تبلیغات
downloader3116

دانستنی ها

قبل از کشف میکروارگانیسم‌ها تمام موجودات زنده را به دو سلسله جانوری و گیاهی تقسیم می‌کردند. پس از آگاهی بر وجود میکروارگانیسم‌ها ، طبقه بندی آنها در یکی از دو سلسله فوق با اشکال روبرو شد. بر این اساس پروتوزئرها را به علت اینکه متحرک بوده و خاصیت فتوسنتز نداشتند، جزء جانوران و جلبکها و قارچها را که به نظر بی‌حرکت می‌رسیدند، جزء گیاهان قرار دادند. در این میان باکتریهای بی‌جا و مکان ماندند، تا اینکه ارنست هکل ، گیاه شناس آلمانی ، در سال 1866 راه حلی منطقی برای این مشکل ارائه داد و آن پیشنهاد سلسله سومی به نام پروتیستا یا آغازیان بود که پروتوزوئرها ، جلبکها ، قارچها و باکتریها را دربر می‌گرفت.

 

 

 

 

از آنجا که باکتریها از نظر ساختار یاخته بطور اساسی با سه گروه دیگر تفاوت دارند، لذا پروتوزوئرها ، جلبکها و قارچها را به علت داشتن هسته مشخص و کاملتر در یک گروه قرار دادند که یوکاریوتیک نامیده شدند و مجموع آنها تحت عنوان پروتیستا مورد بررسی قرار گرفتند. از سوی دیگر باکتریها را به مناسبت داشتن ساختار ابتدایی‌تر و نداشتن هسته مشخص پروکاریوتیک نام نهادند و آنها را تحت عنوان سلسله مستقل پروکاریوت بررسی می‌کنند.

 

مبانی تشخیصی و رده بندی باکتریها

 

ارزش عملی رده بندی میکروبها ارائه روش مطمئنی جهت شناسایی و تشخیص میکروارگانیسمهای ناشناخته است. برای نامگذاری میکروارگانیسمها از روش دو نامی استفاده می‌شود که در آن کلمه نخست مشخص کننده نام جنس (با حرف لاتین بزرگ شروع می‌شود) و کلمه دوم معرف گونه (با حرف لاتین کوچک) است. امروزه تشخیص و رده بندی باکتریهای بر مبنای ویژگیهای زیر استوار است.

 

ویژگیهای ریخت شناسی

این ویژگیها شامل شکل ظاهری باکتریها (گرد ، میله‌ای ، هلالی ، فنری ، مارپیچی و غیره) و نیز چگونگی قرار گرفتن آنها در کنار یکدیگر (منفرد ، دوتایی ، رشته‌ای ، توده‌ای و غیره) و همچنین دارا بودن هاگ ، کپسول ، تاژک و امثال آن است که می‌توانند به عنوان ویژگیهای تشخیصی میکروسکوپی باکتریها مورد استفاده قرار گیرند.

 

 

رنگ آمیزی افتراقی

این روش شامل رنگ آمیزیهای گرم و اسید فاست است. از آنجا که این روشها بیشتر مبتنی بر ساختار دیواره یاخته‌ای باکتریهاست، بنابراین برای تشخیص باکتریهای فاقد دیواره یا واجد دیواره غیر معمولی مناسب نیستند.

 

 

آزمونهای زیست شیمیایی

این آزمونها عمدتا مبتنی بر فعالیتهای زیست شیمیایی باکتریها هستند. به عنوان مثل باکتریهای روده‌ای گروه بزرگی از باکتریها هستند که شامل اشریشیا ، آنتروباکتر ، سالمونلا و شیگلا می‌شوند. مبنای تشخیص اشریشیا و آنتروباکتر از سالمونلا و شیگلا این است که دو گروه اول قادر به تخمیر لاکتوز و تولید اسید و گاز هستند، در حالی که دو گروه دوم چنین توانی ندارند. استفاده از محیطهای کشت افتراقی که منجر به تولید کلنیهای ویژه میکروبی بر روی محیط کشت می‌شوند، نیز در باکتری شناسی تشخیصی پزشکی موارد استفاده زیادی دارند.

 

آزمونهای سرم شناختی

این آزمونها مبتنی بر استفاده از سرم خون انسان و اصول ایمنی شناسی است. به عنوان باکتری مولد بیماری حصبه با سرم خون حاوی پادتن ضد میکروب حصبه واکنش نشان داده و رسوب می‌کند. این عمل به کمک آزمون آگلوتیناسیون بر روی لام انجام می‌گیرد.

 

آزمون حساسیت به باکتریوفاژ

از آنجا که باکتریوفاژها تنها بطور اختصاصی می‌توانند باکتری میزبان خود را آلوده کنند، یعنی رابطه فاژ و باکتری نوعی رابطه اختصاصی است، لذا امکان آلوده شدن و متلاشی شدن گروهی از باکتریها بوسیله یک فاژ ویژه نزدیکی آنها به یکدیگر از نظر رده بندی ، است.

