Streptococcus Bovis - Klasifikasi, Habitat, Morfologi dan Cara Pengobatannya

Klasifikasi, Habitat, Morfologi dan Cara Pengobatan dari Streptococcus Bovis :

Apa itu Streptococcus bovis ?

Streptococcus bovis adalah bakteri Gram-positif yang termasuk dalam kompleks bovis / equinus dari Streptococci viridans.

• Biasanya hidup di saluran pencernaan manusia sebagai penghuni normal, bersama dengan spesies Streptococcus lainnya . Namun, spesies ini hadir dalam jumlah yang jauh lebih sedikit daripada spesies sejenis lainnya.
• Sebelumnya S. equinus dan S. bovis dianggap sebagai dua spesies terpisah, tetapi studi terbaru yang melibatkan hibridisasi DNA-DNA telah menyebabkan pengakuan bahwa nama Streptococcus equinus dan Streptococcus bovis adalah sinonim subjektif dengan julukan spesifik Streptococcus equinus yang memiliki prioritas.
• Namun, sejauh ini, ini belum diadopsi dalam mikrobiologi klinis dan nama ' S. bovis ' tetap digunakan secara luas.
• Meskipun menjadi komensal saluran pencernaan pada manusia dan hewan lain, S. bovis telah dikaitkan dengan berbagai penyakit, yang paling penting adalah kanker kolorektal.
• Spesies ini merupakan salah satu anggota kelompok bovis yang lebih tua yang kini telah berubah menjadi kompleks bovis / equinus karena kemiripan genetik kedua spesies tersebut. 
• Spesies ' bovis ' diambil dari kata Latin 'bovis' yang berarti sapi, banteng, atau lembu, yang menunjukkan inang utama dari spesies tersebut.
• S. bovis pertama kali diisolasi dari saluran pencernaan sapi atau ruminansia oleh Andrewes dan Horder pada tahun 1906.
• Itu milik Grup D dari pengelompokan antigen Lancefield dan dianggap sebagai salah satu agen etiologi penting dalam infeksi Streptokokus Grup D yang berbeda.

Klasifikasi Streptococcus bovis

• Genus Streptococcus terdiri dari lebih dari 60 spesies dan 12 subspesies yang berkerabat dekat dengan bakteri asam laktat lain yang menghasilkan asam laktat sebagai produk akhir tunggal atau utama selama metabolisme karbon.
• Famili Streptococcaceae terdapat di cabang Eubacteria dengan kandungan G + C rendah (<50 mol%) berdasarkan analisis sekuens gen 16S rRNA mereka.
• Ciri morfologi utama dari genus ini adalah Gram-positif cocci yang tersusun dalam bentuk rantai sebagai hasil divisi pada bidang-bidang yang berurutan yang sejajar satu sama lain.
• S. bovis merupakan salah satu spesies pertama yang ditempatkan pada kelompok bovis yang kemudian dinamai kelompok bovis / equinus karena kemiripan sekuens gennya. 
• Telah dikemukakan bahwa S. bovis dan S. equinus dapat digunakan sebagai sinonim, dan penggunaan S. equinus lebih dapat diterima karena prioritas taksonomi. 
• S. bovis juga merupakan bagian dari kelompok viridans Streptococci karena produksi karakteristik zona berwarna hijau oleh α-hemolisis pada agar darah. Itu milik Grup D dari pengelompokan antigen Lancefield.

Berikut klasifikasi taksonomi S. bovis :

Domain:	Bakteri
Divisi:	Firmicutes
Kelas:	Bacilli
Memesan:	Bacillales
Keluarga:	Streptoococcaceae
Marga:	Streptococcus
Jenis:	S. bovis

Habitat dari Streptococcus bovis

• Streptococcus bovis adalah salah satu penghuni reguler saluran pencernaan manusia, tetapi jumlahnya relatif rendah jika dibandingkan dengan spesies Streptococcus lainnya .
• Selain itu juga telah diisolasi dari saluran pencernaan sapi, kuda, domba, dan ruminansia lainnya.
• Anggota kompleks bovis / equinus digambarkan sebagai penjajah rumen, tanaman, dan kloaka hewan dan usus besar manusia, dengan tingkat pengangkutan kotoran anggota pada manusia berkisar dari 5% hingga lebih dari 60%.
• Ini sangat lazim di antara sebagian besar hewan peliharaan dan liar, termasuk beruang, anak babi, hewan pengerat, anjing, berang-berang laut, dan bahkan beberapa burung.
• Sumber pasti dari organisme tersebut belum diketahui, tetapi ini mencapai saluran pencernaan melalui mulut. Dalam beberapa kasus, S. bovis juga telah diisolasi dari tinja, tetapi penularan bakteri melalui tinja belum diamati.
• Infeksi yang terkait dengan S. bovis sering terjadi ketika organisme masuk ke bagian tubuh yang steril.
• Suhu optimal untuk organisme adalah suhu tubuh rata-rata inang.

