Staphylococcus Lugdunensis - Pengertian, Klasifikasi, Habitat, Morfologi dan Cara Pengobatan

Definisi, Klasifikasi, Habitat, Morfologi dan Cara Pengobatan dari Staphylococcus Lugdunensis :

Pengertian Staphylococcus Lugdunensis

Apa itu Staphylococcus Lugdunensis ?

Staphylococcus lugdunensis adalah kokus Gram-positif, koagulase-negatif yang merupakan bagian dari flora normal manusia tetapi baru-baru ini telah dikaitkan dengan berbagai infeksi kulit dan jaringan lunak.

• S. lugdunensis memiliki potensi patogen yang signifikan dibandingkan dengan stafilokokus negatif koagulase karena berbagai faktor virulensinya.
• Seperti semua stafilokokus, S. lugdunensis juga mengelompokkan kokus Gram-positif, non-motil, non-pembentuk spora, dan anaerobik fakultatif.
• Ini pertama kali diisolasi dan dijelaskan oleh Jean Freney et al. pada tahun 1988 dari spesimen klinis manusia seperti darah, kelenjar getah bening, abses, dan drainase toraks.
• S. lugdunensis dinamai menurut Lugdunum, nama Latin Lyon, sebuah kota di Prancis tempat organisme pertama kali diisolasi.
• Ini menyebabkan berbagai infeksi superfisial yang dekat dengan infeksi yang disebabkan oleh S. aureus bersama dengan infeksi tulang dan sendi dan endokarditis katup asli dalam kasus yang jarang terjadi.
• S. lugdunensis dapat dibedakan dari S. aureus karena tidak memiliki enzim koagulase dan dapat dibedakan dari spesies negatif koagulase lainnya karena kerentanannya terhadap sebagian besar antibiotik.
• S. lugdunensis merupakan bagian integral dari flora kulit normal, terutama pada perut bagian bawah, ekstremitas, selangkangan, area perineum, dan dasar kuku jari kaki pertama. Selain itu juga jarang diisolasi dari bagian muka dan hidung.
• Meskipun bersifat komensal,  S. lugdunensis  memiliki kemampuan untuk menyebabkan infeksi agresif, mirip dengan  S. aureus  daripada CoNS lainnya.
• Organisme ini berpotensi menjadi patogen oportunistik sehingga dianggap sebagai CoNS yang sangat mematikan yang dapat menyebabkan berbagai jenis infeksi, mulai dari infeksi kulit superfisial hingga endokarditis yang mengancam jiwa.

Sumber Gambar : https://doi.org/10.1128/CMR.00205-20

Klasifikasi Staphylococcus Llugdunensis

• Klasifikasi spesies yang berbeda dari genus Staphylococci didasarkan pada berbagai faktor mulai dari morfologi, sifat kimia, urutan asam amino, karakteristik biokimia, dan urutan nukleotida.
• Staphylococcus spp. diklasifikasikan berdasarkan hibridisasi DNA-DNA di mana anggota spesies yang sama menunjukkan nilai pengikatan DNA relatif umumnya 70 persen atau lebih.
• Dasar utama untuk klasifikasi spesies S. lugdunensis adalah komposisi dasar DNA, yang ditemukan 32 mol% G + C.

Domain:	Bakteri
Divisi:	Firmicutes
Kelas:	Bacilli
Memesan:	Bacillales
Keluarga:	Staphylococcaceae
Marga:	Staphylococcus
Jenis:	S. Lyons

Habitat dari Staphylococcus lugdunensis

• Manusia adalah inang utama S. lugdunensis , dan tidak ada inang sementara atau perantara.
• Ini adalah bagian dari flora normal manusia yang ada pada kulit di seluruh tubuh tetapi sebagian besar terkonsentrasi di daerah dengan kelembaban lebih tinggi dan lapisan kulit yang lebih tipis.
• S. lugdunensis primer terletak di daerah sekitar perut bagian bawah, selangkangan, dan daerah perineum. Selain itu, ditemukan dalam jumlah besar di dasar kuku jari kaki pertama.
• Ini juga merupakan bagian dari flora normal nares dan rongga hidung.
•  Karena sebagian besar ditemukan di area bawah tubuh, ia juga disebut sebagai 'penjajah di bawah sabuk'.
• Daerah yang relatif kering sampai agak lembab dan bermandikan emulsi lipid dan keringat ekrin yang mengandung asam laktat-laktat, asam amino, urea, dan elektrolit dianggap sebagai habitat yang sangat baik untuk S. lugdunensis .

