اسم الباحث : إيناس حمود عبود ضياء الدين
اسم المشرف : أ.د. وفاء صادق محسن الوزني
الكلمات المفتاحية :
الكلية : كلية العلوم
الاختصاص : علوم الحياة
سنة نشر البحث : 2023
تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث
تتعرض العين الى أنواع مختلفة من الكائنات الحية الدقيقة وان لعدوى سطح العين عواقب مدمرة اذ لم يتم معالجتها بالمضادات الحيوية في مرحلة مبكرة ويمكن ان تؤدي هذه الأخماج الى العمى لذا تم إجراء الدراسة الحالية بهدف التحري عن أهم الأحياء المجهرية البكتيرية المسببة لأخماج العيون في محافظة كربلاء المقدسة وتحديد ضراوتها، كذلك التحري الجزيئي عن انتشار جينات المقاومة للمضادات الحيوية وجينات الضراوة في العزلات البكتيرية الأكثر شيوعاً في احداث إصابات العيون البكتيرية ، و جمعت لهذا الغرض 169 مسحةً من المرضى المصابين باخماج العيون ومن ثلاث مناطق (الملتحمة، والقرنية، و الاجفان) بعد أن تم تشخيصهم سريرياً من قبل الأطباء الاختصاص تراوحت أعمارهم بين (1-75) سنة ولكلا الجنسين من الوافدين لمستشفى الإمام الحسن المجتبى (ع)،ومستشفى الهندية العام ومركز السيدة زينب (ع) التخصصي للعيون في محافظة كربلاء المقدسة للمدة من اب2022 ولغاية كانون الثاني 2023.
وقد أظهرت النتائج المتعلقة بزرع العينات وجود نمو بكتيري في (45%)76 عينة من مجموع عينات الأخماج العينية التي تم جمعها بينما لم يظهر نمو في (55%)93 عينة تم من خلالها الحصول على (53.94%)41عينة موجبة لصبغة غرام، و(46.05%)35 عينة سالبة لصبغة غرام وكل العزلات البكتيرية تم تشخيصها بالاعتماد على الصفات المظهرية والمجهرية للمستعمرات عند نموها على الأوساط الزرعية العامة والانتقائية فضلاً عن إجراء العديد من الاختبارات الكيموحيوية التي تم من خلالها تأكيد تشخيص العزلات الأكثر ترددا بواسطة جهاز الفايتك Vitek 2 .
وأظهرت النتائج سيادة بكتريا Staphylococcus aureus بواقع (28.90%)22 عينة تتبعها بكتريا Staphylococcus epidermidis بواقع (25%)19 عينة ثم بكتريا Pseudomonas aeruginosa بواقع (23.60%)18 عينة و(15.70%)12عزلة تعود لبكتريا Escherichia coli، وتم الحصول على (5.20%)4 عزلة لبكتريا Klebsiella pneumoniaeو(1.30%)1 عزلة لبكتريا Serratia marcescens.
اجري اختبار الحساسية للمضادات الحيوية للعزلات البكتيرية الأكثر تردداً في هذه الدراسة، وهي كل من بكتريا Staphylococcus aureus وبكتريا Pseudomonas aeruginosa باستخدام جهاز الفايتك، إذ كانت معظم العزلات البكتيرية متعددة المقاومة للمضادات الحيوية، إذ كانت كل عزلات بكتريا Staphylococcus aureus مقاومة بنسبة 100% لمضادات Amoxicillin, Amoxicillin\ Clavulanic acid وBenzylpenicillin بينما وجد أن مضادات Rifampicin وLinezolid وTeicoplanin وTigecycline هي الأكثر فعالية ضد هذه البكتريا، وأما عزلات بكتريا Pseudomonas aeruginosa كانت مقاومة 100% تجاه مضادات Amoxicillin وAmoxicillin\ Clavulanic acid وPiperacillin بينما كانت حساسة تجاه Colistin وImipenem وMeropenem.
ووجد في هذه الدراسة فروق معنوية بين الفئات العمرية للمرضى على مستوى احتمالية (p=0.021)وكانت الفئة العمرية (25-49) سنة هي الأكثر إصابة ، كما كان الجنس ومكان الإقامة (الريف او المدينة) له تأثير على توزيع الإصابات البكتيرية لدى المصابين باخماج العيون اذ كانت الإصابات في الذكور هي الأعلى وكذلك في المدينة وظهر فرق معنوي واضح على مستوى احتمالية (p=0.045 وp=0.028) على التوالي بين توزيع عدد الإصابات البكتيرية حسب موقع الإصابة في العين سواء أكانت ملتحمة، قرنية أم اجفان بينما لم يكن هنالك فرق معنوي بين نوع البكتريا المعزولة وموقع الإصابة البكتيرية في العيون على مستوى احتمالية (p=0.034).