Morfologi dari Streptococcus bovis

• Sel S. bovis berbentuk bulat atau bulat telur dengan diameter sel sekitar 0,8 sampai 1 µm.
• Sel-selnya tersusun dalam rantai, kebanyakan berpasangan hingga rantai yang cukup panjang. Rantai yang lebih panjang terlihat dengan organisme yang dibudidayakan dengan kaldu cair.
• Susunan sel disebabkan oleh pembagian sel di sepanjang bidang berturut-turut yang sejajar satu sama lain seperti dalam sel berbentuk batang.
• Organisme ini bersifat katalase-negatif, anaerob fakultatif, tidak berkapsul, dan biasanya membawa fibril panjang yang tersebar jarang di permukaan.
• Dinding sel terdiri dari asam peptidoglikan dan teichoic, bersama dengan berbagai jenis karbohidrat. Jenis peptidoglikan adalah Lys – Thr – Ala.
• Peptidoglikan terdiri dari beberapa rantai glycan yang dihubungkan silang melalui peptida pendek, dan masing-masing glycan terbuat dari unit N-acetylglucosamine dan N-acetylmuramic acid yang bergantian.
• Dinding sel mengandung asam teichoic ribitol dan kekurangan rhamnose dalam jumlah yang signifikan, yang merupakan gula utama pada beberapa spesies Streptococcus. Ini mengandung residu fosforilkolin dalam asam teikoat dari selubung selulernya.

Karakteristik budaya dari Streptococcus bovis

• Sebagian besar spesies Streptococcus tidak tumbuh subur di media tradisional seperti Nutrient Agar sehingga membutuhkan media yang disuplai dengan karbohidrat dan nutrisi tertentu.
• Media seperti Blood agar dan Chocolate agar biasa digunakan dalam identifikasi S. bovis dengan memperhatikan pola hemolisis.
• Untuk isolasi yang lebih selektif, media seperti Agar Infus Jantung Otak dan agar / kaldu kedelai Trypticase dengan darah domba yang didefibrinasi dapat digunakan.
• Ini adalah anaerob fakultatif, sehingga pertumbuhan yang melimpah diamati di udara dengan 5% karbon dioksida pada suhu 37 ° C.
• Tidak ada pertumbuhan yang terlihat pada 10 ° C, tetapi pertumbuhan positif pada 45 ° C. Organisme ini dapat mentolerir 40% empedu tetapi tidak dapat mentolerir 6,5% NaCl dan pH 9,6.

1. Nutrient Agar (NA)

• Koloni berwarna putih sampai abu-abu dengan ukuran diameter rata-rata 1 mm. Koloni berbentuk bulat dengan elevasi terangkat dan seluruh tepi.
• Pertumbuhan sebagian besar buruk dan membutuhkan udara dengan karbon dioksida yang disuplai.

2. Agar darah (BA)

• Koloni halus, tidak berpigmen, cembung dengan seluruh tepi diamati pada agar darah.
• Pertumbuhan terjadi dengan mudah pada agar darah dan menunjukkan berbagai jenis hemolisis, tetapi kebanyakan hemolisis α. Sekitar 1-2 mm zona hemolisis berwarna hijau diamati pada agar darah.
• Penghijauan yang jelas terlihat pada agar coklat.

