استافیلوکوکوس اورئوس

میکروب شناسی

استافیلوکوک اورئوس، کوکسی گرم مثبت و بی‌هوازی اختیاری است که به شکل خوشه در زیر میکروسکوپ دیده می‌شود. کلنی باکتری، به شکل زرد طلایی است و هنگامیکه بر روی محیط آگار خوندار رشد می‌کند، ایجاد همولیز می‌نماید.
این باکتری، آنزیم کاتالاز را تولید می‌کند. آنزیم کاتالاز موجب تجزیه پراکسید هیدروژن (H2O2)به آب و اکسیژن می‌شود. تست کاتالاز برای تمایز استرپ از استاف هم قابل استفاده است.
این تست برای تمایز استافیلوکوک‌ها از استرپتوکوک‌ها و انتروکوک‌ها استفاده می‌شود. استافیلوکوک اورئوس، آنزیم کواگولاز را تولید می‌کند. آین آنزیم، خون را لخته می‌کند. سایر گونه‌های استافیلوکوک از نظر کواگولاز منفی هستند اما استثنا استافیلوکوک‌های دلفینی و شلیفری و هلیکوس و اینترمدیوس هم دارای کواگولاز مثبت هم است.

نقش در بیماری

استافیلوکوک اورئوس با تولید انتروتوکسین، ایجاد مسمومیت غذایی می‌کند. باکتری ممکن است به شکل همزیست بر روی پوست وجود داشته باشد و از بینی یک سوم از مردم جدا شود. این باکتری به میزان کمتر ممکن است در گلو نیز وجود داشته باشد. وجود استافیلوکوک اورئوس در این شرایط به معنای عفونت نیست و نیازی هم به درمان در اینگونه موارد نمی‌باشد. باکتری ممکن است در حیوانات اهلی، گربه‌ها، سگ‌ها و اسب‌ها وجود داشته باشد و موجب التهاب و عفونت پا در مرغ‌ها شود. استافیلوکوک اورئوس ممکن است بر روی سطوح خشک برای هفته‌ها تا ماه‌ها زنده بماند. برخی از فاژها (باکتریوفاژها) می‌توانند استافیلوکوک اورئوس را آلوده کنند و از این طریق موجب انتقال ژن تولیدکننده توکسین پنتون- والنتین به آن شوند. از این رو، بیماریزایی سویه‌ها را افزایش خواهند داد.
هنگامی که سد پوستی از بین برود، باکتری به بافت حمله می‌کند و بیماری‌هایی مانند کورک و کفگیرک را ایجاد می‌کند. استافیلوکوک اورئوس در کودکان، عفونت شدید به نام سندرم پوستی فلسی شونده استافیلوکوکی(به انگلیسی:  staphylococcal scalded skin syndrome) را ایجاد می‌کند.
عفونت‌های استافیلوکوکی از طریق تماس با چرک زخم یا پوست با پوست انتقال پیدا می‌کنند. تماس با وسایل شخصی مانند حوله، ملحفه، لباس و وسایل ورزشی نیز در انتقال عفونت از فردی به فرد دیگر نقش دارند. عفونت‌های عمیق ممکن است شدید باشند مانند آرتریت سپتیک، اندوکاردیت و پنومونی.

درماتیت آتوپیک

این باکتری یکی از عوامل درماتیت آتوپیک است. جوشدانه‌ها بیشتر در زیر بغل، فرق سر و موها دیده می‌شوند. این حالت ممکن است به صورت سندرم پوستی فلسی شونده درآید. حالت بسیار شدیدتر به نام سندرم ریتر (به انگلیسی:  Ritter's disease) یا پمفیگوس نئوناتوروم (به لاتین:  Pemphigus neonatorum) در نوزادان دیده شده‌است.

سندرم شوک سمی

سویه‌هایی که اگزوتوکسین TSST-1 را تولید می‌کنند ممکن است موجب بیماری بالقوه مهلک و کشنده‌ای به نام سندرم شوک سمی (به انگلیسی:  Toxic shock syndrome) شوند. استرپتوکوک پیوژنز نیز ممکن است سندرم مشابه‌ای به نام سندرم شوک سمی استرپتوکوکی را ایجاد کند. علائم بیماری شامل تب بالا، کاهش فشار خون، ناخوشی، گیجی و در نهایت از کار افتادن اندام‌های داخلی بدن، کما و مرگ است. راش‌های شبیه آفتاب سوختگی در مراحل اولیه بیماری در لب، چشم، دهان، کف دست و پا دیده می‌شوند. در صورت درمان، بیمار پس از چند هفته، سلامتی خود را بازمی‌یابد در غیر این صورت، در عرض چند ساعت خواهد مرد. این سندرم به میزان ۳ تا ۴ مورد از هر ۱۰۰ هزار زنی که از تامپون‌های واژنی در زمان قاعدگی استفاده می‌کنند، دیده شده‌است. در صورت راهیابی باکتری به واژن، در حضور تامپون در آنجا تکثیر پیدا کرده و توکسین TSST-1 را تولید می‌کند. توکسین از آنجا وارد خون می‌شود و در سرتاسر بدن پخش خواهد شد. این آمار مربوط به امریکاست. سندرم شوک سمی غیر از این موارد مثلاً" ناشی از عفونت‌های زخم بسیار نادر است.

