Streptokok
| Streptococcus ⓘ | |
|---|---|
| |
Bilimsel sınıflandırma 
| |
| Etki alanı: | Bakteriler |
| Filum: | Bacillota |
| Sınıf: | Basiller |
| Sipariş: | Lactobacillales |
| Aile: | Streptococcaceae |
| Cins: | Streptococcus Rosenbach, 1884 |
| Türler | |
| |
Streptococcus, Bacillota filumunda Lactobacillales (laktik asit bakterileri) takımı içinde Streptococcaceae familyasına ait gram-pozitif kok (çoğul kok) veya küresel bakteri cinsidir. Streptokoklarda hücre bölünmesi tek bir eksen boyunca gerçekleşir, bu nedenle büyüdükçe, bükülmüş veya bükülmüş görünebilen çiftler veya zincirler oluşturma eğilimindedirler. Bu durum, birden fazla eksen boyunca bölünen ve böylece düzensiz, üzüm benzeri hücre kümeleri oluşturan stafilokoklardan farklıdır. Streptokokların çoğu oksidaz-negatif ve katalaz-negatiftir ve birçoğu fakültatif anaerobdur (hem aerobik hem de anaerobik olarak büyüyebilir). ⓘ
Terim 1877 yılında Viyanalı cerrah Albert Theodor Billroth (1829-1894) tarafından "strepto-" (Eski Yunanca: στρεπτός, romanize: streptós, lit. 'kolay bükülen, esnek'), "-coccus" son eki ile birlikte (Modern Latince: coccus, Eski Yunanca: κόκκος, romanize: kókkos, lit. 'tane, tohum, dut'). 1984 yılında, daha önce Streptococcus cinsi içinde gruplandırılan birçok bakteri Enterococcus ve Lactococcus cinslerine ayrılmıştır. Şu anda bu cins içinde 50'den fazla tür tanınmaktadır. Bu cinsin tükürük mikrobiyomunun bir parçası olduğu bulunmuştur. ⓘ
| Streptococcus ⓘ | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Zincir şeklinde dizilmiş Streptokoklar | |||||||||||||
| Bilimsel sınıflandırma | |||||||||||||
| |||||||||||||
Streptokok (Streptococcus). Streptococcaceae ailesinde yer alan gram-pozitif, yuvarlak şekilli, fakültatif anaerop, katalaz negatif, sporsuz ve hareketsiz bakterilerdir. Sabit bir çizgi üzerinde çoğaldıkları için ikli ya da zincir şeklinde görülürler. Anilin boyalarıyla kolaylıkla boyanabilirler. Kan ve serumla zenginleştirilmiş katı besiyerlerinde (kanlı agar, serumlu agar) ürerler. Karbonhidrat fermentasyonlarının son ürünü laktik asittir. Bazı türleri karbondioksitli ortamlarda üreyebilir. Tüm vücutta flora bakterisi olarak bulunup, deride en çok bulunan bakterilerdendir. Büyük çoğunluğu insan patojenidir ve hastalık etkenidir. Streptokoklar insan ve hayvanlarda çeşitli lokal ve yayılmış infeksiyonlara neden olurlar. Bazı streptokoklar ise normal hayvanların üst solunum yollarında ve bağırsak kanalında bulunur ve hayvanlarda direncin belirgin ölçüde kırılması halinde patojen hale geçerler. Bilimsel yayınlarla doğrulanmış 107 türü vardır. ⓘ
Patogenez ve sınıflandırma
Streptokok farenjitine (strep boğazı) ek olarak, bazı Streptococcus türleri birçok pembe göz, menenjit, bakteriyel pnömoni, endokardit, erizipel ve nekrotizan fasiit ('et yiyen' bakteriyel enfeksiyonlar) vakasından sorumludur. Bununla birlikte, birçok streptokok türü patojenik değildir ve ağız, deri, bağırsak ve üst solunum yollarının kommensal insan mikrobiyotasının bir parçasını oluşturur. Streptokoklar ayrıca Emmentaler ("İsviçre") peynirinin üretiminde gerekli bir bileşendir. ⓘ
