نویسندگان
1 دانشجوی دکتری علوم و صنایع غذایی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران
2 دانشیار میکروبیولوژی، مرکز تحقیقات بیماریهای عفونی و گرمسیری، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، ایران
3 دانشیار علوم و صنایع غذایی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران
4 استاد پاتوبیولوژی، دانشکده پاتوبیولوژی، دانشگاه Guelph، اونتاریو، کانادا
5 دانشیار علوم دامی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران
چکیده
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Introduction:With regard to increasing of community associated Clostridium difficile infection in recent years, the probable transmission of Clostridium difficile from food to human was supposed. Most of reports on this issue were allocated to examine the prevalence of Clostridium difficile in red meat. The current study aimed at examination of the prevalence of Clostridium difficile in beef meat.
Materials and methods: A total of 100 beef meat samples including 50 chopped and ground for each ones were collected from butcheries in different regions of Isfahan for cultural analysis and biochemical tests. Molecular evaluation of Clostridium difficle was confirmed by multiplex polymerase chain reaction directed on existence of tpi, tcdA and tcdB genes. Chi-square test was performed for descriptive statistics with Pvalue≤ 0.05 in SPSS software.
Results: Clostridium difficile was isolated form 12 (12%) of beef meat samples. Among isolated colonies, 2 (4%) and 10 (20%) were belonged to chopped and ground beef meat, respectively. All colonies contained all genes. The significant difference was observed within the type of meat and Clostridium difficile prevalence (Pvalue=0.01).
Discussion and conclusion: The results of the present study showed the higher incidence of Clostridium difficile in ground meat than chopped ones. It seems that the formation of biofilm in meat grinder was the reason of higher rate of contamination. Furthermore, the consumption of beef meat as a source for Clostridium difficile might transmit the organism to human.
کلیدواژهها [English]
مقدمه
کلستریدیوم دیفیسیل یک باسیل گرم مثبت، بیهوازی اجباری و تولید کننده اسپور با قابلیت تولید زهرابه است. این باکتری به علت جداسازی سخت در محیطهای کشت آزمایشگاهی با این عنوان نامگذاری شد (1). کلستریدیوم دیفیسیل برای نخستین بار در سال 1935 از مدفوع نوزادان سالم جداسازی شد (2) و خاصیت بیماریزایی آن در دهه 1970 در بیماران بستری تحت درمان با مصرف آنتیبیوتیک در بیمارستان مشخص شد و در این گروه از بیماران به بروز عفونت کلستریدیوم دیفیسیل[1] منجر شد (3). عفونتکلستریدیوم دیفیسیل با تبدیل شکل اسپور باکتری به رویشی و تولید زهرابه در سیستم گوارشی، بهشکل بدون علامت تا اسهال شدیدآبکی در بیماران بروز مینماید (4 و 5). کلستریدیوم دیفیسیل تولید کننده دو اگزوتوکسین با عناوین زهرابه آ [2] (انتروتوکسین) و زهرابه ب[3] (سیتوتوکسین) است (6). هر دو گروه از زهرابهها، بر بخش رئو[4]در پروتئین از طریق واکنش مونوگلوکوزیلاسیون تاثیر میگذارند (7 و 8). این شرایط به نابودی اتصالات اکتین F در مجموعه اپی تلیال گوارشی و تخریب اتصالات بین سلولی در بدن انسان منجر میشود (9). زهرابه ب قابلیت بیشتری در تخریب مخاط ناحیه کولون نسبت به زهرابه آ دارد. به همین علت سویههایی از کلستریدیوم دیفیسیل که قادر به تولید زهرابه آ نیستند از نظر قدرت تهاجمی مشابه سویههایی با قابلیت تولید هر دو زهرابه هستند (10). البته سویههایی از این میکروارگانیسم نیز زهرابه تولید نکرده و میتوانند بهعنوان فلور طبیعی سیستم گوارشی محسوب شوند و قابلیت ایجاد بیماری را ندارند (11). با افزایش شیوع عفونت کلستریدیوم دیفیسیل در جامعه[5] و در محیط خارج از سیستم بهداشتی درمانی، احتمالاتی مبنی بر آنکه این باکتری یک پاتوژن غذازاد باشد به وجود آمد. با جداسازی کلستریدیوم دیفیسیل از گوشت، برخی مواد غذایی و تشابه ژنتیکی بین سویههای جداشده با عامل عفونت کلستریدیوم دیفیسیل در بیمارستان این فرضیه قوت گرفت (12). حتی در برخی از مطالعات، کلستریدیوم دیفیسیل را بهعنوان یک عامل احتمالی مشترک بیماریزا در انسان و دام مطرح میکنند (13 و 14). در مطالعات نه چندان زیادی وجود کلستریدیوم دیفیسیل در مواد غذایی گوناگون در دنیا اثبات شده است اما تا به حال بررسی از شیوع این باکتری در گوشت قرمز در کشورمان انجام نگرفته است. این در حالی است که در بررسی انجام گرفته برروی نمونههای اسهال بیماران مبتلا به عفونت کلستریدیوم دیفیسیل بستری در بیمارستان الزهرا اصفهان، مصرف گوشت بهعنوان یکی از منابع احتمالی انتقال عفونت عنوان شد (15). به همین علت ضرورت انجام تحقیقاتی در راستای بررسی آلودگی کلستریدیوم دیفیسیل در گوشت بهشکل منطقهای اهمیت دارد. بنابراین، در این مطالعه، به ردیابی مولکولی کلستریدیوم دیفیسل در گوشتهای گوساله عرضه شده در قصابیهای شهر اصفهان پرداخته شد.
مواد و روشها
این مطالعه توصیفی– تحلیلی بر اساس نمونهبرداری به شکل تصادفی از قصابیهای مناطق مختلف شهراصفهان با تعداد کلی 100 نمونه گوشت گوساله در دو نوع تکهای و چرخ کرده (هرکدام 50 نمونه) انجام شد. همه نمونهها در شرایط استریل به آزمایشگاه مرکز تحقیقات امنیت غذایی دانشگاه علوم پزشکی اصفهان منتقل و در روز نمونهبرداری آزمایش شدند. آزمایشهای کشت با انتقال 5 گرم از نمونههای مورد نظر به 25 میلیلیتر محیط مایع انتخابی کلستریدیوم دیفیسیل موکسالاکتام نورفلوکسازین[6] (40 گرم بر لیتر پروتئوز پپتون، 5 گرم بر لیتر دی سدیم هیدروژن فسفات، 1 گرم بر لیتر پتاسیم دی هیدروژن فسفات، 1/0 گرم بر لیتر سولفات منیزیم، 2 گرم بر لیتر کلریدسدیم، 6 گرم بر لیتر فروکتوز و یک گرم بر لیتر اسید سدیم تورکولیک غنی شده با 500 میلیگرم بر لیتر سیستئین هیدروکلرید، 12 میلیگرم بر لیتر نورفلوکسازین و 32 میلیگرم بر لیتر موکسالاکتام) انجام شد.
نمونهها با دمای 37 درجه سانتیگرادبه مدت 7 روز انکوباسیون بیهوازی شد. انتقال دو میلیلیتر از مایع به دو میلیلیتر اتانول و نگهداری آن در دمای محیط به مدت 60 دقیقه انجام گرفت. نمونهها به مدت ده دقیقه تحت سانتریفوژ 3000 دور بر دقیقه قرار گرفتند. رسوب بخش پایینی لوله بر روی محیط CDMN آگار حاوی 7 درصد خون گوسفند کشت و به مدت 72 ساعت در دمای 37 درجه سانتیگراد در شرایط بیهوازی انکوبه شد. سپس، پرگنههای مشکوک به کلستریدیوم دیفیسیل بر روی محیط بلاد آگار کشت و انکوباسیون بیهوازی در دمای 37 درجه سانتیگراد به مدت 48 ساعت انجام گرفت. تشخیص بیوشیمیایی از طریق شکل، بوی مدفوع اسب، رنگ آمیزی گرم و اسپور و دیسک پرولین [7] بر روی پرگنههای مثبت انجام شد (16).
آمادهسازی DNA برای انجام آزمایشهای PCR با برداشتن پرگنه تازه و انتقال آن به یک میلیلیتر آب دیونیزه استریل و قراردهی نمونهها به مدت سه دقیقه در دمای 95 درجه سانتیگراد انجام شد. نمونهها به مدت پانزده دقیقه در دور 11000سانتریفیوژ شد. سپس، حجم 10 میکرولیتر از سوپرناتانت برای آزمایشهای PCR بهکارگرفته شد.