Morfologi dari Staphylococcus lugdunensis

• S. lugdunensis adalah kokus Gram-positif dengan diameter rata-rata 0,8–1,0 μm. Ini terjadi sebagian besar baik secara tunggal atau berpasangan, cluster, dan rantai yang terdiri dari tiga hingga lima sel, yang membelah di lebih dari satu bidang untuk membentuk cluster seperti grapelike tidak beraturan.
• Ini adalah pembentukan kapsul non-motil, tidak membentuk spora, secara fakultatif anaerobik, dan biasanya tidak berkapsul atau terbatas.
• Dinding sel S. lugdunensis mengandung asam peptidoglikan dan teikoat, dan asam diamino yang ada dalam peptidoglikan adalah L-lisin.
• Membran sel adalah tipikal dari semua Stafilokokus dengan lapisan ganda protein-lipid yang terutama terdiri dari fosfolipid dan protein yang berbeda.
• Fosfolipid, glikolipid, menaquinon, dan karotenoid membentuk komponen lipid utama membran, sedangkan protein berbeda dengan fungsi berbeda.
• Seperti semua stafilokokus koagulase-negatif lainnya, S. lugdunensis juga memiliki lebih sedikit adhesi dinding sel dan protein yang berhubungan dengan dinding sel.
• S. lugdunensis memiliki perekat dinding sel spesifik seperti SdrF dan SdrG yang bertindak sebagai molekul adhesi pengikat fibrinogen yang membantu dalam perlekatan dan kolonisasi oleh organisme.

Gambar: a- Koloni tampak keabu-abuan, tetapi tampak sedikit lebih sedikit berpigmen dibandingkan dengan  S. aureus . b- Pewarnaan Gram menunjukkan cocci Gram-positif dalam kelompok. Sumber Gambar: 10minus6cosm .

Cultural Karakteristik dari Staphylococcus lugdunensis

Stafilokokus dari spesimen klinis biasanya diisolasi dalam kultur primer pada agar darah dan dalam media cairan seperti kaldu tioglikolat. Selain itu media selektif lainnya seperti Mannitol Salt Agar, Baird-Parker agar , Tellurite Polymyxin egg yolk agar, dan P agar juga dapat digunakan untuk pengayaan dan isolasi. Karakteristik kultur organisme dapat digunakan untuk identifikasi utama organisme selama diagnosis laboratorium. Kisaran suhu untuk pertumbuhan yang baik adalah 30-45 ° C, sedangkan pertumbuhan yang lemah diamati pada 20 ° C. Organisme dapat mentolerir 10% NaCl, tetapi pertumbuhan yang lambat dapat dilihat pada NaCl 15%.

1. Nutrient Agar (NA)

• Koloni S. lugdunensis yang melingkar, berwarna krem ​​sampai putih diamati pada NA. Koloni sebagian besar berdiameter 1 mm dengan seluruh margin.
• Koloni-koloni tersebut memiliki ketinggian dan pusat yang padat dengan batas-batas transparan.

2. Agar Garam Mannitol (MSA)

• Koloni kecil berwarna merah muda hingga merah terbentuk di MSA. Media tetap berwarna merah karena bakteri tidak dapat memfermentasi manitol.
• Koloni berdiameter 1-2 mm dengan seluruh tepi.

3. P agar

• Koloni berwarna krem ​​atau kuning pucat sampai keemasan yang berkilau, halus dengan seluruh tepi.
• Morfologi koloni mungkin agak bervariasi. Diameter koloni sebagian besar 1-4 mm setelah inkubasi selama 72 jam pada suhu 35 ° C pada agar P.

4. Blood Agar (BA)

• Keriput, berukuran sedang (diameter 1-4 mm), beta-hemolitik, buram, koloni putih kasar diamati. Pleiomorfisme koloni umum terjadi pada agar darah. 
• Β-hemolisis terlihat setelah sekitar dua hari inkubasi.

