Bakteri Staphylococus sp.pada Hewan (Mikrobiologi)

Staphlococus merupakan bakteri gram positif, berdiameter berkisar 1 µm, dan bergerombol seperti anggur. Nama ini berasal dari bahasa Yunani “staphyle” dan “kokkos” untuk seikat anggur dan berry. 

Sekurangnya 30 spesies staphylococcus terdapat pada kulit dan membran mukosa, beberapa diantaranya dapat berpeluang menjadi patogen dan memnyebabkan infeksi pyogenik.

Kebanyakan staphylococcus merupakan bakteri fakultatif anaerob dan katalase postif, non motil, oksidase negatif, dan tidak memproduksi spora. Dua spesies S. aureus subspesies anaerobius dan S. saccharolyticus adalah anerob dan katalase negatif.

S. aureus subspesies aureus (disebut juga S. aureus) dan S. intermedius koagulase positif, dan S. hyicus koagulasenya bervariasi dan merupakan bakteri patogen penting pada hewan domestik (lihat tabel 1.). 

Gambar 1. Karekteristik formasi staphylococcus yang menyerupai anggur

staphylococcus sp.(sumber gambar : www.pinterest.com)

Produksi  koagulase berkorelasi dengan patogenisitasnya. Walaupun Staphylcoccus koagulase negatif biasanya memiliki virulensi rendah, beberepa spesies diantaranya terkadang dapat mneyebabakna penyakit pada hewan dan manusia (lihat tabel 2)

Tabel 1. Stahylococcus koagulase positif dan dan kepentingan klinisnya

(a) S. aureus dapat menyebabkan septikemia neonatal dan luka infeksi pada banyak spesies

(b) 20-50% S. hyicus koagulase positif

Tabel 2. Staphylococcus koagulase negatif yang diisolasi dari berbagai hewan

 a). Terkadang diisolasi dari kasus mastitis klinis atau subklinis

Habitat

Staphylococcus sp. terdapat diseluruh duna sebagai bakteri komensalis yang hidup di kulit hewan dan manusia. Bakteri ini juga ditemukan pada membran mukosa saluran respiratori bagian atas dan bagian bawah saluran urogenital, dan sebagai bakteri peralihan di saluran cerna.  

Bakteri ini juga terhitung sangat stabil di lingkungan. Beberpa strain Staphylococcus menujukan persamaan afinitas pada beberapa hewan tertentu. Pemindahan dari S. aureus diantara beberapa spesies hewan dan antara hewan dengan manusia terbatas.

Point Utama

• Kokus Gram-positif, yang bergerombol menyerupai anggur

• Tumbuh pada media tidak diperkaya (umum)

• Ukuran koloni sedang, dengan warna putih atau kuning

• Koloni S. areus, dan S. intermedius memproduksi hemolisis ganda

• Fakultatif anaerob, tidak motil, katalase positif

• Hidup normal, pada membran mukosa dan kulit

• Produksi koagulasenya berkorelasi dengan patogenisitasnya

• Cenderung Stabil dilingkungan

• Menyebabkan infeksi pyogenik

Tabel 3. Pebedaan bakteri kokus gram positif

 ket : (a) Tes oksidasi-fermentasi, O = Oksidatif, F = fermentatif

Perbedaan Staphylococcus species

Pada spesimen klinis, Staphylococcus sp. pasti dapat dibedakan dari  Micrococcus sp.. Stahpylococcus secara umum katalase positif dan streprococcus katalase negatif. Staphylococcus sp. biasanya dikategorikan bedasarkan penampakan koloni, sifat hemolisa, profil biokimia, dan Pola Gen RNA ribolsomal restriksi. 

Beberapa reaksi utama staphlococcus koagulase positif ditujukan pada tebel 4. Hal ini penting sekali diketahui untuk membedakan S. aureus dari S. intermedius dalam kondisi tertentu, khusunya pada anjing dan kucing.

Tabel. 4 Perbedaan staphylococcus koagulase positif

ket :

(a) : 1% maltose pada agar ungu

(b) : Hanya untuk strain pada manusia dan sapi

(c) : Anaerobik

na : Not available 

+   : hingga 90% strains positif

-    : Hingga 90% strains negatif

+/- : pemanfaatan kurang

V : reaksi bervariasi

Contoh Kolon yang tumbuh pada Media Blood sheep agar (sumber gambar : www.microregistrar.com)

Pada Labotarorium diagnostik kedokteran hewan, indentifikasi spesifik pada staphylococcus koagulase negatif biasanya berdasarkan organisme yang diisolasi dari kultur yang hampir murni, atau ditanam dari tempat normalnya seperti sendi atau cairan otak (cerebrospinal fluid)

1  Karektiristik koloni

Koloni staphylococcus biasanya bewarna putih, buram, dan diameternya hingga 4 mm. Sedangkan koloni Stapyhlococcus manusia dan sapi adalah kuning keemasan. Koloni-koloni pada beberapa staphylococcus koagulase negatif juga berpigmentasi (bewarna) berdasarkan spesiesnya.

