STAFİLOKOKLAR
Özellikleri
Fakültatif anaerobik, katalaz pozitif Gram pozitif koklardır.
Mikroskobik görünümleri üzüm salkımına (Yunanca staphyl terimi salkım üzüm anlamına gelir) benzer. Kümeler halinde görünürler. Koagulaz enzimi salgılayan Staphylococcus aureus (S. aureus) patojendir. Koagulaz negatif olan diğer stafilokokların çoğu düşük virülanslı flora elemanlarıdır. Koagulaz negatif, düşük virülanslı ve flora elemanı olmasına rağmen S. epidermitis, Staphylococcus haemolyticus, Staphylococcus lugdunensis ve Staphylococcus saprophyticus, hastalık etkeni olarak karşılaştığımız diğer diğer stafilokoklardır.
Stafilokoklar irinli (piyojenik) deri, yara, mukoza, enfeksiyonları, fronkül, karbonkül, impetigo etkenleri arasında yer alır. Gıda zehirlenmesi, toksik şok sendromu, bakteriyemi, artrit, osteomyelit, endokardit, üst ve alt solunum yolu enfeksiyonları, pnömoni, menenjit, idrar yolu enfeksiyonları, hastane enfeksiyonlarınında önemli etkenleri arasındadırlar.
Stafilokok aureus
Önemli patojenlerden olan bu bakterinin taşıyıcılığıda hastane ortamında risk oluşturur. Sıklıkla doktor, hemşire, diğer hastane personelinin, yatan hastaların burun, nazofarenks, deri, vajen, aksilla, perine de taşıyıcılığı saptanmıştır. Bu durum bakterinin özellikle yoğun bakım ve yeni doğan ünitelerinde hastane kaynaklı salgınlarına neden olur. S. aureus enfeksiyonlarının patogenezini oluşturan salgıladıkları bir çok enzim ve toksin vardır. Bu patojenine faktörleri sayesinde deri, beyin (menenjit, ensefalit, abse), solunum sistemi, kardiyovasküler sistem, kas, kemik, gastrointestinal sistem ve üriner sistem olmak üzere tüm sistemlerde enfeksiyon etkeni olarak görülebilir.
S. aureusun salgıladığı toksinleri ile yaptığı enfeksiyonlar: besin zehirlenmesi, toksik şok sendromu, soyulmuş deri sendromudur.
Virülans faktörleri:
Polisakkarit kapsül: Antifagositikdir. Kemotaksisi inhibe eder, kateterlere ve diğer sentetik malzemelere bağlanmaya aracılık eder.
Protein A: hücre duvarında bulunan Protein A, IgG molekülünün Fc reseptörlerine bağlanır antikor bağımlı fagositozu önler. Ayrıca IgG’nin biyokimyasal saflaştırılmasında da kullanılır.
Fosfat içeren teikoik asitler hücre dışı matris bileşeni fibronektine bağlanarak stafilokokların mukozaya tutunmasına aracılık eder.
Peptidoglikan: Gram pozitif bakteri hücre duvarında çok miktarda bulunan peptidoglikanlar endotoksin gibi davranır. Pirojen üretimi ve ateş yükselmesine neden olur. Polimorfonükleer lökositleri çeker, bağışıklık sistemini aktive eder.
Kemotoaksis inhibitor protein (CHİPS) S aureus salgılar. nötrofil kemotaksisini inhibe eder.
Hücre dışı yapışma proteini (Eap) S. aureus’un hücreye yapışması ve girişi ile ilgilidir.
Altın rengi karotenoid pigment: S. aureus karotenoid pigmenti, nötrofillerde öldürmeye karşı direnç sağlar.
Enzimler
Katalaz: H2O2’yi H2O ve O2 ye dönüştürür. Fagositik hücrelerde fagolizozom içinde oluşan hidrojen peroksiti parçalar.
Koagülaz: S. aureus tarafından üretilir. Hücre içi depolanır. Hücreye bağlı (kümeleştirme Faktörü=Clumping Factor) ve serbest koagülaz olmak üzere iki türdür. Fibrinojeni bağlayarak fibrin oluşturur. Fibrin ağı içerisinde hem bakterilerin üremesi için uygun ortam oluşturur hemde onları fagositozdan korur.
