کتاب بررسی خواص ضد میکروبی استرپتومایسزهای جدا شده از خاک های جنگلی شرق استان گیلان بر علیه اشریشیاکلی جدا شده از عفونت های ادراری Uropathogein Escherichia coli

فهرست
عنوان صفحه
مقدمه 9
فصـل اول 15
کلیات 15
ساختمان و خصوصیات دستگاه ادراری 18
عفونت ادراری از دیدگاه میکروب شناسی 19
نشانه های عفونت های ادراری 20
عود عفونت ادراری 21
اپیدمیولوژی عفونت های ادراری 22
اتيولوژي عفونت های ادراری 23
فاكتورهاي خطر 27
نشانه ها و علايم باليني 28
آنتروباکتریاسه 28
اشریشیاکلی 29
سروتایپ هایUPEC 30
روش های درمان عفونت هاي ادراري 31
درمان هاي آنتي بيوتيكي رايج 32
درمان عفونت های ادراری 32
مقاومت در برابر باکتری های گرم منفی 32
خصوصیات کلی و مورفولوژیکی اکتینومیست ها 33
جنس استرپتومایسس 36
چرخه زندگی استرپتومایسس 37
نیازمندی های رشد و متابولیسم 37
زیستگاه استرپتومایسس ها و اکتینومیست ها 38
آنتی بیوتیک های تولید شده توسط استرپتومایسس ها 39
فصـل دوم 41
مروری برتحقیقات گذشته 41
فصـل سوم 45
مواد و روش ها 45
مواد و وسایل مورد نیاز 46
جداساز ی اشریشیاکلی از ادرار 50
تست اکسیداز 50
تست کاتالاز 51
کشت در محیط TSI 51
تست تولید اندول 51
تست متیل ردMR) ) 51
وژزپروسکائرVP)) 51
تست مصرف سیترات 52
کشت در محیط SIM 52
تست اوره آز 52
تست آنتی بیوگرام 52
جداسازی استرپتومایسس ها 53
روش انتشار در چاهک (Well diffusion) 54
روش تهیه دیسک از استرپتومایسس های رشد کرده در محیط SCA 54
روش کشت غوطه ور 54
فصـل چهارم 59
نتایج 59
نتایج مربوط به جدا سازی اشریشیاکلی از ادرار 60
ارتباط بین میزان pHنمونه های خاک با تعداد کلنی های(..) 61
جداسازی استرپتومایسس(Streptomyces) از نمونه های خاک های جنگلی 61
نتایج حاصل از روش چاهک گذاری(..) 64
نتایج مربوط به قطر هاله های عدم رشد(…) 66
نتایج تست ها 68
نتایج حاصل از روش GC/MS 69
فصـل پنجم 75
بحث 75
نتیجه گیری 80
منـابع و مآخـذ 81
منابع فارسی 82
منابع غیر فارسی 84

ساختمان و خصوصیات دستگاه ادراری
نقش سیستم ادراری صاف کردن فراورده های سمی از خون و رساندن ادرار از کلیه ها به مثانه و جلوگیری از بازجذب سموم و دفع آن به وسیله ادرار است که برای هموستاز متابولیکی بدن ضروری است(Chen et al. 2006). عفونت دستگاه ادراري این تعادل را با تحت تاثیر قرار دادن اندام های مسئول برای تولید و یا دفع ادرار مختل می کند. مجرای ادراري از دو بخش فوقاني و تحتانی تشكيل شده اسـت. بخش فوقاني شامل كليه، حالب و لگنچه و بخش تحتاني شامل مثانه و مجرای ادرار ( پيشآبراه) مي باشد، به همين دليل عفونت هاي ادراري به دو گروه عمده آناتوميك تقسيم مي شوند

در حالیکه بعضی عفونت دستگاه ادراری را یک بیماری خوش خیم توصیف می کنند روشن است که عفونت به ویژگی های سیستم ادراری آسیب می رساند و اثر مهمی بر روی کیفیت زندگی بیمار دارد . التهاب اپي تلیوم ادراری با کلونیزه شدن موفقیت آمیز یک پـاتوژن به مجرای ادرار شروع شده و منجر به عفونت هاي تحتانی( التهاب مثانه و پیشآبراه) و عفونت‌های فوقاني (پيلونفريت حاد ،التهاب پروستات و آبسه هاي داخل و اطراف كليه) دستگاه ادراري می شود. عفونت هاي فوقاني عموما بالا رونده هستند و از پيشآبراه و بخصوص مثانه سرچشمه گرفته به سمت حالب و كليه پيش مي روند. بطور طبيعي دريچه مثانه – ادراري مانع رفلاكس ادرار از مثانه به حالب ها مي شود اما افراد مبتلا به ناهنجاري هاي ادراری- تناسلی، انسداد، اختلالات عصبي مثانه و حاملگي مستعد عفونت‌های ادراري بالارونده هستند. عفونت هاي لگنچه و كليه به صورت حاد يا راجعه به همراه يك آسيب التهابي مزمن روي مي دهند) et al. 2015 Winn).
