تشخيص الأمراض المعدية وأهم الاختبارات للتشخيص السليم

حازت الأمراض المعدية على اهتمام الطب لعقود طويلة، لكن تشخيص الأمراض المعدية والتي تسببها الميكروبات، مثل البكتيريا والفيروسات والفطريات والطفيليات، كانت عملية تراكمية، معقدة. فما هي أهم اختبارات تشخيص الأمراض المعدية؟

بداية تشخيص الأمراض المعدية

الاختبارات اللازمة للكشف عن الأمراض المعدية.

تشخيص الأمراض المعدية يبدأ بشك الأطباء بالعدوى معتمدين على الأعراض ونتائج الفحص السريري وعوامل الخطر. ويقومون أولاً بالتأكد من أن المريض يعاني من وجود عدوى، وليس من نوع آخر من الأمراض.

على سبيل المثال، قد يعاني المريض الذي يعاني من السعال ولديه صعوبة في التنفس من الالتهاب الرئوي pneumonia (عدوى في الرئة).

ولكن، قد يعاني هذا المريض أيضاً من الربو أو فشل القلب. في مثل هذه الحالة، يمكن أن يساعد التصوير بالأشعة السينية على التمييز بين الالتهاب الرئوي والمشاكل الصحية الأخرى.

هناك أنواع عديدة من الميكروبات التي يمكن أن تسبب عدوى معينة. على سبيل المثال، يمكن أن ينجم الالتهاب الرئوي عن فيروسات أو بكتيريا أو فطريات في حالات نادرة. يختلف العلاج حسب كل ميكروب.

ويمكن التعرف على الميكروبات عن طريق عدد من الأنواع المختلفة للفحوصات المخبرية. يلجأ الأطباء إلى استخدام عينة من الدم أو البول أو البلغم أو سائل آخر او نسيج من الجسم في عملية تشخيص الأمراض المعدية عن طريق عدة طرق، أهمها:

• اختبار الأجسام المضادة التي ينتجها الجهاز المناعي في استجابة منه لهذا الميكروب.
• صبغها وفحصها تحت الميكروسكوب
• اختبار مستضدات antigens الميكروب (جزيئات من الميكروب يمكنها أن تحرض استجابة مناعية في الجسم)
• زراعتها (توضع في شروط تشجع على نمو الميكروبات)
•  اختبار المادة الجينية أو الوراثية للميكروب (مثل الحمض النووي DNA أو الحمض النووي الريبي RNA)

لا يوجد اختبار واحد يمكن من خلاله التعرف على كل أنواع الميكروبات. الاختبارات التي تنجح بشكل جيد في التعرف إلى ميكروب معين لا تنجح في التعرف إلى أي ميكروب آخر غالبًا. لذلك ينبغي على الأطباء اختيار الاختبار استناداً إلى أي ميكروبات يرون أنها الأكثر ترجيحاً للوصول إلى تشخيص الأمراض المعدية.

في بعض الأحيان، تُجرى عدة اختبارات مختلفة وذلك في ترتيب معين عادةً. استنادًا إلى نتائج الاختبار السابق، يجعل كل اختبارات دائرة الاحتمالات تضيق أكثر فأكثر. وإذا لم يقوموا بالاختبار الصحيح، قد لا يصلوا إلى تشخيص الأمراض المعدية.

العينات المأخوذة عند تشخيص الأمراض المعدية

تحتوي بعض العينات التي يجرى إرسالها إلى المختبر، مثل: البلغم والبراز والمسحات من الأنف أو الحلق، على العديد من أنواع البكتيريا التي لا تسبب المرض. يستطيع الأطباء التمييز بين هذه الأنواع من البكتيريا والأنواع التي يمكن أن تسبب المرض.

تأتي عينات أخرى من مناطق من الجسم لا تحتوي بشكل طبيعي على أية ميكروبات (أي أن هذه المناطق لا تحتوي على أي بكتيريا طبيعية موجودة في الجسد)، مثل: البول أو الدم أو السائل الدماغي النخاعي. لذلك، يكون العثور على أية بكتيريا في مثل هذه العينات أمرًا غير طبيعي.

الصبغ والفحص باستخدام الميكروسكوب

يستطيع الأطباء تشخيص الأمراض المعدية عن طريق فحص العينات تحت الميكروسكوب فقط.