Streptococcus türleri hemolitik özelliklerine göre sınıflandırılır. Alfa-hemolitik türler kırmızı kan hücrelerindeki hemoglobin moleküllerinde demirin oksitlenmesine neden olarak kanlı agarda yeşilimsi bir renk verir. Beta-hemolitik türler kırmızı kan hücrelerinin tamamen parçalanmasına neden olur. Kanlı agarda bu, bakteri kolonilerini çevreleyen kan hücrelerinden arınmış geniş alanlar olarak görünür. Gama-hemolitik türler hemolize neden olmaz. ⓘ
Beta-hemolitik streptokoklar, bir serotip sınıflandırması olan (yani bakteri hücre duvarında bulunan spesifik karbonhidratları tanımlayan) Lancefield gruplandırması ile daha da sınıflandırılır. Tanımlanan 21 serotip A'dan W'ye kadar Lancefield grupları olarak adlandırılmaktadır (I ve J hariç). Bu sınıflandırma sistemi Rockefeller Üniversitesi'nde bir bilim insanı olan Rebecca Lancefield tarafından geliştirilmiştir. ⓘ
Tıbbi ortamda en önemli gruplar alfa-hemolitik streptokoklar S. pneumoniae ve Streptococcus viridans grubu ile Lancefield A ve B gruplarının beta-hemolitik streptokoklarıdır ("A grubu strep" ve "B grubu strep" olarak da bilinir). ⓘ
Tablo: Tıbbi açıdan önemli streptokoklar (hepsi alfa-hemolitik değildir) ⓘ
| Türler | Ev sahibi | Hastalık ⓘ |
| S. pyogenes | insan | farenjit, selülit, erizipel |
| S. agalactiae | insan, sığır | neonatal menenjit ve sepsis |
| S. dysgalactiae | insan, hayvanlar | endokardit, bakteriyemi, pnömoni, menenjit, solunum yolu enfeksiyonları |
| S. gallolyticus | insan, hayvanlar | safra veya idrar yolu enfeksiyonları, endokardit |
| S. anginosus | insan, hayvanlar | deri altı/organ apseleri, menenjit, solunum yolu enfeksiyonları |
| S. sanguinis | insan | endokardit, diş çürükleri |
| S. suis | domuz | menenjit |
| S. mitis | insan | endokardit |
| S. mutans | insan | diş çürükleri |
| S. pneumoniae | insan | Zatürre |
Alfa-hemolitik
Alfa-hemoliz (α-hemoliz) mevcut olduğunda, hemoglobinin yeşil biliverdine dönüşmesi nedeniyle koloninin altındaki agar koyu ve yeşilimsi görünecektir. Streptococcus pneumoniae ve bir grup oral streptokok (Streptococcus viridans veya viridans streptokok) alfa-hemoliz gösterir. Alfa-hemoliz aynı zamanda tamamlanmamış hemoliz veya kısmi hemoliz olarak da adlandırılır çünkü kırmızı kan hücrelerinin hücre zarları bozulmadan kalır. Agardaki renk değişimi nedeniyle buna bazen yeşil hemoliz de denir. ⓘ
Tamamlanmış hemolizdir. Koloni çevresindeki hemoliz zonu şeffaf renktedir. Plağa bakıldığında arkasının görülecek kadar şeffaf olması. Tam bir hemoliz olduğundan eritrositlere rastlanmaz. (A, B, C, D, G grupları) ⓘ
Pnömokoklar
- S. pneumoniae (bazen pnömokok olarak da adlandırılır), bakteriyel pnömoninin önde gelen nedenlerinden biridir ve zaman zaman orta kulak iltihabı, sinüzit, menenjit ve peritonitin etiyolojisinde yer alır. Pnömokokların hastalığa yol açmasının başlıca nedeninin enflamasyon olduğu düşünülmektedir, dolayısıyla bunlarla ilişkili tanıların enflamasyon içerme eğilimi vardır. ⓘ
Viridans grubu: alfa-hemolitik
- Viridans streptokoklar, ya alfa-hemolitik olan, kanlı agar plakalarında yeşil bir renk oluşturan (Latince vĭrĭdis, yeşil) ya da nonhemolitik olan büyük bir kommensal bakteri grubudur. Lancefield antijenlerine sahip değildirler. ⓘ
