مقدمه

محیط‌های کشت انتخابی و تمایزی ابزارهای حیاتی در میکروبیولوژی بالینی برای جداسازی و شناسایی باکتری‌های گرم منفی روده‌ای، به‌ویژه اعضای خانواده انتروباکتریاسه، هستند. محیط کشت مک‌کانکی (MacConkey Agar به دلیل توانایی مهار باکتری‌های گرم مثبت با نمک‌های صفراوی و کریستال ویوله و تمایز باکتری‌های گرم منفی بر اساس تخمیر لاکتوز، یکی از پرکاربردترین محیط‌ها در آزمایشگاه‌های بالینی است. با این حال، محیط‌های انتخابی دیگری مانند Eosin Methylene Blue (EMB)، Xylose Lysine Deoxycholate (XLD)  و Hektoen Enteric Agar نیز برای شناسایی پاتوژن‌های روده‌ای مانند اشرشیا کلای، سالمونلا، شیگلا و یرسینیا انتروکولیتیکا استفاده می‌شوند، که هرکدام ویژگی‌ها و محدودیت‌های خاص خود را دارند.

انتخاب محیط کشت مناسب به عواملی مانند نوع نمونه بالینی، پاتوژن هدف، حساسیت و اختصاصیت محیط و منابع آزمایشگاهی بستگی دارد. مقایسه محیط مک‌کانکی با سایر محیط‌های انتخابی می‌تواند به متخصصان آزمایشگاهی کمک کند تا بهترین ابزار را برای تشخیص دقیق و سریع پاتوژن‌های روده‌ای انتخاب کنند. این مقاله به مقایسه محیط مک‌کانکی با  EMB، XLD  و هکتون انتریک آگار از نظر ترکیبات، مکانیسم‌های انتخابی و تمایزی، کاربردهای بالینی، مزایا و معایب می‌پردازد.

مروری بر محیط‌های کشت انتخابی

1. محیط مک‌کانکی (MacConkey Agar):

ترکیبات: پپتون‌ها، لاکتوز، نمک‌های صفراوی، کریستال ویوله، قرمز خنثی، آگار.

مکانیسم انتخابی: نمک‌های صفراوی و کریستال ویوله رشد باکتری‌های گرم مثبت را مهار می‌کنند.

مکانیسم تمایزی: لاکتوز و قرمز خنثی باکتری‌ها را به تخمیرکننده (کلنی‌های صورتی) و غیرتخمیرکننده (کلنی‌های بی‌رنگ) تقسیم می‌کنند.

کاربرد: جداسازی  E. coli، کلبسیلا، سالمونلا، شیگلا در نمونه‌های مدفوع، ادرار و زخم.

• محیط  EMB:

ترکیبات: پپتون‌ها، لاکتوز، ساکارز، ائوزین Y، متیلن بلو، آگار.

مکانیسم انتخابی: ائوزین Y و متیلن بلو رشد باکتری‌های گرم مثبت را مهار می‌کنند.

مکانیسم تمایزی: تخمیر لاکتوز یا ساکارز باعث تولید کلنی‌های تیره با درخشش فلزی مانند E. coli یا کلنی‌های صورتی/بنفش.

کاربرد: شناسایی E. coli و سایر انتروباکتریاسه در عفونت‌های ادراری و روده‌ای.

• محیط XLD:

ترکیبات: زایلوز، لیزین، لاکتوز، ساکارز، سدیم دئوکسی‌کولات، سدیم تیوسولفات، سیترات آهن آمونیوم، قرمز فنل، آگار.

مکانیسم انتخابی: سدیم دئوکسی‌کولات رشد باکتری‌های گرم مثبت را مهار می‌کند.

مکانیسم تمایزی: تخمیر زایلوز، لاکتوز یا ساکارز و تولید H₂S کلنی‌های زرد (E. coli) یا قرمز با مرکز سیاه  (سالمونلا) ایجاد می‌کند.

کاربرد: جداسازی سالمونلا و شیگلا در نمونه‌های مدفوع.

• محیط هکتون انتریک آگار:

ترکیبات: پپتون‌ها، لاکتوز، ساکارز، سالیسین، نمک‌های صفراوی، بروموتیمول بلو، فوشین اسیدی، سیترات آهن آمونیوم، آگار.

مکانیسم انتخابی: نمک‌های صفراوی رشد باکتری‌های گرم مثبت را مهار می‌کنند.

مکانیسم تمایزی: تخمیر کربوهیدرات‌ها کلنی‌های زرد/نارنجی (E. coli) و تولید H₂S کلنی‌های سبز با مرکز سیاه (سالمونلا) ایجاد می‌کند.

کاربرد: تشخیص سالمونلا و شیگلا در اسهال خونی.

مقایسه مکانیسم‌های انتخابی

• مک‌کانکی: نمک‌های صفراوی (5/1-۵ گرم بر لیتر) و کریستال ویوله (001/0 گرم بر لیتر) به‌طور مؤثر باکتری‌های گرم مثبت را مهار می‌کنند. کریستال ویوله اثر هم‌افزای نمک‌های صفراوی را تقویت می‌کند.
• EMB: ائوزین Y و متیلن بلو ترکیبی قوی برای مهار باکتری‌های گرم مثبت هستند، اما ممکن است برخی باکتری‌های گرم منفی حساس مانند شیگلا را نیز محدود کنند.
• XLD: سدیم دئوکسی‌کولات به‌تنهایی عمل می‌کند و نسبت به مک‌کانکی انتخابی‌تر است، اما ممکن است رشد فلور نرمال را کمتر مهار کند.
• HE: نمک‌های صفراوی با غلظت بالا انتخابی بودن را افزایش می‌دهند، اما ممکن است رشد برخی پاتوژن‌های حساس را کاهش دهند.

