی (Acinetobacter baumannii): زیستگاه، مورفولوژی، ژنوم، بیماری‌زایی و درمان
- بلاستومایسس درماتیتیدیس: زیستگاه، مورفولوژی و بیماری‌زایی
- کریپتوکوکوس نئوفرمانس: زیستگاه، مورفولوژی، اپیدمیولوژی و درمان
- باسیلوس سرئوس: زیستگاه، ساختار، درمان و پیشگیری
مترجم: مریم محجوب
اهمیت سراشیا مارسیسنس در بیماران بستری در ICU چیست؟
سراشیا مارسیسنس در ICU به عنوان یک تهدید جدی برای بیماران بستری شناخته می‌شود و نیاز به توجه دقیق برای جلوگیری و کنترل عفونت‌های احتمالی دارد.