Beta-hemolitik
Beta-hemoliz (β-hemoliz), bazen tam hemoliz olarak da adlandırılır, kolonilerin etrafındaki ve altındaki ortamdaki kırmızı hücrelerin tamamen parçalanmasıdır: alan açık (sarı) ve şeffaf görünür. Bir ekzotoksin olan streptolizin, bakteri tarafından üretilen ve kırmızı kan hücrelerinin tamamen parçalanmasına neden olan enzimdir. İki tip streptolizin vardır: Streptolizin O (SLO) ve streptolizin S (SLS). Streptolizin O, çoğu A grubu Streptokok (GAS) tarafından salgılanan oksijene duyarlı bir sitotoksindir ve ökaryotik hücrelerin (çoğunlukla kırmızı ve beyaz kan hücreleri, makrofajlar ve trombositler) membranındaki kolesterol ile etkileşime girer ve genellikle kanlı agar yüzeyinin altında beta-hemoliz ile sonuçlanır. Streptolizin S, çoğu GAS suşu tarafından üretilen ve kanlı agar yüzeyinde temizlenmeye neden olan oksijene dayanıklı bir sitotoksindir. SLS, polimorfonükleer lökositler ve lenfositler dahil olmak üzere bağışıklık hücrelerini etkiler ve konakçı bağışıklık sisteminin enfeksiyonu temizlemesini engellediği düşünülmektedir. Streptococcus pyogenes veya GAS, beta hemoliz gösterir. ⓘ
Bazı zayıf beta-hemolitik türler, bir Staphylococcus türü ile birlikte yetiştirildiğinde yoğun hemolize neden olur. Buna CAMP testi denir. Streptococcus agalactiae bu özelliği gösterir. Clostridium perfringens bu test ile varsayımsal olarak tanımlanabilir. Listeria monocytogenes de koyun kanlı agarda pozitiftir. ⓘ
A Grubu
A grubu S. pyogenes, çok çeşitli A grubu streptokok enfeksiyonlarının (GAS) etkenidir. Bu enfeksiyonlar noninvaziv veya invaziv olabilir. Noninvaziv enfeksiyonlar daha yaygın ve daha az şiddetli olma eğilimindedir. Bu enfeksiyonların en yaygın olanları streptokok farenjiti (strep boğazı) ve impetigodur. Kızıl da noninvaziv bir enfeksiyondur, ancak son yıllarda o kadar yaygın değildir. ⓘ
A grubu beta-hemolitik streptokokların neden olduğu invazif enfeksiyonlar daha şiddetli ve daha az yaygın olma eğilimindedir. Bu, bakteri kan ve organlar gibi genellikle bulunmadığı alanları enfekte edebildiğinde ortaya çıkar. Neden olabileceği hastalıklar arasında streptokokal toksik şok sendromu, nekrotizan fasiit, pnömoni ve bakteriyemi yer almaktadır. Küresel olarak, GAS'ın her yıl 500.000'den fazla ölüme neden olduğu tahmin edilmektedir ve bu da onu dünyanın önde gelen patojenlerinden biri haline getirmektedir. ⓘ
GAS, akut romatizmal ateş ve akut glomerülonefrit gibi ek komplikasyonlara neden olabilir. Eklemleri, böbrekleri ve kalp kapakçıklarını etkileyen bir hastalık olan romatizmal ateş, bakterinin kendisinden değil, tedavi edilmemiş strep A enfeksiyonunun bir sonucudur. Romatizmal ateşe, bağışıklık sisteminin enfeksiyonla savaşmak için oluşturduğu antikorların vücuttaki diğer proteinlerle çapraz reaksiyona girmesi neden olur. Bu "çapraz reaksiyon" vücudun esasen kendisine saldırmasına ve yukarıdaki hasara yol açmasına neden olur. A Grubu beta-hemolitik streptokok (GABHS) enfeksiyonu tarafından başlatılan benzer bir otoimmün mekanizmanın, otoimmün antikorların bazal gangliyonları etkileyerek çocuk hastalarda hızlı başlayan psikiyatrik, motor, uyku ve diğer semptomlara neden olduğu streptokok enfeksiyonlarıyla ilişkili pediatrik otoimmün nöropsikiyatrik bozukluklara (PANDAS) neden olduğu varsayılmaktadır. ⓘ