در این مطالعه، ژن ایزومراز تری فسفات[8] برای تایید باکتری کلستریدیوم دیفیسیل و دو ژن زهرابه آ و
زهرابه ب به علت اینکه عامل عفونت کلستریدیوم دیفیسیل هستند برای واکنش PCRبا تکنیک چندتایی[9]بررسی شد.
همه مواد مورد استفاده برای واکنش PCR از شرکت سیناژن تامین شد. واکنش PCR با حجم 25 میکرولیتر که شامل: ترکیبی از 5/2 میکرولیتر بافر 10X PCR،
3 میکرولیتر کلریدمنیزیم[10] 50 میلیمولار، 2 میکرولیتر دیاکسی نوکلئوتید تری فسفات[11] 10 میلیمولار،
5/0 واحد آنزیم تک DNA پلی مراز[12]، 1 میکرولیتر از هریک از آغازگرهای[13] زهرابه آ و زهرابه ب،
5/0 میکرولیتر از آغازگر ایزومراز تری فسفات و
5 میکرولیتر DNA الگو انجام شد. چرخه حرارتی مورد استفاده به ترتیب واسرشتگی[14] در 95 درجه سانتیگراد به مدت سه دقیقه، اتصال[15] در 95 درجه سانتیگراد به مدت 30 ثانیه، 65 درجه سانتیگراد تا 55 درجه سانتیگراد به مدت 30 ثانیه برای 11 سیکل و24 سیکل باقیمانده در 65 درجه سانتیگراد به مدت 30 ثانیه، گسترش[16] در دمای 72 درجه سانتیگراد به مدت 30 ثانیه و در پایان، 72 درجه سانتیگراد به مدت 5 دقیقه در دستگاه ترموسایکلر (T-cY، هلند) انجام شد. تشخیص ژنهای ایزومراز تری فسفات، زهرابه آ و زهرابه ب با روش واکنش PCR با تکنیک چندتایی در آزمایشگاه مرکز تحقیقات بیماریهای عفونی و گرمسیری دانشگاه علوم پزشکی اصفهان براساس روش لمی و همکاران[17] انجام گرفت (17).
کیفیت DNA با استفاده از ژل آگاروز 5/1 درصد در تانک الکتروفورز افقی ارزیابی شد. شدت و وضوح باندها، تحت تاثیر اشعه فرابنفش و بااستفاده از دستگاه ترانسلومیناتور بررسی شد (18). آغازگرهای مورد استفاده برای بررسیکلستریدیوم دیفیسیل از شرکت متابیون[18] تهیه و در جدول 1 نشان داده شده است.
جدول 1- توالی آغازگرهای ژنهایtpi، tcdA وtcdB برای تشخیص کلستریدیوم دیفیسیل
منبع |
اندازه محصول برحسب جفت بازی |
سکانس آغازگر |
ژن هدف |
38 |
230 |
F[5'- AAAGAAGCTACTAAGGGTACAAA-3'] R [5'-CATAATATTGGGTCTATTCCTAC-3'] |
tpi |
17 |
369 |
F [5'- AGATTCCTATATTTACATGACAATAT-3'] R [5'-GTATCAGGCATAAAGTAATATACTTT-3'] |
tcdA |
17 |
160 |
F [5'-GGAAAAGAGAATGGTTTTATTAA-3'] R [5'-TCTTTAGTTATAACTTTGACATCTTT-3'] |
tcdB |
برای انجام آزمایشهای مولکولی از سویهکلستریدیوم دیفیسیل ریبوتایپ 027 دریافتی از دانشگاه گوالف [xix] کانادا استفاده شد.
تجزیه و تحلیل آماری برای بررسی ارتباط بین شیوع کلستریدیوم دیفیسیل در دو نوع تکهای و چرخ کرده گوشت گوساله در نرم افزار آماری SPSS (ویرایش 16) با استفاده از آزمون مربع کای در سطح معنی داری Pvalue< 0.05 انجام گرفت.
شکل 1- نتایج M-PCR برای تشخیص کلستریدیوم دیفیسیل درنمونههای گوشت گوساله در ژل آگاروز 5/1 درصد.
