کاربردهای بالینی محیط کشت مک‌کانکی در تشخیص پاتوژن‌های روده‌ای
مقدمه
محیط کشت مک‌کانکی (MacConkey Agar) یکی از پرکاربردترین محیط‌های انتخابی و تمایزی در میکروبیولوژی بالینی است که برای جداسازی و شناسایی باکتری‌های گرم منفی روده‌ای، به‌ویژه اعضای خانواده انتروباکتریاسه، طراحی شده است. این محیط با استفاده از نمک‌های صفراوی و کریستال ویوله برای مهار باکتری‌های گرم مثبت و لاکتوز به‌عنوان شاخص تخمیر، امکان تشخیص سریع پاتوژن‌های روده‌ای مانند اشرشیا کلای، سالمونلا، شیگلا و یرسینیا انتروکولیتیکا را فراهم می‌کند. ویژگی‌های کلنی‌های باکتری‌ها روی مک‌کانکی، از جمله رنگ صورتی (تخمیرکننده لاکتوز) یا بی‌رنگ (غیرتخمیرکننده)، اطلاعات اولیه‌ای برای شناسایی گونه‌های بیماری‌زا ارائه می‌دهند.
پاتوژن‌های روده‌ای عامل طیف گسترده‌ای از بیماری‌ها، از اسهال خفیف تا عفونت‌های شدید مانند تب تیفوئید و دیسانتری، هستند. تشخیص سریع و دقیق این پاتوژن‌ها در نمونه‌های بالینی، به‌ویژه مدفوع، برای درمان مناسب و کنترل انتقال بیماری حیاتی است. محیط مک‌کانکی به دلیل توانایی جداسازی باکتری‌های گرم منفی از فلور مخلوط و تمایز آن‌ها بر اساس ویژگی‌های متابولیکی، در آزمایشگاه‌های بالینی جایگاه ویژه‌ای دارد.
اهمیت تشخیص پاتوژن‌های روده‌ای
- بار بیماری‌های روده‌ای
بیماری‌های روده‌ای ناشی از پاتوژن‌های باکتریایی، به‌ویژه در کشورهای در حال توسعه، یکی از علل اصلی مرگ‌ومیر و بستری شدن، به‌خصوص در کودکان زیر پنج سال، هستند. طبق گزارش سازمان بهداشت جهانی (WHO)، سالانه بیش از ۱.۵ میلیارد مورد اسهال در جهان رخ می‌دهد که بخش قابل‌توجهی از آن‌ها به باکتری‌هایی مانند اشزشیا کلای پاتوژن، سالمونلا، شیگلا و کمپیلوباکتر ژژونی نسبت داده می‌شود. این پاتوژن‌ها از طریق آب یا غذای آلوده، تماس مستقیم یا انتقال مدفوعی-دهانی منتشر می‌شوند.
- نیاز به تشخیص سریع
تشخیص سریع پاتوژن‌های روده‌ای برای شروع درمان مناسب (مانند آنتی‌بیوتیک‌ها یا هیدراتاسیون)، پیشگیری از عوارض (مانند کم‌آبی شدید یا سپتی‌سمی) و کنترل شیوع بیماری ضروری است. محیط مک‌کانکی به‌عنوان یک ابزار اولیه، امکان شناسایی پاتوژن‌ها را در کمتر از ۲۴-۴۸ ساعت فراهم می‌کند و نقش کلیدی در مدیریت بالینی ایفا می‌کند.
پروتکل‌های عملی استفاده در آزمایشگاه
- جمع‌آوری و آماده‌سازی نمونه:
- نمونه‌های بالینی: مدفوع تازه (ترجیحاً در ۲ ساعت اول)، سواب رکتال، یا نمونه‌های بیوپسی روده.
- حمل‌ونقل: استفاده از محیط‌های انتقالی مانند Cary-Blair برای حفظ حیات باکتری‌ها.
- رقیق‌سازی: در نمونه‌های مدفوع غلیظ، رقیق‌سازی با سالین استریل برای بهبود جداسازی.
- روش کشت:
- استریک چهارگانه: برای جداسازی کلنی‌های منفرد روی پلیت مک‌کانکی.
- انکوباسیون: ۳۵-۳۷ درجه سانتی‌گراد، ۲۴-۴۸ ساعت در شرایط هوازی.
- کنترل کیفیت: استفاده از سویه‌های استاندارد مانند E. coli (ATCC 25922) برای کلنی‌های صورتی و سالمونلا انتریکا (ATCC 14028) برای کلنی‌های بی‌رنگ.
- تفسیر نتایج:
- کلنی‌های صورتی/قرمز: نشان‌دهنده تخمیر لاکتوز مانند E.Coli و کلبسیلا
- کلنی‌های بی‌رنگ/شفاف: نشان‌دهنده عدم تخمیر لاکتوز مانند سالمونلا و شیگلا
- تست‌های تأییدی: آزمایش‌هایی مانند IMViC، TSI یا روش‌های مولکولی
کاربردهای بالینی در تشخیص پاتوژن‌های روده‌ای
- اشرشیا کلای:
انواع پاتوژن:
- EHEC (انتروهموراژیک): مانند سویه O157:H7، عامل اسهال خونی و سندرم همولیتیک-اورمیک.
