Streptokok ve Pnömokokların mikrobiyolojisi ve enfeksiyon oluşturma mekanizmaları Streptococcaceae ailesinde

Streptokok ve Pnömokokların mikrobiyolojisi ve enfeksiyon oluşturma mekanizmaları

• Streptococcaceae ailesinde,

• Streptococcus cinsi
• Enterococcus cinsi

• Aerococcus – nadiren endokardit, menenjit veya ürinersistem inf. İzole edilir
• Lactococcus – nadiren patojen
• Pediococcus – GİS ‘in normal florasındadır. Nadiren abselerden izole edilir
• Leuconostoc – sık olmayarak kan, yara veya abselerden izole edilir.
• Gemella – nadiren üs solunum sistemi infeksiyonu etkeni

Streptokoklar

• Yuvarlak, 0.6-1.0 m çapında gram pozitif bakterilerdir.

• Zincir yaparak çoğalırlar

• Bazıları diplokok şeklinde bulunurlar.

• Sporsuz ve hareketsizdirler

Streptokokların Sınıflandırılmaları

• Hemolitik özelliklerine göre:

• Beta hemolitik: Kanlı agardaki kolonilerinin etrafında eritrositlerin tam olarak parçalandığı zonlar oluşur
• Alfa hemolitik: Kanlı agarda kolonilerinin etrafında yeşilimsi bölge oluşur.
• Gama hemolitik: hemoliz oluşturmazlar

Sınıflandırılmaları

• Lancefield’a göre:

• Hücre duvarlarındaki polisakkaritler ve lipoteikoik asitlere göre sınıflandırma yapılır.

• Streptokoklar A-H ve K-V arasındaki harflerle isimlendirilen serogruplara ayırmıştır.

• Bu gruplardaki beta hemolitik streptokoklardan insanlarda en sık hastalık etkeni olanlar; A, B, C, D ve G grubunda bulunanlardır.

• Jones’a göre:

• I. Piyojenik streptokoklar
• II. Oral streptokoklar
• III. Enterokoklar
• IV. Laktik sterptokoklar
• V. Anaerop streptokolar
• VI. Diğer streptokoklar

• Streptokoklar fakültatif anaeroptur.

• Bazı suşları anaerop koşullarda daha iyi ürer.

• Glukoz fermantasyonu sonunda laktik asit üretirler

• Katalaz ve oksidaz negatiftirler.

• Optimal üreme sıcaklığı 37 oC’dir.

• Besiyerlerine kan, serum, glukoz gibi maddeler eklenerek zenginleştirilmiş besiyerlerinde daha kolay ürerler.

• At, koyun eritrositleriyle hazırlanan kanlı besiyerindeki hemoliz sonuçları daha iyidir.

A Grubu Streptokoklar (S.pyogenes)

• Oldukça önemli insan patojenidir.

• Rezervuarı insanların deri ve mukoza membranlarıdır.

Virülans faktörleri

• Lipoteikoik asit: Bakterinin mukozaya yapışmasını sağlar.

• Kapsül: Bazı suşlarda hiyalüronik asitten oluşan bir kapsülü vardır. Fagositoza karşı korunmada rol alır. Epitel hücrelerine adezyonda etkili olur.

• M proteini: İki polipeptitten oluşur. Hücre zarına bağlıdır, peptidoglikan tabakasına doğru uzar ve bakteri yüzeyinden dışarı doğru uzanır.

• Antifagositik etkisi vardır.

Hemolizinler

• Streptolizin O: Oksijene duyarlı, antijenik, kolesterolle inhibe edilir, lökosit, monosit ve kültürü yapılan hücrelere toksiktir. Kardiyotoksik etkisinin bulunması önemlidir.

• Organizmada anti streptolizin O (ASO) antikorlarının meydana gelmesine neden olur.

• C ve G grubu streptokoklar da bu hemolizini oluşturabilirler.

• Streptolizin S: Oksijene dayanıklı, antijenik özellikte olmayan ve çeşitli hücrelere toksik etkisi olan hemolizindir.

• Kanlı agardaki kolonilerin etrafındaki hemoliz zonunun oluşumuna neden olurlar.