عفونت ادراری از دیدگاه میکروب شناسی
از نظر ميكروب شناسي زماني عفونت دستگاه ادراري وجود دارد كه ميكرو ارگانيسم هاي بيماري‌زا در ادرار، پيشآبراه، مثانه، كليه يا پروستات يافت شوند در اكثر موارد رشد بيشتر از 105 ارگانيسم در هر ميلي ليتر از ادراري كه به طور صحيح و استريل از قسمت ميانـي جريان ادرار جمع آوري شده باشد، نشانگر عفونت مي باشد با اين وجود در بعضي از مواردي كه عفونت ادراري واقعي وجود دارد ممكن است باكتريوري واضحي ديده نشود به خصوص در بيماران علامت دار، عفونت مي تواند با تعداد كمتري باكتري (102-104 عدد در هر ميلي ليتر از نمونه مياني ادرار) همراه باشد. در نمونه ادراري كه از طريق آسپيراسيون سوپراپوبيك، سوند گذاري موقت يا دائمی بيماران گرفته شده است تعداد كلني 102-104 باكتري در هر ميلي ليتر عموما نشانگر عفونت مي باشد. برعكس تعداد كلني بيشتر از 105 در هر ميلي ليتر از قسمت مياني جريان ادراري زماني كه مخلوطي از چند ارگانيسم رشد كرده باشد اغلب نشانگر آلودگي نمونه مي باشد. عفونت هاي عود كننده بعد از درمان آنتي بيوتيكي مي توانند در اثر مقاومت عامل اوليه عفونت يا در اثر عفونت مجدد با يك گونه جديد ايجاد شوند. در نوع اول مي توان با شناختن نوع، سروتايپ و آنتي بيوگرام در مورد آن قضاوت كرد. عفونت هاي عود كننده با (همان سويه) كه در طي 2 هفته بعد از اتمام درمان اتفاق مي افتد، مي توانند در اثر عفونت درمان نشده كليه يا پروستات ايجاد شوند يا در اثر كلونيزه شدن مداوم واژن بوجود آيند كه سريعا به عفونت مجدد مثانه منجر مي گردد (Harrison, 2009).
نشانه های عفونت‌ های ادراری
با توجه به اختلافات آناتوميك بدن زنان و مردان، در دو جنس علائم عفونت هاي ادراري تفاوت هايي با يكديگر دارند. در زنان، دستگاه تناسلي رحم و تخمدان هاست كه سيستمي مستقل و كاملاً مجزا از سيستم ادراري است، در صورتی كه در مردان، سيستم ادراري ـ تناسلي يك مجموعه كاملاً مرتبط با هم است؛ به همين دليل، علائم عفونت ادراري در زنان و مردان با هم تفاوت دارد. البته سوزش ادرار، تكرر ادرار، تحمل كم مثانه و ادرار خوني در هر دو جنس مشترك ديده مي شود؛ در حالی كه عفونت مجراي ادرار در مردان همراه با خروج ترشح چركي از مجراست به علاوه ميكروب از طريق مجرا ممكن است به پروستات و از آنجا به بيضه ها برسد و در اين نواحي عفونت حاد ايجاد بكند. از طرف ديگر، به علت كوتاه بودن طول مجراي زنان، امكان رسيدن ميكروب از خارج به مثانه بسيار زياد و به همين دليل عفونت هاي ادراري در زنان 30 تا 50 برابر شايع تر از مردان است.