أما بالنسبة لعوامل الخطورة المدروسة والمتمثلة بالصدمة، وأمراض سطح العين كحالة جفاف العين، وارتداء العدسات اللاصقة فضلاً عن الامراض الجهازية كداء السكري وإصابات الجهاز التنفسي فقد لوحظ من خلال النتائج إنّ هنالك اِرتباط معنوي كبير على مستوى احتمالية (p=0.012) بين تلك العوامل وحدوث الإصابة البكتيرية في العيون.
كما ظهر أيضا وجود ارتباط معنوي كبير بين عوامل الخطورة المدروسة ومواقع الإصابة البكتيرية في العين من ملتحمة، وقرنية واجفان وكانت الصدمة هي الأكثر ارتباطاً مع خمج الملتحمة على مستوى احتمالية(p=0.022) بينما لم يكن هنالك ارتباط معنوي بين عمر المصاب وجنسه وعوامل الخطورة على مستوى احتمالية (p=0.742).
امتلكت العزلات البكتيرية عوامل ضراوة مهمة ذات علاقة في احداث إصابات العيون منها قابليتها على انتاج الأغشية الحيوية وذيفان حال الدم وبينت النتائج الإحصائية الحالية ارتباطا بين قابلية العزلات البكتيرية على انتاج الاغشية الحيوية وموقع الإصابة البكتيرية في العين بينما لم يكن هنالك ارتباط معنوي بين قابلية العزلات البكتيرية على انتاج ذيفان حال الدم وموقع الإصابة العينية.
استعملت تقنية تفاعل البلمرة المتسلسل PCR لإجراء اِختبار التحري عن وجود الجينات المشفرة للمقاومة للمضادات الحيوية ، والجينات المشفرة لعوامل الضراوة لكل عزلات بكتريا المكورات العنقودية الذهبية والزوائف الزنجارية لمعرفة مدى انتشار وتوزيع هذه الجينات في العزلات البكتيرية التي تصيب العين ، فقد بينت النتائج إنّ 95.4% من عزلات بكتريا Staphylococcus aureus تحمل الجين mecA من خلال ظهور ناتج PCR يبلغ حجمه 310bp وهي مقاومة للمثيسيلين MRSA وان 72.7% تحمل جين ermA وهي بذلك تملك مقاومة لمضادات المايكروليدات من خلال ظهور ناتج PCR يبلغ حجمه 645bp وبذلك اكتسبت بكتريا المكورات العنقودية الذهبية مقاومة متعددة للمضادات الحيوية. أما مورثات الضراوة المهمة في احداث إمراضيه العين وهو جين hlbوSEA من خلال تفاعل البلمرة المتسلسل فقد وجد ظهور ناتج PCR يبلغ حجمه 309bp و102bpعلى التوالي لعزلات بكتريا المكورات العنقودية الذهبية وبنسبة 77.2% و68.1 على التوالي.
وأما بالنسبة لمورثات الضراوة لبكتريا Pseudomonas aeruginosa فظهر وجود جين exoAو LasB بنسبة 100% من خلال ظهور ناتج PCR يبلغ حجمه 396bp و300bp على التوالي، وتمت دراسة العلاقة بين وجود جينات مقاومة المضادات الحيوية وجينات مورثات الضراوة وقابلية العزلات البكتيرية قيد الدراسة على إنتاجية الاغشية الحيوية.
تضمنت الدراسة الحالية أن الأجناس البكتيرية الموجبة لصبغة غرام هي الأكثر شيوعاً من الاجناس البكتيرية السالبة لصبغة غرام في احداث اخماج العيون المختلفة، كما تبين اِمتلاك العزلات البكتيرية المدروسة على عوامل ضراوة مهمة متمثلة بإنتاج الهيمولايسين وتكوين الاغشية الحيوية ومورثات ضراوة تزيد من شدة الإصابة البكتيرية في العين فضلاً عن امتلاكها جينات مقاومة ساعدتها على مقاومة المضادات الحيوية.
Molecular characterization of pathogenic bacteria isolated from eye inflammation in Karbala province
The eye is exposed to different types of microorganisms, and the ocular surface infection has devastating consequences, as it is not treated with antibiotics at an early stage, and these infections can lead to blindness. Therefore, the current study was conducted with the aim of investigating the most important bacterial microorganisms that cause eye infections in the holy governorate of Karbala and determine its virulence, as well as molecular investigation of the prevalence of antibiotic resistance genes and virulence genes in the bacterial isolates most common in causing bacterial eye infections. Clinically diagnosed by specialized doctors, their ages ranged between (1-75) years and for both sexes from the arrivals to Imam Al-Hassan Al-Mujtaba Hospital (PBUH), Al-Hindiya General Hospital and Al-Sayeda Zainab (PBUH) Eye Center in the Holy Karbala Governorate for the period from August 2022 to January 2023.