GAS enfeksiyonu genellikle hızlı bir strep testi veya kültür ile teşhis edilir. ⓘ
B Grubu
S. agalactiae veya B grubu streptokok, GBS, yenidoğanlarda ve yaşlılarda pnömoni ve menenjite neden olur ve zaman zaman sistemik bakteriyemiye yol açar. Daha da önemlisi, Streptococcus agalactiae bir aylıktan üç aylık olana kadar olan bebeklerde menenjitin en yaygın nedenidir. Ayrıca bağırsakları ve kadın üreme sistemini kolonize ederek hamilelik sırasında erken membran rüptürü ve organizmanın bebeğe bulaşma riskini artırabilir. American College of Obstetricians and Gynecologists, American Academy of Pediatrics ve Centers for Disease Control, 35 ila 37. gebelik haftaları arasındaki tüm hamile kadınların GBS açısından test edilmesini önermektedir. Test sonucu pozitif çıkan kadınlara doğum sırasında profilaktik antibiyotik verilmelidir, bu da genellikle bebeğe bulaşmayı önleyecektir. ⓘ
Birleşik Krallık, ABD'de izlenen kültüre dayalı protokol yerine risk faktörüne dayalı bir protokolü benimsemeyi tercih etmiştir. Mevcut kılavuzlar, aşağıdaki risk faktörlerinden bir veya daha fazlasının mevcut olması halinde kadının intrapartum antibiyotiklerle tedavi edilmesi gerektiğini belirtmektedir:
- Preterm doğum (<37 hafta)
- Uzun süreli membran rüptürü (>18 saat)
- İntrapartum ateş (≥38 °C)
- Önceki bir bebekte GBS hastalığı öyküsü
- Bu gebelik sırasında GBS bakteriürisi
Bu protokol, hamile kadınların %15-20'sine intrapartum antibiyotik verilmesini ve erken başlangıçlı GBS sepsisi vakalarının %65-70'inin önlenmesini sağlamaktadır. ⓘ
C Grubu
Bu grup, atlarda boğmacaya neden olan S. equi'yi ve S. zooepidemicus'u (S. equi, atasal S. zooepidemicus'un klonal bir soyu veya biyovarıdır) içerir ve sığır ve atlar da dahil olmak üzere çeşitli memeli türlerinde enfeksiyonlara neden olur. S. dysgalactiae subsp. dysgalactiae aynı zamanda A grubu streptokoklara benzer şekilde farenjit ve diğer piyojenik enfeksiyonlara neden olabilen C grubu beta hemolitik streptokokların bir üyesidir. ⓘ
D Grubu (enterokoklar)
Birçok eski D grubu streptokok yeniden sınıflandırılmış ve Enterococcus cinsine yerleştirilmiştir (E. faecalis, E. faecium, E. durans ve E. avium dahil). Örneğin, Streptococcus faecalis artık Enterococcus faecalis'tir. E. faecalis bazen alfa hemolitik, E. faecium ise bazen beta hemolitiktir. ⓘ
Geriye kalan nonenterokokal D grubu suşları arasında Streptococcus gallolyticus, Streptococcus bovis ve Streptococcus equinus bulunur. ⓘ
Hemolitik olmayan streptokoklar nadiren hastalığa neden olur. Ancak, zayıf hemolitik D grubu beta-hemolitik streptokoklar ve Listeria monocytogenes (aslında gram-pozitif bir basildir) nonhemolitik streptokoklarla karıştırılmamalıdır. ⓘ
F grubu streptokoklar