5. Media tioglikolat

• Pertumbuhan anaerobik yang melimpah terlihat dengan inkubasi semalam pada suhu 35-37 ° C.

Karakteristik biokimia dari Staphylococcus lugdunensis

Karakteristik biokimia S. lugdunensis dapat ditabulasikan sebagai berikut:

SN	Karakteristik Biokimia	S. Lyons
1.	Kapsul	Pembentukan kapsul terbatas
2.	Bentuk	Cocci
3.	Katalase	Positif (+)
4.	Oksidase	Negatif (-)
5.	Garam sitrat	Negatif (-)
6.	Metil Merah (MR)	Negatif (-)
7.	Voges Proskauer (VR)	Negatif (-)
8.	Urease	Positif (+)
9.	Koagulase	Negatif (-)
10.	DNase	Negatif (-)
11.	Faktor penggumpalan	Positif (+)
12.	Gas	Positif (+)
11.	H 2 S	Positif (+)
12.	Hemolisis	Β-hemolitik
13.	Motilitas	Negatif (-)
14.	Pengurangan Nitrat	Positif (+)
15.	Hidrolisis Gelatin	Negatif (-)
16.	Produksi Pigmen	Variabel
17.	Resistensi Novobiocin	Rentan
18.	Tes esculin empedu	Negatif (-)

Fermentasi 

SN	Substrat	S. Lyons
1.	Mannitol	Negatif (-)
2.	Glukosa	Positif (+)
3.	Fruktosa	Positif (+)
4.	Galaktosa	Positif (+)
5.	Laktosa	Positif (+)
6.	Maltosa	Positif (+)
7.	Mannose	Positif (+)
8.	Raffinose	Negatif (-)
9.	Ribose	Negatif (-)
10.	Sukrosa	Positif (+)
11.	Pati	Negatif (-)
12.	Trehalose	Positif (+)
13.	Xilosa	Negatif (-)
14.	Salicin	Positif (-)
15.	Gliserin	Positif (+)
16.	Dulcitol	Negatif (-)
17.	Selobiosa	Negatif (-)
18.	Rhamnose	Negatif (-)
19.	Arabinose	Negatif (-)
20.	Inulin	Negatif (-)
21.	Sorbitol	Negatif (-)
22.	Piruvat	Negatif (-)

Reaksi Enzimatis

Gambar: S. lugdunensis positif untuk uji dekarboksilase ornithine. Tabung kiri adalah kontrol (tidak ada asam amino), tabung kanan berisi ornithine. Kedua tabung tersebut mengandung indikator bromokresol ungu yang berubah dari kuning (pH asam) menjadi ungu (pH basa) bila uji positif. Sumber Gambar: 10minus6cosm .

SN	Enzim	S. Lyons
1.	Hyaluronidase	Variabel
2.	Acetoin	Positif (+)
3.	Fosfatase	Negatif (-)
4.	Dekarboksilase ornithine	Positif (+)
5.	Pyrrolidonyl aminopeptidase	Positif (+)
6.	β-galaktosidase	Negatif (-)

Faktor virulensi dari Staphylococcus lugdunensis

Staphylococcus lugdunensis akhir-akhir ini telah muncul sebagai patogen manusia yang signifikan dengan karakteristik klinis dan mikrobiologis yang menonjol di antara stafilokokus koagulase-negatif lainnya. Pembentukan biofilm adalah mekanisme virulensi utama yang digunakan oleh S. lugdunensis , yang genomnya mengandung homolog darioperon ica yang mengkode matriks ekstraseluler biofilm berprotein. Selain itu, organisme tersebut memiliki potensi untuk berinteraksi dengan jaringan dan protein inang yang dapat melapisi permukaan asing selama implantasi alat kesehatan. Adhesin permukaan yang berbeda juga membantu dalam potensi pengikatan organisme yang mendukung kolonisasi dan pembentukan biofilm.

Gambar: Peran klinis dan bakteriologis dari faktor virulensi putatif utama yang diidentifikasi di  S. lugdunensis . Sumber Gambar: American Society for Microbiology .

