Streptococcus pyogenes, jota joskus kutsutaan nimellä Strep pyogenes, voidaan jakaa sanoihin ”strepto”, joka tarkoittaa ketjua, ”coccus”, joka viittaa pyöreään muotoon, ”pyo”, joka tarkoittaa mätä, ja ”genes”, joka viittaa muodostumiseen.
Strep pyogenes ovat siis pyöreitä bakteereja, jotka kasvavat ketjuina ja ovat vastuussa useista infektioista, joissa esiintyy usein märkää. Strep pyogenes -bakteereja kutsutaan amerikkalaisen mikrobiologin Rebecca Lancefieldin kehittämässä Lancefieldin luokittelussa myös nimellä Group A Strep – GAS.
Okei, Strep pyogenesillä on paksu peptidoglykaaninen soluseinä, joka Gram-värjäyksessä ottaa violettia väriainetta – kyseessä on siis grampositiivinen bakteeri.
Se ei liiku eikä muodosta itiöitä, ja se on myös fakultatiivinen anaerobi, eli se voi selviytyä sekä aerobisessa että anaerobisessa ympäristössä.
Loppujen lopuksi Strep pyogenes on katalaasinegatiivinen, eli se ei tuota katalaasi-nimistä entsyymiä.
Mutta toisin kuin muut yleiset kookit, kuten enterokokit, Strep pyogenes on pyrrolidonyyliaryyliamidaasi-positiivinen, koska se valmistaa entsyymiä nimeltä L-pyrrolidonyyliaryyliamidaasi.
Testausta varten epäillystä bakteeripesäkkeestä otetaan pieni näyte, joka inokuloidaan levytyynyyn, johon on upotettu pyrrolidonyyli-beeta-naftyyliamidia – toinen sanan ilo.
Strep pyogenes -bakteerilla pyrrolidonyyliaryyliamidaasi hydrolysoi pyrrolidonyyli-beeta-naftyyliamidia beta-naftyyliamidiksi.
Kokeile sanoa tuo 3 kertaa nopeasti! Lopuksi levylle lisätään toinen reagenssi nimeltä N-metyyliamino-kinnamaldehydi, ja se reagoi beeta-naftyyliamidin kanssa, jolloin syntyy kirkkaanpunainen väri, joka vahvistaa, että Strep pyogenes on pyrrolidonyyliaryyliamidaasipositiivinen.
Viljeltäessä veriagar-nimisellä alustalla Strep pyogenes -pesäkkeet aiheuttavat beeta-hemolyysin, jota kutsutaan myös täydelliseksi hemolyysiksi. Tämä johtuu siitä, että Strep pyogenes tuottaa streptolysiineiksi kutsuttuja toksiineja, jotka hydrolysoivat punasolujen hemoglobiinia läpinäkyvän keltaisen värisiksi sivutuotteiksi.
Mutta myös jotkin muut Streptococcus-lajit, kuten Strep agalactiae, ovat beetahemolyyttisiä. Niinpä Strep pyogenesin erottamiseksi tehdään batsitrasiinitesti.
Tällöin veriagariin lisätään basitrasiinikiekko. Strep pyogenes on batsitrasiinille herkkä, joten pesäkkeet kuolevat, kun taas Strep agalactiae:lla pesäkkeet pysyvät ehjinä.
Nyt Strep pyogenesillä on useita virulenssitekijöitä, jotka ovat ikään kuin rynnäkköaseita, jotka auttavat sitä hyökkäämään isäntäsolujen kimppuun ja tuhoamaan ne sekä kiertämään immuunijärjestelmän.
Ensiksi Strep pyogenes on kapseloitu, eli sitä peittää polysakkaridikerros, jota kutsutaan kapseliksi.
Ja kapselissa on adheesioproteiineja, kuten lipoteikoiinihappoa, Streptococcus fibronectin binding protein – tai lyhyesti Sfbl – ja M-proteiinia, jotka auttavat Strep pyogenes -bakteeria kiinnittymään isäntäsoluihin, kuten ihossa tai nielun limakalvolla oleviin soluihin.