F grubu streptokoklar ilk olarak 1934 yılında Long ve Bliss tarafından "küçük hemolitik streptokoklar" arasında tanımlanmıştır. Streptococcus anginosus (Lancefield sınıflandırma sistemine göre) veya S. milleri grubunun üyeleri (Avrupa sistemine göre) olarak da bilinirler. ⓘ
G grubu streptokoklar
Bu streptokoklar genellikle, ancak sadece beta hemolitik değildir. Streptococcus dysgalactiae subsp. canis karşılaşılan baskın alt türdür. Tipik olarak hayvanlarda bulunmasına rağmen insanlarda özellikle yaygın bir GGS'dir. S. phocae, deniz memelilerinde ve deniz balıklarında bulunan bir GGS alt türüdür. Deniz memelilerinde esas olarak meningoensefalit, sepsis ve endokardit ile ilişkilendirilmiştir, ancak diğer birçok patolojiyle de ilişkilidir. Deniz memelilerindeki çevresel rezervuarı ve bulaşma yolları iyi karakterize edilmemiştir. ⓘ
Grup H streptokoklar
H grubu streptokoklar orta büyüklükteki köpeklerde enfeksiyonlara neden olur. H grubu streptokoklar, bir insan bir köpeğin ağzıyla doğrudan temas etmedikçe nadiren insanlarda hastalığa neden olur. Bunun yayılmasının en yaygın yollarından biri insandan köpeğe, ağızdan ağıza temastır. Bununla birlikte, köpek insanın elini yalayabilir ve enfeksiyon da yayılabilir. ⓘ
Moleküler taksonomi ve filogenetik
Streptokoklar, 16S rDNA dizileri temelinde altı gruba ayrılmıştır: S. anginosus, S. gallolyticus, S. mitis, S. mutans, S. pyogenes ve S. salivarius. 16S grupları tüm genom dizilimi ile doğrulanmıştır (şekle bakınız). Önemli patojenler olan S. pneumoniae ve S. pyogenes sırasıyla S. mitis ve S. pyogenes gruplarına aitken, diş çürüklerine neden olan Streptococcus mutans, Streptococcus grubuna bazaldir. ⓘ
Son teknolojik gelişmeler, Streptococcus türleri için mevcut genom dizilerinin artmasıyla sonuçlanmış ve daha sağlam ve güvenilir filogenetik ve karşılaştırmalı genomik analizlerin yapılmasına olanak sağlamıştır. 2018 yılında, Streptococcus içindeki evrimsel ilişkiler, Patel ve Gupta tarafından dört farklı protein veri setine dayalı olarak oluşturulan kapsamlı filogenetik ağaçların analizi ve yalnızca tüm cins veya farklı alt kümeleri tarafından paylaşılan 134 oldukça spesifik moleküler imzanın (korunmuş imza indelleri şeklinde) tanımlanması yoluyla yeniden incelenmiştir. ⓘ
Sonuçlar, Streptococcus içinde en üst düzeyde "Mitis-Suis" ve "Pyogenes-Equinus-Mutans" kümeleri olarak adlandırılan iki ana kümenin varlığını ortaya koymuştur. "Mitis-Suis" ana kümesi Suis alt kümesi ile Angiosus, Pneumoniae, Gordonii ve Parasanguinis alt kümelerini kapsayan Mitis kümesinden oluşmaktadır. İkinci ana klad olan "Pyogenes-Equinus-Mutans" ise Pyogenes, Mutans, Salivarius, Equinus, Sobrinus, Halotolerans, Porci, Entericus ve Orisratti alt kladlarını içerir. Streptococcus cinsi içinde, her biri filogenetik ağaçlardaki güvenilir dallanma modelleriyle ve bu 14 kladın üyelerinin ayırt edici özellikleri olan farklı proteinlerdeki çoklu korunmuş imza indellerinin varlığıyla desteklenen toplam 14 farklı alt klad tanımlanmıştır. Bu çalışmalara dayanarak Streptococcus arasındaki genel ilişkileri gösteren özet bir diyagram bu sayfadaki bir şekilde gösterilmektedir. ⓘ
Genomik
