İlkokul Çocuklarında Streptococcus pyogenes Taşıyıcılığı: M-Protein Tipleri, Pirojenik Toksin Genleri ve İzolatlar Arası Klonal İlişkinin Araştırılması

Otlu, Baris; YAKUPOĞULLARI, Yusuf; GÖZÜKARA BAĞ, Harika Gözde; Karakurt, Cemsit; Kayabas, Uner; BAYINDIR, Yaşar

İlkokul Çocuklarında Streptococcus pyogenes Taşıyıcılığı: M-Protein Tipleri, Pirojenik Toksin Genleri ve İzolatlar Arası Klonal İlişkinin Araştırılması

Barış OTLU, (İnönü Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Malatya, Türkiye)

Cemşit KARAKURT, (İnönü Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Pediatrik Anabilim Dalı, Malatya, Türkiye)

Yaşar BAYINDIR, (İnönü Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Enfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Malatya, Türkiye)

Üner KAYABAŞ, (İnönü Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Enfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Malatya, Türkiye)

Yusuf YAKUPOĞULLARI, (İnönü Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Malatya, Türkiye)

Harika Gözde GÖZÜKARA BAĞ (İnönü Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Biyoistatistik Anabilim Dalı, Malatya, Türkiye)

Mikrobiyoloji Bülteni

27 0

Yıl: 2015 Cilt: 49 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 301 - 313 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

İlkokul Çocuklarında Streptococcus pyogenes Taşıyıcılığı: M-Protein Tipleri, Pirojenik Toksin Genleri ve İzolatlar Arası Klonal İlişkinin Araştırılması

Öz:

M-proteini ve pirojenik toksinler Streptococcus pyogenes'in en önemli virülans faktörleri olup, bu faktörler sırasıyla akut romatizmal ateş ve kızıl hastalığının patofi zyolojisinde önemli rol oynarlar. Bu çalışmada, ilköğretim okulu çocuklarının farengeal S.pyogenes taşıyıcılık durumları, suşlar arasındaki klonal ilişki, izolatların M-protein tipleri ve pirojenik toksin gen varlığının araştırılması amaçlanmıştır. Çalışmaya, bölgemizdeki iki ilköğretim okulunda bulunan 668 çocuktan (yaş aralığı: 6-16 yıl) alınan boğaz kültürü örnekleri dahil edilmiştir. İzole edilen grup A streptokok suşları arasındaki klonal ilişki DiversiLab (BioMérieux, Fransa) yöntemiyle araştırılmış ve tespit edilen klonal ilişkiler PFGE (pulsed-fi eld gel electrophoresis) yöntemi ile doğrulanmıştır. İzolatların M-protein (emm) tiplemesi Centers for Disease Control and Prevention (CDC) tarafından önerilen DNA dizi analizi yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. Pirojenik toksin kodlayan genlerden speA ve speC'nin varlığı in-house multipleks polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) yöntemi ile araştırılmıştır. Çalışmada toplam 134 (%20.05) öğrencinin boğaz kültüründen S.pyogenes izole edilmiştir. 10 yaş ve üzeri öğrencilerin GAS taşıyıcılık oranı, 7-9 yaş grubu öğrencilerine göre istatistiksel olarak daha yüksek bulunmuştur (%22'ye karşı %16.4; p< 0.05). Dizi analizi ile bu izolatlardan 123'ünün M protein geni tiplendirilebilmiş ve 20 farklı emm tipi saptanmıştır. En sık tespit edilen emm tipi emm1 (n= 38, %30.9) olmuş, bunu sırasıyla emm12 (n= 18, %14.6), emm89 (n= 10, %8.1), emm118 (n= 8, %7.3) ve emm4 (n= 7, %5.7) izlemiştir. Toplam 25 (%18.6) izolatta pirojenik toksin geni bulunmuş; bunların 11'inde (%8.2) speA, 12'sinde speC (%8.9) ve ikisinde (%1.5) her iki gen birden saptanmıştır. DiversiLab yöntemi ile 134 S.pyogenes suşu içerisinde 62 farklı Rep (Repetitive extragenic palindromic)-PCR profi li belirlenmiştir. Klonal olarak ilişkili 36 izolat, 13 farklı küme içerisinde yer almıştır. Suşların kümeleşme oranı %26.9 olarak bulunmuş; aynı küme içerisinde yer alan izolatların tümü arasındaki klonal ilişki, PFGE yöntemi ile de doğrulanmıştır. Çalışmamızda, bölgemizdeki ilköğretim çocukları arasında GAS taşıyıcılığının yüksek olduğu ve M-protein tiplerine göre suşların 30 valanlı aşı tarafından kapsanma oranının %90'nın üzerinde olduğu tespit edilmiştir. İzolatların yaklaşık beşte birinde pirojenik toksin geni bulunması, taşıyıcılarda da kızıl hastalığı riskinin yüksek olabileceğini göstermiştir. Bununla birlikte, izolatlar arasında tespit edilen klonal ilişki oranı, okul içi GAS yayılımının risk oluşturabileceği lehine yorumlanmıştır