Pirojenik ekzotoksinler (Eritrojenik Toksinler)

• Farklı immünojenik tipleri vardır:

• Pirojenik A ve C lizojenik bakteriyofajla kodlanır

• B tipi ise kromozomaldir. Tüm A grubu streptokoklarda bulunmasına rağmen diğerleri bulunmayabilir. İnsan Ig, fibronektin ve diğer hücreleri parçalar.

• eritrojenik toksinler ateşi indükler ve süperantijen gibi davranırlar.

• Süperantijenler: T lenfositlerini sınıf II MHC moleküllerine bağlanarak uyarabilen ve monosit ve lenfositlerden çok fazla miktarda çeşitli sitokinlerin (TNF-alfa, interlökin 1,2 ve interferon gamma) salınmasına neden olan antijenlerdir. Kompleman aktivasyonu, koaglütinasyon hipotansiyon ve şoka neden olur

Eritrojenik toksin

• Kızıl döküntüsünün oluşmasına neden olurlar. Bu toksinleri yapan streptokoklarla oluşan infeksiyonlarda ve bağışık olmayan kişilerde kızıl döküntüsü ortaya çıkar.

Deoksiribonükleaz

• DNA’yı depolimerize eder.

• A,B,C,D tipleri vardır.

• İrinin koyuluğunu oluşturan deoksiribonükleoproteinleri parçalayarak ortamı akıcı yapar.

• B ve D’nin RNAaz etkinliği de vardır.

Hiyalüronidaz

• Bağ dokunun hiyalüronik asitini parçalar. Bakterinin yayılmasına yardımcı olur.

Streptokinazlar

• Fibrin ağlarını parçalar. Streptokokkal lezyonların çevresindeki fibrin bariyerlerinin oluşumunu önleyerek virulansta rol oynar.

• C ve G streptokoklar da bu maddeyi oluşturabilirler.

A grubu Beta Hemolitik Streptokokların Yaptıkları Hastalıklar

• Streptokok farinjiti (anjini)

• Kızıl

• Deri ve deri altı infeksiyonları

• İmpetigo contagiosa
• Erizipel (yılancık)

• Loğusa ateşi

• Septisemi

• Post streptokoksik hastalıklar

Steptokok anjini

• Nazofarinks, bölgedeki lenfoid doku, tonsillaların enfeksiyonudur. Boğaz ağrısı ateş, mukozaların kızarıklığı ve yerel eksudalar ortaya çıkar.

• 5-15 yaştaki çocuklarda sık olarak görülür.

• Tedavi geciktiğinde otitis media, mastoidit, sinüzit, menenjit meydana gelebilir.

Kızıl

• Streptokok anjini geçirenlerde enfekte oldukları bakteri eritrojenik toksin oluşturabiliyorsa ve toksini yok edecek antikorlar bulunmuyorsa kızıl denilen hastalık meydana gelir.

• Streptokoksik pirojen ekzotoksin (enterotoksin) (Spe) süperantijen özelliğindedir ve aşırı T hücre proliferasyonuna yol açar. Bu toksin aynı zamanda nötrofillerden inflamatuvar mediyatör salınımında modülatör görevi görür. Dolayısıyla döküntüler hücresel ve humoral faktörler arası etkileşim sonucu ortaya çıkmaktadır.

• Genellikle 3-12 yaştaki çocuklarda görülür.

• 2-4 günlük kuluçka döneminden sonra baş ağrısı, boğaz enfeksiyonu, ateş, hastalığın ikinci gününde gövdede görülen yaygın kızartı şeklinde döküntüler bulunur.

• Dil başlangıçta beyaz bir pas ile örtülü olup, papillalar kabarık ve kırmızıdır(beyaz çilek dili) Sonra dil kırmızı ve papillalar kabarıktır (kırmızı çilek dili)

Dick testi

• Kızıldaki döküntüyü meydana getiren eritrojenik toksine Dick toksini denir.

• Toksin uygun konsantrasyonda ön kolun derisi içine 0.1mL verilir. Kontrol olarak inaktive edilen sıvıdan enjekte edilir. Test yapılan kişide antitoksin yoksa 18-24s sonra 1cm’den daha büyük çapta kızarıklık ve ödem oluşur.