 

ترادف آمینو اسیدها در پروتئینهای مهم زیستی

در این روش یک یا چند پروتئین اصلی و حیاتی انتخاب شده و ترادف آمینو اسیدها در مولکولهای این پروتئینها با یکدگیر مقایسه می‌شود. از آنجا که این ترادف نشانه ترادف نوکلئوتیدها در رشته DNA است، بنابراین میزان تفاوت موجود در این ترادف می‌تواند نشان دهنده فاصله باکتریها در روند تکاملی باشد.

 

تجزیه پروتئینی

در روش بررسی ترادف آمینو اسیدها تنها یک یا چند مولکول پروتئین حیاتی به عنوان معیار و مقیاس مورد بررسی قرار می‌گیرد. در حالی که در روش تجزیه پروتئینی کلیه پروتئینهای یک یا چند بخش از یاخته میکروبی متلاشی شده استخراج می‌گردند و به کمک پلی آکریل آمید ، ژل الکتروفورز (ADGE) شناسایی می‌شوند. در این روش هر مولکول ، بر حسب اندازه و بار الکتریکی خود مسافتی را بر روی ژل طی می‌کند و در محل شخص قرار می‌گیرد که پس از رنگ آمیزی قابل شناسایی است. در پایان ، ترکیب رنگی هر ستون نشان دهنده انواع پروتئینهای موجود در هر باکتری است. مقایسه این ستونها می‌تواند نشان دهنده نزدیکی یا دوری ساختار پروتئینی یک بخش حیاتی از باکتریها مانند سیتوکروم و در نتیجه قرابت باکتریها با یکدیگر باشند.

 

شاخه فتوباکتریها

 

فتوباکتریها یا باکتریهای فتوسنتز کننده انرژی خود را از نور خورشید بدست می‌آوردند و به سه رده تقسیم می‌شوند.

 

فتوباکتریهای سبز _ آبی یا سیانوباکتریها که سابقا آنها را جلبکهای سبز _ آبی می‌نامیدند.

فتوباکتریهای قرمز

فتوباکتریهای سبز

شاخه اسکوتوباکتریها

اسکوتوباکتریها یا باکتریهای غیر فتوسنتز کننده از انرژی شیمیایی استفاده می‌کنند و به سه رده تقسیم می‌شوند.

 

 

باکتریهای دارای دیواره

باکتریهای بدون دیواره

باکتریهای که زندگی درون یاخته‌ای اجباری دارند. این گروه شامل دو دسته است: ریکتسیا و کلامیدیا

 

باکتریهای دارای دیواره

باکتریها دسته‌ای از موجودات زنده میکروسکوپی هستند، با اندازه‌ای کوچک و ساختاری نسبتا ساده. سیتوپلاسم آنها عاری از واکوئل است، هسته فاقد غشا و جزئیات آن نامشخص است. اطراف باکتری را پرده ضخیمی به نام دیواره می‌پوشاند. باکتریها اکثرا متابولیسم خود را از راه شیمیوسنتز اداره می‌کنند. برخی فاقد دیواره‌اند و عده ای زندگی درون یاخته‌ای اجباری دارند.

 

 

disease in the neonatal period, little is known about the molecular

events that lead to invasive disease. The capsule is considered the

most important virulence factor, and most isolates from invasive

disease are encapsulated. The capsular polysaccharide inhibits the

binding of the activated complement factor C3b to the bacterial

surface, preventing the activation of the alternative complement pathway

(Marques et al. 1992). GBS also produce a haemolysin (cytolysin)

(Nizet 2002), and a surface protein, the C protein, has been extensively

characterised. C protein is a complex of independently expressed

antigens α and β, both of which elicit protective immunity in animal

models. The function of the C protein remains unclear, although the β

component binds nonspecifically to IgA and is presumed to interfere

with opsonophagocytosis. Like GAS, S. agalactiae also harbours a

C5a peptidase that interferes with leukocyte recruitment to sites of

infection and hyaluronidase, protease and nuclease activities, though

the roles, if any, of these molecules in pathogenesis are unclear.

Recently completed GBS genome sequences have revealed an array of

uncharacterised cell-wall-linked proteins and lipoproteins, many of

which may be important in host interaction and pathogenesis.

Pathogenesis of Other β-Haemolytic Streptococci

Infection of humans with S. dysgalactiae subsp. equisimilis [human

group G streptococcus (GGS)/group C streptococcus (GCS)] causes a

spectrum of disease similar to that resulting from GAS infection.

These organisms have been found to share many virulence determinants

such as streptokinase, SLO, SLS, several superantigens, C5a peptidase,

fibronectin-binding proteins, M proteins and hyaluronidase. An emerging

theme in the field is the occurrence of horizontal gene transfer from

human GGS/GCS to GAS and vice versa. The presence of GGS/GCS

DNA fragments in GAS in genes such as those encoding hyaluronidase,

streptokinase and M protein was observed some years ago, and it has

recently become clear that many superantigen genes are also found in

subsets of GGS/GCS (Sachse et al. 2002; Kalia and Bessen 2003). It is

likely that this horizontal gene transfer plays a crucial role in the

evolution and biology of these organisms with the potential to modify

pathogenicity and serve as a source of antigenic variation.

