پاتولوژی و میکروب شناسی

علم پزشکی همچون کهکشانی بی نهایت از دانش و اطلاعات می باشد. پاتولوژی و میکروب شناسی دو عضو بسیار مهم این کهکشان بوده و در نزدیکی یکدیگر قرار گرفته اند؛ به گونه ای که تقریباً یک سوم از هرکدام در سایه دیگری هاشور می خورد.

آنچه در دنیای پزشکی به بیماری ها و سلامت انسان ها می پردازد، بخش آزمایشگاهی این دو علم است؛ یعنی میکروبیولوژی پزشکی (Medical Microbiology) و پاتولوژی بالینی (Clinical Pathology).

پاتولوژی و میکروب شناسی چیست؟

بر اساس توصیفی که در ابتدای مطلب بیان کردیم، متوجه شدید که پاتولوژی و میکروب شناسی دو تخصص مستقل‌اند که در بخش آزمایشگاهی با یکدیگر گره ‌می‌خورند.

پاتولوژی در خط مقدم همه علوم پزشکی قرار دارد و به پزشکان با تخصص‌های مختلف در تشخیص، برنامه‌ریزی، ارزیابی، پیش‌آگاهی و درمان بیشتر بیماری‌ها کمک می‌کند.  پاتولوژیست‌ها به مطالعه تغییرات سلول‌ها و بافت‌هایی از بدن می‌پردازند که تحت تأثیر میکروارگانیسم‌ها، سرطان‌زاها، مواد شیمیایی و سایر عوامل، دچار تغییر حالت و یا بیماری شده‌اند.

میکروب شناسی مطالعه علمی میکروارگانیسم‌هایی است که شامل ویروس‌ها، باکتری‌ها و قارچ‌ها می‌شوند. میکروبیولوژیست‌ها ویژگی‌های این عوامل را با استفاده از ابزارهای میکروب شناسی مانند میکروسکوپ، مطالعه ژنتیکی و کشت، مطالعه کرده و به این ترتیب درکی اساسی از نحوه عملکرد یک سلول، به دست می‌آورند.

آن‌ها نمونه‌های خون، مایعات و بافت های بدن را مورد آزمایش قرار داده تا در صورت وجود عفونت، به نوع و ویژگی‌های آن پی ببرند.

چه زمانی آزمایش میکروب شناسی برای بیمار تجویز می‌شود؟

به طور کلی بدن انسان در طول شبانه روز با میکروارگانیسم های مختلفی سر و کار دارد. گاه بدن از باکتری های مفید در جهت حفظ سلامت خود استفاده کرده و گاه برای نابودی باکتری های مزاحم با آن ها می جنگد.

مسأله آن جاست که برخی اوقات میکروارگانیسم هایی در بدن انسان پیشروی می کنند که دفع آن ها برای سیستم ایمنی بدن دشوار است؛ در نتیجه فرد احساس بیماری می کند. در چنین شرایطی علوم پاتولوژی و میکروب شناسی به منظور تشخیص نوع میکروب، شدت آسیب، میزان پیشروی در بدن و انتخاب روش درمانی مناسب، وارد میدان می شوند.

چه کسانی بیشتر در معرض بیماری های میکروبی قرار دارند؟

به طور خلاصه می‌توان گفت که همه انسان‌ها در طول زندگی خود ممکن است در معرض بیماری‌های میکروبی قرار بگیرند. در‌نتیجه گذرشان به آزمایشگاه پاتولوژی و میکروب شناسی می‌افتد. این مراجعات حتی می تواند برای چک‌آپ و معاینات روتین وضعیت سلامت فرد باشد. با این حال همیشه گروهی بیشتر از دیگران در معرض خطر حمله بیماری‌های عفونی قرار دارند، مانند:

• افرادی که در محیطی مرطوب، نظیر شالیزارهای برنج کار می‌کنند.
• کسانی که مشاغلی مرتبط با شیلات و پرورش آبزیان دارند.
• بیمارانی که تحت عمل جراحی پیوند عضو قرار گرفته‌اند و ناچار به مصرف داروهای سرکوب کننده سیستم ایمنی هستند.
• طبیعت‌گردانی که مدت زمان زیادی را در فضای باز سپری می‌کنند و در معرض گزیدگی حشرات قرار می‌گیرند.
• افرادی که روابط جنسی کنترل نشده و بدون مراقبت دارند.
• قربانیانی که به حوادث طبیعی مانند سیل، زلزله و بهمن دچار می‌شوند.