Schultz-Charlton sönme olayı

• Kızıl döküntüsü olduğundan kuşkulanılan kızartı bölgesinin deri içine 0.1-0.2 mL antitoksik serum verilir. Eritem kızılsa enjeksiyon yerinden başlayarak daire şeklinde solduğu ve renginin açıldığı görülür.

• İmpetigo: Küçük çocuklarda derinin yüzeyel tabakalarının enfeksiyonu sonucunda gelişir. Dışlarına seröz sıvı sızan yüzeyel büller oluşur. Bunların patlamasıyla seropürülan bir sıvı akar.Kuruyunca bal rengi kabuklar oluşur.

• Erişkinlerde de salgınlar şeklinde görülebilir.

Erizipel

• Deri bazen mukoza efeksiyonudur. Üşüme,titreme,ateş,yerel ağrıyla başlar. Enfeksiyon derinin yüzeyel katmanları, lenf ve damarlar içinde çevredeki bütün yönlere yayılır. Deride kızarıklık ve ödem oluşur. Ödemli alan içinde veya bazen deri üzerinde oluşan büllerden streptokoklar saptanabilir. Çoğunlukla burun üzeri ve her iki yanak olmak üzere yüz bölgesinde görülür.

• Septisemi,endokardit ve dğer yerleşimler meydana gelebilir.

Sellulitis

• Deri, yara veya cerrahi kesi gibi lezyonların streptokoklarla infekte edilmesi sonucunda gelişir. Deri ve deri altı dokularında, ateş, üşüme, lenfanjit ve septisemi meydana gelir.

Loğusa ateşi (Püerperal sepsis)

• Doğumdan sonra endometriyumun virülan streptokoklarla enfekte edilmesi sonunda olur. Endometrit, yüksek ateş, septisemi birlikte görülür. Ölümle sonuçlanabilir.

İnvaziv infeksiyonlar

• Bu infeksiyonlar; streptokoksik sellülit, nekrotizan fasiit (streptokoksik gangren) şeklinde ve bunların sonucunda gelişen streptokoksik toksik şok sendromu (TSS) şeklinde görülür.

• TSS; bakteriyemi, multipl organ yetmezlikleri ile şok ve erişkin respiratuvar distres sendromu (ARDS) ile seyretmekte ve % 30 olasılıkla ölümle sonuçlanmaktadır.

Toksik şok sendromuna benzer sendrom

• Deri ve yara infeksiyonlarında menstrüel tampon kullanımıyla ilişkili olmaksızın ortaya çıkan stafilokokkal toksik şok sendromuna benzer klinik bir tablodur

• Ateş,hipotansiyon, deri döküntüleri, bakteriyemi, böbrek yetmezliği bulguları vardır.

• Mortalite %30 oranındadır.

Nekrotizan fascitis

B Grubu Streptokoklar (Streptococcus agalactiae)

• Kanlı agarda daha büyük koloniler yaparlar.

• Dar bir hemoliz bölgesi bulunur.

• Sodyum hippürtatı hidroliz ederler

• CAMP faktörü oluştururlar. Hemoliz yapma gücünü artırıcı bir faktördür.

• %6.5 NaCl’lü ortamda üreyebilirler.

Virülans faktörleri

• Genital ve bağırsak normal florasında bulunurlar.

• Kapsüler antijenlerine göre 9 tipe ayrılırlar.

• C5a peptidaz üretirler. Nötrofil kemotaksisini önlerler

• Beta hemolizin/sitolizin adezin ve invazin olarak görev yapar.

• Lipoteikoik asit aderenste etkilidir.

• Yüzey proteinlerinden olan c proteini epitel hücrelere bağlanmada ve fagositozla öldürülmeyi engeller.

• Hiyalüronidaz yayılmada etkilidir

• Ayrıca proteaz ve çeşitli nükleazlar da bulundururlar

Hastalıklar

• Yenidoğanlarda ve erişkinlerde enfeksiyonlar yaparlar.

• Yeni doğanlarda erken başlangıçlı neonatal enf.: doğumdan sonraki ilk 20 saat içinde ortaya çıkar. Septisemi,pnömoni, menenjit görülür. Ölüm oranı yüksektir.

