streptokok -Streptococcus
Streptococcus a, cins ve gram-pozitif coccus (çoğul koklar ailesine aittir) veya küresel bakteri Streptococcaceae düzen içinde, lactobacillales filum içinde, (laktik asit bakterileri) Firmicutes . Streptokoklarda hücre bölünmesi tek bir eksen boyunca gerçekleşir, bu nedenle büyüdükçe bükülmüş veya bükülmüş görünebilen çiftler veya zincirler oluşturma eğilimindedirler. Bu, birden fazla eksen boyunca bölünen ve böylece düzensiz, üzüm benzeri hücre kümeleri oluşturan stafilokoklardan farklıdır. Çoğu streptokok oksidaz negatif ve katalaz negatiftir ve birçoğu fakültatif anaeroblardır (hem aerobik hem de anaerobik olarak büyüyebilir).
Terim 1877'de Viyanalı cerrah Albert Theodor Billroth (1829-1894) tarafından "strepto-" ( Eski Yunanca : στρεπτός , romanlaştırılmış : streptós , lit. 'kolayca bükülmüş, esnek') önekini birleştirerek , (Modern gelen eki "-coccus" Latince : kok , Eski Yunanca: κόκκος , romanizasyonlarda: Kokkos , yaktı . posaları, tohum, meyve ') 1984 yılında, eski cinsi gruplanmış birçok bakteri Streptococcus içine ayrıldı cinslerden Enterokok ve Laktokok . Şu anda, bu cinste 50'den fazla tür tanınmaktadır. Bu cinsin tükürük mikrobiyomunun bir parçası olduğu bulunmuştur .
Patogenez ve sınıflandırma
Streptokok farenjitine (strep boğaz) ek olarak , bazı Streptococcus türleri birçok pembe göz , menenjit , bakteriyel pnömoni , endokardit , erizipel ve nekrotizan fasiit ('et yiyen' bakteriyel enfeksiyonlar) vakalarından sorumludur . Bununla birlikte, birçok streptokok türü patojenik değildir ve ağız, deri, bağırsak ve üst solunum yollarının ortak insan mikrobiyotasının bir parçasını oluşturur . Streptokoklar ayrıca Emmentaler ("İsviçre") peyniri üretiminde gerekli bir bileşendir .
Türler Streptococcus onların dayalı sınıflandırılır hemolitik özelliklerinin. Alfa-hemolitik türler , kırmızı kan hücreleri içindeki hemoglobin moleküllerinde demirin oksitlenmesine neden olarak kanlı agar üzerinde yeşilimsi bir renk verir. Beta-hemolitik türler, kırmızı kan hücrelerinin tamamen yırtılmasına neden olur. Kanlı agarda bu, bakteri kolonilerini çevreleyen kan hücrelerinden arındırılmış geniş alanlar olarak görünür. Gama-hemolitik türler hemolize neden olmaz.
Beta-hemolitik streptokoklar ayrıca bir serotip sınıflandırması olan Lancefield gruplaması ile sınıflandırılır (yani, bakteri hücre duvarında bulunan spesifik karbonhidratları tanımlar). Tanımlanan 21 serotip, Lancefield grupları A ila W olarak adlandırılır (I ve J hariç). Bu sınıflandırma sistemi , Rockefeller Üniversitesi'nden bir bilim adamı olan Rebecca Lancefield tarafından geliştirilmiştir .
Tıbbi ortamda, en önemli gruplar alfa-hemolitik streptokok S. pneumoniae ve Streptococcus viridans grubu ve Lancefield grup A ve B'nin beta-hemolitik streptokokları ("A grubu strep" ve "grup B strep" olarak da bilinir) ).