آزمایش پاتولوژی و میکروب شناسی چگونه انجام می شود؟

نمونه‌برداری در پاتولوژی یک کار تخصصی است که در بیشتر مواقع توسط پزشک انجام می‌پذیرد. در صورتی که پاتولوژیست یا پزشک دستور مطالعه میکروبی را بدهد، نمونه جهت بررسی به میکروبیولوژیست ارجاع داده می‌شود.

بخش عمده‌ای از مطالعات میکروب شناسی بر روی نمونه خون، مایعات و سرم‌ها (خونابه‌ها) انجام می‌شود. بنابراین فرآیند نمونه‌گیری برای مطالعات میکروبیولوژی خیلی دشوار و ناراحت کننده نیست. هرچند این بدان معنا نیست که پاتولوژی و میکروب شناسی وجه مشترکی در بررسی بافت‌های بدن ندارند.

پرکاربردترین تکنیک های میکروبیولوژی

1.تکنیک آسپتیک (Aseptic technique):

از تکنیک آسپتیک در آزمایشگاه های میکروبیولوژی برای جلوگیری از آلودگی میکروارگانیسم ها و محیط آزمایش استفاده می شود. این روش در تهیه و آنالیز آزمایشگاهی، استریلیزاسیون، گندزدایی، پاکسازی، تلقیح و کشت کاربردهای بسیاری دارد.

در آزمایشات پاتولوژی و میکروب شناسی حفاظت از نمونه ها به منظور جلوگیری از آلوده شدن آن با هر گونه موادی، بسیار حائز اهمیت می باشد. تکنیک آسپتیک شامل توسعه مهارت‌های دستی در برخورد ایمن با میکروارگانیسم‌ها و مهارت ذهنی در اندیشیدن به کارهایی است که با میکروارگانیسم انجام می شود. این تکنیک شامل:

• سازمان‌دهی فضای کار آزمایشگاه
• ضد عفونی محیط، ابزارها و دستگاه‌ها
• کار با مشعل بانسن (Bunsen)
• انتقال درست ضایعات به زباله سوز
• استریلیزاسیون محیط تلقیح
• انتقال ارگانیسم‌ها از محیط کشت‌ به دستگاه
• مدیریت نشت‌های خطرناک زیستی

تکنیک آسپتیک از پروتکل‌های اصلی آزمایشگاه های پاتولوژی و میکروب شناسی است.

2. تکنیک کشت میکروب:

منظور از کشت‌های میکروبیولوژیک، پرورش موجودات میکروبی و تکثیر آن ها در محیط کشت از پیش تعیین شده ای در آزمایشگاه ها می باشد. برای این منظور نیاز به محیط فیزیکی با pH مناسب، گازهای جوی، دما و فشار کنترل شده داریم.

به علاوه نیازهای تغذیه ای میکروب ها شامل کربوهیدرات‌ها، پروتئین‌ها، نمک‌ها، ویتامین‌ها و فاکتورهای رشد نیز باید تأمین شود. هدف از کشت میکروارگانیسم‌ها برای تعیین گونه ارگانیسم، تشخیص حضور آن در نمونه و سایر اهداف تشخیصی می باشد.

همچنین برای شناسایی دقیق و مناسب میکروارگانیسم ها، نیاز به محیط کشت خالص داریم که با نام کشت آکسنیک نیز شناخته می شود. منظور از کشت خالص، رشد یک میکروارگانیسم در غیاب سایر گونه ها است که به روش های مختلفی انجام می گیرد.

3.تکنیک تثبیت و رنگ آمیزی (Fixation and Staining Technique)

اکثر باکتری‌ها نه تنها بسیار کوچک هستند، بلکه بسیار شفاف بوده و مشاهده آن‌ها در زیر میکروسکوپ بدون رنگ آمیزی اولیه، کاری دشوار است.

برای رنگ آمیزی باکتری ها، ابتدا باید به صورت محکم به یک لام شیشه ای فیکس شوند. هنگام تهیه لام برای رنگ آمیزی، رعایت برخی نکات ضروری است که در ادامه به برخی از آن ها می پردازیم:

باکتری ها باید به صورت یکنواخت پراکنده شوند؛ اگر تعداد زیادی باکتری روی اسلاید وجود داشته باشد، تشخیص مورفولوژی تک تک سلول ها ممکن نخواهد بود.

همچنین حباب های بزرگ سلول نیز به درستی رنگ نمی شوند و احتمالاً نتایج اشتباهی از رنگ آمیزی آن ها به دست می آید.