Karakteristik biokimia dari Streptococcus bovis

Karakteristik biokimia S. bovis dapat ditabulasikan sebagai berikut:

SN	Karakteristik Biokimia	Streptococcus bovis
1.	Kapsul	Tanpa kapsul
2.	Bentuk	Cocci
3.	Katalase	Negatif (-)
4.	Oksidase	Positif (+)
5.	Garam sitrat	Negatif (-)
6.	Metil Merah (MR)	Negatif (-)
7.	Voges Proskauer (VR)	Positif (+)
8.	OF (Oksidatif-Fermentatif)	Anaerob fakultatif
9.	Koagulase	Negatif (-)
10.	DNase	Negatif (-)
11.	Faktor penggumpalan	Negatif (-)
12.	Gas	Negatif (-)
11.	H 2 O 2	Tidak ditentukan
12.	Hemolisis	α-hemolitik
13.	Motilitas	Non-motil
14.	Pengurangan Nitrat	Negatif (-)
15.	Hidrolisis Gelatin	Negatif (-)
16.	Produksi Pigmen	Variabel
17.	Tes esculin empedu	Positif (+)
18.	Protease Ig A1	Negatif (-)
19.	Urease	Negatif (-)
19.	Kelompok Lancefield	Grup D

Fermentasi

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

Reaksi Enzimatis

SN	Enzim	S. bovis
1.	Acetoin	Positif (+)
2.	Asam Fosfatase	Variabel
3.	Alkali Fosfatase	Negatif (-)
4.	Dekarboksilase ornithine	Tidak ditentukan
5.	Hyaluronidase	Negatif (-)
6.	β-D-glukosidase	Positif (+)
7.	Leusin aminopeptidase	Positif (+)
8.	Neuraminidase	Tidak ditentukan

Faktor virulensi dari Streptococcus bovis

• S. bovis sebagian besar merupakan spesies jinak yang tetap berada di usus hewan sebagai komensal dan membantu mencegah kolonisasi mikroorganisme patogen yang berbeda.
• Namun, ia memiliki berbagai struktur dan protein yang mendukung kolonisasi dan invasi permukaan jaringan inang pada individu yang mengalami gangguan kekebalan.
• Struktur ini tidak hanya membantu organisme masuk ke dalam tubuh dan memulai invasi, tetapi juga melindungi organisme dari sistem kekebalan tubuh.
• Mekanisme pasti dari patogenesis yang terkait dengan S. bovis belum diketahui, itulah sebabnya faktor virulensi yang terkait dengan infeksi tersebut juga tidak sepenuhnya dipahami.

Berikut ini adalah beberapa faktor yang mendukung kelangsungan hidup dan pertumbuhan organisme di dalam tubuh inang:

1. Adhesins / Protein permukaan

• Streptococcus bovis membawa sejumlah gen yang mengkode "komponen permukaan mikroba yang mengenali molekul matriks perekat" (MSCRAMM) dan protein perekat lainnya yang dapat mengikat komponen matriks ekstraseluler (ECM) sel inang.
• Molekul-molekul ini tetap berada di dinding sel organisme dan khusus untuk sel-sel tertentu di tubuh inang.
• Urutan genom  S. bovis  lebih lanjut mendukung keberadaan tiga kelompok gen pilus yang ditetapkan sebagai  pil1 ,  pil2,  dan  pil3, di mana faktor virulensi pertama Pil1 diidentifikasi secara eksperimental.
• Pil1 bertanggung jawab untuk mengikat kolagen, mempengaruhi pembentukan biofilm, dan memainkan peran penting dalam tahap awal perlekatan dan kolonisasi endokarditis infektif.
• Selanjutnya, kolonisasi usus oleh  S. bovis  ditemukan bergantung pada Pil3 pilus, yang membantu perlekatan bakteri dengan mengikat lendir kolon dan fibrinogen pada manusia.

2. Biofilm

• Beberapa strain S. bovis mampu membentuk biofilm di sekitar perangkat medis seperti kateter yang dapat menyebabkan infeksi nosokomial atau yang didapat di rumah sakit.
• Pembentukan biofilm memberikan perlindungan pada bakteri karena ia bekerja sebagai penghalang terhadap sel kekebalan serta agen antimikroba.
• Proses pembentukan biofilm dibantu dengan adanya adhesi pengikat fibrinogen dan beberapa enzim lainnya.

3. Antigen dinding sel yang dapat larut

• Dalam kasus kanker kolorektal yang diinduksi oleh S. bovis , antigen dinding sel yang dapat larut ditemukan memainkan peran penting dalam menginduksi proses inflamasi dan karsinogenik.
• Protein atau antigen ini menginduksi aktivitas interleukin-8 di sel yang berbeda di seluruh tubuh. IL-8 diketahui menginduksi ekspresi berlebihan siklooksigenase 2 (Cox-2) yang pada gilirannya menyebabkan peningkatan kadar prostaglandin dalam sel Caro-2.
• Peningkatan pembentukan radikal oksigen dan oksida nitrat menghasilkan mutagenesis dalam sel mukosa usus, yang selanjutnya mendorong induksi kanker.