Anahtar Kelime:

Konular: Biyoloji

Carriage of Streptococcus pyogenes in Primary School Children: M-Protein Types, Pyrogenic Toxin Genes, and Investigation of the Clonal Relationships Between the Isolates

Öz:

M-protein and pyrogenic toxins are the most important virulence factors of Streptococcus pyogenes, and they play signifi cant role in the pathophysiology of acute rheumatoid fever and scarlet fever, respectively. In this study, the pharyngeal carriage of S.pyogenes of the primary school children, clonal relationship of the strains, M-protein types, and the presence of pyrogenic toxin genes were aimed to be investigated. A total of 668 throat cultures obtained from children (age range: 6-16 years) in two primary schools in our region, were included in the study. The clonal relationships of the isolated group A streptococci (GAS) strains were investigated by DiversiLab assay (BioMérieux, France), and the clonal relatedness was confi rmed by pulsed-fi eld gel electrophoresis (PFGE) method. M-protein (emm) typing was performed by DNA sequencing as suggested by Centers for Disease Control and Prevention (CDC). The genes encoding pyrogenic toxins, speA and speC, were investigated by an in-house multiplex polymerase chain reaction (PCR) method. S.pyogenes was isolated from 134 (20.05%) of the throat samples. The GAS carriage rate of the students aged >=10 was statistically higher than those 7-9 years age group (%22 vs %16.4, p< 0.05). The M protein gene could be characterized only among 123 isolates by DNA sequencing, and 20 different emm types were detected. The most frequent emm type was emm1 (n= 38, 30.9%) followed by emm12 (n= 18, 14.6%), emm89 (n= 10, 8.1%), emm118 (n= 9, 7.3%), and emm4 (n= 7, 5.7%). Pyrogenic toxin genes were found in 25 (18.6%) of the isolates, including speA in 11 isolates (8.2%) and speC in 12 isolates (8.9%) and both genes were detected in 2 isolates (1.5%). Sixty-two different Rep (Repetitive extragenic palindromic)-PCR profi les were detected in 134 S.pyogenes isolates by DiversiLab method. Thirteen different clusters were formed by a total of clonally related 36 isolates revealing a strain clustering ratio of 26.9%. Clonal relationship of all isolates in the same cluster was confi rmed by PFGE method. In this study, relatively high percentage of GAS carriage was observed among primary school children in our region. The coverage rate of the 30-valent vaccine was determined to be over 90% with respect to M-protein types. Since the pyrogenic toxin-encoding genes were found in one fi fth of the isolates from the studied subjects, we concluded that the carrier population may also have high risk for scarlet fever. We also concluded that, the clonal relationship ratio determined among the isolates may be a risk in school transmission of GAS

Anahtar Kelime:

Konular: Biyoloji

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Bibliyografik

Carapetis JR, Steer AC, Mulholland EK, Weber M. The global burden of group A streptococcal diseases. Lancet Infect Dis 2005; 5(11): 685-94.
Metzgar D, Zampolli A. The M protein of group A Streptococcus is a key virulence factor and a clinically relevant strain identifi cation marker. Virulence 2011; 2(5): 402-12.
Ralph AP, Carapetis JR. Group A streptococcal diseases and their global burden. Curr Top Microbiol Immunol 2013; 368:1-27.
Fazeli MR, Ghaemi E, Tabarraei A, et al. Group A streptococcal serotypes isolated from healthy schoolchildren in iran. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2003; 22(8):475-8.
Martin JM, Green M. Group A streptococcus. Semin Pediatr Infect Dis 2006; 17(3): 140-8.
Olive C, Schulze K, Sun HK, et al. Enhanced protection against Streptococcus pyogenes infection by intranasal vaccination with a dual antigen component M protein/SfbI lipid core peptide vaccine formulation. Vaccine 2007; 25(10):1789-97.
Smeesters PR, McMillan DJ, Sriprakash KS. The streptococcal M protein: a highly versatile molecule. Trends Microbiol 2010; 18(6): 275-82.
Ayoup E, Kotb M, Cunningham M. Rheumatic Fever Pathogenesis, pp:102-32. In: Stevens D, Kaplan E (eds), Streptococcal Infections: Clinical Aspects, Microbiology and Molecular Pathogenesis. 2000, Oxford University Press, New York.
Wu PC, Lo WT, Chen SJ, Wang CC. Molecular characterization of group A streptococcal isolates causing scarlet fever and pharyngitis among young children: a retrospective study from a northern Taiwan medical center. J Microbiol Immunol Infect 2014; 47(4): 304-10.
Schmitz FJ, Beyer A, Charpentier E, et al. Toxin-gene profi le heterogeneity among endemic invasive Europe- an group A streptococcal isolates. J Infect Dis 2003; 188(10): 1578-86.
Elliott JA, Farmer KD, Facklam RR. Sudden increase in isolation of group B streptococci, serotype V, is not due to emergence of a new pulsed-fi eld gel electrophoresis type. J Clin Microbiol 1998; 36(7): 2115-6.
Martin JM, Barbadora KA. Continued high caseload of rheumatic fever in western Pennsylvania: Possible rheumatogenic emm types of Streptococcus pyogenes. J Pediatr 2006; 149(1): 58-63.
Bryant PA, Robins-Browne R, Carapetis JR, Curtis N. Some of the people, some of the time: susceptibility to acute rheumatic fever. Circulation 2009; 119(5): 742-53.
Levin BR, Lipsitch M, Bonhoeffer S. Population biology, evolution, and infectious disease: convergence and synthesis. Science 1999; 283(5403): 806-9.
Shaikh N, Leonard E, Martin JM. Prevalence of streptococcal pharyngitis and streptococcal carriage in chil- dren: a meta-analysis. Pediatrics 2010; 126(3): 557-64.
Vijaya D, Sathish JV, Janakiram K. The prevalence of group a streptococci carriers among asymptomatic school children. J Clin Diagn Res 2013; 7(3): 446-8.
Durmaz R, Durmaz B, Bayraktar M, et al. Prevalence of group A streptococcal carriers in asymptomatic children and clonal relatedness among isolates in Malatya, Turkey. J Clin Microbiol 2003; 41(11): 5285-7.
Mengeloglu FZ, Aktas E, Otlu B, et al. Evaluation of emm gene types, toxin gene profi les and clonal related- ness of group A streptococci. Bosn J Basic Med Sci 2013; 13(3): 163-9.
Toprak D, Demirdal T, Aşçı Z, Orhan S, Çetinkaya Z, Demirtürk N. Sağlıklı okul çocuklarında nazofarinksde A grubu beta hemolitik streptokok taşıyıcılığı. Düzce Tıp Fakültesi Derg 2008; 2: 26-9.
Akça G. Boğaz enfeksiyonu nedeni olan A grubu beta hemolitik streptokokların M protein tiplerinin "emm" gen sekans analizi ile belirlenmesi. Doktora Tezi, 2006. Gazi Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Ankara.
Arslan U, Oryasin E, Eskin Z, et al. Distribution of emm genotypes and antibiotic susceptibility of Streptococ- cus pyogenes strains: analogy with the vaccine in development. Mikrobiyol Bul 2013; 47(2): 318-23.
Çakmak A. İstanbul'da 2007-2009 döneminde çocuk hastaların boğaz kültürlerinden izole edilen A grubu beta hemolitik streptokokların M proteini (emm) geni tiplendirilmesi. Uzmanlık Tezi, 2009. İstanbul Üniver- sitesi İstanbul Tıp Fakültesi Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Anabilim Dalı, İstanbul.
Steer AC, Law I, Matatolu L, Beall BW, Carapetis JR. Global emm type distribution of group A streptococci: systematic review and implications for vaccine development. Lancet Infect Dis 2009; 9(10): 611-6.
Chang H, Shen X, Fu Z, et al. Antibiotic resistance and molecular analysis of Streptococcus pyogenes isolated from healthy schoolchildren in China. Scand J Infect Dis 2010; 42(2): 84-9.
Pires R, Rolo D, Morais A, et al. Description of macrolide-resistant and potential virulent clones of Streptococcus pyogenes causing asymptomatic colonization during 2000-2006 in the Lisbon area. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2012; 31(5): 849-57.
Erdem G, Mizumoto C, Esaki D, et al. Group A streptococcal isolates temporally associated with acute rheu- matic fever in Hawaii: differences from the continental United States. Clin Infect Dis 2007; 45(3): 20-4.
Picard C, Casanova JL, Puel A. Infectious diseases in patients with IRAK-4, MyD88, NEMO, or IkappaBalpha defi ciency. Clin Microbiol Rev 2011; 24(3): 490-7.
Fernandez I, Brito RM, Bidet P, et al. Invasive group A Streptococcus disease in French-Canadian children is not associated with a defect in MyD88/IRAK4-pathway. Allergy Asthma Clin Immunol 2014; 10(1): 9.
Uchiyama S, Andreoni F, Schuepbach RA, Nizet V, Zinkernagel AS. DNase Sda1 allows invasive M1T1 Group A Streptococcus to prevent TLR9-dependent recognition. PLoS Pathog 2012; 8(6): e1002736.
Dale JB, Penfound TA, Chiang EY, Walton WJ. New 30-valent M protein-based vaccine evokes cross-opsonic antibodies against non-vaccine serotypes of group A streptococci. Vaccine 2011; 29(46): 8175-8.