Yüzlerce türün genomları dizilenmiştir. Streptococcus genomlarının çoğu 1,8 ila 2,3 Mb boyutundadır ve 1.700 ila 2.300 protein kodlar. Bazı önemli genomlar tabloda listelenmiştir. Tabloda gösterilen dört türün (S. pyogenes, S. agalactiae, S. pneumoniae ve S. mutans) ortalama çift yönlü protein dizisi özdeşliği yaklaşık %70'tir. ⓘ
| özellik | S. pyogenes | S. agalactiae | S. pneumoniae | S. mutans ⓘ |
|---|---|---|---|---|
| baz çiftleri | 1,852,442 | 2,211,488 | 2,160,837 | 2,030,921 |
| ORF'ler | 1792 | 2118 | 2236 | 1963 |
| prophages | Evet. | Hayır | Hayır | Hayır |
Bakteriyofaj
Bakteriyofajlar birçok Streptococcus türü için tanımlanmıştır. S. pneumoniae'de 38 ila 41 kb büyüklüğünde, her biri 42 ila 66 gen kodlayan 18 profaj tanımlanmıştır. Keşfedilen ilk Streptococcus fajlarından bazıları Dp-1 ve ω1 (diğer adıyla ω-1). 1981 yılında ilk üyesi Cp-1 olan Cp (Complutense phage 1, resmi adıyla Streptococcus virus Cp1, Picovirinae) ailesi keşfedilmiştir. Dp-1 ve Cp-1 hem S. pneumoniae hem de S. mitis'i enfekte etmektedir. Bununla birlikte, Streptococcus fajlarının çoğunun konak aralıkları sistematik olarak araştırılmamıştır. ⓘ
Doğal genetik transformasyon
Doğal genetik transformasyon, DNA'nın bir bakteriden diğerine çevreleyen ortam yoluyla aktarılmasını içerir. Transformasyon çok sayıda genin ifadesine bağlı karmaşık bir süreçtir. Bir bakterinin transformasyon yapabilmesi için yetkinlik olarak adlandırılan özel bir fizyolojik duruma girmesi gerekir. S. pneumoniae, S. mitis ve S. oralis yetkin hale gelebilir ve sonuç olarak yırtıcı bir fratrisidal mekanizma ile transformasyon için homolog DNA'yı aktif olarak edinir Bu fratrisidal mekanizma esas olarak aynı nişte bulunan yetkin olmayan kardeşleri kullanır Yüksek yetkinliğe sahip S. pneumoniae izolatları arasında Li ve arkadaşları nazal kolonizasyon uygunluğunun ve virülansın (akciğer enfektivitesi) sağlam bir yetkinlik sistemine bağlı olduğunu göstermiştir. Yetkinlik, streptokok patojeninin, konakçıların oksidatif saldırısının neden olduğu DNA hasarlarının rekombinasyonel onarımı için harici homolog DNA kullanmasına izin verebilir. ⓘ
Sınıflandırma
Biyokimyasal özellikleri
Enzimlerin yapısı, proteinlere, karbonhidratlara ve lipitlere etkisi vardır. ⓘ
Serolojik özellikleri
Bakterilerin hücre duvarındaki karbonhidratlar (C polisakkaridi) esas alınarak 1928'de R. Lancefield tarafından yapılan sınıflandırmaya göre streptokoklar A-H ve K-V harfleri altında gruplandırılmıştır. ⓘ
Hemoliz özellikleri
Alfa hemoliz
Kanlı agarda meydana gelen kısmi hemolizdir. Kanda bulunan eritrositler parçalanır fakat bu parçalanma tam olarak gerçekleşmez açığa çıkan hemoglobin hidrojenperoksit ile tepkime oluşturarak metahemoglobin formuna döner buda agarda yeşilimsi renk şeklinde görülür. Tam bir hemozliz olmadığından eritrositlere rastlanabilir. ⓘ
Non hemoliz
Hemoliz yoktur. ⓘ
Özet
| Biyokimyasal özellik | Serolojik özellik | Hemoliz özelliği ⓘ |
|---|---|---|
| S. pyogenes | A | Beta |
| S. agalactiae | B | Beta, non |
| S. disgalactia | C, G | Beta |
| S. anginosus | A, C, F, G | Beta, alfa, non |
| S. bovis | D | Alfa, non |
| Viridans grup | grupsuz | Alfa, non |
| S. pneumoniae | grupsuz | Alfa |