به طور کلی علائم شامل دو دسته هستند: علائم ناشي از تحريك و التهاب سيستم ادراري كه بر حسب محل عفونت متفاوت است و علائم عمومي عفونت در بدن كه شامل بي اشتهايي، تهوع، استفراغ و … است. در ضمن، علائم در كودكان و بزرگسالان متفاوت است؛ ولي علائم مشتركي در عفونت هاي ادراري وجود دارد که شامل موارد زیر است:
1- سوزش و تكرر ادرار به علت تحريك مثانه در اثر عفونت و التهاب و همچنين تحمل كم مثانه كه در كودكان و گاهي بزرگسالان ممكن است منجر به بي اختياري ادراري شود.
2- كدر يا خوني شدن ادرار، التهاب مخاطي سبب پاره شدن مويرگ خوني می‌شود و ادرار كاملاً قرمز و خوني میشود كه با درمان عفونت بلافاصله بهبود مي يابد.
3- تب، لرز، تهوع و استفراغ كه در عفونت هاي ادراري افراد زير يك سال و همچنين عفونت هاي عمقي كليه‌ها، پروستات و بيضه ها در افراد بزرگسال شايع است.
4- كاهش و توقف رشد در كودكان مبتلا به عفونت
5- درد پهلوها كه در عفونت هاي عمقي كليه ها بسيار شديد و همراه با تب، لرز، تهوع و استفراغ است.
6- اشكال در ادرار كردن و احتباس ادراري كه در عفونت هاي مثانه، پروستات و مجرا ممكن است ديده شود(عین‌آبادی ، 1380).
عود عفونت ادراری
مجموعه ای از پاتوژن ها از جمله Escherichia coli (UPEC)، spp. Staphylococcus و به میزان کمتر Proteus ، Klebsiella ، Pseudomonas و Enterococcus عامل عفونت های ادراری بدون عارضه هستند در حالیکه اکثر عفونت های بدون عارضه توسط UPEC ایجاد می شوند. سایر باکتری ها علت اصلی عود عفونت ادراری هستند (Song et al. 2009). مطالعه انجام شده بر روي 131 بیمار مبتلا به عود عفونت ادراری نشان داد که UPEC مسئول 78% موارد ثبت شده است (Virginia and Franco 2005 ). در حالیکه بسیاری از زنان بدون هیچ زمینه ژنتیکی مستعد ابتلا به عود عفونت ادراری هستند. زنان دیگر با اکتساب فاکتورهای آنتی ژن خونی حساسیت بیشتری به تکرار این رویداد دارند. زنانی که دارای آنتی ژن های غیر ترشحی گروه خونی ABO هستند 3 تا 4 مرتبه بیشتر احتمال دارد که به عود عفونت ادراری مبتلا شوند 2014) Naber). این ارتباط بیوشیمیایی به دلیل وجود گيرنده هاي گلیکولپیدی گلوبوسروزی منحصر به فرد در سلول های اپتلیال غیر ترشح کننده است که به چسبندگی UPEC کمک می کند(Deep and Gibbons 2009 ). پدیده عود عفونت ادراری به طور سنتی به تلقیح مجدد از مخازن مدفوعی اطراف مقعد و واژن نسبت داده شده است با این حال 68% باکتری های مسبب عود عفونت های ادراری با بررسی های Restriction fragmentation Length Polymorphisms(RFLP) از نظر ژنتیکی همان سویه های آلوده کننده اولیه هستند. علاوه بر اینکه سویه شاخص در کشت های مدفوع و واژن بعضی از بیماران شناخته شده است. پروفيلاكسي روزانه با آنتی بیوتیک های موضعی در ناحیه اطراف مقعد از عود عفونت ادراری جلوگیری نمی کند (Nichoslon, 2010 ).