1. Pembentukan biofilm

•  Salah satu faktor utama dalam patogenesis infeksi stafilokokus adalah pembentukan biofilm.
• Biofilm adalah kumpulan makroskopis dari mikroorganisme yang berada dalam matriks ekstraseluler baik yang dihasilkan oleh organisme maupun yang berasal dari lingkungan.
• Perkembangan biofilm memungkinkan sel-sel yang terletak dalam menjadi lebih resisten terhadap antibiotik yang diberikan dan mekanisme alami tubuh, mengganggu upaya sistem kekebalan tubuh untuk membersihkan infeksi.
• Pembentukan biofilm pada S. lugdunensis berbeda dengan S. aureus atau S. epidermidis , karena bersifat protein dan juga diperkuat dengan adanya benda asing seperti alat implan medis.
• Itu terjadi dalam proses dua langkah; tahap pertama melibatkan pengikatan dan kolonisasi permukaan oleh bakteri dan tahap yang melibatkan akumulasi bakteri dan pelepasan matriks ekstraseluler.
• The atlL gen hadir dalam organisme yang bertanggung jawab untuk produksi sebuah autolysin terlibat dalam pemisahan sel, autolisis stress, dan memberikan kontribusi untuk patogenesis bakteri.
• Autolysin ini menganugerahkan perlekatan bakteri awal dan pelepasan DNA ekstraseluler yang merupakan dua proses penting selama pembentukan biofilm.
• Perlekatan selanjutnya didukung oleh perlekatan bakteri ke permukaan yang dipromosikan oleh protein adhesins permukaan seperti faktor penggumpalan pengikat fibrinogen A atau protein pengikat fibronektin.
• Proses ini diikuti oleh proliferasi, akumulasi, dan interaksi antar sel yang dimediasi oleh  Polysaccharide Intercellular Adhesins (PIA) berkode icaADBC atau protein permukaan seperti Bap, SasG, SasC, protein A, atau fibronectin-binding protein (FnBPs).
• Selain itu, isd gen lain juga ditemukan untuk mendukung pembentukan biofilm karena ia mengenali dan mengikat beberapa protein inang dan dapat memberikan ketahanan terhadap asam lemak kulit.

2. Protein dan perekat

• Protein telah diidentifikasi dalam S. lugdunensis yang secara spesifik mengikat faktor von Willebrand (vWf) yaitu glikoprotein plasma darah yang diproduksi oleh sel endotel dan trombosit yang terlibat dalam koagulasi, melalui pengikatan pada trombosit dan kolagen subendotel setelah cedera vaskular.
• Protein ini memiliki kesamaan organisasional dengan faktor penggumpalan A dari S. aureus dan juga mendukung pengikatan dan penggumpalan darah.
• Isolat S. lugdunensis juga memiliki gen fbl , yang mengkode adhesin pengikat fibrinogen yang terletak di permukaan, disebut sebagai protein Fbl yang memediasi pengikatan ke rantai-γ fibrinogen.
• S. lugdunensis juga memiliki lokus lumpur, yang mengkode peptida hemolitik dengan aktivitas mirip-toksin delta.

Patogenesis dari Staphylococcus lugdunensis

Meskipun S. lugdunensis terdapat pada tubuh manusia sebagai komensal, ia diketahui bertindak sebagai patogen oportunistik dan menyebabkan beberapa infeksi pada organ yang berbeda.

Patogenesis S. lugdunensis dapat dijelaskan sebagai berikut :

1. Adhesi / Kolonisasi

• Langkah pertama selama infeksi oleh S. lugdunensis adalah menempelnya organisme tersebut ke permukaan kulit. 
• Keterikatan bakteri disebabkan oleh sejumlah faktor seperti perekat dan protein yang memungkinkan bakteri secara khusus mengikat protein tertentu di permukaan kulit.
• Faktor-faktor yang terlibat dalam perlekatan bakteri termasuk protein adhesin permukaan seperti faktor penggumpalan pengikat fibrinogen A atau protein pengikat fibronektin.
• Dalam konteks perangkat medis, permukaan perangkat menjadi dilapisi dengan protein plasma yang diturunkan dari inang, protein matriks ekstraseluler, dan produk koagulasi (trombosit dan trombin) segera setelah adhesi berikut.
• Autolysin yang diproduksi oleh gen atlL yang ada dalam organisme terlibat dalam pemisahan sel, autolisis yang diinduksi stres yang berkontribusi pada proses pembentukan biofilm.
• Dalam kasus perangkat medis, asam teichoic dinding meningkatkan adhesi awal  S. lugdunensis  ke perangkat medis dengan mengikat fibronektin yang teradsorpsi.
• Dalam kasus dengan katup jantung buatan, bakteri menempel pada permukaan katup, yang selanjutnya meningkatkan laju pembentukan biofilm.