N: کنترل منفی،M: نشانگر 1000- 100 جفت بازی،
1: کنترل مثبت کلستریدیوم دیفیسیل ریبوتایپ 027
2: نمونه مثبت کلستریدیوم دیفیسیل
نتایج
در مطالعه حاضر، 12 نمونه (12 درصد) گوشت گوساله آلوده به کلستریدیوم دیفیسیلشناسایی شد. دو (4 درصد) و ده (20 درصد) نمونه از گوشتهای آلوده به ترتیب به گوشت تکهای و گوشت چرخ کرده مربوط بود. پرگنههای مورد بررسی از ژنهای ایزومراز تری فسفات، زهرابه آ و ب برخوردار بودند (شکل 1).
براساس نتایج به دست آمده اختلاف آماری معنیداری بین شیوع آلودگی کلستریدیوم دیفیسیل در نمونههای چرخ کرده و تکهای مشاهده شد
(01/0 = Pvalue).
بحث و نتیجهگیری
کلستریدیوم دیفیسیل باکتریای است که بهعنوان عامل عفونت در محیط بیمارستان شناخته شده است. علت افزایش بروز عفونت کلستریدیوم دیفیسیل با عوارضی حادتر و شدیدتر نسبت به قبل مبهم است. سویههای نو ظهوری از کلستریدیوم دیفیسیل مانند ریبوتایپ 027 با قدرت تهاجمی بالاتر بهعلت تولید بیشتر زهرابه آ و ب نسبت به سویههای قبلی در عفونتهای شدید بین المللی پدیدار شده اند. مطالعات مختلف حکایت از پراکندگی گسترده اسپور کلستریدیوم دیفیسیل در محیط دارد. یکی از نگرانیهای اصلی در این ارتباط، مصرف مواد غذایی آلوده به اسپور است که ممکن است تهدیدی جدی برای سلامت انسان باشد (19-21). در بررسیهای نقاط مختلف دنیا شیوع کلستریدیوم دیفیسیل با مقادیر متفاوت گزارش شده است. در بررسی حاضر میزان شیوع کلستریدیوم دیفیسیل در گوشت تکهای گوساله 4 درصد است. در دو مطالعه در کشورهای اتریش و هلند عدم وجود کلستریدیوم دیفیسیل در 26 و 145 نمونه گوشت تکه ای گوساله گزارش شد (14 و 22). در مطالعه ایندرا و همکاران[xx] به عدم آلودگی با کلستریدیوم دیفیسیل در نمونههای گوشت خوک و مرغ اشاره شد (14). در پژوهش انجام شده در کشور هلند، میزان آلودگی در گوشت بره و مرغ به ترتیب 3/6 و 7/2 درصد گزارش شد اما در همین مطالعه، دبوار و همکاران[xxi] به عدم جداسازی کلستریدیوم دیفیسیل در گوشت خوک اشاره کردند (22). در بررسی که بهتازگی بهعنوان نخستین گزارش از شیوع کلستریدیوم دیفیسل در آمریکای لاتین در کشور کاستاریکا ثبت شده است 4/1 درصد از گوشت گاو مورد آزمایش به کلستریدیوم دیفیسیل تولید کننده زهرابه آ و ب آلوده بودند. در مطالعه یاد شده میزان شیوع در گوشت خوک و مرغ، 3 و 4/1 درصد گزارش شد (23).شیوع در مطالعه حاضر به مراتب کمتر ازمطالعات بحث شده است.