مزایا و معایب:

• مک‌کانکی و HE به دلیل استفاده از نمک‌های صفراوی، انتخابی بودن متعادلی دارند.
• EMB  ممکن است برای برخی پاتوژن‌ها بیش از حد مهارکننده باشد.
• XLD  انتخابی بودن کمتری برای فلور نرمال دارد.

حساسیت به پاتوژن‌های خاص

• مک‌کانکی: برای E. coli، کلبسیلا و انتروباکتر بسیار حساس است، اما شیگلا و یرسینیا کلنی‌های کوچک تولید می‌کنند.
• EMB: برای E. coli کلنی‌های با درخشش فلزی بسیار حساس است، اما سالمونلا و شیگلا کمتر متمایز می‌شوند.
• XLD  و HE: برای سالمونلا و شیگلا حساس‌ترند، به‌ویژه به دلیل شناسایی تولید  H₂S

مقایسه مکانیسم‌های تمایزی

1. تمایز بر اساس تخمیر کربوهیدرات:
2. مک‌کانکی: تنها لاکتوز را بررسی می‌کند (صورتی برای تخمیرکننده‌ها، بی‌رنگ برای غیرتخمیرکننده‌ها)
3. EMB: لاکتوز و ساکارز را بررسی می‌کند، با کلنی‌های تیره برای تخمیر قوی (E. coli) و صورتی برای تخمیر ضعیف (انتروباکتر)
4. XLD: زایلوز، لاکتوز و ساکارز را بررسی می‌کند، با کلنی‌های زرد (E. coli) و قرمز (شیگلا)
5. HE: لاکتوز، ساکارز و سالیسین را بررسی می‌کند، با کلنی‌های زرد (E. coli) و سبز (سالمونلا)

مزایا و معایب:

• مک‌کانکی ساده‌تر است اما اطلاعات کمتری ارائه می‌دهد.
• EMB، XLD  و HE به دلیل چند کربوهیدرات، تمایز دقیق‌تری دارند.
• شناسایی تولید H₂S
• مک‌کانکی: تولید H₂S را شناسایی نمی‌کند.
• XLD  و HE: تولید H₂S (سالمونلا) را با کلنی‌های دارای مرکز سیاه نشان می‌دهند.
• EMB: H₂S را شناسایی نمی‌کند.

مزایا: XLD و HE برای سالمونلا مناسب‌ترند.

کاربردهای بالینی

• تشخیص Escherichia coli

مک‌کانکی: کلنی‌های صورتی، مناسب برای عفونت‌های ادراری و اسهال.

EMB: کلنی‌های تیره با درخشش فلزی، بسیار اختصاصی برای E. coli.

XLD  و HE: کلنی‌های زرد، اما کمتر اختصاصی.

• تشخیص سالمونلا و شیگلا

مک‌کانکی: کلنی‌های بی‌رنگ، اما شیگلا رشد ضعیفی دارد.

XLD: کلنی‌های قرمز با مرکز سیاه (سالمونلا) یا قرمز (شیگلا)

HE: کلنی‌های سبز با مرکز سیاه (سالمونلا) یا سبز (شیگلا)

EMB: تمایز ضعیف برای این پاتوژن‌ها.

• عفونت‌های بیمارستانی

مک‌کانکی و EMB: برای کلبسیلا و انتروباکتر مناسب.

XLD  و HE: کمتر برای این باکتری‌ها استفاده می‌شوند.

مزایا و معایب

1. مک‌کانکی:

مزایا: ساده، ارزان، مناسب برای طیف وسیعی از باکتری‌ها، استاندارد در آزمایشگاه‌ها.

معایب: رشد ضعیف شیگلا، عدم شناسایی H₂S، تداخل فلور نرمال.

• EMB:

مزایا: اختصاصی برای E. coli، مناسب برای عفونت‌های ادراری.

معایب: محدود برای سالمونلا و شیگلا، مهار بیش از حد برخی باکتری‌ها.

• XLD:

مزایا: عالی برای سالمونلا و شیگلا، شناسایی  H₂S

معایب: پیچیدگی فرمولاسیون، کمتر مناسب برای  E. coli

• HE:

مزایا: حساس برای سالمونلا و شیگلا، شناسایی  H₂S

معایب: گران‌تر، رشد ضعیف برخی باکتری‌ها.

نتیجه‌گیری

محیط مک‌کانکی به دلیل سادگی و کاربرد گسترده، پایه‌ای برای شناسایی باکتری‌های گرم منفی است، اما برای پاتوژن‌های خاص مانند سالمونلا و شیگلا، محیط‌های XLD و HE به دلیل شناسایی H₂S و تمایز بهتر مناسب‌ترند. EMB برای E. coli اختصاصی است، اما برای سایر پاتوژن‌ها محدود است. انتخاب محیط به نوع نمونه و پاتوژن هدف بستگی دارد. آزمایشگاه‌ها باید از ترکیب محیط‌ها و روش‌های مولکولی برای دقت بیشتر استفاده کنند، و تولیدکنندگان باید کیفیت و نوآوری در فرمولاسیون‌ها را اولویت قرار دهند.

منابع

Hospital-acquired infections due to gram-negative bacteria

Nucleic acid amplification tests for gonorrhea and chlamydia: Practice and applications

Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing

Bailey & Scott’s Diagnostic Microbiology

Point of care diagnostics for sexually transmitted infections: Perspectives and advances

Koneman’s Color Atlas and Textbook of Diagnostic Microbiology