افتراق استافیلوکوک‌ها از استرپتوکوک‌ها؛ کلیدهای تشخیصی در میکروبیولوژی بالینی و رویکردهای آزمایشگاهی برای شناسایی عامل عفونت
مقدمه
باکتری‌های کوکسی گرم مثبت از جمله مهم‌ترین عوامل عفونت‌های انسانی محسوب می‌شوند. در میان آن‌ها، استافیلوکوک‌ها (Staphylococcus) و استرپتوکوک‌ها (Streptococcus) بیشترین نقش را در عفونت‌های پوستی، تنفسی، سیستمیک و بیمارستانی ایفا می‌کنند. با وجود شباهت‌های ریخت‌شناسی (کروی بودن، گرم مثبت بودن و وجود در فلور طبیعی انسان)، این دو جنس از نظر ساختار دیواره سلولی، آنزیم‌ها، الگوهای بیماری‌زایی و پاسخ به آنتی‌بیوتیک‌ها تفاوت‌های چشمگیری دارند.
شناخت دقیق و افتراق سریع این دو گروه برای پزشکان و میکروب‌شناسان بالینی اهمیت بالینی ویژه‌ای دارد، زیرا خطای تشخیص می‌تواند منجر به درمان نامناسب و افزایش مقاومت آنتی‌بیوتیکی شود. خوشبختانه، علم میکروب‌شناسی با ارائه‌ی مجموعه‌ای از تست‌های بیوشیمیایی، سرولوژیک و مولکولی امکان افتراق مطمئن میان این دو گروه را فراهم کرده است.
مروری بر ویژگی‌های کلی
- استافیلوکوک‌ها
- گرم مثبت، کروی شکل
- معمولاً به صورت خوشه‌های انگوری در میکروسکوپ دیده می‌شوند.
- کاتالاز مثبت
- مهم‌ترین گونه‌های بیماری‌زا: استافیلوکوک اورئوس ، استافیلوکوک اپیدرمیدیس، استافیلوکوک ساپروفیتیکوس
- توانایی تولید آنزیم‌ها و سموم مختلف (کوآگولاز، همولیزین‌ها، توکسین شوک سمی)
- استرپتوکوک‌ها
- گرم مثبت، کروی شکل
- معمولاً به صورت زنجیره‌ای یا دوتایی دیده می‌شوند.
- کاتالاز منفی
- گونه‌های مهم: استرپتوکوک پیوژن، استرپتوکوک آگالاکتیه، استرپتوکوک پنومونیه و گروه ویریدنس‌ها
- گروه‌بندی بر اساس سیستم لانسفیلد و نوع همولیز روی آگار خون
تست‌های کلاسیک افتراقی
- تست کاتالاز
اصل: بررسی تولید حباب اکسیژن در حضور پراکسید هیدروژن
استافیلوکوک‌ها: کاتالاز مثبت
استرپتوکوک‌ها: کاتالاز منفی
این تست نخستین و سریع‌ترین روش افتراق است.
- تست کوآگولاز
برای افتراق استافیلوکوک اورئوس کوآگولاز مثبت از سایر استافیلوکوک‌ها می‌باشد. کوآگولاز باعث تبدیل فیبرینوژن به فیبرین می‌شود.
- تست حساسیت به آنتی‌بیوتیک‌ها (Optochin & Bacitracin)
اپتوچین: استرپتوکوک پنومونیه حساس است، سایر آلفاهمولیتیک‌ها (مثل ویریدنس‌ها) مقاوم‌اند.
باسیتراسین: استرپتوکوک پیوژن حساس است، سایر بتاهمولیتیک‌ها مقاوم‌اند.
- تست کمپ (CAMP test)
برای شناسایی استرپتوکوک آگالاکتیه
هم‌افزایی همولیتیک با استافیلوکوک اورئوس روی بلاد آگار.
تست‌های بیوشیمیایی تکمیلی
مانیتول سالت آگار (MSA): استافیلوکوک اورئوس توانایی تخمیر مانیتول دارد (تغییر رنگ محیط به زرد)
تست بایل‌اسکولین: برای شناسایی انتروکوک‌ها و گروه D استرپتوکوک‌ها.