Hiyalüronidaz: bağ dokusuna zarar verir. Yayılmayı kolaylaştırır.
Beta-laktamaz: beta laktam halkası içeren antibiyotikleri yapısını bozar.
Fibrinolizin (stafilokinaz) fibrin pıhtılarını çözer.yayılmayı kolaylaştırır.
Proteinaz: Proteinleri parçalar.
Lipazlar: hücre lipitlerini bozar. Yayılıma yardımcı olur.
Toksinler
α, β, γ ve δ sitotoksinler : eritrosit(hemolizin), lökosit, makrofaj, trombosit ve fibroblastları yıkar. Fagositik hücrelerin yok edilmesi, lizozomal enzimlerin ortama yayılmasına ve doku hasarına neden olur.
Alfa toksin eritrositleri parçalayabilir.
Beta toksin: sfingomyelinaz C’dir. Eritrosit, lökosit ve fibroblastları parçalar.
Gama toksin: lökosidindir. Eritrositleride parçalar.
Delta toksin: Antijenik değildir. eritrosit, lökosit, makrofaj, lenfosit ve trombositlere hasar verir.
Hemolizinler : hemolize neden olur. Alfa ve delta lisin insan hücreleri için litiktir; beta lizin sığır suşlarında bulunur ve koyun hücreleri için hemolitiktir.
Lökosidin: lökositleri parçalar.
Panton-Valentine lökositin: güçlü bir sitotoksindir. Antijeniktir. Sinerjik etkili F (Fast) ve S (Slow) proteinlerden oluşur. MRSA ların nekrotizan pnomoni ve ülseratif cilt enfeksiyonlarından sorumludur. Polimorf lökositleri ve makrofajları parçalar. Fagositozu önler.
Eksfolyatif toksinler: Antijenik. A ve B olmak üzere iki farklı tipi bulunur. Eksfoliatif toksin A kromozomlarca kodlanır. Isıya dayanıklı (termostabil) dır. Eksfoliatif toksin B plazmit tarafından kodlanır. Isıya duyarlı (termolabil) dır. ** Yeni doğanları ve küçük çocuklar da görülür, tipik olarak stratum granulosumda soyulma ile seyreden Stafilokokal Haşlanmış Deri Sendromu nedenidir. Bu enfeksiyon Pemfigus neonatorum ve Ritter hastalığı olarakta bilinir. Ateş, huzursuzluk ve ciltte yaygın kızarıklık ile başlar. Ağız çevresinden başlayan vucuda yayılan içi sıvı dolu kabarcıklar görülür. Lezyonlar iltihaplanır, ardından epitel hücrelerinde soyulma (deskuamasyon) başlar. Deri haşlanmış görünümündedir. Patojenine toksinden kaynaklandığı için kabarcıklar bakteri içermez.
Tanı sıklıkla klinik olarak konur. Deriden yada kandan bakteri izolasyonu değerli değildir. Doğrulamada deri biyopsisi önemlidir. Hızla antistafilokokkal tedavi başlanmalıdır.
Pirojenik Ekzotoksinler
A, B, ve C pirojenik toksinleri: Bunlar pirojen, mitojen ve endotoksik şoku arttırıcıdır.
Enterotoksin ve TSST-1: pirojenik etkiler gösterir
Süper antijenler: T hücrelerini aktive ederek, tüm immün sistemin uyarılmasına neden olurlar.
S. aureusun iki önemli süper antijeni:
Enterotoksinler: 6 (A-F) türdür. enterotoksin B; T hücrelerini uyarır mast hücreleri aktive olur. Besinlerin alınmasından sonra aniden ortaya çıkar. Bulantı, kusma, ishal ile seyreden gıda zehirlenmesi yapar. Stafilokokal gıda zehirlenmesinde ısıya dayanıklı enterotoksinler önemlidir. Yemeği ısıtmakla bakterileri ölse bile toksin inaktive olmaz. Gıda hazırlayıcıların nazofarenks S. aureus taşıyıcısı olmaları besinlere bulaşta rol oynar.
