مقدمه

محیط کشت KIA (Kligler Iron Agar) یکی از محیط‌های افتراقی پرکاربرد در آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی است که برای تشخیص تخمیر گلوکز و لاکتوز، تولید گاز و هیدروژن سولفید (H₂S) توسط باکتری‌های خانواده انتروباکتریاسه طراحی شده است. این محیط بخشی حیاتی از روند شناسایی ابتدایی باکتری‌های گرم منفی روده‌ای است و در بررسی اولیه نمونه‌های کلینیکی، غذایی و آب آشامیدنی نقش دارد.

ترکیبات محیط  KIA

ترکیبات اصلی محیط KIA به نحوی طراحی شده‌اند که بتوانند چندین ویژگی متابولیکی باکتری را به‌صورت همزمان بررسی کنند. اجزای اصلی عبارت‌اند از:

• پپتون و عصاره گوشت: منابع نیتروژن و کربن برای رشد باکتری
• گلوکز (1/0%) و لاکتوز (1%): قندهایی برای تشخیص توانایی تخمیر
• تیوسولفات سدیم: منبع سولفور برای تشخیص تولید  H₂S
• فریک آمونیوم سیترات: معرف تولید H₂S (تشکیل رسوب سیاه)
• فنول رد (Phenol Red): معرف pH؛ رنگ زرد در محیط اسیدی، قرمز در قلیایی
• آگار: جامدکننده
• آب مقطر: حلال ترکیبات

نکته مهم این است که غلظت گلوکز بسیار کمتر از لاکتوز در نظر گرفته شده است، تا تمایز بین تخمیرکنندگان گلوکز و لاکتوز به‌خوبی قابل تشخیص باشد.

نحوه تهیه و اتوکلاو کردن محیط

مواد خشک باید طبق دستور شرکت سازنده در آب مقطر حل شده، حرارت داده شده تا حل کامل حاصل شود و سپس به لوله‌های آزمایش منتقل شود. لوله‌ها به‌صورت مایل (slant) و با ته عمودی (butt) اتوکلاو شده و در شرایط استریل نگهداری می‌شوند.

نحوه کشت در محیط KIA

برای کشت باکتری، ابتدا یک کلنی از محیط کشت خالص شده را با لوپ استریل برداشته و ابتدا به ته محیط (butt)  تزریق عمقی انجام می‌شود و سپس سطح شیبدار (slant) به‌صورت زیگزاگی استریک می‌شود. لوله‌ها در دمای ۳۵ تا ۳۷ درجه سانتی‌گراد و به‌مدت ۱۸ تا ۲۴ ساعت انکوبه می‌شوند.

تفسیر نتایج در محیط  KIA

تفسیر نتایج KIA بر اساس رنگ slant وbutt، وجود گاز یا رسوب سیاه (H₂S) انجام می‌شود:

1. تخمیر گلوکز به تنهایی:Butt زرد وSlant  قرمز

دلیل: گلوکز سریعاً تخمیر شده و محیط اسیدی می‌شود، اما با تمام شدن گلوکز، سطح slant که در معرض اکسیژن است قلیایی می‌شود.

• تخمیر گلوکز و لاکتوز:Slant  و Butt هر دو زرد

دلیل: باکتری قادر به تخمیر هم‌زمان هر دو قند است،pH  در هر دو ناحیه کاهش می‌یابد.

• عدم تخمیر قندها (استفاده از پپتون):Slant  و Butt هر دو قرمز

دلیل: باکتری از پروتئین‌ها استفاده می‌کند که منجر به قلیایی شدن محیط می‌شود.

• تولید گاز: شکاف یا حباب در محیط، گاهی بالا زدن آگار

دلیل: گاز حاصل از تخمیر گلوکز و/یا لاکتوز

• تولید H₂S: رسوب سیاه در Butt (گاهی سراسر آن را پر می‌کند)

دلیل: واکنش H₂S با فریک آمونیوم سیترات تولید سولفید آهن (FeS)

توجه: در صورت تولید رسوب سیاه، فرض بر این است که Butt زرد بوده (یعنی تخمیر گلوکز انجام شده)، زیرا H₂S  فقط در محیط اسیدی تولید می‌شود.

کاربردهای محیط KIA

• شناسایی اولیه باکتری‌های خانواده انتروباکتریاسه
• تمایز بین گونه‌های سالمونلا، شیگلا، اشرشیا، کلبسیلا و پروتئوس
• استفاده در کنترل کیفیت غذایی و آب
• آزمایشگاه‌های تشخیص طبی و تحقیقاتی

مزایا و محدودیت‌ها

مزایا:

• سریع و اقتصادی
• بررسی چند فاکتور هم‌زمان (قندها، گاز، H₂S)
• مناسب برای جداسازی اولیه

محدودیت‌ها:

• نیاز به تایید با آزمون‌های تکمیلی
• احتمال اشتباه در تفسیر باکتری‌های غیرمعمول
• عدم افتراق بین برخی گونه‌ها بدون استفاده از محیط‌های مکمل

اهمیت بالینی و کاربرد در آزمایشگاه

در محیط‌های بیمارستانی، استفاده از KIA برای تشخیص سریع باکتری‌های پاتوژن اهمیت زیادی دارد. به‌عنوان مثال، سالمونلا تایفی معمولاً گلوکز را تخمیر کرده، H₂S تولید می‌کند اما لاکتوز را تخمیر نمی‌کند. در مقابل، E. coli هم گلوکز و هم لاکتوز را تخمیر کرده و معمولاً گاز تولید می‌کند. این تفاوت‌ها به کمک رنگ شاخص‌ها به‌صورت بصری قابل مشاهده هستند.

محدودیت‌های محیط  KIA

اگرچه KIA ابزار بسیار مفیدی است، اما محدودیت‌هایی نیز دارد. برخی از باکتری‌ها ممکن است در شرایط خاصی تغییرات غیرمعمولی در رنگ یا واکنش نشان دهند که نیازمند بررسی‌های تکمیلی مانند تست‌های بیوشیمیایی اضافی یا PCR است. همچنین، دقت در نحوه کشت و زمان انکوباسیون نیز اهمیت دارد؛ زیرا نتایج اشتباه می‌تواند منجر به تفسیر نادرست شود.

نتیجه‌گیری

محیط کشت KIA یکی از ابزارهای ارزشمند برای شناسایی باکتری‌های گرم منفی روده‌ای است که با یک آزمایش ساده، اطلاعات مهمی در مورد متابولیسم باکتری به ما می‌دهد. با تفسیر دقیق رنگ، گاز و تولید H₂S می‌توان شناسایی اولیه مناسبی انجام داد و در صورت نیاز از تست‌های تکمیلی مانند  IMViC، اوره و سیترات استفاده کرد.

منابع

Use of Kligler iron agar in differentiating Enterobacteriaceae

Bailey & Scott’s Diagnostic Microbiology

Biochemical Tests for Identification of Medical Bacteria

The microbiome revolution meets the road to diagnostics

Koneman’s Color Atlas and Textbook of Diagnostic Microbiology

Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing