Streptokokus

Streptokokus termasuk dalam famili Streptococcaceae (genus Streptococcus). Bakteri ini pertama kali ditemukan oleh T. Bilroth pada tahun 1874 selama erisipelas; oleh L. Pasteur pada tahun 1878 selama sepsis pascapersalinan; diisolasi dalam kultur murni pada tahun 1883 oleh F. Feleisen.

Streptokokus (bahasa Yunani streptos - rantai dan coccus - butiran) adalah sel gram positif, sitokrom negatif, katalase negatif berbentuk bulat atau lonjong dengan diameter 0,6-1,0 μm, tumbuh dalam bentuk rantai dengan berbagai panjang atau sebagai tetrakokus; tidak bergerak (kecuali untuk beberapa perwakilan serogrup D); kandungan G + C dalam DNA adalah 32-44 mol% (untuk famili). Mereka tidak membentuk spora. Streptokokus patogen membentuk kapsul. Streptokokus adalah anaerob fakultatif, tetapi ada juga anaerob ketat. Suhu optimum adalah 37 °C, pH optimum adalah 7,2-7,6. Streptokokus patogen tidak tumbuh atau tumbuh sangat buruk pada media nutrisi biasa. Kaldu gula dan agar darah yang mengandung 5% darah yang didefibrinasi biasanya digunakan untuk budidayanya. Media tidak boleh mengandung gula pereduksi, karena mereka menghambat hemolisis. Pada media kaldu, pertumbuhannya bersifat parietal bawah berupa endapan yang gembur, kaldunya transparan. Streptokokus yang membentuk rantai pendek menyebabkan kekeruhan pada kaldu. Pada media padat, streptokokus serogrup A membentuk koloni dengan tiga jenis:

• mukoid - besar, berkilau, menyerupai setetes air, tetapi memiliki konsistensi kental. Koloni semacam itu terbentuk dari strain virulen yang baru diisolasi yang memiliki kapsul;
• kasar - lebih besar dari mukoid, datar, dengan permukaan tidak rata dan tepi bergerigi. Koloni seperti itu terbentuk oleh strain virulen yang memiliki antigen M;
• koloni halus, lebih kecil dengan tepi rata; membentuk kultur non-virulen.

Streptococci memfermentasi glukosa, maltosa, sukrosa dan beberapa karbohidrat lain untuk membentuk asam tanpa gas (kecuali S. kefir, yang membentuk asam dan gas), tidak mengentalkan susu (kecuali S. lactis), dan tidak memiliki sifat proteolitik (kecuali beberapa enterococci).

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Faktor utama patogenisitas streptokokus

Protein M merupakan faktor patogenisitas utama. Protein M dari streptokokus adalah molekul fibrilar yang membentuk fimbria pada permukaan dinding sel streptokokus grup A. Protein M menentukan sifat adhesif, menghambat fagositosis, menentukan spesifisitas jenis antigen, dan memiliki sifat superantigen. Antibodi terhadap antigen M memiliki sifat protektif (antibodi terhadap protein T dan R tidak memiliki sifat tersebut). Protein mirip M ditemukan pada streptokokus grup C dan G dan mungkin merupakan faktor dalam patogenisitasnya.

Kapsul. Terdiri dari asam hialuronat, mirip dengan yang ditemukan dalam jaringan, sehingga fagosit tidak mengenali streptokokus dengan kapsul sebagai antigen asing.

Eritrogenin adalah toksin demam merah, suatu superantigen, yang menyebabkan TSS. Ada tiga serotipe (A, B, C). Pada pasien dengan demam merah, zat ini menyebabkan ruam merah terang pada kulit dan selaput lendir. Zat ini memiliki efek pirogenik, alergenik, imunosupresif, dan mitogenik, serta menghancurkan trombosit.

Hemolisin (streptolisin) O menghancurkan eritrosit, memiliki efek sitotoksik, termasuk leukotoksik dan kardiotoksik, dan diproduksi oleh sebagian besar streptokokus serogrup A, C, dan G.

Hemolisin (streptolisin) S memiliki efek hemolitik dan sitotoksik. Tidak seperti streptolisin O, streptolisin S merupakan antigen yang sangat lemah, dan juga diproduksi oleh streptococcus serogrup A, C, dan G.

Streptokinase adalah enzim yang mengubah preaktivator menjadi aktivator, dan mengubah plasminogen menjadi plasmin, yang terakhir menghidrolisis fibrin. Dengan demikian, streptokinase, yang mengaktifkan fibrinolisin darah, meningkatkan sifat invasif streptokokus.

Faktor penghambat kemotaksis (aminopeptidase) menghambat motilitas fagosit neutrofil.

Hyaluronidase merupakan faktor invasi.

Faktor kekeruhan adalah hidrolisis lipoprotein serum.

Protease - penghancuran berbagai protein; mungkin terkait dengan toksisitas jaringan.

DNase (A, B, C, D) - Hidrolisis DNA.

Kemampuan untuk berinteraksi dengan fragmen Fc IgG melalui reseptor I - penghambatan sistem komplemen dan aktivitas fagosit.

Sifat alergenik streptokokus yang nyata, yang menyebabkan sensitisasi tubuh.

Resistensi streptokokus

Streptokokus dapat bertahan pada suhu rendah dengan baik, cukup tahan terhadap pengeringan, terutama dalam lingkungan protein (darah, nanah, lendir), dan tetap hidup selama beberapa bulan pada benda dan debu. Ketika dipanaskan hingga suhu 56 °C, mereka mati setelah 30 menit, kecuali streptokokus grup D, yang dapat menahan pemanasan hingga 70 °C selama 1 jam. Larutan asam karbol dan lysol 3-5% dapat membunuh mereka dalam waktu 15 menit.

Kekebalan pasca infeksi

Antitoksin dan antibodi M spesifik tipe berperan utama dalam pembentukannya. Kekebalan antitoksik setelah demam skarlatina kuat dan tahan lama. Kekebalan antimikroba juga kuat dan tahan lama, tetapi efektivitasnya dibatasi oleh spesifisitas tipe antibodi M.

Epidemiologi infeksi streptokokus

Sumber infeksi streptokokus eksogen adalah pasien dengan penyakit streptokokus akut (radang amandel, demam berdarah, pneumonia), serta mereka yang baru sembuh dari penyakit tersebut. Cara utama penularan adalah melalui udara, dalam kasus lain - kontak langsung dan sangat jarang melalui makanan (susu dan produk makanan lainnya).

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]

Gejala infeksi streptokokus

Streptokokus merupakan penghuni selaput lendir saluran pernapasan bagian atas, saluran pencernaan, dan saluran kemih, oleh karena itu penyakit yang ditimbulkannya dapat bersifat endogen atau eksogen, yaitu disebabkan oleh kokusnya sendiri atau akibat infeksi dari luar. Setelah menembus kulit yang rusak, streptokokus menyebar dari fokus lokal melalui sistem limfatik dan peredaran darah. Infeksi melalui droplet atau debu di udara menyebabkan kerusakan pada jaringan limfoid ( tonsilitis ), prosesnya melibatkan kelenjar getah bening regional, dari sana patogen menyebar melalui pembuluh limfatik dan secara hematogen.

Kemampuan streptokokus untuk menyebabkan berbagai penyakit bergantung pada:

• titik masuk (infeksi luka, sepsis nifas, erisipelas, dll.; infeksi saluran pernafasan - demam berdarah, tonsilitis);
• adanya berbagai faktor patogenisitas pada streptokokus;
• keadaan sistem imun: bila tidak ada imunitas antitoksik, infeksi dengan streptokokus toksigenik serogrup A menyebabkan timbulnya demam berdarah, dan bila ada imunitas antitoksik, terjadi tonsilitis;
• sifat sensitisasi streptokokus; mereka sangat menentukan kekhasan patogenesis penyakit streptokokus dan merupakan penyebab utama komplikasi seperti nefrosonefritis, radang sendi, kerusakan pada sistem kardiovaskular, dll.;
• fungsi purulen dan septik streptokokus;
• kehadiran sejumlah besar serovarian streptokokus serogrup A menurut antigen M.

Kekebalan antimikroba, yang disebabkan oleh antibodi terhadap protein M, bersifat spesifik tipe, dan karena terdapat banyak serovarian untuk antigen M, kasus tonsilitis, erisipelas, dan penyakit streptokokus lainnya yang berulang mungkin terjadi. Patogenesis infeksi kronis yang disebabkan oleh streptokokus lebih kompleks: tonsilitis kronis, rematik, nefritis. Keadaan berikut mengonfirmasi peran etiologi streptokokus serogrup A di dalamnya:

• Penyakit ini biasanya terjadi setelah infeksi streptokokus akut (tonsilitis, demam berdarah);
• Pada pasien tersebut, streptokokus atau bentuk-L dan antigennya sering ditemukan dalam darah, terutama selama eksaserbasi, dan, sebagai aturan, streptokokus hemolitik atau penghijauan pada selaput lendir faring;
• deteksi konstan antibodi terhadap berbagai antigen streptokokus. Nilai diagnostik khusus pada pasien rematik selama eksaserbasi adalah deteksi antibodi anti-O-streptolisin dan antihialuronidase dalam titer tinggi dalam darah;
• perkembangan sensitisasi terhadap berbagai antigen streptokokus, termasuk komponen eritrogenin yang tahan panas. Ada kemungkinan bahwa autoantibodi terhadap jaringan ikat dan ginjal, masing-masing, berperan dalam perkembangan rematik dan nefritis;
• efek terapeutik yang jelas dari penggunaan antibiotik terhadap streptokokus (penisilin) selama serangan rematik.

Demam berdarah

Demam merah (bahasa Latin akhir scarlatium - warna merah cerah) adalah penyakit menular akut yang secara klinis bermanifestasi sebagai radang amandel, limfadenitis, ruam merah cerah titik-titik kecil pada kulit dan selaput lendir yang kemudian mengelupas, serta keracunan umum pada tubuh dan kecenderungan komplikasi purulen-septik dan alergi.

Demam skarlatina disebabkan oleh streptokokus beta-hemolitik golongan A, yang memiliki antigen-M dan menghasilkan eritrogenin. Peran etiologi dalam demam skarlatina dikaitkan dengan berbagai mikroorganisme - protozoa, kokus anaerobik dan lainnya, streptokokus, bentuk streptokokus yang dapat disaring, virus. Kontribusi yang menentukan untuk klarifikasi penyebab sebenarnya dari demam skarlatina dibuat oleh ilmuwan Rusia GN Gabrichevsky, IG Savchenko dan ilmuwan Amerika Dick (GF Dick dan GH Dick). IG Savchenko menunjukkan kembali pada tahun 1905-1906 bahwa streptokokus demam skarlatina menghasilkan racun, dan serum antitoksik yang diperolehnya memiliki efek terapeutik yang baik. Berdasarkan karya IG Savchenko, pasangan Dick menunjukkan pada tahun 1923-1924 bahwa:

• Pemberian dosis kecil toksin secara intradermal kepada individu yang belum pernah menderita demam berdarah menimbulkan reaksi toksik lokal yang positif berupa kemerahan dan pembengkakan (reaksi Dick);
• pada orang yang pernah terkena demam berdarah, reaksi ini negatif (toksin dinetralkan oleh antitoksin yang dimilikinya);
• Pengenalan dosis besar racun secara subkutan ke individu yang belum pernah menderita demam berdarah menyebabkan mereka mengembangkan gejala-gejala khas demam berdarah.

Akhirnya, dengan menginfeksi relawan dengan kultur streptokokus, mereka mampu mereproduksi demam skarlatina. Saat ini, etiologi streptokokus dari demam skarlatina secara umum diakui. Keunikannya di sini adalah bahwa demam skarlatina tidak disebabkan oleh satu serotipe streptokokus tertentu, tetapi oleh salah satu streptokokus beta-hemolitik yang memiliki antigen-M dan menghasilkan eritrogenin. Namun, dalam epidemiologi demam skarlatina di berbagai negara, di berbagai wilayah dan pada waktu yang berbeda, peran utama dimainkan oleh streptokokus yang memiliki serotipe antigen-M yang berbeda (1, 2, 4 atau lainnya) dan menghasilkan eritrogenin dari serotipe yang berbeda (A, B, C). Perubahan serotipe ini mungkin terjadi.

Faktor utama patogenisitas streptokokus pada demam skarlatina adalah eksotoksin (eritrogenin), sifat piogenik-septik dan alergenik streptokokus dan eritrogeninnya. Eritrogenin terdiri dari dua komponen - protein yang tidak tahan panas (toksin itu sendiri) dan zat yang tahan panas dengan sifat alergenik.

Demam Scarlet ditularkan terutama melalui droplet di udara, tetapi permukaan luka apa pun juga dapat menjadi titik masuk. Masa inkubasinya adalah 3-7, terkadang 11 hari. Patogenesis demam Scarlet mencerminkan 3 poin utama yang terkait dengan sifat patogen:

• aksi toksin demam merah, yang menyebabkan perkembangan toksikosis - periode pertama penyakit. Penyakit ini ditandai dengan kerusakan pembuluh darah perifer, munculnya ruam kecil berwarna merah terang, serta peningkatan suhu dan keracunan umum. Perkembangan kekebalan dikaitkan dengan munculnya dan akumulasi antitoksin dalam darah;
• aksi streptokokus itu sendiri. Ini tidak spesifik dan memanifestasikan dirinya dalam pengembangan berbagai proses septik purulen (otitis, limfadenitis, nefritis muncul pada minggu ke-2-3 penyakit);
• Sensitisasi tubuh. Hal ini tercermin dalam bentuk berbagai komplikasi seperti nefrosonefritis, poliartritis, penyakit kardiovaskular, dll. pada minggu ke-2 hingga ke-3 penyakit.

Dalam klinik demam skarlatina, stadium I (toksikosis) dan stadium II juga dibedakan, ketika komplikasi peradangan bernanah dan alergi diamati. Berkat penggunaan antibiotik (penisilin) untuk pengobatan demam skarlatina, frekuensi dan tingkat keparahan komplikasi telah menurun secara signifikan.

Kekebalan pasca infeksi

Kuat, berlangsung lama (penyakit berulang diamati pada 2-16% kasus), disebabkan oleh antitoksin dan sel memori imun. Mereka yang telah pulih dari penyakit juga mempertahankan kondisi alergi terhadap alergen demam merah. Hal ini dideteksi dengan injeksi intradermal streptokokus yang telah dimatikan. Mereka yang telah pulih dari penyakit mengalami kemerahan, pembengkakan, dan nyeri di tempat suntikan (uji Aristovsky-Fanconi). Reaksi Dick digunakan untuk memeriksa kekebalan antitoksik pada anak-anak. Dengan bantuannya, ditetapkan bahwa kekebalan pasif pada anak-anak di tahun pertama kehidupan dipertahankan selama 3-4 bulan pertama.

Diagnostik laboratorium demam berdarah

Pada kasus-kasus yang umum, gambaran klinis demam skarlatina begitu jelas sehingga diagnosis bakteriologis tidak dilakukan. Pada kasus-kasus lain, diagnosis dilakukan dengan mengisolasi kultur murni streptokokus beta-hemolitik, yang ditemukan pada selaput lendir faring pada semua pasien dengan demam skarlatina.

Bakteri kokus gram positif aerobik, yang tergolong dalam genus Aerococcus, Leuconococcus, Pediococcus, dan Lactococcus, dicirikan oleh patogenisitas yang lemah. Penyakit yang ditimbulkannya pada manusia jarang terjadi dan terutama terjadi pada individu dengan sistem kekebalan tubuh yang terganggu.

Klasifikasi streptokokus

Genus streptococcus mencakup sekitar 50 spesies. Di antaranya, terdapat 4 patogen (S. pyogenes, S. pneumoniae, S. agalactiae, dan S. equi), 5 patogen kondisional, dan lebih dari 20 spesies oportunistik. Untuk memudahkan, seluruh genus dibagi menjadi 4 kelompok dengan menggunakan karakteristik berikut: pertumbuhan pada suhu 10 °C; pertumbuhan pada suhu 45 °C; pertumbuhan pada media yang mengandung 6,5% NaCl; pertumbuhan pada media dengan pH 9,6; pertumbuhan pada media yang mengandung 40% empedu; pertumbuhan dalam susu dengan 0,1% metilen biru; pertumbuhan setelah pemanasan pada suhu 60 °C selama 30 menit.