2. Pembentukan Biofilm

• Pembentukan biofilm merupakan faktor virulensi terpenting selama patogenesis infeksi yang disebabkan oleh S. lugdunensis .
• Penempelan bakteri pada permukaan biotik atau abiotik merupakan langkah awal pembentukan biofilm. Setelah ikatan terbentuk, bakteri menumpuk sendiri untuk membentuk lapisan padat.
• The proliferasi, akumulasi, dan interaksi antar dimediasi oleh  icaADBC -encoded Polisakarida antar adhesins (PIA) atau protein permukaan seperti Bap, SasG, SasC, protein A, atau fibronektin protein pengikat (FnBPs).
• Protein ini memungkinkan bakteri untuk mengikat satu sama lain, yang menghasilkan pembentukan lapisan yang melindungi bakteri yang ada di bawahnya dari sel kekebalan serta molekul agen antimikroba.
• Biofilm S. lugdunensis lebih berprotein daripada yang dibentuk oleh S. epidermidis karena terdiri dari akumulasi protein terkait (Aap).

3. Pembubaran

• Setelah biofilm terbentuk, autolysin bakteri yang dikodekan oleh gen atl menghasilkan segregasi sel dan pelepasan DNA ekstraseluler.
• Bakteri yang dipisahkan kemudian dapat bergerak melalui aliran darah dan mencapai berbagai organ dan bahkan mengakibatkan sepsis atau sindrom syok toksik.

Manifestasi klinis dari Staphylococcus

S. lugdunensis sekarang telah muncul sebagai bakteri patogen, ditemukan terlibat dalam infeksi berat, terutama, infeksi osteoartikuler, infeksi yang berhubungan dengan benda asing, bakteremia, dan endokarditis. Selain itu, beberapa kasus infeksi sendi dan tulang, peritonitis, infeksi mulut dan mata yang disebabkan oleh S. lugdunensis juga telah dicatat.

Infeksi berbeda yang ditemukan terkait dengan S. lugdunensis diberikan di bawah ini:

1. Endokarditis

• Endokarditis merupakan salah satu infeksi paling berbahaya yang disebabkan oleh S. lugdunensis dengan angka kematian yang sangat tinggi (70%).
• Infeksi ini sebagian besar terkait dengan katup jantung buatan yang sebagian besar didapat di rumah sakit dan terjadi pada individu yang kekebalannya terganggu.
• Hal ini sering kali disertai dengan kondisi yang mendasari, seperti demam menggigil, dan dapat menyebabkan kelelahan serta nyeri pada persendian dan otot.
• Endokarditis paling sering membutuhkan pengangkatan atau penggantian katup.

2. Infeksi kulit dan jaringan lunak

• Infeksi kulit dan jaringan lunak merupakan jumlah yang menonjol dari total infeksi yang disebabkan oleh  S. lugdunensis.
• S. lugdunensis menyebabkan lesi supuratif, termasuk furunkel, felons, dan kista sebasea, pada frekuensi yang lebih tinggi daripada stafilokokus koagulase-negatif lainnya seperti S. epidermidis .
•  Banyak   infeksi kulit S. lugdunensis , terutama abses, terlokalisasi di daerah perineum, inguinal, atau panggul.

3. Infeksi aliran darah dan sepsis

• Infeksi aliran darah atau sepsis relatif lebih jarang terjadi dengan infeksi S. lugdunensis karena bakterinya rentan terhadap sebagian besar antibiotik dan dengan demikian dapat dihilangkan sebelum kondisi yang parah muncul.
• Sebagian besar infeksi aliran darah yang terkait dengan bakteri ini terkait dengan kateter dan terjadi pada neonatus.
• Namun, beberapa kasus  septikemia yang diinduksi S. lugdunensis dan syok septik telah dicatat pada pasien dengan operasi baru-baru ini.