2.  Hemolisis pada Blood Agar domba atau sapi

Diketahui ada empat hemolisin dari staphylococcus, yaitu alfa, beta, gamma, dan delta. Tiap-tiap jenis hemolisin tersebut berbeda secara antigennya, biokiminya, dan efeknya pada sel darah merah pada beberapa spesies yang berbeda. 

Kemampuan memproduksi hemolisin ini tiap strainya berbeda-beda dan strain S. aureus dan S intermedius pada hewan biasanya memproduksi alfa dan beta hemolisin. 

Pada agar darah ruminansia, alfa hemolisin menyebabkan zona tipis yang menunjukan zona hemolisis komplit disekitar koloni, dan beta-hemolisis memproduksi  zona parsial yang lebih luas atau disebut hemolisis inkomplit. Hal ini ditujukan pada hemolisis ganda (gambar 2). 

Hemolisin-hemolisin tersebt bertidak sebagai toksin pada percobaan in vivo. Staphlococcus koagulase negatif menunjukan variasi pada tiap kemampuan mereka untuk meproduksi hemolisis yang biasanya berjalan dengan lambat. Isolasi dari S. hyicus tidak bersifat hemolsisi tau non-hemolitik

3.  Tes koagulase pada kaca preparat dan tabung.

Pada test tersebut, sebuah suspensi Staphylococcus di campur dengan plasam kelinci baik pada kaca preparat mikroskop atau tabung kecil. Fibrinogen pada plasma kelinci kemudian diubah menjadi fibrin oleh koagulase :

• Pada kaca preparat didetksi adanya ikatan koagulasi atau atau faktor penggumpal pada permukaan bakteri. Reaksi positif mengindikasikan adanya gumpalan atau kumpulan bakteri dalam 1-2 menit.
• Tes tabung mendeteksi koagulase atau staphylocoagulase dilepaskan  yang disekresi oleh bakteri dalam plasma. Ini merupakan test definit untuk tes koagulase. Produksi dan reaksi positif mengindikasikan adanya formasi yang menggumpal pada tabung dalam inkubasi pada suhu 370 C selama 24 jam.

4.  Tes biokimiawi untuk membedakan S, aureus dan S.intermedius

• Uji cepat (rapid tes) mendeteksi adanya pembetukan acetoin
• Agar ungu (purple agar), mengandung bromokresol ungu sebagai indikator pH dan 1% maltose, yang digunakan untuk membedakan S. aureus dari S. intermedius. Staphylococcus aureus memanfaatkan maltose dan asam memproduksi perubahan pada medium dan koloni ungu menjadi kuning. Sedangkan Staphylococcus intermedius, tidak dapat memfermentasi maltose dengan baik, sehingga tidak terjadi perubahan pada warna media.
• Tes biokimia, yang mana sekarang sudah dikomersialkan, dan daat digunakan untuk konfirmasi spesies staphylococcus.

5.  Prosedur molekuler 

Prosedur molekuler seperti Polymerase Chain Reaction (PCR) biasanya sudah tertera pada referensi laboratorium

Gambar 2. Karakteristik hemolisis ganda S. aureus dan S. intermedius pada Blood sheep/ox agar

perbandingan hemolisa darah. 1 (sumber gambar : delrio.dcccd.edu)

perbandingan hemolisa darah 2. (sumber gambar : pemburumikroba.blogspot.com)

Patogenesis dan patogenisitas

Karena staphylococcus adalah bakteri pyogenik, bakteri ini sering menimbulkan lesi supuratif. Trauma minor atau immunosupresi dapat mempredisposisikan terjadinya infeksi. Faktor virulensi pada S. aureus dan efek patogeniknya ditujukan pada Tabel 5. 

Korelasi antara patogeik bakteri dengan beberapa faktor hingga saat ini masih belum diketahui. Namun beberapa faktor virulensi seperti plasmid atau Fag-termediasi, diduga menjadi penetu virulensi dan penyandi gen staphylococcus.

Struktur bakteri meliputi Kapsula polysakarida, asam teikoik dan protein A mengganggu atau menghindari proses opsosnisasi dan mekanisme fagositosis. 