The results related to culture showed the presence of bacterial growth in76 (45%) samples of the total samples of ocular infections that were collected, while no growth appeared in93 (55%) samples from which41 (53.94%) Gram-positive samples were obtained, and35 (46.05%) Gram-negative samples and all bacterial isolates were diagnosed based on the morphological and microscopic characteristics of the colonies when grown on general and selective culture media, in addition to conducting several biochemical tests through which the diagnosis of the most frequent isolates was confirmed by the Vitek 2 system.
The results showed the dominance of Staphylococcus aureus with 22(28.90%) samples, followed by Staphylococcus epidermidis with19(25%) samples, then Pseudomonas aeruginosa with 18(23.60%) samples ,12 (15.70%) isolates belonging to Escherichia coli, 4(5.20%) isolates of Klebsiella pneumoniae and 1(1.30%) of isolates of Serratia marcescens.
An antibiotic sensitivity test was carried out for the most frequent bacterial isolates in this study, which are Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa, using the Vitek2system, as most of the bacterial isolates were multi-resistant to antibiotics, as all Staphylococcus aureus isolates were 100% resistant to Amoxicillin antibiotics. Amoxicillin \ Clavulanic Acid, Benzylpenicillin while it was found that Rifampicin, Linezolid, Teicoplanin and Tigecycline are the most effective against these bacteria, and the insulation of Pseudomonas aeruginosa was 100% resistance towards Amoxicillin, Amoxicillin \ Clavulanic Acid, Piperacillin while she was sensitive to Colistin, Imipenem and Meropenem.
In this study, significant differences were found between the age groups of patients at the level of probability (p = 0.021), and the age group (25-49) years was the most infected, and the gender and place of residence (rural or arban) had an effect on the distribution of bacterial infections among people with infection The eyes, as infections were higher in males and also in the arban, and a clear significant difference appeared at the level of probability (p = 0.045 and p = 0.028), respectively, between the distribution of the number of bacterial infections according to the site of infection in the eye, whether it was conjunctiva, cornea or eyelids, while there was no difference Significant between the type of bacteria isolated and the site of bacterial infection in the eyes at the level of probability (p = 0.034).
As for the studied risk factors represented in trauma, ocular surface diseases such as dry eyes, wearing contact lenses, as well as systemic diseases such as diabetes mellitus and respiratory infections, it was observed through the results that there is a significant correlation at the level of probability (p = 0.012) between these factors and the occurrence of infection. bacteria in the eyes.
There was also a significant correlation between the studied risk factors and the sites of bacterial infection in the eye from the conjunctiva, cornea and eyelids. Likelihood level (p = 0.742).
Bacterial isolates possessed important virulence factors related to eye infections, including their ability to produce biofilms and hemolytic toxin. The current statistical results showed a correlation between the ability of bacterial isolates to produce biofilms and the site of bacterial infection in the eye, while there was no significant correlation between the ability of bacterial isolates to kill Hemolytic toxin production and ocular site of infection.
The polymerase chain reaction (PCR) technique was used to conduct an investigation test for the presence of genes encoding antibiotic resistance, and genes encoding for virulence factors for all isolates of Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa to find out the extent and distribution of these genes in the bacterial isolates that infect the eye. The results showed that 95.4% of the isolates Staphylococcus aureus bacteria carrying the mecA gene through the appearance of a PCR product of size 310 bp, which is resistant to methicillin MRSA, and that 72.7% carry the gene ermA, and thus it has resistance to anti-macrolides through the emergence of a PCR product of size 645 bp, and thus Staphylococcus aureus bacteria acquired multiple resistance to antibiotics. As for the important virulence genes in causing eye pathogenesis, the hlb gene and SEA, by polymerase chain reaction, it was found that the PCR output was 309 bp and 102 bp, respectively, for Staphylococcus aureus isolates, with a percentage of 77.2% and 68.1%, respectively.
As for the virulence genes of Pseudomonas aeruginosa, the presence of the exoA and LasB genes showed 100% through the appearance of a PCR product with a size of 396 bp and 300 bp, respectively.
The current study included that Gram-positive bacterial species are more common than Gram-negative bacteria in causing different eye infections, and the studied bacterial isolates possess important virulence factors represented by hemolysin production, biofilm formation, and virulence genes that increase the severity of bacterial infection in the eye as well. About having resistance genes that helped her resist antibiotics.