اپیدمیولوژی عفونت های ادراری
از نظر اپيدميولوژي، عفونت هاي مجاري ادراري به عفونت‌های بيمارستاني و عفونت‌های اكتسابي از جامعه تقسيم مي شوند. عفونت در هر دو دسته مي تواند با علامت يا بدون علامت باشد. عفونت هاي حاد اكتسابي از جامعه در زنان بسيار شايع مي باشد. اين عفونتها در 1 تا 3 درصد دختران مدرسه اي بروز مي كند و شروع آنها با فعاليت جنسي در سن بلوغ به صورت واضحي افزايش می یابد. قسمت اعظم عفونت‌های حاد علامت‌دار در زنان جوان اتفاق مي افتد. التهاب حاد مثانه بدون عارضه شایع ترین فرم UTIعلامت دار است و هر ساله 15% از زنان و در مجموع 40% از زنان در طول عمر خود به آن مبتلا می شوند(30% از این 40% افراد عفونت راجعه دارند ) عفونت هاي حاد علامت دار ادراري در غیاب اختلال آناتومیکی و عملکردی در مردان زير 50 سال نادر است ولي در زنان بين 20 تا 50 سال شايع مي باشد. باکتريوری بدون علامت در مردان و زنان سالمند بسیار شایع تر است و بعضی مطالعات 40 تا 50 درصد میزان ابتلاء را نیز نشان داده اند. UTI بیمارستانی به طور شایع با سوند گذاري در ارتباط است و در 25% از بیمارانی که نیاز به سوند به مدت بیش از 7 روز دارند به میزان 5% گسترش می یابد پاتوژن های ادراري بیمارستانی یک مخزن باکتریایی مقاوم در برابر آنتی بیوتیک ها تلقي مي شوند (Sheerin, 2011). آمار سال 2011 نشان داده كه عفونت دستگاه ادراري شايع ترين بيماري عفوني در عموم جمعيت با بروز تخميني كلي 18 مورد از هر 1000 نفر در سال مي¬باشد. در آمريكا عفونت دستگاه ادراري با بيش از 7 ميليون مورد ساليانه همراه بوده است و اين كه بيش از صد هزار پذيرش بيمارستاني در اين خصوص گزارش شده است. با افزايش موارد مقاومت آنتي بيوتيكي بویژه در منطقه آسيا و اقیانوسيه درمان موارد عارضه دار عفونت دستگاه ادراري براي پزشكان همچنان مطرح است (Hsueh, 2011 ).در موارد بيمارستاني عفونت دستگاه ادراري با موارد مرگ و مير بارزي همراه است و مي¬تواند يك بار اقتصادي مهمي در اجتماع و موارد بيمارستاني تلقي گردد. (هزينه تخمين ساليانه آن بيش از يك بيليون دلار آمريكا مي¬باشد).
اتيولوژي عفونت های ادراری
در اكثريت بيماران عفونت دستگاه ادراري در عدم حضور هر گونه ناهنجاري آشكار ساختماني يا عملكردي در منطقه ادراري پيشرفت مي كند. تحت شرايط نرمال دستگاه ادراري استريل است و عفونت تنها زماني كه مكانيسم هاي نرمال دفاع ميزبان مورد تهاجم شاخص هاي ويرولانس باكتري قرار مي گيرد اتفاق مي افتد. در این خصوص انواع گوناگونی از میکروارگانیسم ها می توانند مجاری ادراری را آلوده کنند، اما بدون شک شایع ترین آن ها باسیل های گرم منفی هستند و کوکسی های گرم مثبت نقش کمتری در UTI بازی می کنند. بعد از UPEC به عنوان شايع ترين پاتوژن ادراري بيمارستان و اجتماع (80 %)، Proteus mirabilis ،Klebsiella pneumonia، Pseudomonas aeruginosa ، Enterococcus faecalis ، Staphylococcus saprophyticus، Serratia marcescens ،
Acinetobacter spp و Alcaligenes هر كدام كمتر از 10% موارد را به خود اختصاص مي دهند (جدول 1-1). در مقابل موارد كمتري از ارگانيسم هاي مشكل پسند شامل عفونت با مايكوباكتريوم،Mycoplasma hominis ، urealyticum Ureaplasma، Gardnerella vaginalis و عفونت‌های غير باكتريايي يعني ويروس، قارچ و حتي شيستوزوميازيس نيز دخيل اند (Harrison, 2009). اما در موارد كلينيكي ديگر شامل سندرم پيشآبراهي، پيوري استريل و التهاب ايديو پاتيك بينابيني مثانه، عليرغم حضور علايم بيماري، نتايج كشت ادرار در اين گروه از بيماران منفي است. آنچه كه در پيامد بيماري عفونت دستگاه ادراري تعيين كننده است. فاكتورهاي ميزباني شامل دفاع طبيعي، ژنتيك افراد و فاكتورهاي ويرولانس