Dinding protein sel staphyloccocus, berikatan dengan fibronektin dan fibrinogen, dapat membantu bakteri berikatan dengan jaringan dan menyebabkan kerusakan jaringan karena faktor toksikasinya yang dihasilkan oleh bakteri itu.

Produksi koagulase oleh staphylococcus sangat penting sebagai indikator patogenisitas. Ditambah dengan penanda untuk patogenisitasnya berdasarkan aktivitas Dnase dan produksi protein A.

Prosedur diagnostik

1. Epidermitis eksudatif pada babi muda dan tick pyaemia pada domba muda adalah hanya beberapa kondisi klinis pada hewan domestik, khususnya diakibatkan oleh staphylococcus patogen. Pada kondisis supuratif, seperti infeksi staphylococcus harus dipertimbangkan dan mengambil spesimen khusus seperti eksudat dan susu mastitis yang diambil untuk prosedur laboratorium.
2. Penampakan pewarnaan gram pada nanah atau spesimen lain yang berhubungan dapat menunjukan tipe staphylococcus.
3. Spesimen yang dikultur pada agar darah, agar darah selektif, dan MacConkey agar dan inkubasi aerobik pada suhu 37 C dalam 24 hingga 48 jam. Agar darah selektif, yang mengandung asam nalidiksik dan kolistin, juga digunakan untuk mengambat pertumbuhan bakteri Proteus sp. dan kontaminan gram negatif lainya.
4. Kriteria identifikasi untuk isolasi bakteri :
1. Karakteristik koloni
2. Ada tidaknya hemolisis
3. Produksi katalase
4. Produksi koagulase
5. Profil biokimia
5. Tipe Fag bakteri sangat berguna untuk investigasi epidemiologi seperti hubungan tersebut pada wabah keracunan makanan akibat staphylococcus pada manusia.

Tabel 5. Fakor Virulensi, termasuk toksin dari staphlococcus aureus dan efek patogeniknya

Infeksi klinis

Karena staphylococcus berperan sebagai bakteri komensalis pada kulit dan membran mukosa dan sebagai kontaminasi lingkungan, infeksi umumnya dapat terjadi baik secara endogenus maupun eksogenus. 

Banyak infeksi bersifat opertunistik dan berhubungan dengan trauma, immunosupresi, akibat infeksi jamur atau parasit, alergi, atau gangguan metabolisme dan hormon. Staphylococcus koagulase positif bertanggung jawab pada sebagian besar infeksi. (lihat tabel 1). 

Beberapa strain memeliki virulensi rendah, dengan koagulase negatif juga mampu menyebabkan penyakit pada beberapa hewan (lihat tabel 2). 

Vaksin yang tersedia saat ini, sudah tidak efektif lagi mencegah infeksi staphylococcus. Uji kepekaan antibiotik sebaiknya dilakukan terlebih dahulu sebelum melakukan terapi.

Penyakit staphylococcus yang penting pada hewan domestik yaitu mastitis, tick pyaemia, eksudatif epidermitis, botryomikosis, dan pyoderma.

Mastitis staphylococcus pada sapi.

Mastitis staphylococcus, biasanya disebabkan oleh S. aureus, dan merupakan penyebab umum dari mastitis di seluruh dunia. Penyakit  ini dapat besifat subklinis, akut atau, kronis, namun kebanyakannya infeksi bersifat subklinis. 

Bentuk perakut dab ganggren berhubungan dengan reaksi sistemik yang parah dan dapat mengancam nyawa hewan. Pada mastitis ganggren ada empat hal yang terkena, yatu tubuh menjadi dingin dan bewarna biru kehitaman, pada akhirnya terkelupas. 

Jaringan mengalami nekrosis yang diakibatkan oleh alfa-toksin yang menyebabkan kontraksi, dan nekrosis pada otot polos dalam dinding pembuluh darah, dan mengganggu aliran darah. 

Di tambah lagi, toksin menyebabakn pelepasan enzim lisosom dari leukosit.  Mastitis akan didiskusikan lebih lanjut dilain waktu.

Tick pyaemia

Tick pyaemia, adalah infeksi yang disebabkan S. aureus pada domba muda, yang tersebar pada wilaha gembala perbukitan di inggris dan irlandia, yang merupakan habitat yang cocok untuk caplak Ixodes ricinus. 

Domba muda dapat membawa S. aureus di kulit mereka dan di mukosa hidung, dan infeksi terjadi melalui trauma kecil pada kulit akibat gigitan caplak. Ixodes ricinus merupakan ventor untuk penyakit ricketsia dari tick-borne fever, Ehrlichia fagositopila, yang dapat menyebabkan immunosupresi pada domba muda dan menyebabkan predisposisi pada infeksi staphylococcus.