Sitten Strep pyogenes käyttää toksiineja, kuten hyaluronidaasia, joka tuhoaa hyaluronihappoa, sementtiainetta, joka pitää sidekudosten ja verisuonten solut tiiviisti sidottuina toisiinsa.
Hyaluronihapon tuhoaminen johtaa paikalliseen tulehdukseen ja mahdollistaa bakteerien leviämisen verenkiertoon.
Verenkierrossa Strep pyogenes käyttää streptolysiini O:ta ja S:ää, jotka ovat toksiineja, jotka aiheuttavat hemolyysiä eli punasolujen tuhoutumista.
Se käyttää myös erytrogeenisiä toksiineja, joita kutsutaan myös streptokokkipyrogeenisiksi eksotoksiineiksi tai lyhyesti Spe:ksi, joita on 3 makua: SpeA, SpeB ja SpeC.
Tämä johtaa lisääntyneeseen hemolyysiin iho- ja ihonalaisissa verikapillaareissa. Lisäksi SpeA ja SpeC ovat superantigeenejä, mikä tarkoittaa, että niiden ei tarvitse joutua antigeeniä esittelevän solun, kuten makrofagin, syömäksi ja prosessoimaksi, jotta T-solut saisivat aikaan immuunivasteen.
Sen sijaan ne ovat välittömästi vuorovaikutuksessa makrofagin pinnalla olevan luokan II MHC-molekyylin kanssa muodostaen superantigeeni-MHC-kompleksin, joka sitten vuorovaikuttaa T-solureseptorin kanssa ja stimuloi jopa 30 prosenttia koko T-solupopulaatiosta.
Tämä on 300 kertaa voimakkaampi kuin tavanomaiset antigeenit, ja se stimuloi koko joukon tulehdussytokiinien vapautumista.
Kohtaisesti tätä kutsutaan sytokiinimyrskyksi, ja se voi johtaa toksiseen sokki-oireyhtymään eli TSS:ään, joka tapahtuu, kun tällainen sytokiinimyrsky laukaisee laajalle levinneen systeemisen verisuonten laajentumisen, jolloin verenpaine laskee, mikä johtaa elintärkeiden elinten huonoon perfuusioon.
Verenkierrosta strep pyogenes -bakteerit voivat levitä muihin elimiin, kuten keuhkoihin aiheuttaen keuhkokuumetta tai keuhkolaajentumia, tai sydämeen, jossa ne muodostavat sydämen läppiin kasvustoiksi kutsuttuja möhkäleitä aiheuttaen infektiivisen endokardiitin.
Vaihtoehtoisesti, jos ne leviävät keskushermostoon, ne voivat aiheuttaa aivojen paiseet tai aivokalvontulehduksen.
Yllättävää kyllä, kaikesta tästä voimakkaasta arsenaalista huolimatta Strep pyogenes voi itse asiassa rauhallisesti kolonisoida ihoa, nielun tai kurkun limakalvoja, emätintä ja peräsuolta.
Ei siitä ole mitään haittaa niin kauan kuin immuunijärjestelmä pitää ne kurissa, rajoittaa niiden kasvua ja estää niitä leviämästä muualle elimistöön.
Ongelmia syntyy henkilöillä, joiden immuunijärjestelmä on heikompi, kuten imeväisillä ja vanhuksilla. Muita immuunijärjestelmää heikentäviä tiloja ovat esimerkiksi HIV-infektio, diabetes tai pahanlaatuinen sairaus.
Tällöin Strep pyogenes pääsee yleensä verenkiertoon ihon repeämän, limakalvohaavan tai leikkauksen jälkeen.
Yleisimmin Strep pyogenes aiheuttaa streptokokki-nielutulehduksen eli nielurisatulehduksen, joka on nielun limakalvon ja nielurisojen tulehdus.
Strep-nielutulehdukseen voi liittyä myös tulirokko, jolloin intrakapillaarinen hemolyysi johtaa kirkkaanpunaiseen ihottumaan.
Kun Strep pyogenes infektoi epidermiksen, se aiheuttaa impetigoa, jotka ovat pinnallisia ihovaurioita, jotka näyttävät hunajakimpaleilta.