LBV114U-GENEL MİKROBİYOLOJİ
Ünite 5: Epidemiyoloji
Giriş
Bu bölümde hayvan hastalıklarıyla en sık ilişkili olan bakterilerin ve mantarların (maya ve küfler) bir özeti sunulmaktadır. Başlıca hayvan ve hastalıklarına ve bu hastalıklara sebep olan bakteriyel ve fungal patojenlerinden bahsedilecektir. Hastalıkların tanımı, epidemiyolojisi, tanı ve tedavi yöntemlerine değinilecektir.
Genel Epidemiyoloji
Epidemiyoloji; bulaşıcı hastalıkların oluşumu, nedenselliği ve önlenmesi ile ilgili çalışmaları araştıran bir tıp bilim dalıdır. Dünya Sağlık Örgütünün [WHO] tanımına göre epidemiyoloji, hastalıkların dağılımını, fizyolojik değişkenlerini ve insan popülasyonlarındaki sosyal sonuçlarını etkileyen faktörleri araştırmaktadır.
Sporadik oluşum, bulaşıcı bir hastalığın bölgeler veya ortaya çıkış zamanları arasında belirgin bir bağlantı olmaksızın izole bir şekilde ortaya çıkmasıdır. Endemik oluşum, bulaşıcı hastalıkların zaman sınırı olmaksızın popülasyonlarda düzenli ve sürekli olarak ortaya çıkması demektir. Epidemik oluşum, belirli bölgeler ve zaman dilimleri içerisinde bulaşıcı bir hastalığın önemli ölçüde artması anlamına gelmektedir. Pandemik oluşum ise, bulaşıcı bir hastalığın belirli bir zaman dilimi içerisinde ancak belirli bölgelerle sınırlı olmaksızın önemli ölçüde artmasıdır. Belirli bir popülasyonda hastalıkların ortaya çıkma sıklığı, yani vakaların sayısı morbidite olarak adlandırılmaktadır. Morbidite insidans ve prevalans ile tanımlanmaktadır. İnsidans, belirli bir zaman dilimi içinde yeni hastalık vakalarının sayısı anlamına gelirken, prevalans ise belirli bir zaman noktasında (örnekleme tarihi) hastalık vakalarının sayısını tanımlamaktadır. Ölümlülük (mortalite) terimi, bir popülasyonun bulaşmış olduğu hastalığın sebep olduğu ölüm sayısını yani salgın hastalığın kaç ölüme neden olduğunu tanımlamak için kullanılmaktadır. Ölümcüllük, bir enfeksiyon hastalığın yaşamı ne kadar tehdit ettiğini, ne kadar tehlikeli olduğunu ifade eden bir ölçüdür.
Epidemiyoloji bilimini anlamak için sıklıkla karşılaşılan epidemiyolojik terimlerin bilinmesi gerekmektedir. Bazı terimler şu şekildedir; Horizontal bulaşma: Popülasyondaki bireyler arasında bulaşma türüdür. Direkt olarak (temas) ya da indirekt olarak (hava yoluyla) olabilir. Vertikal bulaşma: Enfeksiyöz etkenlerin bir nesilden diğerine bulaşmasına denir (anneden yavruya bulaşma). Patojenite; hastalık oluşturma özelliği, patolojik değişiklikler veya hastalık oluşturma yeteneğidir. Virülans; enfeksiyöz ajanların hastalık oluşturma yeteneğinin derecesidir. Virülans, mikroorganizma kaç kişiyi enfekte eder, vücutta ne kadar çabuk yayılır, kaç kişi bu etkene bağlı olarak ölür gibi ölçütlerle tespit edilir.
Bakteriyel Enfeksiyonlar
Bakteriyel enfeksiyonlar, toksinler gibi bakteri kaynaklı ürünlerin veya bakterilerin normalde steril olan vücut dokularını ve sıvılarını istila etmesi ile oluşmaktadır. Bazı
bakteriler virülans faktör olarak patojenik özellikte olup, bazıları ise inflamasyona birçoğu ise her ikisine de sebep olmaktadır.