Toxic shock syndrome toxin 1 (TSST-1): Enterotoksin F olarakda bilinir. Toksik şok sendromu etkenidir. Süperantijen gibi davranır. Çok fazla sitokin salınmasına neden olur. İmmün sistem aktivasyonu, vazodilatasyon, hipovolemik şok ortaya çıkar. Birden fazla organ tutulumu ve ateş, düşük tansiyon, vücutta yaygın, kaşıntısız kızıl benzeri deri dökünsü gözlenir.
Amerikada adet gören kadınların kullandığı tampon kaynaklı gelişen toksik şok sendromu ile 1080 de dikkat çekmiştir.
İmpetigo
Genellikle 2-5 yaş arasındaki çocuklarda en sık görülen bulaşıcı bakteriyel deri enfeksiyonudur. En sık etken S. aureus’tur. Bunu A grubu β-hemolitik streptokoklar takip eder.
Büllöz veya büllöz olmayan türleri vardır. En sık büllöz olmayan tür görülür.
Non-büllöz impetigo: genellikle yüz ve ekstremiteleri tutar.
Bakteriye verilen cevapla oluşur. Eritematöz makül, papül şeklinde başlar, hızla veziküle dönüşür. Veziküllerin yırtılması ile dışarı sızan içeriğin kurumasıyla karakteristik “bal rengi krutlar” gelişir. Kaşıntı otoinokulasyon ve yayılıma neden olur. Tanıda Gram boyama ve kültür yapılabilir.
Büllöz impetigo, Yenidoğan ve çocuklarda sık olmasına rağmen yetişkinlerde de rastlanabilir. Stafilokoksik toksinlerin sonucudur. Lezyon veziküllerle başlar, hızla genişleyerek iyi sınırlı gevşek büllere dönüşür. Büllerin patlaması ve akan sıvıların kuruması ile sarı kurutlanmalar ortaya çıkar. Rüptüre lezyonlarda bül tavanını yaka şeklinde çevreleyen skuam tipiktir. Yatırılarak yakın takibi gerekir. Büllöz impetigo sıklıkla koltuk altı, kasık, boyun gibi nemli kıvrım yerlerini tutar. Sistemik bulgulara genellikle rastlanmaz.
Metisilin dirençli S. aureus
Metisilin dirençli S. aureus (MRSA): 1941 de kullanılmaya başlanılan penisiline 1950 lerde S. aureus’larda direnç gelişmiştir. Bu direnç plazmitlerle kodlanan beta laktamaz üretimine bağlıdır. 2000’li yıllarda penisilinaz enzimi pozitif saptanan izolatların oranı %90-95’lere ulaşmıştır. 1959’da penisilinaz dirençli penisilin türevi metisilinin devreye girmesi ile bu sorun çözülmüş ancak bu defada mecA geni tarafından kodlanan PBP2a yapısında penisilin bağlayan proteinlerin sentezi ile metisilin dirençli S. aureus’lar ortaya çıkmıştır.
İzolasyonu:
S. aureus kanlı agarda, 37oC da 24 saatte altın sarısı renginde beta hemolizli koloniler yaparak ürer. Ancak 24 saatlik kültürlerde pigment oluşumu görülmeyebilir.
Floralı bölge örneklerinde diğer stafilokoklardan kurtulmak için manitol tuzlu agar gibi Nacl’lü ortama ekilir. Yüksek tuz oranına dayanamayan flora stafilokokları üreyemez, S. aureus tuza dayanıklı olduğundan daha saf üretilebilir.
Katalaz, DNAase pozitif, koagulaz S. aureus için pozitif diğer stafilokoklar için negatifdir. Koagulaz negatif olan diğer stafilokoklara topluca koagulaz negatif stafilokoklar (KNS) denir. S. aureus’a göre çok daha nadiren enfeksiyon etkeni olarak karşımıza çıkarlar.
Bakteriyofaj tiplemesi: Fajlar tarafından parçalanmaya karşı duyarlılıklarıyla ayırt edilir. Farklı fajlar kullanılanarak birkaç yüz Staphylococcus aureus faj tipi tanımlanmıştır.
Matris Destekli Lazer Desorpsiyon İyonizasyon-Uçuş Kütle Spektrometrisi Süresi –(MALDI – TOF MS). Lazer ışını iyonize olur ve numuneyi gaza dönüştürür. Numunenin uçuş süresi kaydedilir. Farklı moleküler ağırlıktaki parçacıkların farklı uçuş süreleri olacaktır. Bir kütle spektrumu oluşturulur. Her mikroorganizmanın kendine özgü bir kütle spektrumu vardır.