Tablo: Tıbbi olarak ilgili streptokoklar (tümü alfa-hemolitik değildir)
Türler | Ev sahibi | Hastalık |
S. pyogenes | insan | farenjit , selülit , erizipel |
S. agalactiae | insan, sığır | yenidoğan menenjiti ve sepsis |
S. disgalaksi | 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. mit | insan | endokardit |
S. mutanlar | insan | diş çürüğü |
S. pnömoni | insan | Zatürre |
alfa-hemolitik
Alfa hemoliz (α-hemoliz) mevcut olduğunda, koloninin altındaki agar, hemoglobinin yeşil biliverdine dönüşmesi nedeniyle koyu ve yeşilimsi görünecektir . Streptococcus pneumoniae ve bir grup oral streptokok ( Streptococcus viridans veya viridans streptococci) alfa hemoliz gösterir. Alfa hemoliz, kırmızı kan hücrelerinin hücre zarları bozulmadan kaldığı için eksik hemoliz veya kısmi hemoliz olarak da adlandırılır. Agardaki renk değişikliği nedeniyle buna bazen yeşil hemoliz de denir.
pnömokok
- S. pneumoniae (bazen pnömokok olarak adlandırılır), bakteriyel pnömoninin önde gelen bir nedenidirve ara sıra orta kulak iltihabı , sinüzit , menenjit ve peritonit etiyolojisidir. Enflamasyonun, pnömokokların hastalığa neden olmasının ana nedeni olduğu düşünülür, bu nedenle bunlarla ilişkili tanıların inflamasyonu içerme eğilimi vardır.
Viridans grubu: alfa-hemolitik
- Streptokok viridans büyük bir grup olan ortakçı ya bakterilere alfa hemolitik kan yeşil bir renklendirme oluşturabilen, agar plakaları (Latince gelen bu nedenle adı "viridans", viridis , yeşil), veya hemolitik olmayan. Lancefield antijenleri yoktur.
beta-hemolitik
Bazen tam hemoliz olarak da adlandırılan beta hemoliz (β-hemoliz), kolonilerin etrafındaki ve altındaki ortamdaki kırmızı hücrelerin tamamen parçalanmasıdır: alan açık (sarı) ve şeffaf görünür. Bir ekzotoksin olan streptolisin, bakteriler tarafından üretilen ve kırmızı kan hücrelerinin tamamen parçalanmasına neden olan enzimdir. İki tip streptolisin vardır: Streptolysin O (SLO) ve streptolysin S (SLS). Streptolysin O, çoğu A grubu Streptococcus (GAS) tarafından salgılanan oksijene duyarlı bir sitotoksindir ve ökaryotik hücrelerin (esas olarak kırmızı ve beyaz kan hücreleri, makrofajlar ve trombositler) zarındaki kolesterol ile etkileşime girer ve genellikle beta hemoliz ile sonuçlanır. kanlı agar yüzeyinin altında. Streptolysin S, aynı zamanda çoğu GAS suşu tarafından üretilen ve kanlı agar yüzeyinde temizleme ile sonuçlanan, oksijene karşı stabil 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 suşu ile birlikte büyüdüğünde yoğun hemolize neden olur . Buna CAMP testi denir. Streptococcus agalactiae bu özelliği gösterir. Clostridium perfringens bu testle varsayımsal olarak tanımlanabilir. Listeria monocytogenes koyun kanlı agarda da pozitiftir.
Grup A
A Grubu S. pyogenes , çok çeşitli A grubu streptokok enfeksiyonlarının (GAS) etken maddesidir . Bu enfeksiyonlar noninvaziv veya invaziv olabilir. Noninvaziv enfeksiyonlar daha yaygın ve daha az şiddetli olma eğilimindedir. Bu enfeksiyonların en yaygın olanları arasında streptokokal farenjit (strep boğaz) ve impetigo bulunur . Kızıl ateş de invaziv olmayan bir enfeksiyondur, ancak son yıllarda bu kadar yaygın değildir.