Antraks
Bacillus anthracis, gram-pozitif, sporlu ve zorunlu aerobik bir çubuk bakteridir; doğal yaşam alanı topraktır. Şarbon hastalığına neden olur ve özellikle sığır ile koyun gibi otçul hayvanlarda görülür. Bu zoonotik hastalık insanlara deri, solunum veya gastrointestinal yolla bulaşabilir. Bakteri genellikle yemle hayvanlara geçer ve ciddi, genellikle ölümcül sepsise yol açar. İnsanlara ise hasta hayvanlar veya bulaşmış hayvansal ürünlerle temasla bulaşır.
B. anthracis’i tanımlamak için ödemlere ve doku nekrozuna neden olan bir toksinin varlığına bakılmaktadır. Tedavi için genellikle tercih edilen antimikrobiyal terapötik ajan penisilin G’dir. Doksisiklin (tetrasiklin türü antibiyotik) veya siprofloksasin (florokinolon) olası alternatiflerdendir.
Stafilokoklar
Stafilokoklar, kümeler halinde görülen gram-pozitif koklardır. Hayvanlarda irinli enfeksiyonlara, tavuk ve hindilerde artrit ve septisemiye, köpeklerde ise kulak ve idrar yolu enfeksiyonlarına neden olurlar. Tıbbi açıdan en önemli tür Staphylococcus aureus olup çeşitli toksinleriyle ciddi enfeksiyonlara yol açar. S. epidermidis, özellikle merkezi sinir sistemi ve yabancı cisim enfeksiyonlarında etkilidir; biyofilm oluşturarak antibiyotik ve bağışıklık sistemine karşı direnç kazanır. S. saprophyticus ise genç kadınlarda akut idrar yolu enfeksiyonlarının yaygın nedenlerindendir.
Bu patojenleri tedavi etmek için mikroskobik ve kültüre dayalı tanımlamasını yapmak gerekmektedir. Enterotoksinler moleküler yöntemlerle tespit edilebilir. Şiddetli enfeksiyonlarda penisilinaza dirençli penisilinler kullanılmaktadır, çünkü tüm suşların %70-80’i penisilinaz üretmektedir. Penisilin, metisiline dirençli suşlara karşı etkisizdir ve bu direnç tüm betalaktamlar için geçerlidir.
Streptokoklar
Mikroskobik olarak zincirler oluşturan 1 mikron çapında Gram-pozitif koklardır. Streptokok hastalıkları akut, invazif enfeksiyonlar olarak bilinmektedir.
Streptococcus pyogenes (A Streptoklar)
Hücre duvarlarından dışa doğru uzanan uzun, bükülmüş protein iplikleri hücre duvarı mureinine sabitlenmiş M proteinleri vardır. A grubu antijeni, aglütinasyonu çökerten antikorlarla kaplı partiküller kullanılarak doğrudan teşhis edilir. Tedavi için tercih edilen antimikrobiyal ajanlar penisilin G veya V’dir. Alternatif olarak oral sefalosporinler veya makrolid antibiyotikler kullanılabilir.
Streptococcus pneumoniae (Pnömokoklar)
Pnömokoklar Gram-pozitif, oval şeklinde koklardır ve mikroskopta genellikle çiftler veya kısa zincirler hâlinde görülürler. Hücrelerin çevresinde kapsül tabakası
mevcuttur. Pnömokok enfeksiyonları genellikle normal mikrobiyotada kaynaklanır bu tip enfeksiyonlara endojen enfeksiyonlar denmektedir. S. pneumoniae kanlı agarda kültüre edildiğinde mukoid (pürüzsüz, parlak) bir görünüme sahip alfa-hemolitik koloniler geliştirmektedir Tedavisi için penisilin en çok tercih edilen antibiyotiktir.
Enterokok (Enterococci)
Enterokoklar insanların ve diğer hayvanların bağırsak mikrobiyotalarında bulunan yaygın bir bakteri cinsidir. Enfeksiyonlardan izole edilen türlerin %90’ı Enterococcus faecalis, %5-10’u ise Enterococcus faecium olarak tanımlanmaktadır. Başarılı bir tedavi için bakterisidal etkinliği yüksek olan kombine antibiyotikler kullanılmalıdır.