Patogenesis dari Streptococcus bovis

Streptococcus bovis tetap berada di saluran pencernaan hewan sebagai komensal tetapi dapat menyebabkan berbagai bentuk infeksi. Mekanisme pasti dari infeksi dan patogenesis penyakit ini belum dipahami dengan jelas. Namun, telah diasumsikan bahwa pembentukan biofilm adalah peristiwa utama yang memungkinkan pertumbuhan dan kelangsungan hidup organisme. Faktor virulensi yang berbeda diekspresikan oleh bantuan organisme dalam proses patogenesis.

1. Kolonisasi

• Masuknya organisme ke dalam tubuh inang terjadi melalui mulut melalui bahan makanan yang berbeda.
• Bakteri kemudian mencapai area gastrointestinal di mana ia menempel pada sel epitel lapisan mukosa saluran.
• Penempelan dimulai oleh "komponen permukaan mikroba yang mengenali molekul matriks perekat" (MSCRAMM) dan protein perekat lainnya yang dapat mengikat komponen matriks ekstraseluler dari sel epitel.
• Penempelan awal kemudian diikuti dengan pengikatan protein pil1 yang mengikat kolagen sel dan membantu kolonisasi saluran lebih lanjut.
• Penempelan dan kolonisasi adalah langkah awal dalam patogenesis infeksi karena memastikan bahwa organisme dapat tumbuh, berkembang biak, dan mempertahankan invasi.

2. Invasi

• Kolonisasi saluran usus kemudian diikuti oleh invasi di mana bakteri menyerang jaringan yang lebih dalam, akhirnya mencapai aliran darah dan menyebabkan infeksi di berbagai bagian tubuh.
• Gangguan mukosa memungkinkan bakteri memasuki jaringan yang lebih dalam dan aliran darah, dari mana mereka mencapai katup jantung dan menyebabkan endokarditis infektif.
• Bakteri dapat secara unik menjajah trombin yang ada pada trombosit dan fibrin, dan koloni bakteri berkembang dengan perlindungan dari lapisan baru trombosit dan fibrin yang dibentuk oleh stimulasi dari tromboplastin.
• Interaksi Pil1 dan Pil3 dengan komponen jalur koagulasi intrinsik menginduksi koagulasi darah yang merupakan peristiwa penting selama endokarditis.
• Selain itu, deteksi bakteri oleh sistem kekebalan memicu respons inflamasi yang selanjutnya mempengaruhi katup jantung dan sekitarnya.
• Sementara itu, protein dinding sel terlarut yang diproduksi oleh S. bovis menginduksi pelepasan IL-8, yang menyebabkan overekspresi siklooksigenase 2 (Cox-2).
• Ini, bersama dengan respon inflamasi menginduksi peningkatan pembentukan radikal oksigen dan oksida nitrat dalam tubuh. Peningkatan kadar bahan kimia ini menghasilkan mutagenesis yang pada akhirnya menyebabkan kanker.
• Jadi, bakteri S. bovis  terlibat dalam menginduksi reaksi inflamasi parah pada mukosa kolorektal, menyebabkan pelepasan sitokin inflamasi dan angiogenik yang mengarah pada pembentukan radikal bebas yang terlibat dalam perkembangan semua jenis kanker pada manusia.

Manifestasi klinis dari Streptococcus bovis

S. bovis  sebelumnya dianggap sebagai patogen tingkat rendah yang sering terlibat dalam bakteremia dan endokarditis. Selain endokarditis infektif, kemungkinan infeksi S. bovis  di berbagai tempat di luar kolorektum seperti osteomielitis, diskitis, dan abses leher juga telah disarankan. Bergantung pada lokasi geografis pasien, bentuk infeksi lain seperti adenoma kolorektal, kolesistitis, kolangitis, dan penyakit saluran empedu juga telah dikaitkan dengan S. bovis .

