Microbial profile and biofilm formation of Pseudomonas aeruginosa from clinical samples at a tertiary care hospital in Nepal

في المستشفيات، حيث يذهب المرضى الأكثر عرضة للخطر لتلقي الرعاية، تدور معركة صامتة غالباً بين الفرق الطبية والغزاة المجهريين. ومن بين هؤلاء الغزاة، تبرز بكتيريا تُسمى "الزائفة الزنجارية" (Pseudomonas aeruginosa) كخصم متكرر وهائل. إنها كائن حي صلب ومتكيف يوجد طبيعياً في التربة والمياه، ولكن في بيئة المستشفى، يمكنها أن تستوطن في المرضى الذين ضعفت أجهزتهم المناعية أو الذين تعرضت أجسامهم للاختراق بسبب الجراحة، أو الأنابيب، أو الحروق. هذه البكتيريا خطيرة ليس فقط لأنها تسبب العدوى، بل لأنها تعلمت كيف تختبئ وتقاوم الأدوية التي يستخدمها الأطباء لقتلها. أحد أكثر حيل البقاء فعالية لديها هو القدرة على بناء درع واقٍ حول نفسها، وهي طبقة لزجة تُعرف باسم "الغشاء الحيوي" (biofilm). يعمل هذا الدرع كحصن، مما يجعل من الصعب جداً على المضادات الحيوية اختراقه والقيام بعملها. وعندما تطور البكتيريا أيضاً القدرة على إنتاج إنزيمات خاصة تكسر الأدوية، تتقلص خيارات العلاج بسرعة، مما يترك الأطباء بطرق أقل لإنقاذ مرضاهم.

سعى الباحثون في معهد بي بي كويرالا للعلوم الصحية في داران، نيبال، لفهم مدى قوة هذا التهديد في مستشفىهم المحلي. وعلى مدار عام كامل، فحصوا آلاف العينات المأخوذة من المرضى، بحثاً عن هذه البمرة تحديداً. أرادوا معرفة مدى تكرار ظهورها، وأين توجد، والأهم من ذلك، مدى قدرتها على مقاومة المضادات الحيوية الحديثة. كما اختبروا ما إذا كانت البكتيريا تبني تلك الأغشية الحيوية الواقية أو إذا كانت تنتج الإنزيمات المحددة التي تحيد الأدوية القوية. كان الهدف هو رسم خارطة للمشهد الحالي لهذه العدوى للمساعدة في توجيه علاج أفضل ومنع انتشارها.

بدأت الدراسة بمعالجة عدد هائل من العينات السريرية، بما في ذلك سوائل الرئتين، والبول، وقيح الجروح، ومسحات من مواقع الجراحة. ومن بين ما يقرب من 36,000 عينة تم اختبارها، جاءت حوالي 3,600 عينة إيجابية للنمو البكتيري. ومن بين هذه العينات، وجد الباحثون 178 حالة من "الزائفة الزنجارية". وهذا يعني أن البكتيريا كانت موجودة في حوالي 5 بالمائة من جميع المزارع الإيجابية. وُجدت البكتيريا بشكل أكثر تكراراً لدى المرضى المقيمين في المستشفى مقارنة بالمرضى الذين يزورون المستشفى كمرضى خارجيين. وكانت العينات التي أسفرت عن أكبر قدر من البكتيريا هي قيح الخراجات ومسحات الجروح، تليها البول والبلغم. وتراوحت أعمار المرضى الحاملين لهذه البكتيريا على نطاق واسع، لكن الأغلبية كانت من البالغين الذين تتراوح أعمارهم بين 14 و60 عاماً.