APA	Otlu B, Karakurt C, BAYINDIR Y, Kayabas U, YAKUPOĞULLARI Y, GÖZÜKARA BAĞ H (2015). İlkokul Çocuklarında Streptococcus pyogenes Taşıyıcılığı: M-Protein Tipleri, Pirojenik Toksin Genleri ve İzolatlar Arası Klonal İlişkinin Araştırılması. , 301 - 313.
Chicago	Otlu Baris,Karakurt Cemsit,BAYINDIR Yaşar,Kayabas Uner,YAKUPOĞULLARI Yusuf,GÖZÜKARA BAĞ Harika Gözde İlkokul Çocuklarında Streptococcus pyogenes Taşıyıcılığı: M-Protein Tipleri, Pirojenik Toksin Genleri ve İzolatlar Arası Klonal İlişkinin Araştırılması. (2015): 301 - 313.
MLA	Otlu Baris,Karakurt Cemsit,BAYINDIR Yaşar,Kayabas Uner,YAKUPOĞULLARI Yusuf,GÖZÜKARA BAĞ Harika Gözde İlkokul Çocuklarında Streptococcus pyogenes Taşıyıcılığı: M-Protein Tipleri, Pirojenik Toksin Genleri ve İzolatlar Arası Klonal İlişkinin Araştırılması. , 2015, ss.301 - 313.
AMA	Otlu B,Karakurt C,BAYINDIR Y,Kayabas U,YAKUPOĞULLARI Y,GÖZÜKARA BAĞ H İlkokul Çocuklarında Streptococcus pyogenes Taşıyıcılığı: M-Protein Tipleri, Pirojenik Toksin Genleri ve İzolatlar Arası Klonal İlişkinin Araştırılması. . 2015; 301 - 313.
Vancouver	Otlu B,Karakurt C,BAYINDIR Y,Kayabas U,YAKUPOĞULLARI Y,GÖZÜKARA BAĞ H İlkokul Çocuklarında Streptococcus pyogenes Taşıyıcılığı: M-Protein Tipleri, Pirojenik Toksin Genleri ve İzolatlar Arası Klonal İlişkinin Araştırılması. . 2015; 301 - 313.
IEEE	Otlu B,Karakurt C,BAYINDIR Y,Kayabas U,YAKUPOĞULLARI Y,GÖZÜKARA BAĞ H "İlkokul Çocuklarında Streptococcus pyogenes Taşıyıcılığı: M-Protein Tipleri, Pirojenik Toksin Genleri ve İzolatlar Arası Klonal İlişkinin Araştırılması." , ss.301 - 313, 2015.
ISNAD	Otlu, Baris vd. "İlkokul Çocuklarında Streptococcus pyogenes Taşıyıcılığı: M-Protein Tipleri, Pirojenik Toksin Genleri ve İzolatlar Arası Klonal İlişkinin Araştırılması". (2015), 301-313.