- ETEC (انتروتوکسیژنیک): عامل اسهال مسافرتی.
- EPEC (انتروپاتوژنیک): اسهال در کودکان.
ویژگی‌ها روی مک‌کانکی: کلنی‌های صورتی، صاف، ۲-۳ میلی‌متر، با هاله صورتی.
کاربرد: تشخیص در نمونه‌های مدفوع بیماران با اسهال حاد یا خونی.
- سالمونلا:
بیماری‌ها: تب تیفوئید (سالمونلا تایفی)، گاستروانتریت (سالمونلا انتریتیدیس و سالمونلا تایفی موریوم)
ویژگی‌ها روی مک‌کانکی: کلنی‌های بی‌رنگ، صاف، ۲-۳ میلی‌متر.
کاربرد: جداسازی از مدفوع بیماران با اسهال یا تب مداوم. مک‌کانکی اغلب به‌عنوان محیط اولیه قبل از محیط‌های تخصصی مانند XLD استفاده می‌شود.
- شیگلا:
بیماری‌ها: دیسانتری باکتریایی (اسهال خونی).
ویژگی‌ها روی مک‌کانکی: کلنی‌های بی‌رنگ، کوچک (۱-۲ میلی‌متر)، صاف.
کاربرد: تشخیص در اسهال خونی کودکان یا شیوع‌های اپیدمیک. رشد ضعیف شیگلا ممکن است نیاز به محیط‌های مکمل داشته باشد.
- یرسینیا انتروکولیتیکا:
بیماری‌ها: گاستروانتریت، آپاندیسیت کاذب.
ویژگی‌ها روی مک‌کانکی: کلنی‌های بی‌رنگ، کوچک.
کاربرد: تشخیص در مناطق سردسیر یا بیماران با علائم شبیه آپاندیسیت. رشد بهتر در دمای ۲۵-۳۰ درجه سانتی‌گراد.
- کمپلوباکتر ژژونی: اگرچه رشد محدودی روی مک‌کانکی دارد، در شرایط میکروآئروفیلیک ممکن است شناسایی شود.
- ویبریو کلرا: کلنی‌های بی‌رنگ در نسخه‌های اصلاح‌شده مک‌کانکی برای وبا.
- کلبسیلا و انتروباکتر: کلنی‌های صورتی موکوئیدی در اسهال بیمارستانی.
ویژگی‌های کلنی‌ها و تفسیر
تخمیرکننده‌های لاکتوز:
- E. coli: کلنی‌های صورتی، صاف، با هاله صورتی.
- کلبسیلا پنومونیه: کلنی‌های صورتی، بزرگ، موکوئیدی.
غیرتخمیرکننده‌های لاکتوز:
- سالمونلا: کلنی‌های بی‌رنگ، صاف.
- شیگلا: کلنی‌های بی‌رنگ، کوچک.
- پروتئوس: الگوی پخش‌شونده (Swarming).
- سودوموناس آئروژنوزا: کلنی‌های بی‌رنگ با رنگدانه سبز.
چالش‌ها در تشخیص
- تداخل فلور نرمال:
اشرشیا کلای غیرپاتوژن در مدفوع ممکن است پاتوژن‌ها را بپوشاند. استفاده از محیط‌های مکمل مانند XLD یا هکتون انتریک آگار توصیه می‌شود.
- رشد ضعیف برخی پاتوژن‌ها:
شیگلا و یرسینیا ممکن است کلنی‌های کوچک تولید کنند، که نیاز به دقت در مشاهده دارد.
- نیاز به تأیید:
نتایج اولیه روی مک‌کانکی باید با تست‌هایی مانند TSI، IMViC یا مولکولی (PCR) تأیید شوند.
- کیفیت محیط:
آماده‌سازی نادرست (مانند غلظت نامناسب نمک‌های صفراوی) می‌تواند نتایج را مختل کند.
نتیجه‌گیری
محیط کشت مک‌کانکی با توانایی انتخابی و تمایزی خود، نقش بی‌بدیلی در تشخیص پاتوژن‌های روده‌ای در آزمایشگاه‌های بالینی دارد. این محیط امکان جداسازی و شناسایی سریع باکتری‌هایی مانند E. coli، سالمونلا، شیگلا و یرسینیا را از نمونه‌های مدفوع فراهم می‌کند، که برای درمان به‌موقع و کنترل بیماری‌های روده‌ای حیاتی است. ویژگی‌های کلنی‌ها، پروتکل‌های استاندارد و کنترل کیفیت، دقت تشخیص را تضمین می‌کنند. با وجود چالش‌هایی مانند تداخل فلور نرمال و نیاز به تأیید، ترکیب مک‌کانکی با روش‌های مولکولی و کروموژنیک، کاربرد آن را تقویت کرده است. آزمایشگاه‌ها باید با رعایت استانداردهای تولید و استفاده، از پتانسیل کامل این محیط بهره ببرند.
منابع
Lactose-fermenting bacteria in intestines
Bailey & Scott’s Diagnostic Microbiology
Manual of Clinical Microbiology
Koneman’s Color Atlas and Textbook of Diagnostic Microbiology
Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing
Evaluation of automated systems for identification and antimicrobial susceptibility testing of Enterobacteriacea