بمجرد تحديد نوع البكتيريا، اختبر الفريق كيفية تفاعلها مع مجموعة متنوعة من المضادات الحيوية. عرضوا البكتيريا لعدة عقاقير وراقبوا ما إذا كانت الأدوية ستوقف نموها. أظهرت النتائج صورة مختلطة؛ فلا تزال البكتيريا حساسة للغاية لمجموعة من الأدوية القوية تسمى "الكاربابينيمات" (carbapenems)، حيث استجابت حوالي ثلاثة أرباع العينات جيداً لـ "إيميبينيم" (imipenem) و"ميروبينيم" (meropenem). كما كانت حساسة إلى حد ما لأدوية أخرى مثل "سيبروفلوكساسين" (ciprofloxacin) و"توبراميسين" (tobramycin). ومع ذلك، أظهرت البكتيريا مقاومة أقوى بكثير تجاه علاجات أخرى شائعة. فلم تستجب أكثر من نصف العينات لـ "بيبراسيلين-تازوباكتام" (piperacillin-tazobactam)، كما كانت المقاومة مرتفعة أيضاً لـ "سيفتازيديم" (ceftazidime) و"سيفيبيم" (cefepime). يشير هذا النمط إلى أنه بينما لا تزال بعض الأسلحة القوية فعالة، فإن العديد من المضادات الحيوية القياسية تفقد فعاليتها ضد هذا الجرثوم تحديداً في هذه المنطقة.

نظر الباحثون بعمق أكبر لمعرفة ما إذا كانت البكتيريا تستخدم أدوات كيميائية محددة للمقاومة. واختبروا ثلاثة أنواع من الإنزيمات التي تنتجها البمايريا لتدمير المضادات الحيوية. وُجد أن حوالي ربع البكتيريا تنتج إنزيمات تكسر فئة واسعة من الأدوية تسمى "السيفالوسبورينات واسعة الطيف" (extended-spectrum cephalosporins). كما أن ما يقرب من 30 بالمائة من العينات أنتجت إنزيمات قادرة على تدمير "الكاربابينيمات"، وهي خط الدفاع الأخير للعديد من الإصابات الخطيرة. وضمن تلك المجموعة، كان حوالي 18 بالمائة ينتجون نوعاً معيناً من الإنزيمات يسمى "ميتالو-بيتا-لاكتاماز" (metallo-beta-lactamase)، وهو فعال بشكل خاص في تحييد أقوى الأدوية المتاحة. تشير هذه النتائج إلى أن جزءاً كبيراً من البكتيريا في المستشفى مجهز بدفاعات كيميائية متطورة تجعل العديد من العلاجات بلا جدوى.

ربما كان الاكتشاف الأكثر إثارة في الدراسة هو مدى انتشار الأغشية الحيوية. استخدم الباحثون طريقتين مختلفتين للتحقق مما إذا كانت البكتيريا تبني هذه الطبقات الواقية. ووجدوا أن أكثر من 80 بالمائة من عينات البكتيريا قادرة على تكوين أغشية حيوية. وعندما قارنوا البكتيريا التي بنت هذه الدروع بتلك التي لم تبنها، ظهر نمط واضح؛ حيث كانت البكتيريا التي شكلت أغشية حيوية أكثر عرضة للإصابة بمقاومة عدة مضادات حيوية رئيسية، بما في ذلك "جنتاميسين" (gentamicin)، و"أميكاسين" (amikacin)، و"سيبروفلوكساسين" (ciprofloxacin)، و"ميروبينيم" (meropenem). ويشير هذا إلى أن عملية بناء الغشاء الحيوي مرتبطة ارتباط وثيق بقدرة البكتيريا على البقاء ومقاومة العلاج الدوائي. لقد كانت البكتيـريا التي شكلت هذه المجتمعات أصعب في القتل، بغض النظر عن المضاد الحيوي المستخدم.

تخلص الدراسة إلى أن "الزائفة الزنجارية" في هذا المستشفى تمثل تحدياً متزايداً. إن الجمع بين معدلات المقاومة العالية والقدرة الواسعة على تشكيل الأغشية الحيوية الواقية يجعل علاج العدوى أمراً صعباً بشكل متزايد. ويشير الباحثون إلى أنه بينما ترتبط نتائجهم بهذا المستشفى تحديداً، إلا أنها تسلط الضوء على الحاجة الماسة لإدارة أفضل لاستخدام المضادات الحيوية واتخاذ تدابتدات أكثر صرامة للسيطرة على العدوى. ومن خلال فهم أي الأدوية لا تزال فعالة والتعرف على دور الأغشية الحيوية في المقاومة، يمكن للفرق الطبية اتخاذ خيارات أكثر استنارة. ويؤكد المؤلفون أن المراقبة المستمرة ضرورية لتتبع هذه التغييرات وضمان حصول المرضى على أفضل رعاية ممكنة. فبدون مثل هذه اليقظة، قد تنغلق نافذة العلاج الناجح أكثر مع استمرار هذه البكتيريا المرنة في التكيف.