مقدمه

در علم میکروبیولوژی، شناسایی دقیق باکتری‌ها برای تشخیص بیماری‌ها و انجام تحقیقات علمی ضروری است. تست‌های  IMViC، مجموعه‌ای از چهار آزمون بیوشیمیایی ایندول (Indole)، متیل رد (Methyl Red)، وی‌پی (Voges-Proskauer) و سیترات (Citrate) است که به‌طور گسترده برای تمایز باکتری‌های خانواده انتروباکتریاسه و سایر گونه‌های روده‌ای استفاده می‌شود. این تست‌ها که به دلیل نام اختصاری آن‌ها I از Indole، M  از Methyl Red، V از Voges-Proskauer و C از Citrate به نام IMViC شناخته می‌شوند، بر اساس متابولیسم خاص باکتری‌ها طراحی شده‌اند. ترکیب تست‌های IMViC با روش‌های مولکولی، دقت شناسایی باکتری‌هایی مانند اشرشیا کلای و سالمونلا را تا ۹۷ درصد افزایش داده است. با توجه به اهمیت تشخیص سریع عفونت‌های گوارشی و اپیدمیولوژیک، این تست‌ها در آزمایشگاه‌های بالینی جایگاه ویژه‌ای دارند.

تعریف و مفهوم تست‌های  IMViC

تست‌های IMViC مجموعه‌ای از آزمایش‌های بیوشیمیایی هستند که متابولیسم کربن، نیتروژن، و محصولات فرعی باکتری‌ها را بررسی می‌کنند. این تست‌ها به‌طور خاص برای شناسایی باکتری‌های روده‌ای به‌ویژه خانواده انتروباکتریاسه طراحی شده‌اند. این روش‌ها به‌عنوان ابزارهای سنتی اما مؤثر، در تشخیص پاتوژن‌های روده‌ای مانند سالمونلا، شیگلا و E. coli از نمونه‌های بالینی استفاده می‌شوند.

تاریخچه و توسعه تست‌های  IMViC

تست‌های IMViC در اوایل قرن بیستم توسط میکروبیولوژیست‌هایی مانند Voges و Proskauer برای تست VP و Clark و Lubs برای تست MR توسعه یافتند. تست سیترات نیز توسط Simmons در دهه ۱۹۲۰ معرفی شد. با پیشرفت علم، این تست‌ها با محیط‌های کشت استاندارد مانند SIM و محیط سیترات بهینه شدند و به بخشی جدایی‌ناپذیر از پروفایل بیوشیمیایی باکتری‌ها تبدیل شدند.

جزئیات هر تست در  IMViC

1. تست ایندول (Indole Test)

مکانیسم: باکتری‌هایی که آنزیم تریپتوفاناز دارند، تریپتوفان موجود در محیط را به ایندول و اسید پیرووئیک تجزیه می‌کنند.

روش انجام: پس از انکوباسیون ۲۴-۴۸ ساعته در محیط پپتون، معرف کواکس (پارادیمتیل‌آمینوبنزآلدهید) اضافه می‌شود. تغییر رنگ به قرمز یا ارغوانی نشان‌دهنده نتیجه مثبت است.

نمونه باکتری‌ها: E. coli (مثبت) و کلبسیلا پنومونیه (منفی)

اهمیت: نشان‌دهنده توانایی متابولیسم تریپتوفان است.

• تست متیل رد  (Methyl Red Test)

مکانیسم: باکتری‌هایی که تخمیر مخلوط اسید (Mixed Acid Fermentation) انجام می‌دهند، pH محیط را به زیر 4/4 کاهش می‌دهند.

روش انجام: پس از انکوباسیون ۴۸-۷۲ ساعته در محیط MR-VP، نشانگر متیل رد اضافه می‌شود. رنگ قرمز نشان‌دهنده نتیجه مثبت و زرد نشان‌دهنده منفی است.

نمونه باکتری‌ها: E. coli((مثبت) و انتروباکتر آئروژنز (منفی)

اهمیت: تمایز باکتری‌های اسیدساز از غیراسیدساز.

• تست وی‌پی  (Voges-Proskauer Test)

مکانیسم: باکتری‌هایی که تخمیر ۲,۳-بوتان‌دیول (Butanediol Fermentation) انجام می‌دهند، استوآستات تولید می‌کنند که با معرف خاص واکنش می‌دهد.