PYR test: مثبت در استرپتوکوک پیوژن و انتروکوک‌ها.
ویژگی‌های همولیز روی آگار خون
- بتاهمولیز (β): تخریب کامل گلبول‌های قرمز درنتیجه هاله شفاف (مانند استرپتوکوک پیوژن و استافیلوکوک اورئوس)
- آلفاهمولیز (α): تخریب ناقص درنتیجه هاله سبزرنگ مانند استرپتوکوک پنومونیه
- گاماهمولیز (γ): بدون همولیز مانند انتروکوک فکالیس
اپروچ تشخیصی گام‌به‌گام در آزمایشگاه
- کشت نمونه روی بلاد آگار: مشاهده کلنی‌ها، رنگ‌آمیزی گرم، الگوی همولیز
- انجام تست کاتالاز: تعیین استافیلوکوک (مثبت) یا استرپتوکوک (منفی)
در صورت استافیلوکوک بودن:
- تست کوآگولاز برای افتراق استافیلوکوک اورئوس
- بررسی رشد روی مانیتول سالت‌آگار
- تست حساسیت به نووبیوسین برای افتراق استافیلوکوک ساپروفیتیکوس
در صورت استرپتوکوک بودن:
- تعیین نوع همولیز α، β، γ
- تست حساسیت به اپتوچین و باسیتراسین
- تست CAMP یا PYR بر حسب نیاز
- تست‌های مولکولی و سرولوژیک
- PCR برای ژن‌های اختصاصی مثل ژن mecA در MRSA
- آگلوتیناسیون لاتکس برای تعیین گروه لانسفیلد
اهمیت افتراق دقیق در درمان
استافیلوکوک‌ها: شیوع بالای مقاومت مثل MRSA نیاز به استفاده از وانکومایسین، لینزولید یا داپتومایسین در عفونت‌های شدید.
استرپتوکوک‌ها: اغلب حساس به بتالاکتام‌ها (پنی‌سیلین، سفالوسپورین‌ها) ولی مقاومت در استرپتوکوک پنومونیه در حال افزایش است.
انتخاب درمان مناسب به شناسایی دقیق جنس و گونه وابسته است.
پیشرفت‌های نوین در تشخیص
- MALDI-TOF MS: شناسایی سریع بر اساس پروفایل پروتئینی
- Real-time PCR: تشخیص مستقیم در نمونه‌های بالینی
- تشخیص ژن‌های مقاومت: مثل mecA در MRSA یا erm مقاومت به ماکرولیدها
نتیجه‌گیری
استافیلوکوک‌ها و استرپتوکوک‌ها از مهم‌ترین پاتوژن‌های انسانی‌اند که بسیاری از عفونت‌های خفیف تا تهدیدکننده حیات را ایجاد می‌کنند. با وجود شباهت‌های ریخت‌شناسی، این دو گروه تفاوت‌های بنیادینی در ویژگی‌های بیوشیمیایی، الگوهای همولیز و مقاومت دارویی دارند. استفاده‌ی نظام‌مند از تست‌های ساده و کلاسیک مانند کاتالاز، کوآگولاز، اپتوچین، باسیتراسین و CAMP، همراه با تکنیک‌های پیشرفته مولکولی، امکان تشخیص سریع و دقیق را فراهم می‌سازد. تشخیص درست نه‌تنها به درمان موفقیت‌آمیز کمک می‌کند، بلکه در پیشگیری از گسترش مقاومت آنتی‌بیوتیکی نیز نقش اساسی دارد.
منابع
Coagulase-negative staphylococci
Koneman’s Color Atlas and Textbook of Diagnostic Microbiology
Staphylococcus, Micrococcus, and other catalase-positive cocci
Streptococcus pyogenes infections in children: epidemiology, clinical features, and treatment.
The pneumococcus: epidemiology, microbiology, and pathogenesis
What happened to the streptococci: overview of taxonomic and nomenclature changes