Clostridium
Clostridium 3-8 mikron uzunluğunda Grampozitif, sporlu, basil formunda bakterilerdir ve sadece anaerobik ortamda gelişirler. Doğal yaşam alanları topraktır. Bu cinsteki hastalık yapıcı türlerin patojenitesi ekzotoksin veya ekzoenzim üretiminden kaynaklanmaktadır.
Clostridium tetani (Tetanos)
Tetanoz hastalığının etkenidir, klinik belirtileri güçlü bir nörotoksinden kaynaklanmaktadır. Bu toksin tetanospasmin toksinidir ve nöron reseptörlerine bağlanarak beyincikten motor uç plakalara sinyal iletimi durmasına sebep olmaktadır. Tanısı için, PCR ile toksin geninin tespitine dayanan bir hayvandan yara materyalinde toksin tespiti yapılmalıdır. Tedavisi için titiz bir yara temizliğini takiben immün serumlarla antitoksik tedavi uygulanmaktadır.
Clostridium botulinum (Botulizm)
Gıda kaynaklı botulizm bir enfeksiyon değil, zehirlenmedir. Botulizm enfeksiyonu sporların yutulmasını içerirken, yara botulizmi yaranın enfeksiyonundan kaynaklanır. Botulizm toksini çok güçlü nörotoksin olup ısıya dayanıklı bir proteindir. Enfeksiyonun teşhisi fare nötralizasyon testi yoluyla toksin tespitine dayanmaktadır. Tedavisi için ise çok değerlikli (konsantrasyonu yüksek) bir antitoksinin enfeksiyon tespitinden sonra acilen uygulanması gerekmektedir.
Listeria monocytogenes
Listerialar klasik fırsatçı patojenlerdir. Gram pozitif, basil formda oldukça hareketli olan kamçılı bir bakteridir. Doğada her yerde bulunmaktadır. 106-109 kob/mL miktarında patojen gıda ile gastrointestinal sisteme girerse insan enfeksiyonları ortaya çıkmaktadır. Teşhisi için mikroskopi ve kültür yolları kullanılmaktadır. Tedavisi için amoksisilin, penisilin G veya kotrimoksazol terapitk ajanları tercih edilmektedir.
Corynebacterium diphtheriae (Difteri)
Difteri bakterileri Gram-pozitif, genellikle çomak şeklinde çubuklardır. Solunum yetmezliği, nefes darlığına sebep olan enfeksiyon etmenidir. Teşhis için tercih edilen yöntem,
enfeksiyonlardan alınan kültürlerde patojenin saptanması ve tanımlanmasıdır. Tedavisinde, antitoksik serum birincil yöntemdir.
Mycobacterium
Mycobacterium cinsi, doğada yaygın olarak bulunan saprofitik türlerin yanı sıra başlıca hayvan ve insan hastalığı kompleksleri olan tüberküloz ve cüzzamın etken patojenlerini de içerir. Gram-pozitiftir.
Mycobacterium tuberculosis (tüberküloz bakterisi) ince, aside dirençli, anaerob, 0,4 mikron genişliğinde ve 3-4 mikron uzunluğunda, sporsuz ve hareketsiz çubuklardır. Teşhisi için patojenin veya patojene özgü DNA’nın mikroskobik ve kültürel olarak tanımlanmasını gerektirmektedir. Ayakta tedavi esasına dayanan standart bir kemoterapiyle tedavi edilir.
Mycobacterium leprae cüzzam hastalığının etken patojenidir. Tedavisi için altı ay boyunca dapson ve rifampisin kullanılmaktadır. Bunlara ek olarak en az iki yıllık bir süre boyunca dapson, rifampisin ve klofazimin ile tedavi de önerilmektedir.
Nokardiya
Nocardia cinsi, zorunlu aeroblar olup doğal yaşam alanları toprak ve nemli biyotoplardır. Nokardiyoz etmenleri N. asteroides, N. brasiliensis, N. farcinia, N. nova ve N. otitidiscaviarum türleridir. Köpekler ve sığırlarda sebep olduğu enfeksiyonlar ekonomik olarak önemlidir. Tedavi için tercih edilen antienfektif ajanlar sülfonamidler ve kotrimoksazoldür. Bazı durumlarda cerrahi müdahale de gerekebilir.