مطالعات شیوع کلستریدیوم دیفیسیل در گوشت گوساله تکهای در سطح عرضه به شکل جهانی کم است و بیشتر مطالعات، اختصاص به شیوع این میکروارگانیسم در گوشتهای چرخ کرده دارد. برای مثال در بررسیهای انجام شده در کشور کانادا میزان شیوع کلستریدیوم دیفیسیل در گوشت گوساله چرخ کرده 7/6 و 12 درصد گزارش شد (24 و 25). در مطالعهای دیگر در سوئیس، تنها 04/2 درصد از نمونههای گوشت چرخ کرده گوساله آلوده به کلستریدیوم دیفیسیل بودند (26). همچنین، میزان شیوع باکتری در کشور فرانسه 9/1 درصد گزارش شد (27). دو مطالعه در آمریکا و دو مطالعه در اتریش و یک مطالعه در کشور سوئیس به نبود کلستریدیوم دیفیسیل در گوشت چرخ کرده گوساله اشاره کردند که به مراتب از نتایج بررسی حاضر کمتر است (14 و 28- 31). همچنین، در مطالعهای در کشور آمریکا میزان شیوع تا 50 درصد گزارش شده است (32). مطالعه حاضر همسو با نتایج بررسی رودریگواز و همکاران[xxii] در کانادا با میزان شیوع 8/20 درصد در گوشت گوساله چرخ کرده است (33). یکی از نتایج مطالعه حاضر براساس مقایسه شیوع در دو نوع از گوشت، میزان جداسازی بالاتر کلستریدیوم دیفیسیل در گوشت چرخ کرده نسبت به تکهای است که ممکن است مربوط به انتقال آلودگی باکتری از طریق دستگاه چرخ گوشت به محصول باشد که در مطالعه کاری و همکاران[xxiii]و همچنین، هوسر و همکاران[xxiv] به آن اشاره شده است (13 و 34). با رعایت اصول بهداشتی در شست و شو دستگاهها و استفاده از ترکیبات ضدعفونیکننده مناسب در راستای حذف بیوفیلمهای احتمالی تشکیل شده (در دستگاه چرخ گوشت) میتوان شیوع باکتری را کاهش داد (35). در مطالعات مختلف انجام شده در دنیا، مقادیر مختلفی از شیوع کلستریدیوم دیفیسیل در گوشت قرمز یاد شده است که باید دقت لازم در ارتباط با تفسیر نتایج آن مبذول شود. از جمله دلایل آن، تفاوت در تعداد نمونه ها، شرایط جغرافیایی، منطقه ای و روش های مختلف تشخیص باکتری کلستریدیوم دیفیسیل است
بررسی حاضر نخستین گزارش از وضعیت آلودگی گوشت گوساله به کلستریدیوم دیفیسیل در سطح عرضه در شهر اصفهان است و گویای آن است که این محصول میتواند بهعنوان حامل احتمالی انتقال کلستریدیوم دیفیسیل به انسان باشد البته پخت مناسب محصول میتواند نقش موثری در کاهش این میکروارگانیسم داشته باشد اما باید توجه داشت که پخت قادر به حذف کامل اسپور نیست (36 و 37). بنابراین، رعایت اصول بهداشتی، کنترل و نظارت دقیق و مستمر بهعنوان راه حل مناسب برای کاهش باکتری را باید مد نظر قرار داد. با توجه به مخاطرات احتمالی ناشی آلودگی محصولات غذایی به اسپور باکتری نیاز به انجام مطالعات جامعتر در نقاط مختلف کشور روی محصولات مختلف غذایی برای تعیین وضعیت این باکتری در کشورمان است. بررسی الگوی ریبوتایپینگ سویههای کلستریدیوم دیفیسیل مطالعه حاضر در پژوهشهای آینده میتواند پاسخگوی سوال های مرتبط با مطالعات اپیدمیولوژیک باشد.
تشکر و قدردانی
از همکاری همه کارکنان محترم مرکز تحقیقات بیماریهای عفونی و گرمسیری دانشگاه علوم پزشکی اصفهان بهویژه سرکار خانم پریسا شعاعی تشکر و قدردانی میشود. نتایج مطالعه حاضر حاصل از پایان نامه دکتری تخصصی علوم و صنایع غذایی مصوب در دانشکده علوم و صنایع غذایی، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی است.
[1]- Clostridium difficile infection: CDI
[2]- tcdA
[3]- tcdB
[4]- Rho
[5]- Community associated clostridium difficile infection: CACDI
[6]- Clostridium difficlemoxalactamnorfloxacin: CDMN
[7]- Hardy Diagnostics, USA
[8]- triose phosphate isomerase: tpi
[9]- multiplex Polymerase chain reaction: M-PCR
[10]- MgCl2
[11]- dNTPs
[12]-Taq DNA polymerase
[13]- primer
[14]- denaturation
[15]- annealing
[16]- extension
[17]- Lemee et al
[18]- Martinsried, Germany
[xix]- Guelph
[xx]- Indra et al
[xxi]- de Boer et al
[xxii]- Rodriguez-Palacios et al
[xxiii]- Curry et al
[xxiv]- Houser et al