بالنسبة إلى بعض الميكروبات، تكون أحجامها وأشكالها مميزة. تتلون أيضًا بألوان تمكن المختصين من التعرف عليها، ولكن، تبدو العديد من الميكروبات متشابهة. ولا يمكن التمييز بينها باستخدام الميكروسكوب.

كما ينبغي أن تكون أعدادها كافية وأحجامها كبيرة بما يكفي لمشاهدتها عن طريق الميكروسكوب. على سبيل المثال، لا يمكن التعرف إلى الفيروسات باستخدام الميكروسكوب، لأنها صغيرة جدا.

بالنسبة إلى البكتيريا، يقوم الأطباء أولاً باستخدام صبغة الغرام عادةً (صباغ بلون بنفسجي) تصنف البكتيريا كالتالي:

• إيجابية الغرام Gram-positive (تبدو زرقاء اللون لأنها تحتفظ بصباغ الغرام البنفسجي)
• سلبية الغرام Gram-negative (تبدو حمراء اللون لأنها لا تحتفظ بالصباغ)

يستطيع الأطباء تحديد بعض المعالجات استناداً إلى ما إذا كانت البكتيريا إيجابية الغرام أو سلبية الغرام.

زراعة الميكروبات لتشخيص الأمراض المعدية

استخدام المزرعة للكشف عن الأمراض المعدية.

قد لا تحتوي العينة عادةً سوى على عدد قليل جدًا من الميكروبات.لذلك يصعب مشاهدتها عن طريق الميكروسكوبات أو التعرف إليها باستخدام الاختبارات أخرى. يحاول الأطباء عادة زراعة الميكروبات في المختبر حتى تصبح أعدادها كافية للتعرف إليها.

تؤخذ العينة من منطقة في جسم المريض من المحتمل أنها تحتوي على الميكروب. ويساعد ذلك في عملية تشخيص الأمراض المعدية وقد تكون هذه العينات:

• الدم.
• البلغم.
• البول.
• البراز.
• النسيج.
• السائل الدماغي النخاعي.
• المخاط من الأنف أو الحلق أو منطقة الأعضاء التناسلية.

توضع العينة على طبق أو في أنبوب اختبار يحتوي على مواد مغذية معينة، مما يشجع على نمو الميكروبات. يجرى أيضًا استخدام مواد مغذية مختلفة، وذلك على حسب الميكروبات التي يشك فيها الأطباء فيها.

بعد ذلك، يضيف الأطباء مواد إلى الطبق أو أنبوب الاختبار غالباً لإيقاف نمو الميكروبات التي لا تسبب المرض المشتبه فيه.

تستطيع العديد من الميكروبات، مثل: البكتيريا التي تسبب عدوى الجهاز البولي أو التهاب الحلق بالعقديات strep throat، أن تنمو بسهولة في الطبق المعملي. على الجانب الآخر لا يمكن زراعة بعض البكتيريا على الإطلاق، مثل البكتيريا التي تسبب السفلس (الزهري).

بالنسبة إلى أنواع أخرى من البكتيريا، مثل: البكتيريا التي تسبب السل، والتي يمكن زراعتها، ولكنها تحتاج إلى أسابيع حتى تنمو.

يمكن زراعة بعض أنواع الفيروسات ولكن يكون هذا صعب بالنسبة إلى الفيروسات الأخرى مما يصعب عملية تشخيص الأمراض المعدية الناشئة عن هذه الميكروبات.

المضادات الحيوية وتشخيص الأمراض المعدية

على الرغم من معرفة الأطباء بشكل عام بالأدوية المناسبة للميكروبات المختلفة، لكن تستمر الميكروبات في تطوير مقاومة لهذه العقاقير التي كانت فعالة في السابق، ولذلك، يقوم الأطباء باختبارات الاستجابة أو الحساسية لتحديد مدى فعالية العديد من أنواع المضادات الحيوية تجاه ميكروب معين يصيب المريض بعدوى.

يساعد هذا الاختبار الأطباء على تحديد أي دواء هو المناسب لعلاج عدوى معينة عند المريض.

يتم استخدام الأطباق المستخدمة لزراعة الميكروبات لعمل اختبارات الحساسية هذه غالبا؛ وحالما ينمو الميكروب في الطبق، يضيف الأطباء مضادات حيوية مختلفة لمعرفة أية منها تقتل هذا الميكروب.