مسمومیت غذایی

استافیلوکوک اورئوس با تولید انتروتوکسین در غذا موجب گاستروانتریت و مسمومیت غذایی می‌شود. مسمومیت غذایی خود محدود شونده است و به درمان خاصی نیاز ندارد. بیمار پس از ۸ تا ۲۴ ساعت بهبود پیدا می‌کند. علائم مسمویت غذایی شامل اسهال، استفراغ و درد شکمی است.

ورم پستان در گاو

استافیلوکوک اورئوس موجب ماستیت (وروم پستان) در گاو می‌شود. کپسول پلی ساکاریدی آن، موجب عم شناسایی باکتری توسط سیستم ایمنی گاو می‌شود.

آنزیم‌ها

باکتری، آنزیم‌های مختلفی را تولید می‌کند. کواگولاز موجب لخته شدن خون و در نتیجه عدم فاگوسیت شدن توسط گلبول‌های سفید می‌شود. هیالورونیداز، اسید هیالورونیک موجود در بافت همبند را تجزیه کرده و موجب گسترش باکتری در بدن می‌شود. استافیلوکوک اورئوس، آنزیم دزوکسی ریبونوکلئاز (DNAse) را تولید می‌کند که DNA را تجزیه می‌کند.

توکسین‌ها

باکتری توکسین‌های مختلفی را تولید می‌کند که هریک بیماری‌های خاصی را ایجاد می‌کند. توکسین TSST-1 در ایجاد سندرم شوک سمی نقش دارد. انتروتوکسین‌ها در مسمومیت غذایی نقشس دارند. TSST-1 و انتروتوکسین‌ها، سوپرآنتی ژن هستند. توکسین فلسی‌کننده (به انگلیسی:  Exfoliative toxin)موجب سندرم پوستی فلسی شونده استافیلوکوکی می‌شود. این توکسین نوعی پروتئاز است که پوست را تجزیه می‌کند.
استافیلوکوک اورئوس، توکسین‌های دیگری مانند توکسین آلفا، توکسین بتا و توکسین گاما را تولید می‌کند که موجب تجزیه غشای بسیاری از سلول‌های بدن می‌شود. توکسین پنتون- والنتین، پنومونی نکروز دهنده شدید در کودکان ایجاد می‌نماید. ژن توکسین اخیر بر روی باکتریوفاژ قرار دارد که از طریق آلوده شدن باکتری به فاژ، به آن انتقال پیدا می‌کند. توکسین پنتون- والنتین، بیشتر در سویه‌های MRSA اکتسابی از جامعه (CA-MRSA) دیده شده‌است.

پروتئین A

پروتئین A از طریق آنزیم ترانسپپتیدازی به نام سورتاز به پپتیدوگلیکان (دیواره سلولی باکتریایی) متصل می‌شود. پروتئین A به قسمت Fc از آنتی بادی IgG(به جز igg3) متصل می‌شود. جهش در ژن پروتئین اخیر موجب کاهش بیماریزایی باکتری می‌شود. از پروتئین A در تخلیص گستره وسیعی از آنتی بادی‌ها در کروماتوگرافی استفاده شده‌است.

پیگمان

این باکتری به دلیل تولید رنگدانه طلایی کارتنوئیدی به نام استافیلوزانتین(به لاتین: staphyloxanthin)، کلنی‌های زرد رنگی را ایجاد می‌نماید. این پیگمان در بیماریزایی نقش دارد زیرا به عنوان ماده آنتی اکسیدان عمل کرده و موجب در امان ماندن باکتری در برابر رادیکال‌های آزاد اکسیژن می‌شود.

تشخیص آزمایشگاهی

رنگ آمیزی گرم، باکتری را به شکل کوکسی‌های خوشه‌ای گرم مثبت نشان می‌دهد. از محیط اختصاصی مانیتول نمکی (۷ تا ۹ درصد نمک) برای رشد استافیلوکوک اورئوس استفاده می‌شود. این باکتری، نمک را تحمل کرده و پس از رشد بر روی محیط اخیر، کلنی‌های زرد رنگی تولید می‌کند که به دلیل تخمیر مانتیول و کاهش pH محیط کشت ایجاد می‌شود.
تمامی گونه‌های استافیلوکوک از نظر تست کاتالاز مثبت هستند. استافیلوکوک اورئوس از نظر تست کواگولاز (ایجاد لخته خون) مثبت است. باکتری، آنزیم DNAse را تولید می‌کند. از نظر تست لیپاز و فسفاتاز هم مثبت است.