İzolatın kütle spektrumu sistemde kayıtlı mikropların kütle spektrumlarıyla karşılaştırılarak bakteri tanımlanabilir.
Genotiplendirme yöntemleri kullanılır.
PCR testleri yapılabilir. Özellikle penisilin direcini oluşturan mecA geninin araştırılması için kullanılır.
S. aureus da antibiyotiklere direnç:
Penisilin direnci:
Etki mekanizması: penisilin bağlayan proteinlere bağlanarak hücre duvar sentezini önler. Penisilin direnci penisilin türevi olan metisilin’e direnç ile ölçülür. Metisilin dirençli stafilokok aureus’larda (MRSA) mec A geni tarafından kodlanan PBP2a türü proteinler mevcuttur. Bunlar normal penisilin bağlayan proteinlere göre beta laktam halkası taşıyan antibiyotiklere karşı düşük afiniteye sahiptirler.
MRSA’lar tüm beta-laktam antibiyotiklerin yanı sıra linkozamidler, makrolidler ve aminoglikozidlere karşı da direnç gösterirler.
Hastane ve toplum kaynaklı MRSA var arasında mec gen tipinde ve enfeksiyon oluşturduğu bölgelerde farklılıklar vardır. Toplum kökenli tuşlar genellikle deri ve yumuşak doku enfeksiyonları ve pnömoniye yol açar, hastane kökenliler solunum, dolaşım enfeksiyonları ve cerrahi yara enfeksiyonlarına neden olur.
MRSA’lar günümüzde özellikle yoğun bakım ünitelerinde önemli problemdir.
GLİKOPEPTİDLERE KARŞI DİRENÇ
Bu ilaçlar sentezlenme aşamasında hücre duvarı peptidoglikanının D-alanil-D-alanin ucuna bağlanarak transpeptidasyon basamağını inhibe ederler. Direnç gelişimi vanA geni varlığı ve D-alanin-D-alanin yerine D-alanin-D-laktat sentezlenmesine bağlıdır. D- alanin -D laktat’a vankomisin bağlanamaz.
1958 de bulunan ve sadece gram-pozitif bakterilere etkili olan vankomisine 1989’dan sonra ilk önce enterokoklarda direnç (VRE) saptanmıştır. Enterekoklarda vankomisin direnci Van A geni aracılığıyla taşınır. Vankomisin direncinin stafilokklarda görülmesi enterokoklardan geçen Van A genine bağlı olduğu düşünülür.
Ancak vankomisine orta duyarlı S. aureus (VISA), ve heterojen VISA (hVISA)’larda vanA geni gözlenmemiştir. Bunlardaki orta duyarlılığın iki nedenle ortaya çıktığı düşünülmektedir. Biri “vankomisin tüketiminde artmadır. Orta duyarlı suşlarda hücre duvarı daha kalındır ve uçları serbest kalmış peptidoglikan çapraz bağlar bulunur. Vankomisin bunlara bağlanarak kalınlaşmış duvar içine hapsedilir. Diğeri ise bu bağlanmalar gözenekleri tıkayarak ilacın asıl hedefine ulaşmasını engeller.
Vancomisin MİK değeri duyarlılık değerinin altında kalmasına rağmen zaman içerisinde yükselmiştir. MİK değeri yüksek olan suşlarda duyarlı bulunsalarda tedavide başarı oranı düşüktür.
KİNUPRİSTİN-DALFOPRİSTİN DİRENCİ
Streptogramindir. Kinupristin (%30)-dalfopristin (%70), iki farklı streptograminin kombinasyonudur. MRSA dahil Gram pozitiflere etkilidir. 50S ribozomal alt ünitesine bağlanır.
Direnç eflux mekanizması, hedef bölgede gelişen değişim ve hedefin metilasyonu ile gelişir. Stafilokoklarda ermA ve ermC metilaz genleri bulunur. (erm; eritromisin ribozomal metilaz). Bunlar metilasyonla ribozomal değişime neden olur. Sonuçta makrolidler, linkozamidler ve streptograminlere karşı direnç gelişir. Erm genleri bakteriler arasında transpozon ya da plazmid yoluyla geçebilir. Bu direnç türünün şimdilik stafilokoklarda görülme sıklığı düşüktür.