كما يختبر الأطباء أيضا مدى حساسية المكروب للدواء، أي ما إذا كانت هناك حاجة إلى كمية صغيرة أو كبيرة منه لقتل الميكروب.

ويمكن استخدام الاختبارات الجينية أحيانا للبحث عن جينات المكروب المسببة لمقاومة المضادات الحيوية؛ فعلى سبيل المثال:

يمكن التعرف إلى المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين methicillin -resistant Staphylococcus aureus عن طريق اختبار للتحري عن جين ال mecA.

ونظرا إلى أنه يجري القيام باختبارات الحساسية في المختبر، لا تطابق النتائج دائما ما يحدث في جسم المريض عندما يعطى دواء معيناً.

يمكن أن تؤثر العوامل المرتبطة بالمريض الذي يتلقى الدواء في مدى فعالية الدواء، وتنطوي هذه العوامل على التالي:

• فعالية الجهاز المناعي لدى الحالة
• عمر الحالة
• ما إذا كانت الحالة تعاني من مشاكل صحية أخرى
• كيفية امتصاص جسم الحالة للدواء ومعالجته

اختبارات  الأجسام المضادة أو مستضدات الميكروبات

لا يمكن زراعة بعض أنواع الميكروبات، مثل البكتيريا التي تسبب السفلس؛ لذا عند تشخيص الأمراض المعدية مثل هذه الأنواع من العدوى، قد يستخدم الأطباء مجموعة متنوعة من الاختبارات تسمى الاختبارات المناعية Immunological tests، حيث تبحث هذه الاختبارات عن الاستجابات المناعية التالية:

• الأجسام المضادة التي ينتجها الجهاز المناعي للمريض في استجابة للمكروبات
• مستضدات الميكروب (جزيئات من الميكروب مثل بروتين على السطح الحارجي للميكروب لديها القدرة أن تحرض استجابة مناعية في الجسد)

اختبارات الأجسام المضادة Antibodies tests

يجري الأطباء اختبارات الأجسام المضادة باستخدام عينة من دم المريض عادة؛ كما يمكن إجراء هذه الاختبارات على عينة من السائل الدماغي النخاعي أو سوائل أخرى من الجسم.

يقوم الجسم المضاد بالتعرف إلى الميكروب الغريب المحدد (المستضد) التي حرضت على إنتاجه، واستهدافها؛ ولذلك، يكون كل جسم مضاد يختص بنوع محدد من الميكروبات.

إذا كان لدى المريض أجسام مضادة للميكروب المحدد، يعني هذا أن المريض تعرض إلى هذا الميكروب وكون حصانة مناعية ضده.

ولكن، نظرا إلى أن العديد من الأجسام المضادة تبقى في مجرى الدم لفترة طويلة بعد التعافي من العدوى، لا يعني وجود أجسام مضادة للمكروب بالضرورة أن الشخص لا يزال مصابا بالعدوى؛ فقد تبقى الأجسام المضادة من عدوى سابقة.

يحدد الأطباء كمية الجسم المضاد عن طريق التخفيف diluting من العينة إلى النصف بشكل متكرر إلى أن تظهر الاختبارات عدم وجود الجسم المضاد.

كلما احتاج الحصول على نتيجة سلبية إلى المزيد من التخفيف، ازدادت أعداد الجسم المضادة في العينة المأخوذة من الشخص المصاب وساعد ذلك على تشخيص الأمراض المعدية.

يحتاج الجهاز المناعي إلى أيام وأسابيع عديدة حتى ينتج ما يكفي من الأجسام المضادة المتخصصة بحيث يمكن كشفها، ولهذا السبب قد يتأخر تشخيص الأمراض المعدية.

تكون اختبارات الجسم المضادة التي يقوم بها الأطباء، بعد أن يصبح الأشخاص مرضى مباشرة، سلبية عادة، ولذلك، قد يأخذ الأطباء عينة بشكل مباشر ومن ثم يأخذون عينة أخرى بعد مرور عدة أسابيع، وذلك لمعرفة ما إذا ازدادت مستويات الجسم المضاد.

إذا كانت مستويات الجسم المضاد منخفضة استناداً إلى نتائج الاختبار الأول من بعد الإصابة بالعدوى، تشير الزيادة في مستويات الأجسام المضادة بعد مرور عدة أسابيع إلى وجود عدوى نشطة وحالية (وليس عدوى سابقة).