• Yeni doğanlarda geç başlangıçlı neonatal enf.: Doğumdan sonra 7.gün-3.ayda ortaya çıkarlar. Ostemiyelit,artrit daha çok menenjit şeklindedir.

Erişkinlerde

• Kadınlarda vajina, rektumda kolonizedir.

• Gastrointestinal sistem organizmanın rezervuarıdır.

• Vajinal kolonizasyon genellikle asemptomatiktir. Fakat vajinit nedeni de olabilir.

• Doğum yapmış kadınlarda endometrit, sezariyan yarası enfeksiyonları ve bunlara bağlı septisemi

• Bağışık yanıt eksikliği olan kişilerde piyelonefrit, pnömoni, sellülit, septik artrit, menenjit ve endokardite neden olabilir.

C Grubu Beta Hemolitik Streptokoklar

• İnsanlarda enfeksiyonlarına en sık rastlanılanı S.equisimilis’dir.

• Farinjit, epiglotid, pnömoni, ampiyem, menenjit, beyin absesi,osteomiyelit, artrit, endokardit ve toksik şok benzeri sendromuna neden olabilir.

D Grubu Streptokoklar

• S. bovis ve S.equinus

• 45oC’de % 40 safralı besiyerinde ürerler

• Eskulini hidrolize ederler

• %6.5 NaCl’lü ortamda üreyemezler.

• Alfa hemolitik veya nonhemolitiktirler.

• Penisiline dirençsizdirler.

• İnsanların ve hayvanların bağırsak ağız ve bazen deri florasında bulunabilirler.

• Bakteremi,menenjit, endokardit, pnömoni, artrit, beyin abseleri, peritonite neden olabilirler.

• G grubu beta-hemolitik streptokoklar: Normal GİS,vajina,orofarinks ve deri florasında bulunabilir.

• Farenjit,otitis media, sellülit, tromboflebit, bakteremi, endokardit, menenjit

• F grubu Streptokoklar: Sellülit, derin doku abseleri, bakteremi, osteomiyelit, ve endokardite neden olabilir.

Viridans Streptokoklar

• Alfa hemolitik ve nonhemolitik türleri içerir.

• Üst solunum sistemi ve ürogenital florada bulunur.

• Ağız florasının %30-60’ını oluştururlar.Diş yüzeyi, diş eti aralıkları, diş kökü kanalı, dil ve farinks mukozalarında bulunurlar.

• Pnömokoklardan, optokine dirençli olmaları ve safrada erimemeleriyle

• Enterokoklardan, % 6.5 NaCl’lü besiyerlerinde üreyememeleriyle ayrılırlar.

• Periodontal hastalıklar, subakut bakteriyel endokardit, mitralvalv anevrizmasına diğer bakterilerle birlikte veya yalnız olarak kronik akciğer enfeksiyonları, genitoüriner enf, kolanjit, peritonit, beyin absesi, diğer organ abselerine yol açabilirler.

Streptokok hastalıklarınn laboratuvar tanısı

• Örnek: Lokalize kapalı lezyonlarda deri veya mukozadan ponksiyon veya bistüri ile açarak eküvyonla irin alınır.

• Boğaz ve püerperal enf. Eküvyonla alınır.

• Septisemi, endokarditlerde kan alınarak hemokültür yapılır.

• Menenjitlerde BOS alınır.

• Kan kültürü için kan kültürü şişelerine %10 oranında ekilir.

• İrinli örneklerden preparat yapılır. Gram ile boyanır.

• Sonuç: Gram olumlu kısa veya zincir yapmış sreptokoklar ve lökositler görülür.

• Kanlı agara ekim yapılır. 35oC’de bir gün bekletilir.

• Kolonilerin tipi, hemoliz yapıp yapmadıkları incelenir.

• Beta hemolizli kolonilere katalaz testi uygulanır. Katalaz negatifse streptokoklar lehine sonuç alınmış olur.

• Aynı koloninın basitrasine duyarlılığı test edilir. Basitrasine duyarlıysa A grubu beta hemolitik streptokok tanısı konulur.

• Dirençliyse CAMP ve hippurat deneyi yapılır.