A grubu beta-hemolitik streptokokların neden olduğu invaziv enfeksiyonlar daha şiddetli ve daha az yaygın olma eğilimindedir. Bu, bakteri kan ve organlar gibi genellikle bulunmadığı alanlara bulaşabildiğinde ortaya çıkar . Sebep olabilecek hastalıklar arasında streptokok toksik şok sendromu , nekrotizan fasiit , pnömoni ve bakteriyemi sayılabilir . Küresel olarak, GAS'ın her yıl 500.000'den fazla ölüme neden olduğu tahmin edilmekte ve bu da onu dünyanın önde gelen patojenlerinden biri yapmaktadır .
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 kaynaklanmayan tedavi edilmemiş strep A enfeksiyonunun bir sonucudur. Romatizmal ateş, vücuttaki diğer proteinlerle çapraz reaksiyona giren enfeksiyonla savaşmak için bağışıklık sistemi tarafından oluşturulan antikorlardan kaynaklanır. 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 , streptokok enfeksiyonları (PANDAS) ile ilişkili pediatrik otoimmün nöropsikiyatrik bozukluklara neden olduğu varsayılmaktadır ; burada otoimmün antikorlar, bazal gangliyonları etkileyerek psikiyatrik, motor, uyku, ve pediatrik hastalarda diğer semptomlar.
GAS enfeksiyonu genellikle hızlı bir strep testi veya kültür ile teşhis edilir .
B Grubu
S. agalactiae veya B grubu streptokok , GBS , yenidoğanlarda ve yaşlılarda ara sıra sistemik bakteriyemi ilepnömoni ve menenjite neden olur. Daha da önemlisi, Streptococcus agalactiae ,bir aydan üç aya kadarolan bebeklerde menenjitin en yaygın nedenidir. Ayrıca bağırsakları ve dişi üreme sistemini kolonize edebilirler,hamilelik sırasındaerken membran rüptürü ve organizmanın bebeğe bulaşması riskiniartırırlar. Kadın Doğum ve Jinekoloji Amerikan Koleji , Amerikan Pediatri Akademisi ve Hastalık Kontrol Merkezleri GBS için test edilecek 35 ve 37 haftalar arasındaki tüm hamile kadınlara önerilir. Testi pozitif çıkan kadınlara doğum sırasında genellikle bebeğe bulaşmayı önleyecek profilaktik antibiyotik verilmelidir.
Birleşik Krallık, ABD'de izlenen kültüre dayalı protokol yerine risk faktörüne dayalı bir protokol benimsemeyi seçmiştir. Mevcut kılavuzlar, aşağıdaki risk faktörlerinden bir veya daha fazlasının mevcut olması durumunda kadının intrapartum antibiyotiklerle tedavi edilmesi gerektiğini belirtmektedir :
- Erken doğum (<37 hafta)
- Membranların uzun süreli yırtılması (>18 saat)
- İntrapartum ateş (≥38 °C)
- Önceki bir bebekte GBS hastalığı öyküsü
- Bu hamilelik sırasında GBS bakteriürisi
Bu protokol, hamile kadınların %15-20'sine intrapartum antibiyotik verilmesi ve erken başlangıçlı GBS sepsis vakalarının %65-70'inin önlenmesi ile sonuçlanır.
C Grubu
Bu grup içerir , S. equi neden olur, boğan atlarda ve S. zooepidemicus - S. equi a, klonal soyundan ya da biyovar ata arasında S. zooepidemicus sığır ve atlar olmak üzere memelilerin çeşitli türlerin, enfeksiyonlara neden olan girmişlerdir. S. dysgalactiae ayrıca grup C, beta-hemolitik streptokokların bir üyesidir ve farenjit ve grup A streptokoklara benzer diğer piyojenik enfeksiyonlara neden olabilir .
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 hemolitiktir ve E. faecium bazen beta hemolitiktir.
Kalan enterokokal olmayan grup D suşları arasında Streptococcus gallolyticus , Streptococcus bovis ve Streptococcus equinus bulunur .
