الضراوة للكائن الحى الممرض مثل البكتيريا او الفيروسات او الفطريات او البروتوزوه
bacteria, viruses, fungi, and protozoa) ) تعنى مقياس قدرته المرضية للتسبب في المرض للعائل(1).
وتعتبر عوامل الضراوة هي الجزيئات التي تساعد الكائن الممرض على الاستعمار داخل خلايا الحيوية للعائل وهذه الجزيئات اما ان تكون إفرازية يفرزها الكائن الممرض مثل بعض السموم ( (Exotoxins او تكون هذه الجزيئات جزء من تركيب الكائنات الممرضة مثل (Lipopolysaccharides) والذى يعتبر جزء من تركيب الجدار الخلوي للبكتيريا سلبية الغرام (gram negative bacteria) او تكون عصاري خلوي بطبيعتها مثل Cytokines) ) تفرز وتساعد البكتيريا للتكيف السريع داخل جسم العائل وتدمير خلايا العائل المضيف.
عوامل الضراوة تعزز قدرة الكائن الحى الممرض على حدوث المرض عن طريق غزوه (invasion) والتضاعف والانتشار(replication) وتمويه الجهاز المناعي او احباطه في جسم المضيف (evade host defenses).
و كان من الضروري معرفة مدى اهمية عوامل الضراوة بالنسبة للمسببات المرض مثل البكتيريا وغيرها من الكائنات الحيوية المسبب للإمراض ومدى خطورة هذه العوامل على جسم العائل التي تسبب في ظهور الاعراض المرضية على جسم العائل.
- العوامل المسببة للأمراض البكتيرية (Bacterial Pathogenicity):
تعتمد قدرة البكتيريا على التسبب في حدوث المرض (Bacterial Pathogenicity ) على 3 عناصر وهى:
- عوامل الضراوة للبكتيريا هي التي تنتجها البكتيريا في صورة مواد تساعدها على اقتحام والالتصاق داخل العائل المضيف او في صورة مواد سامة (toxins ) تفرزها تسبب خلل في خلايا العائل.
- عدد البكتيريا الغازية للعائل وهو ما يتناسب طرديا مع حدوث المرض بمعنى كلما زاد عدد البكتيريا الغازية كلما زاد احتمالية ظهور الأعراض المرضية.
- واخيرا مقاومة الجهاز المناعي للعائل وقدرته على التصدي للبكتيريا المسببة للمرض فالعائل الذى لديه مقاومة مناعية قوية يمكنه التصدي للبكتيريا الغازية وبالتالي يقلل من احتمالية حدوث المرض .
- تصنيف عوامل الضراوة البكتيرية:
1– عوامل تعزز الاستعمار البكتيري للعائل:
- عوامل الالتصاقAdherence Factors))
- عوامل الغزو و/أو الانتشارInvasion and/or Spreading Factors))
- التنافس على الحديد والمواد المغذية الأخرى(Compete for iron and other nutrients)
- مهاجمة الجهاز المناعي للعائل المضيف (Evasion of host immune responses)
2- عوامل تساعد البكتيريا على حدوث خلل داخل العائل المضيف:
- السموم الخارجية (Exotoxins )
- السموم الداخلية (Endotoxins)
- عوامل الالتصاق(1):
هي بروتينات موجودة على جدار الخلية للبكتيريا المختلفة التي ترتبط إلى جزيئات مستقبلات محددة على سطح الخلايا المضيفة (specific receptor molecules) وتمكن البكتيريا تلتصق بشكل وثيق بتلك الخلية لتستعمرها على سبيل المثال. الكبسولة، الأغشية الحيوية (capsule as in brucella, biofilm as in pseudomonas spp.) و فيبرونكتين بروتين ,Fibronectin binding protein as in Streptococcus pyogenes) (FBP) وغيرها .
- عوامل الغزو و/أو الانتشار(2):
هى الإنزيمات البكتيرية التي تؤثر على خصائص الأنسجة والمساحات بين الخلايا داخل جسم العائل وبالتالي تساعد على انتشار البكتريا الممرضة من هذه الانزيمات:
- هيالورونيداز انزيم (Hyaluronidase)وهو يعمل على ازالة بلمرة حمض الهيالورونيكhyaluronic acid) ) الذى يشكل المادة الخلوية الاسمنتية بين الانسجة الحيوية والذى تنتجه البكتيريا المكورات العقديات والعنقودية وكلوستريديا (Streptococci, Staphylococci, and Clostridia).
- الكولاجيناز انزيم ((Collagenase وهو يعمل على كسر الكولاجين. وتفرزه كلوستريديوم هيستوليتيكوم و الكلوستريديوم بيرفرينجنز
(Clostridium histolyticum and Clostridium perfringens).