Most work with the two S. equi subspecies has concerned itself

with S. equi subsp. equi, resulting in the characterisation of many

virulence factors equivalent to those seen in other β-haemolytic

streptococci. Characterisation of S. equi subsp. zooepidemicus

remains incomplete; however, the organisms are known to possess

a fibronectin-binding protein and an M-like protein (SzP). In contrast

to S. equi subsp. equi, the subspecies zooepidemicus appears to lack

superantigens (Harrington, Sutcliffe and Chanter 2002). Indeed, this

has been postulated as an explanation for the difference in disease

severity observed between the subspecies.

Reports of streptococcal toxic shock-like syndrome in dogs have led to

searches for GAS virulence gene equivalents in S. canis (DeWinter, Low

and Prescott 1999), with little success to date. The factors involved in

the pathogenesis of disease caused by S. canis consequently remain

poorly understood.

Genomes, Genomics and Proteomics of β-Haemolytic Streptococci

At the time of writing, the genomic sequences of four GAS strains

(one M1 isolate, two M3 isolates and one M18 isolate) and two GBS

strains (serotype III and V isolates) are completed and publicly available,

with genomic sequencing of others likely to be completed shortly.

The first GAS sequence completed (M1) confirmed that the versatility

of this pathogen is reflected in the presence of a huge array of putative

virulence factors in GAS (>40) and identified the presence of four

different bacteriophage genomes (Ferretti et al. 2001). These

prophage genomes encode at least six potential virulence factors and

emphasise the importance of bacteriophage in horizontal gene transfer

and as a possible mechanism for generating new strains with increased

pathogenic potential. Subsequent sequencing of other genomes

confirmed that phage, phage-like elements and insertion sequences

are the major sources of variation between genomes (Beres et al.

2002; Smoot et al. 2002; Nakagawa et al. 2003) and that the creation

of distinct arrays of potential virulence factors by phage-mediated

recombination events contributes to localised bursts of disease caused

by strains marked by particular M types. A potential example of this is

the increase in severe invasive disease caused by M3 isolates in recent

years. Integration of the M3 genome sequence data with existing

observations provided an insight into this – contemporary isolates of

M3 express a particularly mitogenic superantigen variant (SpeA3) that

is 50% more mitogenic in vitro than SpeA1 made by isolates recovered

before the 1980s. They also harbour a phage encoding the superantigen

SpeK and the extracellular phospholipase Sla not present in M3 isolates

before 1987 and many also have the superantigen Ssa, again, not present

in older isolates (Beres et al. 2002). The two S. agalactiae genomes

also reveal the presence of potential virulence factors associated with

mobile elements including bacteriophage, transposons and insertion

sequences, again suggesting that horizontal gene transfer may play a

crucial role in the emergence of hypervirulent clones (Glaser et al.

2002; Tettelin et al. 2002).

The use of comparative genomics, proteomics and microarray-based

technologies promises to add substantially to current understanding of

the β-haemolytic streptococci and provide means of rapidly identifying

novel bacterial proteins that may participate in host–pathogen

interactions or serve as therapeutic targets. For example, as described

already, many new surface proteins have been identified from genome

sequences (Reid et al. 2002). In addition, microarray technology is

being used in GAS comparative genomic studies (Smoot et al. 2002)

and in the analysis of differential gene expression (Smoot et al. 2001;

Graham et al. 2002; Voyich et al. 2003), and proteomic approaches

have been used to identify major outer surface proteins of GBS

(Hughes et al. 2002).

EPIDEMIOLOGY OF β-HAEMOLYTIC STREPTOCOCCUS

INFECTION

Our understanding of the epidemiology of β-haemolytic streptococcal

infections and their related diseases is relatively poor compared with

that of many other infectious diseases. Many countries with established

infectious disease surveillance programmes undertake relatively little

surveillance of diseases caused by these streptococci. However, most

countries are expanding or modifying their surveillance programmes

to include β-haemolytic streptococcal diseases, not least in the light of

recent worrying trends in incidence.

To fully understand the epidemiology of these diseases in terms

of how these organisms spread, host and strain characteristics of

importance to onward transmission, disease severity and inter- and

intraspecies competition for ecological niches, one would need to

undertake the most comprehensive of investigations following a

large cohort for a substantial period of time. Understanding these

factors would allow us to develop effective prevention strategies.

An important such measure, discussed in the section Vaccines for

β-haemolytic streptococcal disease, is the introduction of a multivalent

vaccine. Although existing M-typing data allow us to predict what

proportion of disease according to current serotype distribution could

be prevented, the possibility of serotype replacement occurring is

EPIDEMIOLOGY OF β-HAEMOLYTIC STREPTOCOCCUS INFECTION 7

something which dramatically limits the impact of such a measure

(Lipsitch 1999), a phenomenon witnessed for pneumococcal infection

and suggested in at least one GAS carriage study (Kaplan, Wotton and

Johnson 2001