Sebagian besar streptokokus patogenik termasuk dalam kelompok pertama (semua tanda yang tercantum biasanya negatif). Enterokokus (serogroup D), yang juga menyebabkan berbagai penyakit pada manusia, termasuk dalam kelompok ketiga (semua tanda yang tercantum biasanya positif).

Klasifikasi yang paling sederhana didasarkan pada rasio streptokokus terhadap eritrosit. Perbedaannya adalah:

• streptokokus b-hemolitik - bila tumbuh pada agar darah, terdapat zona hemolisis yang jelas di sekitar koloni;
• streptokokus a-hemolitik - warna kehijauan di sekitar koloni dan hemolisis parsial (warna hijau disebabkan oleh konversi oksihemoglobin menjadi methemoglobin);
• Streptokokus hemolitik a1, dibandingkan dengan streptokokus hemolitik b, membentuk zona hemolisis yang kurang jelas dan keruh;
• streptokokus a dan al disebut S. viridans (streptokokus hijau);
• Streptokokus y-non-hemolitik tidak menyebabkan hemolisis pada media nutrisi padat. Klasifikasi serologis telah memperoleh kepentingan praktis yang besar.

Streptokokus memiliki struktur antigen yang kompleks: mereka memiliki antigen umum untuk seluruh genus dan berbagai antigen lainnya. Di antara mereka, antigen polisakarida spesifik kelompok yang terlokalisasi di dinding sel sangat penting untuk klasifikasi. Menurut antigen ini, atas saran R. Lansfeld, streptokokus dibagi menjadi kelompok serologis yang diberi huruf A, B, C, D, F, G, dll. Saat ini, 20 kelompok serologis streptokokus diketahui (dari A hingga V). Streptokokus patogen bagi manusia termasuk dalam kelompok A, kelompok B dan D, lebih jarang ke C, F dan G. Dalam hal ini, menentukan afiliasi kelompok streptokokus adalah momen yang menentukan dalam diagnosis penyakit yang ditimbulkannya. Antigen polisakarida kelompok ditentukan menggunakan antiserum yang sesuai dalam reaksi presipitasi.

Selain antigen golongan, antigen spesifik tipe telah ditemukan pada streptokokus hemolitik. Pada streptokokus golongan A, ini adalah protein M, T, dan R. Protein M tahan panas dalam media asam, tetapi dihancurkan oleh tripsin dan pepsin. Ia terdeteksi setelah hidrolisis streptokokus asam klorida menggunakan reaksi presipitasi. Protein T dihancurkan dengan pemanasan dalam media asam, tetapi tahan terhadap tripsin dan pepsin. Ia ditentukan menggunakan reaksi aglutinasi. Antigen R juga telah ditemukan pada streptokokus serogrup B, C, dan D. Ia sensitif terhadap pepsin, tetapi tidak terhadap tripsin, dihancurkan dengan pemanasan di hadapan asam, tetapi tahan terhadap pemanasan sedang dalam larutan basa lemah. Menurut antigen M, streptokokus hemolitik serogrup A dibagi menjadi sejumlah besar serovarian (sekitar 100), penentuannya memiliki signifikansi epidemiologis. Berdasarkan protein T, streptokokus serogroup A juga dibagi menjadi beberapa lusin serovarian. Pada grup B, 8 serovarian dibedakan.

Streptokokus juga memiliki antigen yang bereaksi silang yang umum dengan antigen sel lapisan basal epitel kulit dan sel epitel zona kortikal dan medula timus, yang mungkin menjadi penyebab gangguan autoimun yang disebabkan oleh kokus ini. Antigen (reseptor I) telah ditemukan di dinding sel streptokokus, yang dikaitkan dengan kemampuannya, seperti stafilokokus dengan protein A, untuk berinteraksi dengan fragmen Fc dari molekul IgG.