Hemolitik olmayan streptokoklar nadiren hastalığa neden olur. Bununla birlikte, zayıf hemolitik grup D beta-hemolitik streptokoklar ve Listeria monocytogenes (aslında gram pozitif bir basildir) hemolitik olmayan streptokoklarla karıştırılmamalıdır.
F Grubu streptokoklar
F Grubu streptokoklar ilk olarak 1934'te Long ve Bliss tarafından "dakika hemolitik streptokoklar" arasında tanımlanmıştır. Ayrıca Streptococcus anginosus (Lancefield sınıflandırma sistemine göre) veya S. milleri grubunun üyeleri ( Avrupa sistemine göre ) olarak da bilinirler .
G Grubu streptokoklar
Bu streptokoklar, yalnızca bunlarla sınırlı olmamak üzere, genellikle beta-hemolitiktir. Streptococcus dysgalactiae , özellikle insan hastalıklarında karşılaşılan baskın türdür. S. canis , tipik olarak hayvanlarda bulunan ancak insanlarda enfeksiyona neden olabilen bir GGS örneğidir. S. phocae , deniz memelilerinde ve deniz balıklarında bulunan bir GGS alt türüdür. Deniz memelilerinde esas olarak meningoensefalit , sepsis ve endokardit ile ilişkilendirilmiştir, ancak aynı zamanda diğer birçok patoloji ile de ilişkilidir. Çevresel rezervuarı ve deniz memelilerinde bulaşma yolları iyi tanımlanmamıştır.
H Grubu streptokoklar
H grubu streptokoklar orta boy köpeklerde enfeksiyona neden olur. H Grubu streptokoklar, bir insan bir köpeğin ağzıyla doğrudan temas etmedikçe nadiren insan hastalığına neden olur. Bunun yayılabileceği en yaygın yollardan biri insandan köpeğe, ağızdan ağza temastır. Bununla birlikte, köpek insanın elini yalayabilir ve enfeksiyon da yayılabilir.
Moleküler taksonomi ve filogenetik
Streptokoklar, 16S rDNA dizilerine göre 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 S. pneumoniae ve S. pyogenes ait ABD mitis ve S. pyogenes'in neden olan ajan ise sırasıyla grupları, diş çürükleri , Streptococcus mutans , bazal olan Streptococcus grup.
Son teknolojik gelişmeler, daha sağlam ve güvenilir filogenetik ve karşılaştırmalı genomik analizlerin yapılmasına izin vererek, Streptococcus türleri için mevcut genom dizilerinin artmasıyla sonuçlanmıştır . 2018'de, Streptococcus içindeki evrimsel ilişkiler , dört farklı protein veri kümesine dayalı olarak oluşturulan kapsamlı filogenetik ağaçların analizi ve 134 yüksek düzeyde spesifik moleküler imzanın ( korunmuş imza indelleri biçiminde ) tanımlanması yoluyla Patel ve Gupta tarafından yeniden incelendi . münhasıran tüm cins veya onun farklı alt dalları tarafından paylaşılır.
Sonuçlar , "Mitis-Suis" ve "Pygogenes-Equinus-Mutans" olarak adlandırılan Streptococcus içinde en yüksek seviyede iki ana dalın varlığını ortaya koydu . “Mitis-Suis” ana bölümü, Suis alt kanadını ve Angiosus, Pneumoniae, Gordonii ve Parasanguinis alt bölümlerini kapsayan Mitis kanadını içerir. İkinci ana dal olan “Pygogenes-Equinus-Mutans”, Pyogenes, Mutans, Salivarius, Equinus, Sobrinus, Halotolerans, Porci, Entericus ve Orisratti alt sınıflarını içerir. Toplamda, Streptococcus cinsi içinde , her biri filogenetik ağaçlardaki güvenilir dallanma modelleri ve bu 14 kanadın üyelerinin ayırt edici özellikleri olan farklı proteinlerde çok sayıda korunmuş imza indellerinin varlığı ile desteklenen 14 farklı alt bölüm tanımlanmıştır. Bu çalışmalara dayalı olarak Streptococcus arasındaki genel ilişkileri gösteren bir özet diyagram bu sayfadaki bir şekilde gösterilmektedir.