اختبارات المستضد Antigens

المستضدات Antigens، هي مواد يمكنها أن تحرض استجابة مناعية في الجسم، لدى الميكروبات مستضدات على سطوحها وفي داخلها.

تكشف اختبارات المستضدات وجود الميكروب مباشرة، و تشخيص العدوى سريعاً، ومن دون انتظار تكوين الأجسان المضادة.

كما يمكن استخدام هذه الاختبارات أيضا لدى المرضى الذين لا تستطيع أجهزتهم المناعية إنتاج العديد من الأجسام المضادة، مثل المرضى الذين خضعوا مؤخرا إلى زراعة نخاع العظام  أو مرضى الإيدز.

ولإجراء اختبارات المستضدات Antigens، يأخذ الأطباء عينة من المريض ويمزجونها مع جسم مضاد مخصص مسبقاً للكشف عن الميكروب الذي يبحثون عنه.

إذا كانت هناك مستضدات من الميكروب في عينة المريض، سوف تلتصق بالجسم المضاد المستخدم. والجدير بالذكر، أن هناك طرق مختلفة للبحث عن إرتباط المستضد والأجسام المضادة.

البحث عن المادة الوراثية للميكروب

الاختبارات المستندة إلى الحمض النووي nucleic acid–based tests

إذا كان من الصعب زراعة ميكروب معين أو التعرف إليه بطرق أخرى، يستطيع الأطباء القيام باختبارات للتعرف إلى قطع من المادة الجينية للميكروب للوصول إلى تشخيص الأمراض المعدية.

تتكون المادة الجينية للأحماض النووية من الحمض النووي الريبي منزوع الأكسجين deoxyribonucleic acid أو الحمض النووي الريبي ribonucleic acid .

يجري استخدام PCR  لنسخ المادة الوراثية للمكروب، مما يجعل التعرف إليه أكثر سهولة.

يكون كل اختبار وراثي محدد لميكروب معين، أي أن الاختبار الجيني لفيروس التهاب الكبد سي Hepatitis C يكشف هذا الفيروس فقط، وليس أي فيروس آخر؛ ولذلك يقوم الأطباء بهذه الاختبارات فقط عندما يشتبهون في مرض محدد.

ولكن، يمكن لعدد قليل من هذه الاختبارات قياس كمية المادة الجينية الموجودة (تسمى الاختبارات الكمية) في ميكروبات معينة، مثل فيروس نقص المناعة المكتسب HIV والتهاب الكبد سي.

يمكن أن تستخدم الاختبارات المستندة إلى الحمض النووي في رحلة تشخيص الأمراض المعدية للبحث عن الجينات أو الطفرات الجينية التي تجعل الميكروب لعقار معين.

كما أن هذه الاختبارات مكلفة وغير متاحة بشكل واسع، كما أنها متاحة لعدد قليل من الميكروبات.

الاختبارات الأخرى

هناك نوع من اختبارات تشخيص الأمراض المعدية يحتوي على خصائص أخرى معينة للميكروبات تسمى أحياناً:

اختبارات التعرف غير المستندة إلى الحمض النووي Non-nucleic acid–based identification tests

ويعود السبب في هذه التسمية لهذه الاختبارات إلى أنها لا تستند إلى التعرف إلى المادة الجينية للمكروب والتي تتكون من الحمضين النووين ( DNA و RNA)

فعلى سبيل المثال، أحياناُ، في عملية تشخيص الأمراض المعدية نبحث عن:

• المواد التي يستطيع المكروب النمو فيها أو ينمو فيها بشكل أفضل عند زراعتهه
• الإنزيمات التي تنتجها الميكروبات (التي تساعد المكروب على إصابة الخلايا بالعدوى أو الانتشار عبر الجسد بشكل أسرع)
• المواد الأخرى في الميكروب (مثل البروتينات والأحماض الدهنية) التي تساعد على التعرف إليه

عملية تشخيص الأمراض المعدية، عملية قد تتطلب وقتاً، وجهداً لكي يصل الطبيب المختص لتشخيص صحيح.

قد يساعدنا أيضاُ على التحكم السريع على الأمراض، كمثال كوفيد-19، فوجود تشخيص سريع قد يمكن البشرية من محاصرة الوباء الحالي الذي تعاني منه البشرية.