Tick pyaemia dikarekterisasi baik oleh septikemia dan kematian cepat atau berdasarkan abses yang terlokalisasi pada banyak organ. 

Manifetasi klinis meliputi arthritis, paresis posterior. Kondisi ini sangat berpengaruh pada kepentingan ekonomi pada beberapa peternakan dimana hinga 30% domba muda berumur 2 hingga 10 minggu dapat terkena penyakit ini pada musim semi atau awal musim panas.

Diagnosis

1. Pada domba muda, yang berkeliaran di padang gembala yang rimbun di inggris atau irlandia, gejala klinis dapat dicurigai terkena penyakit ini.
2. Gambaran mikrokopis bakteri pada nanah, berdasarkan isolasi, dan indentifikasi S. aureus dari lesi.

Terapi dan pengendalian

Terapi terbatas nilainya pada kasus domba yang sangat banyak terkena penyakit. Sehingga pengendalian harus dilakukan langsung dengan memasukan mereka ke dalam kandang, dan mengobati mereka di dalam kadang pula.

1. Terapi profilaktik pada domba muda dengan antibiotik seperti tetrasiklin long akting, dapat mengeinisiasi dalam satu minggu. Tetrasiklin juga dapat melindungi domba muda dari E. Fagositipila
2. Pengendalian caplak seperti pemandian dalam kolam yang sdah diisi antiparasitik (dipping0 sebaiknya juga dilakukan

Epidermitis eksudatif (Greasy-pig disease)

Penyakit ini, disebabkan oleh S. hyicus, yang terjadi diseluruh dunia pada babi muda hingga berumur 3 bulan. Penyakit ini sangat menular dan ditandai dengan sekresi sebaceous berlebih diseluruh tubuh, ekfoliasi, dan eksudasi pada permukaan kulit. 

Babi yang terkena akan mengalami anoreksia, depresi, dan fibrilasi, memiliki peradangan yang luas, non pruritic dermatitis dengan eksudat keabuan. Babi mda dibawah 3 minggu dapat mati dalam 24-48 jam. 

Morbiditas berkisar 20-100% dan mortalitasnya dapat mencapai 90% dalam litter yang terkena. Staphlococcus hyicus dapat diisolasi dari mukosa vagina dan kulit dari babi betina dewasa yang sehat. Organisme ini diperkirakan masuk ke kulit babi muda melalui abrasi kecul seperti luka gigitan.

Fatktor predisposisi sepert stress, diakibatkan karena induk tidak dapat memproduksi susu lagi, dan memperparah terjadinya infeksi. Dalam sebuah studi, Injeksi toksin S. hyicus dapat mengakibatkan ekfoliasi.

Diagnosis

1. Tingginya mortalitas pada babi muda dengan eksudatif, lesi pada kulit non-prutitik (tidak gatal) adalah ciri khas penyakit ini
2. Isolasi dan identifikasi S. hyicus dari lesi kulit untuk konfirmasi.

Terapi dan pengendalian

1. Untuk permulaan, gunakan antibiotik sistemik, dikombinasikan dengan obat topikal dengan antiseptik atau antibiotik agar lebih efektif
2. Ambil isolasi dari babi penderita
3. Berisihkan dan desinfeksi bangunan yang terkontaminasi
4. Babi betina dewasa sebaiknya dibersihkan dengan sabut antiseptik
5. Utamakan kolonisasi pada kulit dengan strains avirulen S. hyicus untuk mencegah infeksi S. hyicus yang virulen secara eksperimental.

Botryomikosis

Botryomikosis adalah penyakit bersifat kronis, kondisi granulomatus supuratif, sering disebakan oleh S. aureus. 

Penyakit ini dapat terjadi dalam beberapa minggu setelah kastrasi pada kuda yang disebabkan oleh infeksi pada corfa spermatika. 

Botryomikosis juga dapat terjadi pada jaringan mammae dari babi betina dewasa. Lesi derupa massa fibrous dan jaringan mengandung nanah.

Infeksi Staphylococcus pada anjing dan kucing

Staphylococcus intermedius umum disiolasi dari pyoderma, otitis eksterna, dan kondisi supuratif lainya, termasuk mastitis, endomertritis, cystitis, osteomyelitis, dan luka infeksi. Terkadang , kondisi supuratif serupa juga dapat disebabkan oleh S. aureus.

Referesi 

Quinn PJ, Markey BK, Carter ME, Donnelly WJ, Leonard FC. 2003. Veterinary Microbiology and Microbial Disease.  Blackwell Science Publisher.