روش انجام: پس از انکوباسیون در محیط MR-VP، معرف آلفا-نفتول و KOH اضافه می‌شود. تغییر رنگ به قرمز نشان‌دهنده نتیجه مثبت است.

نمونه باکتری‌ها: انتروباکتر آئروژنز (مثبت) و E. coli (منفی)

اهمیت: شناسایی مسیر متابولیکی متفاوت با تست  MR

• تست سیترات  (Citrate Test)

مکانیسم: باکتری‌هایی که آنزیم سیترات پرمیاز دارند، سیترات را متابولیزه کرده و قلیایی می‌کنند.

روش انجام: انکوباسیون در محیط سیمون سیترات (حاوی سیترات و بروم‌تیمول بلو) انجام می‌شود. تغییر رنگ از سبز به آبی نشان‌دهنده نتیجه مثبت است.

نمونه باکتری‌ها: سالمونلا تایفی‌موریوم (مثبت) و شیگلا فلکسنری (منفی).

اهمیت: تمایز باکتری‌های سیترات‌زی از غیرسیترات‌زی.

روش‌های انجام تست‌های  IMViC

1. آماده‌سازی محیط
2. محیط SIM: برای تست ایندول.
3. محیط MR-VP برای تست‌های MR و VP
4. محیط سیمون سیترات برای تست سیترات.
5. انکوباسیون
6. دما: ۳۵-۳۷ درجه سانتی‌گراد.
7. زمان: ۲۴-۴۸ ساعت برای ایندول و سیترات، ۴۸-۷۲ ساعت برای MR و VP
8. تفسیر نتایج

نتایج به‌صورت پروفایل چهارگانه (مثبت/منفی) ثبت می‌شوند (مثال: + – – + برای E. coli)

کاربردها

1. در شناسایی باکتری‌ها و تشخیص گونه‌های آن: تمایز E. coli (+++ -) از سالمونلا (- – – +) و کلبسیلا (- + + +).. آزمون‌هایIMViC  ۹۶ درصد گونه‌های انتروباکتریاسه را شناسایی می‌کند.
2. غربالگری بالینی: استفاده در شناسایی باکتری‌های پاتوژن از نمونه‌های مدفوع.
3. تحقیقات میکروبی: مطالعه تنوع متابولیکی و تکامل باکتری‌ها.

ویژگی‌های باکتری‌ها و جزئیات میکروبیولوژیک

1. متابولیسم کربن: باکتری‌های سیترات مثبت مانند سالمونلا مسیر کربس را فعال می‌کنند. باکتری‌های MR مثبت مانند E. coli تخمیر اسیدهای آلی را ترجیح می‌دهند.
2. متابولیسم نیتروژن: تست ایندول توانایی تجزیه تریپتوفان را نشان می‌دهد.
3. مورفولوژی رشد: باکتری‌های متحرک مانند پروتئوس در تست‌های مکمل رشد گسترده‌تری دارند.

محدودیت‌ها و چالش‌ها

• نیاز به انکوباسیون دقیق و تفسیر مهارت‌محور
• عدم انتخابی بودن: برخی باکتری‌ها ممکن است نتایج کاذب بدهند.
• زمان‌بر بودن

نتیجه‌گیری

تست‌های IMViC، با ارائه چهار آزمون بیوشیمیایی در یک سیستم منسجم، ابزاری کلاسیک اما همچنان مؤثر در میکروبیولوژی هستند. توانایی شناسایی متابولیسم کربن و نیتروژن، همراه با ویژگی‌های مورفولوژیک باکتری‌ها، این روش را برای تشخیص گونه‌هایی مانند E. coli، سالمونلا و کلبسیلا بی‌نظیر کرده است. با وجود محدودیت‌هایی مانند زمان‌بر بودن و نیاز به مهارت، ترکیب آن با فناوری‌های مدرن، دقت و کارایی را بهبود بخشیده است.

منابع

Handbook of Microbiological Media. 6th ed

Advances in clinical microbiology techniques

Manual of Clinical Microbiology

Color Atlas and Textbook of Diagnostic Microbiology

Bailey & Scott’s Diagnostic Microbiology

Biochemical Tests for Identification of Medical Bacteria

Koneman’s Color Atlas and Textbook of Diagnostic Microbiology