Neisseria
Gram-negatif, aerobik koklardır ve mikroskobik olarak genellikle çiftler hâlinde dizilmekte olup, mukozal parazitlerdir. Neisseria türleri insanlarda Neisseria gonorrhoeae türü ile gonore hastalığına ve N.meningitidis menenjite neden olmaktadır. N.canis türü ise köpek ve kedilerin boğaz mikrobiyotasında bulunur ve hayvanlar tarafından ısırılan insanlarda deri enfeksiyonlarına sebep olmaktadır.
Enterobacteriaceae
Bu familya, tipik klinik semptomları olan iyi tanımlanmış hastalıklara (Salmonella enterica-tifo, Shigella dysenteriae, Shigella flexneri, Shigella boydii, Shigella sonnei-dizanteri, Yersinia pestis-veba) neden olan cins ve türlerin yanı sıra idrar yolu enfeksiyonları (Escherichia coli), pnömoniler, yara enfeksiyonları, sepsise neden olan birçok fırsatçıyı da içermektedir. Gram-negatif, hareketli, fakültatif anaerobik çubuk bakterilerdir.
Vibrio cholerae
Kolera vibrioları Gram-negatif, virgül-kıvrık şeklinde, kamçılı çubuklardır. Teşhis için patojenin dışkı veya kusmukta tanımlanması gerekmektedir. Tedavisi için en önemli önlem vücuttaki bozulmuş su ve elektrolit
dengesinin yeniden sağlanmasıdır. İkinci olarak, tetrasiklinler ve kotrimoksazol kullanılabilir.
Haemophilus influenzae
En önemli insan patojeni H. influenzae’dir. Diğer Haemophilus türleri ya sadece hayvanları enfekte eder ya da normal insan mukozal florasında bulunur. Bu enfeksiyonları tedavi etmek için penisilinaza dirençli betalaktam antibiyotikler kullanılmalıdır.
Campylobacter ve Helicobacter
Hareketli, Gram-negatif, mikroaerofilik bakterilerdir. C. fetus subsp. fetus, koyunlarda ve sığırlarda enfeksiyonlara neden olan bir türdür. C. fetus subsp. venerealis ise sadece sığırlarda bulunur. C. upsaliensis ve C. helveticus, türleri ise köpek, kedi ve insanlarda bağırsak kökenli enfeksiyonlara neden olmaktadır. Campylobacter cinsi içerisindeki Campylobacter jejuni bir tür enterite neden olur. Enfeksiyon kaynakları hastalıklı hayvanlardır. Şiddetli Campylobacter enfeksiyonları makrolidler veya 4- kinolonlar ile tedavi edilir. H. pylori spiral şekilli, kamçılı Gram-negatif çubuklardır. Genellikle mideye yerleşerek enfeksiyon oluştururlar. Ülser ve/veya gastrit semptomları olan hastalarda omeprazol (proton pompası blokeri), metronidazol ve klaritromisin ile yedi gün süren üçlü kombinasyon tedavisi vakaların %90’ında başarılı olmaktadır.
Pseudomonaslar
Gram-negatif, aerobik, çubuk şeklinde bakteriler olup doğada, özellikle nemli biyotoplarda yaygın olarak bulunurlar. Tıbbi açıdan en önemli tür Pseudomonas aeruginosa’dır. İnek, koyun, keçi, domuz, köpek, kedi, tavuk ve de sürüngen hayvanlarda oportunistik hastalıklara neden olmaktadır. Şiddetli enfeksiyonlarda bir aminoglikozidin bir betalaktam ile kombinasyonu kullanılmaktadır.
Legionella (Lejyoner Hastalığı)
Legionella pneumophila türü, insanlardaki lejyonellozların çoğundan sorumludur. Gram-negatif, aerobik, 0,3-1 mikron genişliğinde ve 2-20 mikron uzunluğunda çubuk bakterilerdir. Akciğer enfeksiyonlarına sebep olmaktadır. Tedavisinde makrolid antibiyotikler tercih edilir.
Brusellalar
Brusellalar hafif, kokoid, Gram-negatif çomaklardır ve kamçıları yoktur. Sadece aerobik olarak ürerler. Brucella abortus, Brucella melitensis ve Brucella suis türleri klasik bir zoonoz olan brusellozise neden olmaktadır. Doksisiklin, genellikle gentamisin ile birlikte uygulanır. Terapötik bir alternatif kotrimoksazoldür.