درمان و مقاومت آنتی بیوتیکی

پس از کشف پنی سیلین، در ابتدا از این دارو برای درمان عفونت‌های استافیلوکوکی استفاده می‌شد اما روز به روز به مقاومت آنتی‌بیوتیکی علیه پنی سیلین افزوده شد بطوریکه در سال ۱۹۵۰، ۴۰ درصد سویه‌های بیمارستانی به پ‍‍نی سیلین مقاوم شدند و این میزان در سال ۱۹۶۰ به ۸۰ درصد رسید. علت این ‍دیده تولید ‍پنی سیلیناز توسط باکتری بود که پنی سیلین را تجزیه می‌کند؛ بنابراین از آنتی‌بیوتیک‌های جدیدتر یعنی پنی سیلین‌های مقاوم به پنی سیلیناز (مانند اکساسیلین و متی سیلین) استفاده شد. متأسفانه این باکتری به مرور به این آنتی‌بیوتیک‌ها نیز مقاوم شده‌است. از این آنتی بیوتک‌ها به همراه جنتامایسین برای درمان عفونت‌های جدی مانند اندوکاردیت استفاده می‌شود.
مقاومت به متی سیلین و سایر پنی سیلین‌های مقاوم به پنی سیلیناز به دلیل اپرون mec است. این اپرون، بخشی از کاست کروموزومی استافیلوکوکی (SCCmec) است. ژن mecA، پروتئین متصل شونده به پنی سیلین با نام PBP2a را کد می‌کند که میل پیوندی پایینی برای آنتی‌بیوتیک‌های بتالاکتام دارد. لازم است بدانید که پروتئین‌های PBP در ساخت و ساز دیواره سلولی باکتریایی نقش دارند. از این رو، وجود چنین پروتئین جدیدی تحت تأثیر آنتی بیوتیک نخوهد بود و باکتری به راحتی به زندگی خود ادامه می‌دهد. این سویه‌ها در اصطلاح استافیلوکوک‌های مقاوم به متی سیلین (MRSA) می‌گویند. برای درمان MRSA، از آنتی‌بیوتیک دیگری به نام وانکومایسین استفاده می‌شود. همچنین از آنتی‌بیوتیک جدیدی به نام لینزولید نیز برای درمان MRSA استفاده شده‌است.
آنتی‌بیوتیک‌های آمینوگلوکوزیدی مانند جنتامایسین، استرپتومایسین و کانامایسین زمانی به خوبی علیه استافیلوکوک‌ها جواب می‌دادند اما استافیلوکوک به مرور زمان به این آنتی‌بیوتیک‌ها نیز مقاوم شد. این آنتی‌بیوتیک‌ها با اتصال به زیر واحد ۳۰S ریبوزومی منجر به مرگ باکتری می‌شوند. مقاومت به آمینوگلوکوزیدها در استافیلوکوک‌ها به سه شکل دیده شده‌است: آنزیم‌های تغییر دهنده آمینوگلوکوزیدها (موجب تغییر ساختار آنتی‌بیوتیک و غیرفعال سازی آن می‌شود)، جهش‌ها یا موتاسیون‌های ریبوزومی (موجب تغییر در جایگاه هدف اتصال آنتی‌بیوتیک خواهند شد؛ بنابراین، آنتی‌بیوتیک دیگر نمی‌تواند به هدف خود متصل شود)، پمپ‌های افلاکس در غشای باکتری که به‌طور فعالانه آنتی‌بیوتیک را از داخل باکتری به خارج از آن، پمپ می‌کنند.
مقاومت به وانکومایسین (و سایر آنتی‌بیوتیک‌های گلیکوپپتیدی) بر اثر ژن vanA ایجاد می‌شود. این ژن از انتروکوک به استافیلوکوک انتقال یافته‌است. این ژن طوری پپتیدوگلیکان را تغییر می‌دهد که وانکومایسین دیگر نتواند به آن متصل شود. به این سویه‌ها، استافیلوکوک‌های مقاوم به وانکومایسین (VRSA) می‌گویند. سویه‌های دیگری نیز گزارش شده‌اند که به‌طور میانه به وانکومایسین مقاوم (VISA)هستند. سویه‌های اخیر اولین بار در سال ۱۹۹۶ از ژاپن گزارش شدند و در درمان آنتی‌بیوتیک‌های مقاوم به ونکومایسین از سفالوسپیرین‌های نسل پنجم مثل سفتازولین استفاده می‌شود.nb.