Diagnosis laboratorium dari Staphylococcus

Seperti kebanyakan infeksi bakteri, pengumpulan spesimen klinis adalah langkah pertama diagnosis laboratorium. Dalam kasus S. lugdunensis , spesimen klinis seperti koreng, aspirasi sendi, dan nanah yang disedot dari situs dalam harus dikumpulkan. Diagnosis penyakit pada kasus infeksi S. epidermidis sebagian besar berkaitan dengan identifikasi organisme.

1. Karakteristik morfologi dan biokimia

• Pemeriksaan mikroskopis langsung dari spesimen ini dapat memberikan laporan cepat, dugaan cocci gram positif menyerupai stafilokokus.
• Pengamatan langsung diikuti dengan isolasi organisme dari spesimen klinis primer pada media kultur selektif seperti agar darah yang dilengkapi dengan 5 persen darah domba, setelah masa inkubasi 18-24 jam di udara pada suhu 35-37 ° C.
• Hemolisis media adalah metode lain untuk identifikasi bakteri karena menunjukkan hidrolisis β.
• Identifikasi awal dapat dilakukan dengan mengamati koloni pada media kultur. Koloni yang terisolasi kemudian dapat dilakukan berbagai uji biokimia.
• Produksi koloni dan pigmen mungkin bervariasi di antara strain S. lugdunensis , dan dengan demikian identifikasi harus dilengkapi dengan uji biokimia.
• Bergantung pada pengamatan mikroskopis, morfologi koloni, dan uji biokimia, S. lugdunensis dapat dideteksi.

2. Kit komersial atau sistem otomatis

• Baru-baru ini, banyak laboratorium klinis telah mulai menggunakan kit identifikasi komersial atau instrumen otomatis yang memungkinkan penentuan spesies bakteri dengan cepat.
• Dalam kasus S. lugdunensis , identifikasi didasarkan pada analisis komposisi asam lemak seluler mikroba.
• Beberapa sistem otomatis umum untuk identifikasi S. lugdunensis termasuk ID Pos Konvensional MicroScan, ID Pos Cepat, dan ID Gram-Pos BBL Crystal.

3. Diagnosis molekuler

• Metode diagnosis molekuler mencakup metode untuk membedakan mikroorganisme dengan urutan asam nukleat unik yang menjadi lebih umum di laboratorium mikrobiologi klinis karena meningkatnya kemajuan teknologi, termasuk PCR waktu nyata dan sistem sekuensing DNA dengan throughput tinggi.
• Keragaman urutan gen 16S rRNA stafilokokus memungkinkan identifikasi tingkat spesies.
• Dengan demikian, amplifikasi dan sekuensing PCR gen 16S rRNA telah menjadi pilihan untuk identifikasi molekuler bakteri patogen dalam diagnosis.
• Ribotyping, analisis rRNA dengan polimorfisme panjang fragmen restriksi, merupakan metode alternatif untuk diferensiasi molekuler S. lugdunensis .

Pengobatan dari Staphylococcus infeksi

• Diketahui bahwa penisilin adalah pilihan yang lebih baik daripada oksasilin untuk mengobati   infeksi S. lugdunensis .
• Karena sebagian besar organisme rentan terhadap banyak antibiotik yang tersedia, pengobatan infeksi bukanlah masalah besar.
• Namun, beberapa infeksi seperti endokarditis dan infeksi aliran darah mungkin memerlukan pengangkatan implan medis dan perawatan segera.
• Selain itu, bentuk perawatan lain yang melibatkan serum hiperimun dari donor manusia atau antibodi monoklonal manusiawi yang diarahkan ke komponen permukaan juga sedang dipelajari.

Pencegahan dari Staphylococcus infeksi

• Karena infeksi yang terkait dengan S. lugdunensis sering dikaitkan dengan infeksi nosokomial atau yang didapat di rumah sakit, pembersihan rutin dan pembalut luka mungkin berhasil untuk menghindari infeksi tersebut.
• Selain itu, menjaga kebersihan dan sanitasi yang baik membantu menghindari berbagai infeksi.
• Diagnosis dan pengobatan dini sangat penting karena mencegah kemungkinan infeksi aliran darah dan kasus yang parah.