تکنیک‌های مختلفی برای رنگ آمیزی سلول ها و باکتری ها وجود دارد که اغلب به وسیله ابزارهای زیر انجام می گیرد:

• مواد
• اسلایدهای شیشه‌ای تمیز
• آب استریل
• خودکار علامت گذاری
• کیت‌های رنگ آمیزی

تست‌های پاتولوژی و میکروب شناسی

• آسپیراسیون برای AFB
• کشت خون و آلرژی‌زاها
• CSF حساسیت
• کشت حساسیت گوش و چشم
• سواب آندوسرویکال (Endocervical swab)
• سواب بینی (برداشت نمونه از مخاط بینی)
• کشت سواب گلو
• کشت سواب مجرای ادرار
• سواب مجرای ادرار R/E
• سواب رکتوم برای Cholerae (برای تشخیص بیماری‌هایی نظیر وبا)
• سواب زخم
• خون مخفی مدفوع (FOB)
• تحریک‌پذیری تنفسی HVS(اختلالات تنفسی)
• کشت پلورال آسپیره (آب آوردن ریه)
• تجزیه و تحلیل مایع منی
• کشت خلط برای باسیل اسید فست (AFB)
• AFB ادرار
• کشت ادرار
• تست بارداری ادرار
• تست پوستی توبرکولین یا تست مانتو برای تشخیص سل (TB)
• پروتئین واکنشی (CRC) برای تشخیص التهابات رماتیسمی
• تست RF برای تشخیص RA (آزمایش فاکتور روماتوئید برای تشخیص رماتیسم)
• تست RPRبرای تشخیص سیفلیس
• آزمایش ASO (Anti Sterptolysin O) برای تشخیص عفونت‌های سخت گلو
• تست سریع دنگی (برای تشخیص تب‌های ویروسی شدید) شامل دنگی NS1 Ag ELISA، دنگی  IgM Ab ELISA، دنگی IgG Ab ELISA
• تست سریع لپتوسپیرا یا Leptospira معروف به تب برنجکاران
• تست ویل فلیکس (Weil-Felix test)
• تست پروکلسی تونین
• تست حساسیت ضد میکروبی
• تست سریع چیکونگونیا (Chikungunya) برای تشخیص ویروس‌های منتقل شده توسط نیش پشه
• ایمونواسی شیمی لومینسانس (CLIA) برای تشخیص HIV، HCV  و  HBs Ag(ایدز، هپاتیت C و هپاتیت B)
• RT PCR برای  SARS، COV=2، H1N1، HCV، مایکوباکتریوم توبرکلوزیس

انواع تجهیزات مورد استفاده در آزمایشگاه میکروبیولوژی چیست؟

یک آزمایشگاه پاتولوژی و میکروب شناسی مجهز به انواع تجهیزات زیر است:

• اون با هوای گرم برای استریل کردن (Oven for Sterilization)
• اون خشک کن (Drying Oven)
• اتوکلاو (Autoclave)
• دستگاه انکوباتر میکروبیولوژیکی (Microbiological Incubator)
• انکوباتر BOD (BOD Incubator)
• یخچال آزمایشگاهی
• یخچال عمیق آزمایشگاهی برای خنک‌سازی فرآورده‌های زیستی، داروها، مواد شیمیایی و آزمایشگاهی
• حمام آب آزمایشگاهی برای تعدیل دمای مواد آزمایشگاهی
• میکسر گرداب آزمایشگاهی برای مخلوط کردن مایعات در لوله‌های آزمایش
• انواع هودهای میکروبیولوژی نظیر هود جریان آرام، هود میکروبی و ایستگاه‌های PCR
• انواع میکروسکوپ‌های تخصصی نظیر میکروسکوپ کانفوکال، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ استریو و میکروسکوپ نوری
• دستگاه اسپکتروفتومتر آزمایشگاه برای بررسی برهم کنش نور با ماده
• سیستم شناسایی خودکار باکتری‌ها
• سیستم کشت خون بکتک (Bactec)
• کابینت ایمنی زیستی نوع 2a
• الایزا واشر (ELIZA Washer)
• الایزا ریدر (ELIZA Reader)
• دستگاه ویتروس (VITROS)
• آنالیز TRUENAT RT PCR
• استخراج کننده RNA TRUENAT
• مشعل بانسن Bunsen

منابع

https://www.tmcc.edu/microbiology-resource-center/lab-protocols/aseptic-technique

https://www.narayanahealth.org/specialities/microbiology

https://pathology.weill.cornell.edu/divisions/laboratory-medicine/clinical-microbiology-laboratory

https://www.urmc.rochester.edu/encyclopedia/content.aspx?contenttypeid=85&contentid=P00955