연쇄상구균과 항생제 내성 #

연쇄상구균(Streptococcus) #

사슬 모양으로 배열, 코인두, 입안, 장관 등에 상주용혈성, 세포벽 다당체의 항원성에 의해 분류되며 Streptococcus 속에 속한다. 연쇄상구균, 순우리말로 사슬알균으로도 불린다. 그람 양성이며 쌍이나 사슬 모양을 나타내며 비운동성을 특징으로 한다. 혈액 한천에서 전형적인 용혈반응이 나타난다. 이 연쇄상구균에 해당하는 Stretococcus 속에 해당하는 세균은 다음과 같다. Streptococcus agalactiae Streptococcus anginosus Streptococcus bovis Streptococcus canis Streptococcus constellatus Streptococcus downei Streptococcus dysgalactiae Streptococcus equinus Streptococcus ferus Streptococcus infantarius Streptococcus iniae Streptococcus intermedius Streptococcus lactarius Streptococcus milleri Streptococcus mitis Streptococcus mutans,충치균 Streptococcus oralis Streptococcus orisratti Streptococcus parasanguinis Streptococcus peroris Streptococcus pneumoniae,폐렴연쇄상구균 Streptococcus pseudopneumoniae Streptococcus pyogenes, 화농성연쇄상구균 Streptococcus ratti Streptococcus salivarius Streptococcus tigurinus Streptococcus thermophilus Streptococcus sanguinis Streptococcus sobrinus Streptococcus suis Streptococcus uberis Streptococcus vestibularis Streptococcus viridans Streptococcus zooepidemicus[7]

화농성연쇄상구균(Streptococcus pyogenes) #

연쇄상구균은 광범위한 감염증을 유발하는 대표적인 병원 세균으로 알려졌다. 이 병원 세균으로 인해 발병하는 질병들에는 패혈성 인두염(strep throat)을 비롯해 성홍열(scarlet fever)과 피부에 발병하는 농가진(impegigo), 폐렴과 급성 신장 염(acute kidney inflammation), 독성 쇼크 증후군(toxic shock syndrome)과 혈액 중독 증(blood poisoning), 급성 류머티스성 열(acute rheumatic fever)과 류머티스성 심질환 (rheumatic heart disease), 괴사성 근막염(necrotizing fasciitis) 등의 다양한 질병들이 포함되어 있다.1

화농성연쇄상구균과 염색체 #

화농성 연쇄상구균의 환상 염색체(circular chromosome)에는 약 180만 DNA 염기쌍(base pairs)으로 구성되어 있다고 한다. 이 분석은 조세프 페레티(Joseph J. Ferretti) 박사 연구팀이 분석 대상으로 삼은 화농성 연쇄상구균은 독성 쇼크 증후군이나 괴사성 근막염과 같은 침습성 질환(invasive disease)을 앓는 환자의 상처로부터 분리한 세균이었다.

지금까지 분석된 결과에 따르면, 약 180만 개의 DNA 염기쌍에는 1,752개로 추정되는 유전자가 포함되어 있다. 이번 연구를 통해 규명한 화농성 연쇄상구균 유전체의 주요 특징은 다음과 같다.

• 화농성 연쇄상구균의 유전자에는 약 40개 이상의 병독성 유전자(virulence genes)가 포함되어 있다.
• 동정한 유전자 가운데는 화농성 연쇄상구균에 감염된 환자 자신의 분자 물질과 유사한 단백질을 발현시키는 유전자가 존재한다. 대표적인 예가 인체 결합조직(connective tissue)에서 발견되는 교원질(collagen)과 유사한 단백질을 발현시키는 유전자이다.
• 규명된 유전체에는 박테리오파지(bacteriophages)에 의해 삽입된 유전자가 포함되어 있었다. 이 유전자는 강력한 항원-유사 단백질(superantigen-like protein)을 발현시킴으로써 독성 쇼크 증후군을 유발한다.1

개요 #

최초의 항생제는 페니실린(penicillin)이다. 페니실린은 알렉산더 플레밍이 1928년 푸른곰팡이로부터 발견했으며 그 후 2차 세계 대전이 한창이던 1941년 2월 세계 최초로 페니실린의 임상 시험에 성공하였다.

이후 페니실린은 화학적 합성이 가능하게 되어 수많은 인류의 목숨을 위협하는 세균 감염의 치료에 널리 사용되었다.

특히 2차 세계대전 당시 수많은 환자의 목숨을 구할 수 있었다. 그러나 그 후 황색포도알구균(Staphylococcus auresus)이 가장 흔한 세균 감염의 원인균이었으며 대부분 페니실린에 대해 감수성을 나타냈다. 그러나 얼마 지나지 않아 페니실린에 죽지 않은 내성 포도알균이 등장하였다. 그 후에도 각 포도알균, 폐렴구균, 연쇄구균, 장구균 및 살모넬라 등이 각각 항생제 내성을 가진 것이 보고되었다.

그중에서도 폐렴구균 즉 화농성연쇄상구균(Streptococcus phogenes, Group A Streptococcus, GAS)의 감염은 날로 증가하고 있으며 많은 다른 세균과 더불어 관심을 가져야 할 주요 세균 중 하나이다.

폐렴구균(페렴연쇄구균, 사슬알균, Strepococcus pneumoniae)은 급성 세균 감염 질환 중의 하나이며 1881년 파스퇴르에 의해서 공수병 환자의 타액에서 처음 분리되었다. 폐렴구균은 란셋 모양의 그람 양성 쌍구균으로 세균의 표면에 피막이 없는 균은 질병을 일으키지 않지만, 피막을 가진 폐렴구균은 사람에게 질병을 일으키며 피막 다당은 병독성의 가장 중요한 인자로 혈청학적 성질에 따라 현재까지 약 90여 가지의 혈청형으로 분류되고 있다. 이는 주로 호흡기 비말을 통해 사람과 사람의 직접 접촉으로 전파되거나 보균자의 자가접종으로 발생하고 있다.2

폐렴구균(Streptococcus pneumoniae)은 지역사회 획득 폐렴, 세균성 뇌수막염 및 중이염 등의 가장 흔한 원인균으로 임상에서 중요한 위치를 차지한다. 1967년 임상 검체에서 최초로 발견된 균으로써 지난 세월 동안 폐렴구균의 항생제 내성률이 급증하여 세계적으로 문제가 되고 있다.3 특히 항생제 내성이 세계에서 가장 강한 폐렴구균이 국내에서 발견되었는데 이는 페니실린을 비롯하여 8종의 항생제에서 전혀 반응이 없다고 한다. 삼성서울병원 감염내과 교수팀에 따르면 폐렴구균 보유 환자 510명 가운데 5명이 치료 약에 대한 내성을 지닌 균으로 판명되었다. 특히 이들 환자는 페니실린, 테트라사이클린, 퀴놀론 등 8종의 항생제가 듣지 않는 보고된 적이 없는 신 항생제 내성균에 노출되었다고 한다4. 특히 이들 환자가 오랫동안 항생제 오남용과 병원의 부실한 감염관리 등에 의해 비롯되었다 하니 나날이 심각해져 가는 항생제 내성균에 관한 관심이 절대적으로 필요해 보인다.

폐렴구균은 부비동염, 중이염과 함께 폐렴이나 뇌수막염 등을 일으키는 원인 세균으로 10명 중의 1명은 이 세균이 발견된 것으로 보고되었다. 건강한 성인은 별문제가 없지만, 장기 입원해 있는 면역력이 약한 노약자, 환자에게는 폐렴 등을 일으킬 수 있다. 기존 8종의 항생제에 반응하지 않는 폐렴구균이 갈수록 늘고 있으나 다행히 아직 강력한 항생제인 반코마이신에 듣지 않는 폐렴구균이 발견되지 않았다 하니 그나마 다행으로 여겨진다. 그러나 이 반코마이신에 내성균을 가지는 균주들이 속속 보고되고 있으니 폐렴구균도 더 이상 안전하지 않을 것이다. 평소 폐렴구균 환자에게는 잘 쓰지 않는 강력한 반코마이신 및 최근에 발표된 니레졸리드 계열의 항생제는 미약하나마 효과가 있다 하나 항생제의 오남용으로 또 다른 반코마이신 내성 폐렴구균이 발생하지 않는다는 보장이 없다.

• 폐렴구균(Streptococcus pneumoniae: Pneumococcus)은 급성 중이염, 폐렴 및 균혈증, 수막염 등 침습성 감염을 일으키는 주요 원인균 중의 하나이며, 현재까지 약 90여 가지 혈청형이 밝혀졌다.

그 중에서도 Steptococcus pneumoniae의 항생제 내성은 상당히 중요한 의미가 있다.5

• penicillin

특히 페니실린에 내성 현황을 보면 다음과 같다.

S.pn은 지역사회획득 폐렴, 수막염, 부비동염, 중이염 등의 원인균으로 임상적으로 매우 중요한 균이라고 한다. 이 균은 B-latcam 항상제에 대한 내성 기작은 penicillin binding protein(PBP)의 변성의 의한다. 특히 PBP1a, 2x 및 2b의 변형은 B-lactam 계 항생제의 최소억제 농도를 올리는 결과를 가져온다.

이는 1995년 이후로 페니실린에 대한 내성률이 70% 이상으로 보고되어 사회의 큰 이슈가 되었다. 1990년대 이후 페니실린에 항생제 내성을 갖는 균주가 급격하게 증가하고 있으며 이는 세계적인 추세이다. 그러나 대한민국에서의 항생제 내성률 50~80%는 세계적으로 내성률이 높은 나라 중의 하나라는 불명예를 안기게 되었다.

• macrolide 또한, S.pn의 macrolide의 내성에도 심각한 문제가 보고되었다. 전 세계적으로 약 30% 내외의 내성률이 보고되었지만, 국내 환경에서는 약 80%로 보고되면서 문제의 심각성을 더욱더 부각시키는 계기가 되었다.

이들의 내성기작은 erm(B)와 mef(A)의 유전자에 의한다. 이 유전자를 가진 경우 고도내성을 가지고 있으므로 항생제의 투여량을 증가시키더라도 임계치에 도달할 수 없으므로 macrolide 단독으로는 내성 치료에 위험성이 있음을 내포하고 있다고 한다.

• quinolone 퀴놀론(Quinolone)계 항생제 중 가장 늦게 개발된 것으로 페니실린에 내성을 가진 S.pn에 효과적인 것으로 인정되고 있다. 그러나 fluoroquinolone의 사용이 증가하면서 이에 관한 결과로 내성균이 출현하고 있다.

이는 DNA gyrase 유전자인 gyrA와 topoisomerase IV 유전자 parC, gyrE의 단계적인 변이에 의한다고 한다. 또한, effluxf를 내성 기전으로 사용하기도 하지만 대부분은 위의 두 유전자의 동시 내성에 기인한다고 보고되었다.

이를 미루어 볼 때 Steptococcus pneumoniae는 세 가지 계열 이상에서 내성을 가진 다제내성을 가진 균으로 보고된다.

Vancomycin이나 linezolid는 S. pneumoniae에 감수성을 가진다고 보고되었으며 이는 B-lactam에 대한 과민반응을 일으키는 병력을 가진 사람에서 고려할 수 있으나 근본적인 항생제로는 부적합하다고 볼 수 있다.

이러한 내성의 시대에서 가장 효과적인 대책 중의 하나는 예방접종이다. 특히 6세 미안에서 IPD(invasive pneumococcal diseases)를 일으키는 균주의 80%를 극복할 수 있다고 한다.

Streptococcus와 내성 유전자 혈청형 #

국내에서 발견된 폐렴구균의 80%는 3가지 종류 이상의 항생제에 반응하지 않는 이른바 다제내성으로 보고되었다. 특히 3세대 항생제라 불리는 최근에 개발된 항생제조차도 내성률이 높은 것으로 나타나 폐렴 치료가 쉽지 않을 것으로 보고되었다. 폐렴구균은 폐렴, 축농증, 중이염, 수막염 등 급성 감염 질환의 원인으로 면역력이 약한 어린이와 노약자에게 치명적이다. 2009~2013년 동안 국내 1, 2차 의료기관에 내원한 지역사회 폐렴 성인 환자에서 분리한 폐렴구균 109(1,398명)주를 분석한 결과, 혈청형 19F, 19A, 11A, 6A, 6B, 23F, 23A, 35B가 우세하였고 이들 우세 혈청형 중 백신(관련) 혈청형뿐 아니라 비백신 혈청형에서도 3종 이상의 항생제에 동시에 내성을 보이는 다제내성균의 비율이 매우 높은 것으로 확인되었다.5

우리나라 폐렴구균은 단일 항생제에 대한 내성률뿐 아니라 여러 항생제에 동시에 내성을 보이는 다제내성균의 비율도 매우 높아 실제 폐렴구균 감염 질환 치료 시 항생제 선택의 폭이 극히 제한될 수밖에 없어 폐렴구균의 항생제 내성률에 대한 지속적인 모니터링이 필요하다. 폐렴구균 백신이 영·유아에 대한 기본 예방접종 프로그램에 포함되어 광범위한 백신 접종이 이루어지면서 백신 방어력의 한계로 인한 비백신 혈청형의 다제내성 폐렴구균의 증가라는 새로운 문제를 발생시켰다.[6]

ARDB-Antibiotic Resistance Genes Database #

항생제 관련 데이터베이스로 ARDB를 들 수가 있다. 이는 항생제 내성 유전자를 항생제와 계통, 유전자로 분류하여 많은 정보를 제공한다. 그중에서도 Streptococcus 속으로 검색을 해보면 약 1,148 내성 유전자가 등록되어 있다.

맺음 #

불필요한 광범위 항생제의 사용은 우리가 현재 경험하고 있는 바와 같이 항생제 내성 문제를 유발한다. 광범위한 항생제의 남발을 다른 원인균들의 내성을 유도할 것임에 이견의 여지가 없다.

그를 위한 적절한 방안들이 몇 가지 나열되었는데 다음과 같다.

• 효과적인 항생제 치료
• 예방접종
• 병원 감염 관리
• 적절한 정책과 보건시스템

이다.

참고문헌 #

1. 화농성 연쇄상구균의 유전체 분석 완료, KISTI 글로벌 동향 브리핑(GTB)
2. 질병관리본부 폐렴구균
3. 폐렴구균 감염증에서 항생제 내성의 임상적 의미
4. 항생제 무용, 슈퍼 폐렴구균 국내서 발견, 허핑턴포스트코리아
5. 지역사회획득 폐렴에서의 항생제 내성 및 최신 치료, 대한내과학회지: 제 81 권 제 6 호 2011
6. 지역사회 폐렴환자 폐렴구균의 혈청형 분포 및 항생제 내성 현황, 질병관리본부
7. 위키백과 [연쇄상구균]

Suggested Pages #

• 0.025 핵산
• 0.025 Atopy
• 0.013 Asthma
• 0.013 Atopic dermatitis
• 0.013 Archives of Dermatological Research
• 0.013 퓨린염기
• 0.013 스테로이드
• 0.013 피리미딘염기
• 0.013 우라실
• 0.013 티민
• More suggestions...