LİNEZOLİD DİRENCİ
Linezolid, oksazolidinon grubunda yer alan sentetik bir antimikrobiyal ajandır. Protein sentezini bloke eder. Bakteriyostatiktir. Deri-yumuşak doku enfeksiyonları, ventilatör bağlantılı pnomoni (VİP) olgularında VRE, MRSA, VISA ve VRSA dahil gram-pozitif koklara etki gösterir. MRSA izolatlarında linezolid direnci derin organ tutulumu, cihaz varlığı veya uzun süren linozolid tedavisi ile gelişir.
Linezolid kullanım süresi ile mutasyona uğrayan rRNA gen sayısı artar.
Stafilokoklarda plazmid yoluyla cfr geninin aktarılması rRNA metilasyonuna (ribozomal metilasyon) yol açar. Bu fenikol, linkozamid, oksazolidinon, plöromutilin ve streptogramin A nın hedef bölgeye bağlanması engeller.
DAPTOMİSİN DİRENCİ
Daptomisin sitoplazmik membrana geri dönüşümsüz bağlanarak kalsiyum bağımlı hücre membranı depolarizasyonuna yol açar. Membran potansiyelindeki değişiklik, protein, DNA ve RNA sentezi inhibisyonuna ve bunu takiben hücre ölümüne neden olur.
Daptomisin, MRSA ve VRE gibi çoklu ilaç direnci gösteren bakteriler dahil olmak üzere gram-pozitif mikroorganizmalar üzerinde hızlı ve konsantrasyona bağlı bakterisidal etki gösterir. Pulmoner sürfaktan ile ilaç inaktive olduğu için pnömoni tedavisinde kullanılmaz. Komplike deri ve yumuşak doku enfeksiyonlarında, S.aureus bakteriyemileri ve endokarditlerinde kullanılır.
Direnç çok nadiridir. Mekanizması henüz tanımlanmamıştır.
TİGESİKLİN DİRENCİ
Glisiklinler, tetrasiklinlerin sentetik analoglarıdır. minosiklinin türevidir. 30S ribozomal ünitesine bağlanarak aminoaçil tRNA’nın bağlanmasına engel olur.Tetrasiklin dirençli izolatlara karşı da etkilidir. Bakteriyostatiktir. Efluks pompalarıyla atılımı düşüktür. Tigesiklin direnci efluks pompalarında artış ile ilişkilidir. Direnç nadirdir. Ciddi enfeksiyonlarda mortalite oranları yüksek bulunmuştur. Bu durum bakteriyostatik etkili olmasına bağlanmaktadır.
Koagülaz negatif stafilokoklardır.
S. epidermidis, S. lugdunensis, and S. saprophyticus
Koagulaz negatiftirler.
S epidermidis cilt ve mukozalarda normal flora elemanıdır. Kateter ve kalp kapağı enfeksiyonlarına neden olur. Polysaccarit (slime faktör) üreterek tıbbi cihazlara yapışır.
S lugdunensis cilt florasının elemanıdır. Patojen olarak S. aureus ve S. epidermitis kadar sık karşımıza çıkmasada
doğal kapak endokarditi, üriner enfeksiyonları, tıbbi cihaz ve implant enfeksiyonları, yara enfeksiyonu etkenidir.
S. saprophyticus genellikle üriner sistem enfeksiyonları yapar.
Koagulaz negatif bakteri izolasyonu: kanlı besi yerinde ürerler. Gram boyamada Gram pozitif koklar görülür. Katalaz pozitiftirler. Koagulaz negatiflikleri ile S. aureus dan ayrılırlar.
Tiplendirmek için detaylı testler gerekir. Bir çok testi birlikte sunan ticari bakteri tanımlama kitleri ile tiplendirilebilirler.
S. saprofiticus: Novobiosine dirençli oluşu tanıda önemlidir. İdrar yolu enfeksiyonlarında, kültürde üreyen Stafilokok’a novobiosin direnci bakılır.