Penyakit yang disebabkan oleh streptokokus dibagi menjadi 11 kelas. Kelompok utama penyakit ini adalah:

• berbagai proses supuratif - abses, phlegmon, otitis, peritonitis, pleuritis, osteomielitis, dll.;
• erisipelas - infeksi luka (radang pembuluh limfatik pada kulit dan jaringan subkutan);
• komplikasi luka bernanah (terutama di masa perang) - abses, phlegmon, sepsis, dll.;
• tonsilitis - akut dan kronis;
• sepsis: sepsis akut (endokarditis akut); sepsis kronik (endokarditis kronis); sepsis pascapersalinan (puerperal);
• reumatik;
• pneumonia, meningitis, ulkus kornea merayap (pneumokokus);
• demam berdarah;
• karies gigi - agen penyebabnya paling sering adalah S. mutatis. Gen streptokokus kariogenik yang bertanggung jawab atas sintesis enzim yang memastikan kolonisasi permukaan gigi dan gusi oleh streptokokus ini telah diisolasi dan dipelajari.

Meskipun sebagian besar streptokokus yang bersifat patogen bagi manusia tergolong dalam serogrup A, streptokokus serogrup D dan B juga berperan penting dalam patologi manusia. Streptokokus serogrup D (enterokokus) dikenal sebagai agen penyebab infeksi luka, berbagai penyakit bedah bernanah, komplikasi bernanah pada wanita hamil, wanita dalam persalinan dan pasien ginekologi, mereka menginfeksi ginjal, kandung kemih, menyebabkan sepsis, endokarditis, pneumonia, keracunan makanan (varian proteolitik enterokokus). Streptokokus serogrup B (S. agalactiae) sering menyebabkan penyakit pada bayi baru lahir - infeksi saluran pernapasan, meningitis, septikemia. Secara epidemiologis, mereka dikaitkan dengan pembawaan streptokokus jenis ini pada ibu dan staf rumah sakit bersalin.

Streptokokus anaerob (Peptostreptococcus), yang ditemukan pada orang sehat sebagai bagian dari mikroflora saluran pernapasan, mulut, nasofaring, usus dan vagina, juga dapat menjadi penyebab penyakit purulen-septik - radang usus buntu, sepsis pascapersalinan, dll.

[ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ]

Diagnostik laboratorium infeksi streptokokus

Metode utama untuk mendiagnosis penyakit streptokokus adalah bakteriologis. Bahan untuk penelitian ini adalah darah, nanah, lendir dari faring, plak dari amandel, dan cairan luka. Tahap yang menentukan dari penelitian kultur murni yang diisolasi adalah penentuan serogrupnya. Dua metode digunakan untuk tujuan ini.

• Serologis - penentuan polisakarida golongan menggunakan reaksi presipitasi. Untuk tujuan ini, serum spesifik golongan yang sesuai digunakan. Jika galurnya beta-hemolitik, antigen polisakaridanya diekstraksi dengan HCl dan diuji dengan antiserum serogrup A, B, C, D, F, dan G. Jika galurnya tidak menyebabkan beta-hemolisis, antigennya diekstraksi dan diuji dengan antiserum golongan B dan D saja. Antiserum golongan A, C, F, dan G sering bereaksi silang dengan streptokokus alfa-hemolitik dan non-hemolitik. Streptokokus yang tidak menyebabkan beta-hemolisis dan tidak termasuk golongan B dan D diidentifikasi dengan uji fisiologis lainnya. Streptokokus golongan D diisolasi sebagai genus terpisah, Enterococcus.
• Metode pengelompokan didasarkan pada kemampuan aminopeptidase (enzim yang diproduksi oleh streptokokus serogrup A dan D) untuk menghidrolisis pirolidin-naftilamida. Untuk tujuan ini, kit komersial berisi reagen yang diperlukan diproduksi untuk penentuan streptokokus grup A dalam kultur darah dan kaldu. Namun, spesifisitas metode ini kurang dari 80%.

Penentuan serotipe streptokokus serogrup A dilakukan menggunakan reaksi presipitasi (menentukan serotipe M) atau reaksi aglutinasi (menentukan serotipe T) hanya untuk tujuan epidemiologi.

Di antara reaksi serologis untuk mendeteksi streptokokus serogrup A, B, C, D, F dan G, reaksi koaglutinasi dan aglutinasi lateks digunakan. Penentuan titer antibodi anti-hialuronidase dan anti-O-streptolisin digunakan sebagai metode tambahan untuk mendiagnosis rematik dan untuk menilai aktivitas proses rematik.

IFM juga dapat digunakan untuk mendeteksi antigen polisakarida streptokokus.