باكتريايي مي باشد در اين خصوص حضور پيلي، توليد توكسين ها، هموليزين و فاكتور نكروز دهنده كلوني (CNF)، باعث تخريب سلامت اپي تليال مجاری شده و تهاجم باكتري را ممكن مي سازد. با اين وجود عموما پاتوژن هاي ادراري به اثرات ليتيك سرمي(كمپلمان) مقاوم اند (Salvatore , 2011). آنتروباکتریاسه ها شایع ترین ارگانیسم های جدا شده در کودکان مبتلا به UTI بدون عارضه هستند ولی کودکان با بیماری های زمینه ای بیشتر احتمال دارد به عفونت های عارضه دار مبتلا شوند. در کودکان دارای سوند ادراري استافیلوکوکوس اورئوس ارگانیسم شایع عامل عفونت مي باشد. عفونت ادراری بیمارستانی در میان کودکان بیمار به دلیل استفاده از دستگاه گذاري در پیشآبراه دیده شده است. با این حال در یک مطالعه آینده نگر در کانادا مشخص شد که تنها 50% از کودکان مبتلاء در این گروه قرار داشتند و شایع ترین پاتوژن هاي ادراري به ترتيب E. coli 28% ، Candida spp 18% ، Enterococcus 13% ، باسيل هاي گرم منفی غیر تخمیر ي 13% ، Enterobacter 10% و Pseudomonas 7/9% بوده است. مهم است توجه داشته باشیم که قارچ ها دومین پاتوژن شایع جدا شده از عفونت های ادراری کودکان بیمارستانی بود. علت عفونت ادراری در میان سالمندان به طور کلی به وضعیت سلامتی آنها و به اینکه آیا در اجتماع به طور مستقل سکونت دارند و یا نیازمند برنامه مراقبت طولانی مدت هستند بستگی دارد. اکثریت عفونت های علامت دار بدون عارضه اکتسابی از جامعه در زنان سالمند به دلیل E. coli است و عفونت با Staphylococcus saprophyticus در این گروه نادر است. اما ارگانیسم های گرم مثبت شایع اند و دلیل 20-10% از عفونت ادراری علامت دار در سالمندان هستند. عفونت های ناشی از چند باکتری در بیش از 3-1 نفر دیده می شود. در مجموع استفاده زیاد از سوند ادراری در میان سالمندان با استفاده مکرر از آنتی بیوتیک های سیستمیک خطر عفونت ادراری را به دلیل مقاومت باکتری های میله ای گرم منفی مثل Pseudomonas aeruginosa ، Proteus mirabilis و باکتری های میله ای گرم منفی غیر تخمیر کننده افزایش می دهد. در بیماران دیابتی عوامل بیماری زایی که سبب عفونت ادراری می شوند شامل Klebsiella spp ، group B streptococci ، Enterococcus و E. coli هستند. باور براین است که کلبسیلا و استرپتوکوکوس گروه B در بین بیماران دیابتی 3-2 بار شایع تر از بیماران غیر دیابتی است. در یک مطالعه آینده نگر E. coli شایع ترین عامل عفونت ادراری در میان بیماران دیابتی با 1/56% و غیر دیابتی با 8/56% شناخته شد. همچنین در بیماران دیابتی احتمال ابتلاء با گونه های غیر از Candida albicans بیشتر از بیماران فاقد دیابت است. در عین حال به دلایل زمینه ای تمایل افزایش یافته مسبب عفونت ادراری در میان اکثر پاتوژن های ادراری ناشناخته است. زنان مبتلا به دیابت که باکتریوری بدون علامت دارند در خطر افزایش علایم در حال توسعه هستند. پیشنهاد شده است که در حال حاضر ارگانیسم های پیدا شده در زنان بدون علامت مبتلا به دیابت پتانسیل حمله به پارانشیم کلیه و ایجاد بیماری را دارند.
بیماران مبتلا به آسیب های نخاعی معمولا عفونت های E. coli را نشان می دهند. پاتوژن های ادراری شایع دیگر شامل Pseudomonas و Proteus mirabilis هستند. اما بیماران دارای سوند و یا ناهنجاری های ساختمانی دستگاه ادراری بیشتر در معرض خطر عفونت با Proteus mirabilis هستند که فاکتورهای بیماری‌زایی منحصر به فرد تولید شده توسط این ارگانیسم منجر به بیماری‌زایی آن اسـت. اشریشیاکلی همچنان به عنوان عامل اصلی عفونت به حساب می آید. پـاتوژن های شایع دیگر spp Candida ، Enterococci، P. aeruginosa، Klebsiella spp، Enterobacter spp و S. aureus است (Roland, 2003).