• Olumluysa B grubu steptokok,
• Olumsuzsa %40 safrada üreme ve eskuline etkisi incelenir.
• Olumluysa D grubu
• olumsuzsa diğer streptokok

• Hemoliz yapmayan streptokok kolonisine

• %40 safralı by üreme

• Eskuini hidroliz etme deneyleri yapılır

• Olumsuzsa viridans veya B grubu
• Olumluysa %6.5 NaCl’de üreme deneyi yapılır.
• Olumsuzsa D grubu,
• olumluysa enterokok denilir.

ASO reaksiyonu

• A grubunun serolojik tanısı için serumdaki anti streptolizin O antikorlarının miktarı ölçülür.

• ASO titresinin 200 ünitenin üzerine çıkması anlamlıdır.

• A,B,C,G grubu streptokoklar penisilin ve eritromisine karşı duyarlıdırlar.

• Son zamanlarda dirençli kökenler bildirilmeye başlamıştır.

• Alfa hemolitik streptokoklar antibiyotiklere karşı çabuk direnç kazanırlar.

• A grubu beta hem streptokokların yayılma kaynağı insandır.

• Alfa hemolitik sreptokoklar, B grubu normal florada bulunurlar ve doku içine ve kana geçmeleriyle enfeksiyon yaparlar.

Enterokoklar

• Daha önce D grubu Streptokokların içinde sınıflandırılmıştır.

• Gram pozitif koklardır.

• 10-45oC’de üreyebilirler

• % 40 safralı ortamda eskulini hidroliz ederler ve pyrrolidonyl arylamidaz üretirler.

• E.faecalis

• E.faecium infeksiyonlardan en sık izole edilen türleridir.

• Gastrointestinal sistem, daha az vajina ve erkeklerde üretrada bulunur.

• Üriner sis.inf. Bakteremi, endokardit, intraabdominal ve pelvik inf., yara ve yumuşak doku inf, neonatal sepsis, nadiren menenjite neden olur.

• Önemli hastane enfeksiyonu etkenlerindendirler.

• Penisillin, bazı kuşak sefalosporinlere dirençli olmaları ve çoklu dirençli olmaları nedeniyle tedavide zorluklara neden olmaktadırlar.

Streptococcus pneumoniae

• 0.5-1.2 m boyutunda, birbirine bakan yüzeyleri düzgün uçları sivri gram pozitif diplokoklardır.

• Mum alavi yada lanset biçiminde olarak tanımlanabilirler.

• Sıvı ortamlarda uzun ve düz zincirler yapan şekillerine rastlanılabilir.

• Hareketsiz ve sporsuzdurlar

• Organizmadan yeni ayrıldıklarında kapsülleri vardır.Zenginleştirilmiş besiyerlerindeki pasajlarda kapsül oluşumu devam edebilir.

• Buyyon, jelozda güç, kan, serum gibi zenginleştirilmiş besiyerlerinde kolay ürer.

• Fakültatif anaeroptur.

• Optimal 37oC’de pH 7.4’te ürer.

• %5-10 CO2’li ortamlarda daha iyi ürerler.

• Serumlu buyyonda homojen bulanıklık yapar

• Kanlı agarda alfa hemolizli koloniler yapar.

• Oksijenli ortamda ürediklerinde oluşturdukları hidrojen peroksiti peroksidaz ve katalaz enzimlei olmadığından parçalayamadıkları için çabuk ölürler.

• Glukozu parçalayarak laktik asit oluştururlar.

Diğer alfa hemolitik streptokoklardan farklı özellikleri

• Optokine duyarlıdırlar. 5 g optokinli disk etrafında erime zonu oluşur.

• %10 sığır safralı veya %2’lik safra tuzlu sıvı besiyerlerinde erirler.

• Farelere yapılan enjeksiyonlar sonunda 48s içinde sepsisle ölüme neden olurlar.

• Organizma dışında daha az dayanıklıdır. Kültürlerinde çabuk otolize olur.

• Kuruluğa, sıcaklığa dayanamazlar.

Virulans faktörleri

• Kapsül: opsonizasyona,fagositoza ve hücre içi öldürülmeye direnç sağlar

• Pnömolizin:Otolizinle hücre parçalandığında salınır. Konak hücre zarlarında porlar oluşturarak lizize neden olur.Fagositik hücrelerin bakterisidal aktivitesini önler. Siliyer hareketi durdurur. Makrofajların sitokin uyarımını ve klasik kompleman yolunu uyarır.

