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Clostridium dificile Case study #
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Clostridium difficile #

개요 #

C. difficile (Clostridum difficile)은 gram-positive 포자 형(spore forming) 혐기성 (anaerobic) 박테리아의 한 종이다. 2005년 처음 유전체가 해독되었고 하나의 염색체를 가지며 서열 크기는 약 4.3Mb이다.

이 박테리아는 토양 등의 자연환경에서 흔하게 발견되는 종으로 소, 돼지 등의 가축이나 사람의 장 내에서 흔하게 발견되는 균이다. 건강한 성인의 장에서는 크게 문제가 되지 않는 종이지만, 항생제 복용 등에 의한 장내 균총이 변화되는 과정에서 집락화가 이루어 지면서 문제가 된다. AAD (Antibiotic associated diarrhea) 증상의 20~30%를 차지하는 원인균으로 집락화 되면서 enterotoxin A와 Cytoxin B라는 독소를 생성해낸다. 이 독소들은 숙주 세포의 세포 뼈대 (cytoskeleton)의 신호 전달을 방해하는 역할을 하며 이로 인한 염증이나 점막 손상 등을 일으킨다. 이 박테리아에 의한 감염증은 높은 재발률과 합병증 등으로 미국, 캐나다, 유럽 등지에서 문제가 되어 왔으며 최근 국내에서도 쟁점이 되고 있다.

Clostridium difficile infection (CDI) #

증상 #

CDI는 C. difficile에 의해 감염되는 되는 질환으로 항생제 치료 중이나 치료 후 발생한다. 치료 후 4~6주 후 발병하는 예도 있다고 한다. 증상은 가벼운 증세의 설사나 혈성-점액성의 설사, 발열, 복통, 매스꺼움 등이 있다. 치료되었다고 하더라도 재발률이 매우 높으며 심한 경우 합병증을 유발하기도 한다. 합병증으로는 위 막역 대장염, 독성 거대 결장염, 대장 천공, 패혈증 등이 있다. 다양한 항생제에 내성이 있으며 한 연구에 따르면 여러 항생제를 투약하는 경우 CDI 발생이 증가한다고 한다. 특히 Clidamycin, ampicillin, cephalosporin 등에 의한 발생률이 높다고 한다. 또한, 나이가 많을수록 높은 발병률을 보인다.

원인 #

주로 감염된 사람의 변에서 발견되는 박테리아 포자에 의해 전염된다. 이 포자는 체외에서도 수 주간에 이르는 장기간 생존이 가능하다. C. difficile 포자와 접촉한 뒤 씻지 않고 직접적으로 접촉한 경우 전염이 되는 것으로 알려져 있다. 단, 공기에 의한 전염은 없는 것으로 알려져 있다.

진단 방법 #

CDI 진단은 환자로부터 24시간 이내 3회 이상 분변을 채취하여 독소를 생성하는 C. difficile 종의 여부를 판별한다. 진단 방법은 다음과 같다.

  1. 세포독성검사법 - 세포 배양 후 B 독소에 의한 세포 병변 효과를 확인하는 방법
  2. 배양 방법 - C. difficile 종만 배양 가능한 선택배지에 분변을 접종하여 집락을 관찰하고 집락화 후 집락의 독소 생성 여부를 확인하는 방법
  3. 효소면역측정법 - A독소와 B 독소에 대한 검사를 모두 수행 가능한 방법
  4. 분자생물학적 방법 - PCR을 통해 A 독소와 B 독소 유전자를 검출하는 방법

항생제 내성 기작 #

C. difficile 은 다양한 항생제에 내성을 가지고 있는데, 이는 이 종에 가진 다양한 mobile elements 등에 의한 군집 내 수평적 유전자 이동 등에 의한 것으로 보고 있다. 이에 정확한 항생제내성 기작을 밝히기 위한 다양한 연구가 진행 중에 있으며 대표적으로 밝혀진 항생제 내성 기작은 다음과 같다. 미작성, 작성 요청

  1. Macrolide-Lincosamide-Streptogramin B (MLSB) 계열 항생제 내성 기작 MLSB 계열의 항생제는 단백질 합성을 저해하는 방법으로 박테리아의 증식을 억제하는 항생제계열이다. Tn5398, Tn5398 like, Tn6194, Tn6215 등의 mobile element에 포함된 erythromycin ribosimal methylases(ermB) 유전자에 의해 MLSB 계열의 항생제 내성을 가지게 된다.

  2. Cephalosporin (CF) 계열 항생제 내성 기작 CF 계열은 세포벽 합성을 방해함으로써 박테리아 증식을 억제하는 항생제 계열이다. 대부분의 균 주가 이 계열의 항생제 내성을 가지고 있음에도 불구하고 정확한 내성 기작은 밝혀져 있지 않다. beta-lactam 항생제 내성과 관련된 것으로 알려진 beta-lactamase 와 penicillin-binding protein (PBP) 유전자의 변이 등이 발견되고 있으나 정확한 기작을 밝히기 위해서는 더 많은 연구가 필요할 것으로 보인다.

  3. Quinolone (FQ) 계열 항생제 내성 기작 FQ 계열의 항생제는 DNA 합성을 방해하는 방법으로 박테리아 증식을 억제하는 항생제이다.
    Quinolone-resistance determining region (QRDR; GyrA & GyrB) 라는 영역의 변이에 의해서 이 계열의 항생제에 내성을 지니게 된다. 연구들에 따르면 FQ 계열에 내성을 지니는 대부분의 C. difficile 균주에서 GyrA 유전자에서 Thr82Ile 의 변이를 보이며 몇몇 균주에서는 GyrA 와 GyrB 유전자 모두에서 변이가 발견되기도 한다.

치료방법 #

증세가 가벼운 경우 별도의 치료를 진행하지 않는다. 물을 충분히 섭취하는 등 일반적으로 사용되는 설사 치료방법을 사용한다. 중증이나 전격성의 경우 항생제를 처방한다. 사용되는 항생제는 Metronidazole, Vancomycin 이며, 대체로 vancomycin 쪽의 치료율이 높다. 다만, 재발률이 20~30% 정도로 이를 위한 치료 방법이 꾸준히 연구되고 있다. 보조적인 방법으로 건강한 사람의 장내 미생물을 이용한 프로바이오틱스를 이용한 치료법이 사용되고 있으며 이에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있으나 의학적 효과에 대해서는 논란의 여지가 있다.

참고문헌 #

  1. Clostridium_difficile
  2. Clostridium_difficile_infiection
  3. C. difficile 감염: 진단과 치료의 최신 지견. 김지은
  4. Recent advances in the understanding of antibiotic resistance in Clostridium difficile infection. Patrizia Spigaglia
  5. 김상우. 난치성 또는 재발성 Clostridium difficile 감염의 치료
  6. EONE laboratories News letter Vol.01303
  7. 김영아 등 2017. Clostridium difficile 감염의 진단을 위한 글루탐산탈수소효소 효소면역분석법의 유효성에 대한 체계적인 문헌 고찰
0.0.1_20140628_0