Francisella tularensis (Tularemi)
F. tularensis bakterileri kokoid, hareketsiz, Gram-negatif, aerobik çomaklardır. Başta kemirgenler olmak üzere çok sayıda hayvan türünde vebaya benzer bir hastalığa neden olurlar. Patojenler konakçıyı ya deriden ya da mukozadan
istila eder. Patojenler konakçıyı ya deriden ya da mukozadan istila eder.
Leptospira (Leptospirosis, Weil Hastalığı)
Patojenik Leptospira interrogans türü, farklı yüzey antijenlerini yansıtan 100’den fazla alt türle sınıflandırılamktadır. Bu organizmalar spiral çubuklar şeklindedir ve in vitro kültürlerde üretilebilirler. Leptospiroz dünya çapında görülen bir zoonozdur. Enfeksiyonun tek kaynağı hastalıklı kemirgenler ve patojeni idrarlarında salgılayan hay vanlardır (domuzlar). Tercih edilen terapötik ajan penisilin G’dir.
Klamidya
Gram-negatif hücre duvarına sahip küçük (0,3-1 mikron) zorunlu hücre parazitleridir. Patojenler, klamidya içeren toz solunduğunda insan akciğerlerine girer. İnsanlarda patojen olan üç klamidya türü Chlamydia psittaci, Chlamydia trachomatis ve Chlamydia pneumoniae’dir. Tetrasiklinler ve makrolidler tüm klamidyal enfeksiyonların tedavisi için uygundur.
Mikoplazma
Mikoplazmalar, murein tabakası olmadığı için sert hücre duvarlarına sahip olmayan bakterilerdir. Mycoplasma pneumoniae atipik seyreden pnömonilere neden olmaktadır. Ürogenital sistem enfeksiyonlarına fakültatif patojenik M. hominis ve Ureaplasma urealyticum türleri neden olmaktadır. Mikoplazma türlerinin sebep olduğu “sığır bulaşıcı plöropnömonisi”, “bulaşıcı agalaksiya” ve “salgın keçi ciğer ağrısı” Dünya Hayvan Sağlığı Örgütü (OIE)’ne bildirilmesi zorunlu hastalıklar listesinde yer alan önemli enfeksiyon hastalıklardır. Tedavisi için tercih edilen antibiyotikler tetrasiklinler ve makrolidlerdir. Mikoplazmalar tüm betalaktam antibiyotiklere karşı yüksek düzeyde doğal direnç göstermektedir.
Fungal Enfeksiyonlar
Mantarlar üç ana mekanizma yoluyla enfeksiyona neden olur: bağışıklık tepkisi oluşturarak, toksin üreterek, mikoz oluşturarak. Mantar hücresinin, vücut üzerinde veya içerisinde gelişmesine mikoz denir. Mikozlar genel olarak 3 sınıfa ayrılmaktadır. Yüzeysel mikozlar, sadece deri, saç veya tırnakların yüzey katmanlarını enfekte ettiği mikozlardır. Subkütan mikozlar, derinin daha derin katmanlarının enfekte etmektedir. Sistemik mikozlar mantar enfeksiyonlarının en ciddi kategorisi olup vücudun iç organlarında mantarın gelişmesi ile olur.
Histoplazmoz
Histoplazmoz; köpekler, kediler ve insanlarda primer olarak akciğerlerde, sekonder olarak bağırsaklarda lezyonlara neden olan enfeksiyon türüdür. Histoplasma capsulatum’un enfeksiyöz konidi veya misellerinin inhalasyonundan kaynaklanan bir solunum yolu enfeksiyonudur. Kuşlar, tavuk kümesleri, tüneme barınakları, mağaralar ve tavan araları gibi habitatlar, dışkı materyali ile zenginleştirilmiş toprakta Histoplasma’nın büyümesini ve çoğalmasını desteklemektedir. Akut
histoplazmoz genellikle iyi huylu, antifungal tedavi olmaksızın kendi kendine iyileşen bir enfeksiyondur. Bununla birlikte, ilerleyici pulmoner ve dissemine enfeksiyonlarda amfoterisin B veya lipid formülasyonlarından biri, ketokonazol, itrakonazol veya flukonazol ile hızlı ve bazen uzun süreli tedavi gerektirir. Triazol ve posakonazol gibi yeni antifungal ajanlar da kullanılmaktadır.