- النورامينيداز انزيم ((Neuraminidase وهو يعمل على تحليل حمض النورامينيك (neuraminic acid) (ويسمى أيضًا حمض السياليك sialic acid, ) الموجود على الخلايا الظهارية في الغشاء المخاطي. وتفرزه بكتيريا multocida , Vibrio cholera Shigella dysenteriae and,)
- الستربتوكيناز والستافيلوكيناز انزيم (Staphylokinase and Streptokinase ) وهما يحولان البلازمينوجين غير النشط إلى البلازمين الذي يهضم الفيبرين وتفرزه بكتيريا Streptococci and Staphylococci.
- عامل الوذمة (Edema Factor): لبكتيريا الجمرة الخبيثة Bacillus anthracis والذى يعمل على تعزيز قدرة البكتيريا على غزو العائل .
3– التنافس على الحديد والمواد المغذية الأخرى(3):
تتنافس البكتيريا على العناصر الغذائية عن طريق تصنيع أنظمة نقل معينة أومركبات فى جدار الخلية قادرة على ربط العناصر المحددة ونقلها داخل الخلية مثل مركبات Siderophores التى تفرزها الاشريشيا كولاى(E.coli) او السموم الخارجية ((Exotoxins التي تحلل الخلايا المضيفة مثل .Haemolysins
- مهاجمة الجهاز المناعي للعائل المضيف(2):
عن طريق ارتباط ببعض المستقبلات الموجودة في الخلية مثل يرسينيا بيستيس(Yersinia pestis) او التهرب من الاستجابات المناعية الفطرية كما فى حالة S. aureus التى تفرز Coagulase الذى يعمل على تجلط Fibrinعلى جدار الخلية او تثبيط الدفاعات المناعية التكيفية مثل
Streptococcus pneumonia و Enteropathogenic E. coli التى تفرز إنزيمات لتحطيم الاجسام المضادة ((IgA داخل جسم العائل.
5– السموم الخارجية (Exotoxins )(4):
هى مواد بروتينية تنتجها البكتيريا (سواء إيجابية أو سلبية الجرام(Gram negative or postive ) عادة فى صورة انزيمات والتي يقوم العائل بإنتاج مضادات سموم مخصصة (antitoxins (specific antibodies called مقاومة لهذه المواد السامة ومنها كلوستريديوم بيرفرينجنز كولاجيناز Clostridium perfringens collagenase و المكورات العنقودية المعوية Staphylococcal enterotoxin
6– السموم الداخلية (Endotoxins)(4):
السموم الداخلية هي مكون السكريات الدهنية الغشاء الخارجي لجدار الخلية البكتيرية lipopolysaccharides component) ) سالبة الجرام (Gram negative bacterial)وهذا النوع من السموم يفرز بعد وفاة أو تحلل الخلايا البكتيرية الذي يحدث خلال مراحل النمو المتأخرة و وجود السموم الداخلية يتسبب في حدوث الحمى وتغيرات الدم والصدمة للعائل.
- من هذه العوامل الضراوة البعض منها مشفر بالكروموسوم (chromosomal ) مثل Endotoxins واخرى يشفر لها بالعناصر المتحركة مثل البلازميدات أو الترانسبوزونات ( plasmids or transposons) والتي من خلالها تتمكن هذه العوامل الممرضة الانتقال من عائل الى اخر.
- وقد تم إلحاق العديد من عوامل الضراوة في قواعد بيانات خاصة بها مثل (Virulence Factor Database) VFDB Database والتي من خلالها تقوم مجال التقنيات الحيوية الطبية دراسة هذه العوامل والاستفادة منها في إنتاج علاج أو تطوير وسائل للقضاء على الكائنات الحية الممرضة.
- المراجع (References):
- Ryding S (2021). “What are Virulence Factors?”. News-Medical.
- Cross, Alan S (2008). “What is a virulence factor?”. Critical Care. 12 (6): 197.doi:1186/cc7127. PMC 2646308. PMID 19090973.
- Casadevall A, Pirofski LA (2009). “Virulence factors and their mechanisms of action: the view from a damage –response framework”. Journal of Water and Health. 7 (1): 2–18. doi:2166/wh.2009.036. PMID 19717929.
- Levinson, W. (2010). Review of Medical Microbiology and Immunology (11th ed.). McGraw-Hill.
د . صفاء محمد محمد موسى شبانة
باحث بمعهد بحوث الصحة الحيوانية – فرع كفر الشيخ
قسم البكتريولوجي – مركز البحوث الزراعية – مصر