1. Endokarditis infektif

•  Endokarditis infektif adalah salah satu infeksi yang terkait dengan S. bovis di mana organisme menginduksi koagulasi darah dengan mengikat protein pengikat fibrinogen dan kolagen yang ada dalam darah.
• Organisme bergerak melalui darah dan dapat terikat pada cedera yang sudah ada sebelumnya pada endotelium yang mungkin mengekspos komponen matriks ekstraseluler seperti fibronektin, laminin, dan kolagen.
• Penderita endokarditis mengalami gejala mirip flu, termasuk menggigil dan demam.
• Nyeri dada dan murmur jantung yang berubah juga khas.
• Endokarditis dan bakteremia ditemukan terkait erat dengan kanker usus besar.

2. Keganasan

• Bakteremia S. bovis  dikaitkan dengan keganasan terlepas dari situsnya dengan sekitar 29% pasien dengan bakteremia S. bovis  positif yang  memiliki lesi tumor di usus besar, duodenum, kandung empedu, pankreas, ovarium, uterus, paru-paru, atau sistem hematopoietik.
• Akibat peradangan kronis dan produksi metabolit karsinogenik, lesi terbentuk di area kolorektal, yang menyebabkan keganasan organ tersebut.

Diagnosis laboratorium dari Streptococcus bovis

Diagnosis laboratorium untuk infeksi yang disebabkan oleh S. bovis dimulai dengan pengambilan sampel, yang dalam hal ini adalah darah. Pengamatan pertama adalah pemeriksaan langsung terhadap sampel tersebut di bawah mikroskop. Diagnosis sebagian besar terkait dengan identifikasi organisme; dengan demikian, sebagian besar berpusat pada isolasi dan deteksi organisme.

1. Karakteristik Budaya dan Karakteristik Biokimia

• Kultur organisme pada media selektif yang berbeda dan pengamatan morfologi koloni pada media ini memberikan dasar untuk identifikasi organisme. 
• Ini juga mempersempit cakupan diagnosis dan membuat prosesnya lebih memungkinkan.
• Isolasi organisme dari spesimen klinis primer dicapai 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.
• Koloni yang terisolasi kemudian menjalani uji biokimia berbeda yang membantu dalam penentuan spesies.
• Bergantung pada pengamatan mikroskopis, morfologi koloni, dan uji biokimia, S. bovis dapat dideteksi.

2. Kit identifikasi cepat

• Banyak laboratorium klinis telah mulai menggunakan kit identifikasi komersial yang berbeda atau instrumen otomatis yang memungkinkan penentuan spesies bakteri dengan cepat.
• Komposisi asam lemak seluler mikroba digunakan untuk identifikasi spesies Streptokokus.
• Beberapa sistem otomatis umum untuk identifikasi spesies Streptokokus termasuk ID Pos Konvensional MicroScan, ID Pos Cepat, dan ID Gram-Pos Kristal BBL.

3. Diagnosis molekuler

• Metode molekuler untuk mendiagnosis bakteri biasanya mencakup tes yang membantu dalam identifikasi organisme pada tingkat molekuler.
• Metode ini menggunakan rangkaian urutan asam nukleat unik yang ada di setiap organisme yang memberikan identifikasi yang lebih rinci dan akurat.
• Salah satu metode molekuler terpenting adalah Polymerase Chain Reaction (PCR) yang membantu dalam amplifikasi dan deteksi DNA bakteri.
• Selain itu, sekuensing DNA dilakukan untuk mengetahui sekuens DNA dari bakteri yang kemudian dapat digunakan untuk identifikasi.
• Ribotyping adalah metode molekuler lain yang melibatkan metode polimorfisme fragmen restriksi rRNA.

Pengobatan dari Streptococcus bovis

• Kebanyakan isolat S. bovis rentan terhadap penisilin (MIC ≤ 0,1 mg / L) dan harus diobati dengan penisilin G atau ceftriaxone intravena selama empat minggu. 
• Alternatif untuk hanya kasus endokarditis katup asli yang tidak rumit adalah terapi selama 2 minggu dengan kombinasi penisilin G atau seftriakson dan gentamisin.
• Perawatannya relatif mudah karena sebagian besar infeksi ringan, dan sebagian besar anggota S. bovis rentan terhadap sebagian besar antibiotik.
• Namun, dalam kasus endokarditis infektif, pengangkatan katup implan atau pembedahan mungkin diperlukan.
• Jika tidak diobati atau dalam kasus diagnosis terlambat, lesi pada lapisan mukosa bisa menjadi ganas dan memerlukan perawatan ekstensif.