• Pnömolizin üreten suşlar virülandır.

• Otolizin: Hücre bölünmesi süresinde hücreleri birbirinden ayırır. Pnömolizinin ve alfa hemolizinin litik etkisine neden olur.

• Nöraminidaz enzimi

• Hiyalüronidaz

• IgA1 proteaz

Hastalıklar

• Pnömokok pnömonisi: 24-48 saatlik kuluçka döneminden sonra ani olarak yan ağrısı,üşüme titremelerle 40oC’ye çıkan ateşle ortaya çıkar. Öksürük başlangıçta kuru sık ve ağrılıyken sonra yumuşar pas rengine sonra irinli şekle dönüşen balgam çıkmaya başlar.

• İyi sağaltılmayan olgularda plörezi,ampiyem, endokardit, menenjit, artrit, akciğer absesi oluşur.

• Pnömokok menenjiti: Pnömoni, orta kulak iltihabı, akciğer absesi, ampiyem ve sinüzitten sonra ikincil olarak ve hematojen yayılım sonucu gelişir.

• Özellikle çocuklarda görülen orta kulak yangısı bazen mastoid.

• Bronşit,anjin, sinüzit, konjunktivit, keratit, ulkus serpens, seyrek olarak akut endokardite neden olur.

Laboratuvar tanısı

• Örnek: Pnömonide balgam kanlı, paslı, yapışkan görünümdedir. Sonra irinli nitelik kazanır.

• Otit, mastoit, ampiyemde ponksiyonla veya pamuklu silgiçle alınan irin incelenir. Yeşilimsi özelliktedir.

• Menenjitte BOS incelenir. Yeşilimsi ve bulanık görünümdedir.

• Kan sepsiste incelenir.

Mikroskopik inceleme:

• Balgam ve irin doğrudan, BOS santrifüjden sonra çöküntüden preparat hazırlanır ve gramla boyanır

• Örnek tipe özgül antiserum çini mürekepiyle karıştırılıp yayılark hazırlanan ve metilen mavisiyle boyanan preparatlarda kapsül şişmesine bakılır.

Kültür

• Glukozlu veya serumlu buyyon

• Kanlı agara ekim yapılır.

• %5-10 CO2’li ortamda 35oC’de bekletilir.

• Kanlı jelozda 24 saatte alfa hemolizli koloniler görülür.

• Optokine duyarlılık, safrada erime deneyi, yapılır.

Optokin deneyi

• %40 safralı ortamda üreme ve eskulini hidroliz etme deneyinde

• Olumlu sonuç alınırsa %6.5 NaCl’de üreme deneyi yapılır
• Olumluysa enterokok
• Olumsuzsa D grubu

• Optokine duyarlıysa S.pneumoniae

• Tipe özel bağışık serumlarla aglütinasyon ve kapsül şişme reaksiyonları ile tiplendirme yapılabilir.

• Serlojik tanının pratik önemi yoktur.Menenjitte bakteri saptanmazsa santrifüje edilen BOS’un üst sıvısı tipe özel serumlarla presipitasyon deneyleri yapılır.

• Vücut sıvılarında antijen saptayan ticari kitler bulunmaktadır.

Kapsül şişme reksiyonu

• Pnömokokların son yıllarda penisilin, tetrasiklin, eritromisin ve linkomisne dirençli kökenleri saptanmıştır.

• Menenjitlerde sefotaksim,seftriakson, dirençli kökenler için vankomisin, rifamisin, meropenem,imipenem ve kinolonlar kullanılabilir.

• Pnömokoklar sağlıklı kişilerde üst solunum mukozalarında taşınabilir.Virütik enf., fiziksel ve kimyasal etkiler sonunda pnömokok enfeksiyonlarına neden olur.

• Hastalar bakterileri öksürükle yayarlar.

• Aşı pnömokok kapsül antijenlerinden hazırlanarak risk altındaki yaşlı ve akciğer kronik enfeksiyonlu kişilere uygulanmaktadır. Aşı 5 yıl bağışıklık verebilmektedir.