APA	Otlu B, Karakurt C, BAYINDIR Y, Kayabas U, YAKUPOĞULLARI Y, GÖZÜKARA BAĞ H (2015). İlkokul Çocuklarında Streptococcus pyogenes Taşıyıcılığı: M-Protein Tipleri, Pirojenik Toksin Genleri ve İzolatlar Arası Klonal İlişkinin Araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni, 49(3), 301 - 313.
Chicago	Otlu Baris,Karakurt Cemsit,BAYINDIR Yaşar,Kayabas Uner,YAKUPOĞULLARI Yusuf,GÖZÜKARA BAĞ Harika Gözde İlkokul Çocuklarında Streptococcus pyogenes Taşıyıcılığı: M-Protein Tipleri, Pirojenik Toksin Genleri ve İzolatlar Arası Klonal İlişkinin Araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni 49, no.3 (2015): 301 - 313.
MLA	Otlu Baris,Karakurt Cemsit,BAYINDIR Yaşar,Kayabas Uner,YAKUPOĞULLARI Yusuf,GÖZÜKARA BAĞ Harika Gözde İlkokul Çocuklarında Streptococcus pyogenes Taşıyıcılığı: M-Protein Tipleri, Pirojenik Toksin Genleri ve İzolatlar Arası Klonal İlişkinin Araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni, vol.49, no.3, 2015, ss.301 - 313.
AMA	Otlu B,Karakurt C,BAYINDIR Y,Kayabas U,YAKUPOĞULLARI Y,GÖZÜKARA BAĞ H İlkokul Çocuklarında Streptococcus pyogenes Taşıyıcılığı: M-Protein Tipleri, Pirojenik Toksin Genleri ve İzolatlar Arası Klonal İlişkinin Araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni. 2015; 49(3): 301 - 313.
Vancouver	Otlu B,Karakurt C,BAYINDIR Y,Kayabas U,YAKUPOĞULLARI Y,GÖZÜKARA BAĞ H İlkokul Çocuklarında Streptococcus pyogenes Taşıyıcılığı: M-Protein Tipleri, Pirojenik Toksin Genleri ve İzolatlar Arası Klonal İlişkinin Araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni. 2015; 49(3): 301 - 313.
IEEE	Otlu B,Karakurt C,BAYINDIR Y,Kayabas U,YAKUPOĞULLARI Y,GÖZÜKARA BAĞ H "İlkokul Çocuklarında Streptococcus pyogenes Taşıyıcılığı: M-Protein Tipleri, Pirojenik Toksin Genleri ve İzolatlar Arası Klonal İlişkinin Araştırılması." Mikrobiyoloji Bülteni, 49, ss.301 - 313, 2015.
ISNAD	Otlu, Baris vd. "İlkokul Çocuklarında Streptococcus pyogenes Taşıyıcılığı: M-Protein Tipleri, Pirojenik Toksin Genleri ve İzolatlar Arası Klonal İlişkinin Araştırılması". Mikrobiyoloji Bülteni 49/3 (2015), 301-313.