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| 황색포도상구균[1] (미국질병통제예방센터 제공 사진) |
목차
1 개요
Staphylococcus aureus.[2] / 黃色葡萄狀球菌
인체에 가장 대표적인 병원균주로, 피부에 상재하여 인간과 가깝고도 병의 양상에 따라 죽음까지 이르게 할 수 있는[3] 세균이다. 그러한 균주가 항생제 저항성을 획득하고 있어 의학계에서 문제가 되고 있다. MRSA 참조.
2 일반 특성
그람 양성균으로 군집하는 형태의 구균(coccus)이다. 아포는 형성하지 않으며, 조건무산소균(Facultative anaerobes)으로 분류된다. 포도당 발효산물로 젖산을 만들고, 다른 포도알균과 비교했을 때 만니톨을 발효할 수 있는 특징이 있다. 배양검사상에서는 Catalase, Coagulase가 모두 양성으로 나오며, 만일 Coagulase 검사가 음성으로 나오면 Coagulase 음성 포도상구균(Coagulase-negative staphylococcus)라고 하여 일반적으로 황색포도상구균보다 병원성이 떨어지는 것으로 본다. 연쇄구균(사슬알균, Streptococcus)과 함께 화농성염증을 일으키는 질환의 대표적인 균주이며, 더불어 식중독, 독성쇼크증후군 등의 원인이 되기도 한다.
2.1 구조
크게 피막(Capsule), 펩티도글리칸, 테이코산, 단백질A, 세포질막으로 나뉜다.
피막은 다당류로 구성되어 인체에 면역계에서 작용하는 옵소닌을 피해가도록 하는 역할 및 대식세포, 다핵구의 화학주성 및 탐식을 억제하는 역할을 한다. 세포외 기질을 분비하여 균막(Biofilm)을 형성하여 스스로를 보호하는데 사용하며, 피막의 다당류는 혈청형(Serotype)을 결정하는데 영향을 준다. 혈청형은 총 11개가 있는데, 이중 5, 7번 혈청형이 인간의 질병과 연관된다. 펩티도글리칸은 세포벽 무게의 50%를 차지하는 구성성분으로, 내독소(endotoxin) 활성이 있어 내인 파이로젠(Pyrogen) 생산을 촉진하고, 보체를 활성화시키는 등의 특징을 한다. 이 부분이 페니실린이 타겟으로 하는 지점인데, 이 부분을 저해함으로써 합성을 저해할 수 있다. 테이코산은 세포벽의 주요성분이기는 하지만 진단에 사용되지는 않는다. 단백질 A는 펩티도글리칸층과 공유결합함으로써 체액면역을 침범하는데 사용된다. Coagulase 음성 포도상구균(Coagulase-negative staphylococcus)는 단백질A를 가지고 있지 않기 때문에 Coagulase와 함께 진단적 가치가 있다. 세포질막은 삼투압을 조절하고, 세포 생합성, 호흡효소 등에 관여한다.
2.2 독소 및 효소
포도상구균 독소 중 세포용해독소는 알파, 베타, 감마, 델타 독소 및 P-V leukocidin으로 나뉜다. 초항원(Superantigen) 독소는 T세포 특이면역반응을 방지하며, 이 중 Exfoliative toxin은 피부의 표피 탈락을 일으키고, 장독소(Enterotoxin)는 식중독을 일으키며, 독성쇼크증후군독소(Toxic shock syndrome toxin, TSST)는 독성쇼크증후군을 일으킨다.
Coagulase는 피브리노겐을 피브린으로 바꾸어주는 역할을 한다. Catalase는 활성산소를 제거해주는 역할을 하며, 과산화수소를 물과 산소로 바꿔줄 수 있어 진단에 사용할 수 있다. 이외에 Hyaluronidase, Fibrinolysin, Lipase, Nuclease, Penicillinase 등을 가진다.
3 황색포도상구균 독소에 의한 질환
3.1 포도구균성열상피부증후군
Staphylococcal Scalded Skin Syndrome(SSSS). 줄임말을 S가 4개니까 4S라고 쓰기도 한다.
황색포도상구균의 Exfoliative toxin에 의하는데, 피부를 가볍게 문지르면 피부가 벗겨지는 '니콜스키 징후'가 특징이다. 피부는 처음에는 수포성 물집이 생기고 이후 상피가 벗겨지지만, 균이 아니라 독소가 관여하는 것이기 때문에 수포성 물집 안에 균은 없다. 사망률이 높은 질환은 아니지만 면역저하자거나 신장질환이 있을 경우 사망률이 증가한다. 성인에서 발병할 때는 국소형으로 '물집농가진'의 형태로 발생한다. 소아의 것 보다 니콜스키 징후는 명확하게 드러나지 않는다.
3.2 포도구균 식중독
황색포도구균 장독소(Enterotoxin)에 의한 식중독을 이른다. 식중독이 식후 6시간 이내에 발생했다면 99%가 황색포도상구균 또는 Bacillus cereus의 독소에 의해서 발생한 것이다. 이 식중독은 대개 24시간 이내에 끝나며, 그 사이에 수양성 설사, 메스꺼움, 구토, 탈수 등을 동반할 수 있으나 열은 없다. SSSS와 마찬가지로 균이 아니라 독소에 의해서 일어난 것이기 때문에 균이 몸안에 존재하는 것은 아니며, 따라서 항생제 치료가 아니라 수분 공급 등으로 치료한다. 독소매개질환이므로 지사제를 주면 오히려 좋지 않다. 황색포도구균의 장독소는 열에 견디기 때문에 이미 균이 한번 자라서 독소가 풍부한 음식은 익혀도 식중독을 예방할 수 없다. 따라서 애초에 균이 자라지 못하도록 상온에 방치하는 시간 자체를 없도록 하는 것이 예방법이다. 수분공급을 통해 전해질 교정을 해주는 것 이외에 특별한 치료법은 없다.
3.3 독성쇼크증후군
Toxic shock syndrome(TSS).
황색포도상균이 분비하는 외독소중 하나인 독성쇼크증후군독소(Toxic shock syndrome toxin, TSST)에 의해 발병한다. 상처부위에 국소적으로 균이 자라면서 생기는데, 발열, 발진, 저혈압, 전신홍반 등을 동반하며 심하면 저혈압으로 이어져 쇼크, 심장마비의 원인이 될 수도 있다. 바깥 피부는 균이 국소적으로라도 증식하기가 쉽지 않기 때문에 흔하지는 않지만 탐폰(Tampon)을 사용하는 여성에게서 흔하다. 따라서 질 등의 상처부위에 국소 증식하는 경우가 많다. 다만 성인은 90% 이상이 이 독소에 대해 항체를 가지기 때문에 치사율 자체는 5%정도이다. 한편, 소아는 항체가 없기 때문에 발생하기만 하면 위험한 축에 속하게 된다. 전신반응이 오는 것이기 때문에 설사, 점막이상, 전해질이상, 간수치이상, 혈소판감소증 등의 다양한 증상으로 올 수 있다. 항생제 치료는 기본적으로 클린다마이신에 베타락탐계 약물을 조합하여 치료한다. 쇼크가 올 시 생체징후를 유지하기위한 치료를 병행한다.
4 균 자체감염에 의한 질환
피부감염증으로는 농가진(Impetigo), 모낭염(Folliculitis), 옹종(Carbuncle), 단독(Erysipelas), 연조직염(Cellulitis), 괴사성 근막염(Nerotizing fasciitis), 근염(Myositis)[4] 등을 일으킬 수 있다. 황색포도상구균이 피부상재균이기 때문에 이런 류의 피부병에서 먼저 의심하는 균이 바로 황색포도상구균이다. 피부감염이 심하면 농양 등으로 발전할 수 있다.
황색포도상구균은 심내막염의 가장 흔한 원인체이기도 하다. 외과시술이나 카테터 사용 시, 또는 마약중독자(주사에 의해 감염)에서 많이 발생하며, 치사율이 높고 초기증상은 경미하나 폐색전까지 오면 흉막통이 발생하고 위험하다.
가장 흔한 원인체는 아니지만, 폐렴, 농흉의 원인체가 되기도 한다. 포도상구균에 의한 폐렴은 치사율이 높다.(50%) 폐렴환자의 10%에서 농흉이 발생하는데 그중 1/3은 황색포도상구균이 원인이다. 폐렴은 흡인(Aspiration)에 의해 일어나기도 하고, 혈행성으로 인해 일어나기도 한다.
포도상구균은 골수염, 감염관절염, 척추골수염 등의 흔한 원인체이기도 하다. 관절은 깊은 구조이지만 혈행성 감염을 통해 전파되어서 감염되는 것으로 생각된다. 소아는 장골에서 주로 발생하고, 성인은 척추에서 주로 발생한다. 감염관절염은 류머티스 관절염이 있는 경우, 외상이 있는 경우, 주사나 침(한방)을 최근에 맞은 적이 있는 경우 발생률이 올라간다.
5 치료
질병마다 조금씩 다르지만 원칙은 다음과 같다.
대개 페니실린에는 내성이 있는 경우가 흔하기 때문에 "페니실린효소-내성 페니실린계 약물"을 사용하는데[5], 나프실린, 옥사실린, 클록사실린 등을 쓸 수 있다. 만일 페니실린계 약물에 알레르기가 있는 경우 1세대 세팔로스포린으로 대체해볼 수 있다. 감염 자체가 사소한 경우는 디클록사실린, 세팔렉신을 사용할 수 있다. 균혈증이 있는 경우에는 아미노글리코시드계를 병합해 볼 수 있으며, 약이 듣지 않거나 재발하는 경우는 리팜핀과 조합할수 있고, 균의 항생제 감수성에 따라 반코마이신을 선택할 수 있다.
메티실린-내성 황색포도상구균(MRSA)의 경우는 반코마이신을 원칙으로 하고, 퀴누프리스틴/달포프리스틴, 리네졸리드, 답토마이신, 티게사이클린 등을 사용해 볼 수 있다. 반코마이신-내성 황색포도상구균(VRSA)은 확립된 치료법이 있는 건 아니지만 반코마이신과 다른 베타락탐계 약물을 조합해보거나, 다른 MRSA 치료제들을 조합할 것을 권한다.
대개는 상기 원칙에 대한 약간의 변형을 통해 치료법이 정해지지만 감염성 심내막염의 경우는 특별히 다음과 같이 치료법을 분류하고 있다.
- 메티실린-감수성 자연판막 : 나프실린/옥사실린
- 메티실린-저항성 자연판막 : 반코마이신
- 메티실린-감수성 인공판막 : 나프실린/옥사실린 + 젠타마이신 + 리팜핀
- 메티실린-저항성 인공판막 : 반코마이신 + 젠타마이신 + 리팜핀
참고로 메티실린 자체는 항생제 감수성 검사에만 사용하는 약이기 때문에 메티실린-감수성 황색포도상구균(MSSA)라고 해도 메티실린을 직접 쓰지는 않는다.