Blastomikoz
Blastomikoz, dimorfik mantar türü olan B. dermatitidis’in neden olduğu sistemik bir enfeksiyondur. Köpekler ve insanlarda primer olarak akciğerlerde, sekonder olarak deri ve diğer organlarda lezyonlara neden olur. Akut primer blastomikoz genellikle kendi kendine tedavi olup antifungal tedavi gerektirmemektedir. Gerekli durumlarda itrakonazol ve amfoterisin B tercih edilen antifungal ilaçlardır.
Kriptokokkus
Kriptokokkus, ağırlıklı olarak Cryptococcus neoformans veya Cryptococcus gatti mayasının neden olduğu, hem bağışıklık sistemi baskılanmış hem de bağışıklık sistemi baskılanmamış konakçıları etkileyen sistemik bir enfeksiyondur. Amfoterisin B ve 5-florositozin, pulmoner kriptokokkoz ve serebromeningeal kriptokokkoz için tercih edilen tedavidir. Flukonazol de baskılayıcı tedavi amaçlı kullanılabilir.
Kandidiyaz
Bağışıklık sistemi baskılanmış hastalar arasında en sık görülen fırsatçı enfeksiyondur. Kandida cinsinde 200’den fazla tür ve patojenik olan yaklaşık 9 farklı türü vardır. Candida albicans en yaygın olan patojenik türdür. C. albicans kanatlılarda ağız, özafagus, kursakta lezyonlara, taylarda midede ülseratif lezyonlara, atlarda ve köpeklerde genital enfeksiyonlara, buzağılarda pnömonik, sığırlarda mastitise, köpek ve kedi yavrularında stomatitise neden olmaktadır. Candida septisemisi yüksek ölüm oranına sahiptir, azol bileşikleri (mikonazol, ketokonazol, flukonazol ve itrakonazol) ve lipozomal amfoterisin B ile tedaviyi gerektirir. C. glabrata genellikle flukonazole dirençlidir ve intravenöz amfoterisin B ya da kaspofungin ile tedavisi tercih edilir.
Aspergilloz
Hayvanlarda ve insanlarda oluşan oportunistik bir enfeksiyondur. A. fumigatus hayvanlarda Aspergillus enfeksiyonlarının %90-95’inden sorumludur. Aspergillus türleri kanatlılarda, atlarda, sığırlarda, köpeklerde ve kedilerde; pnömoni, hava kesesi yangısı, yaygın aspergilloza, atlarda nasal granuloma, intestinal aspergilloza, otitis eksterna ve sistemik aspergilloza neden olmaktadır. Amfoterisin B tercih en çok edilen ilaçtır, ancak itrakonazol, posakonazol ve vorikonazol ve amfoterisinin daha az toksik lipid formülasyonları da etkilidir.
Koksidioidomikoz
Koksidioidomikozise, Coccidioides immitis neden olmaktadır. C. immitis köpeklerde ve insanlarda primer olarak akciğerlerde sekonder olarak kemik ve diğer organlarda lezyonlara neden olmaktadır. Çoğu hastada enfeksiyon kendi kendine tedavi olur ve semptomlar birkaç hafta içinde düzelir. Bununla birlikte semptomlar 6-8 haftadan fazla devam ettiğinde persistan koksidioidal pnömoni tanısı konur ve amfoterisin B ile tedavi gerektirir.
Dermatofitozis
Dermatofitler, hayvanların ve insanların deri, tırnak ve saçlarında fungal enfeksiyona neden olan küf grubudur. Dermatofitoz terimi ise bu küf grubunun sebep olduğu hastalığın adıdır. Dermatofitoz, Mikrosporum ve Trikofiton küf cinsleri tarafından meydana gelmektedir. Bu enfeksiyon doğrudan temas yoluyla veya dolaylı yollara bulaşabilmektedir. Mikrosporum tedavisi için azol grubu antifungaller, itrakonazol önerilmektedir. Trikofiton tedavisi için azol grubu antifungaller, enilkonazol önerilmektedir.