genomik
Yüzlerce türün genomları dizilendi. Çoğu Streptococcus genomu 1.8 ila 2.3 Mb boyutundadır ve 1.700 ila 2.300 proteini kodlar. Bazı önemli genomlar tabloda listelenmiştir. Tabloda gösterilen dört tür ( S. pyogenes, S. agalactiae, S. pneumoniae ve S. mutans ), yaklaşık %70'lik bir ortalama ikili protein dizisi özdeşliğine sahiptir.
özellik | S. pyogenes | S. agalactiae | S. pnömoni | S. mutanlar |
---|---|---|---|---|
baz çiftleri | 1.852.442 | 2.211.488 | 2.160.837 | 2.030.921 |
ORF'ler | 1792 | 2118 | 2236 | 1963 |
peygamberler | Evet | numara | numara | numara |
bakteriyofaj
Birçok Streptococcus türü için bakteriyofajlar tanımlanmıştır . S. pneumoniae'de boyut olarak 38 ila 41 kb arasında değişen, her biri 42 ila 66 geni kodlayan 18 profaj tarif edilmiştir . Keşfedilen ilk Streptococcus fajlarından bazıları Dp-1 ve ω1 (takma ad ω-1) idi. 1981'de Cp (Complutense faj 1, resmi olarak Streptococcus virüsü Cp1 , Pikovirinae ) ailesi, ilk üyesi olarak Cp-1 ile keşfedildi. Dp-1 ve Cp-1 hem de enfekte S. pneumoniae ve S. mitis . Bununla birlikte, çoğu Streptococcus fajının konakçı aralıkları sistematik olarak araştırılmamıştır.
Doğal genetik dönüşüm
Doğal genetik dönüşüm , DNA'nın çevreleyen ortam aracılığıyla bir bakteriden diğerine transferini içerir. Dönüşüm, çok sayıda genin ekspresyonuna bağlı karmaşık bir süreçtir. Bir bakterinin transformasyon yapabilmesi için yeterlilik olarak adlandırılan özel bir fizyolojik duruma girmesi gerekir . S. pneumoniae , S. mitis ve S. oralis Bu kardeş katili mekanizma temel olarak son derece yetkin izolatlar arasında, aynı niş mevcut yetkili olmayan kardeşler kullanan yetkin hale gelir ve bunun sonucunda aktif bir yırtıcı kardeş katili bir mekanizma ile transformasyon için homolog DNA edinebilirler S pnömoni , Li ve ark. nazal kolonizasyon uygunluğunun ve virülansının (akciğer enfektivitesi) sağlam bir yeterlilik sistemine bağlı olduğunu gösterdi. Yeterlilik, streptokok patojeninin, konakçının oksidatif saldırısının neden olduğu DNA hasarlarının rekombinasyonel onarımı için harici homolog DNA kullanmasına izin verebilir.
Ayrıca bakınız
Referanslar
Dış bağlantılar
- NIAID tarafından finanse edilen bir Biyoinformatik Kaynak Merkezi olan PATRIC'teki Streptococcus genomları ve ilgili bilgiler
- Hastalık Kontrol Önleme Merkezleri (CDC) (Mart 2000). "Doğum öncesi bakım sağlayıcıları tarafından perinatal grup B streptokok hastalık önleme önerilerinin benimsenmesi - Connecticut ve Minnesota, 1998" . MMWR Morb. ölümlü. haftaya. Cum . 49 (11): 228–32. PMID 10763673 .
- Kanadalı Strep B Vakfı
- Birleşik Krallık [[Grup B Strep Support yardım kuruluşu]
- Doğadan İlham Alan CRISPR Enzim Keşifleri Genom Düzenlemeyi Büyük Ölçüde Genişletiyor . Açık: SciTechDaily. 16 Haziran 2020. Kaynak: Media Lab, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü.