병원성 미생물은 인체에 침입해 감염을 일으키고 증상을 유발할 수 있는 미생물이다. 감염병의 원인 미생물에는 세균, 바이러스, 기생충 등이 있으며, 감염은 미생물과 숙주, 환경의 상호작용으로 발생한다.[6]
1. 개요
2. 병원성 미생물의 종류와 분류
감염병의 원인 미생물은 세균, 바이러스, 기생충 등으로 나눌 수 있다. 감염병은 원인 미생물에 따라서도, 폐렴이나 요로감염처럼 감염 부위에 따라서도 분류할 수 있다.[6]
장관 내 병원성 대장균은 발병인자, 병원성 기전, 임상증상, 혈청형 등을 기준으로 여섯 군으로 분류된다. 이 가운데 장출혈성대장균(EHEC)은 고위험성이 있는 군으로 제시되며, O157:H7은 대표적인 혈청형이다.[2]
비브리오 패혈증균과 콜레라균은 병원성 세균의 사례다. 콜레라균에서는 주변에 포도당이나 과당 중 어떤 영양분이 있는지에 따라 과당 수송 단백질 발현이 달라지는 기전이 연구됐다.[1][5]
3. 숙주와 환경의 상호작용
감염은 미생물이 증식하거나 퍼지기 쉬운 환경에서 감수성 있는 숙주가 노출될 때 발생할 수 있다. 이 때문에 감염병의 발생 양상은 미생물의 특성뿐 아니라 숙주의 상태와 노출 환경에도 영향을 받는다.[6]
홍수 같은 자연재해 뒤에 콜레라나 세균성 이질이 만연하는 사례는 환경과 감염의 관계를 보여준다. 폐쇄된 병원 병실에서 환자에게서 나온 메르스 바이러스에 다른 환자가 직·간접적으로 노출되어 집단발병한 사례도 소개된다.[6]
숙주와 감염체의 관계는 병인론과 면역학의 연구 대상이다. 병원성 세균과 숙주의 상호작용, 선천면역 세포와 세균의 상호작용, 만성 감염 및 패혈증의 기전 등이 연구 주제로 다뤄진다.[3][4]
4. 병원성 기전과 숙주 손상
일부 장출혈성대장균은 Shiga-like 독소를 생성해 장에 병변을 일으킬 수 있다. 이 사례에서는 세균이 만드는 독소가 숙주 조직 손상과 연결되는 병원성 기전으로 제시된다.[2]
비브리오 패혈증균이 적혈구와 접촉하면 MARTX 독소의 세공형성 영역이 세포 내 칼슘 증가를 매개할 수 있다. 이어 적혈구 형태 변화와 세포막 인지질 노출, 미세소포 생성이 관찰됐으며, 연구에서는 이런 변화가 혈전촉진 활성에 기여하는 것으로 확인됐다.[1]
콜레라균에서는 포도당이 있으면 HPr과 FruR이 결합해 과당 수송 단백질이 발현되지 않는다. 과당만 있는 경우에는 HPr이 인산화되어 FruR과 결합하지 못하고, FruR-F1P 복합체가 과당 오페론 프로모터 DNA의 구조를 바꾸어 RNA 중합효소의 결합과 전사를 촉진한다. 그 결과 과당 수송 단백질 생성이 활성화된다.[5]
5. 감염 양상과 임상 사례
장출혈성대장균 감염은 무증상에서 물설사, 혈성 설사, 출혈성 장염까지 다양한 양상으로 나타날 수 있다. 병원성 대장균의 공통 증상으로는 복통과 설사가 제시된다.[2]
비브리오 패혈증균은 오염된 어패류 섭취나 오염된 해수에 상처 부위가 노출되는 경로로 감염될 수 있다. 고위험군 환자에서는 치사율이 약 50%에 달할 수 있으며, 감염 환자에게 소화관 장애, 용혈성 빈혈, 패혈증 등이 나타날 수 있다고 보고됐다.[1]
감염병은 원인 미생물이나 감염 부위에 따라 구분할 수 있다. 메르스는 코로나바이러스 감염 사례이며 주요 감염 부위는 하기도로, 감염 부위 기준으로는 폐렴에 해당한다.[6]
6. 연구와 병원성 제어
병원성 세균과 숙주의 상호작용, 만성 감염, 항생제 내성, 패혈증의 기전은 연구 주제로 다뤄진다. 감염체의 특성과 병인론을 살피는 연구에는 숙주와 감염체의 관계를 함께 분석하는 접근이 포함된다.[3][4]
비브리오 패혈증균 연구에서는 MARTX 독소의 세공형성 영역이 적혈구의 변화와 혈전촉진 활성에 관여함을 변이 균주 실험으로 확인했다. 흰쥐 정맥혈전 모델에서도 이 영역을 변이시킨 균주는 대조군과 혈전 생성에 차이가 없었으며, 이는 시험관 내 관찰을 동물실험에서도 확인한 결과다.[1]
콜레라균의 HPr-FruR 결합과 영양분에 따른 유전자 조절 기전은 과당 수송 단백질 발현을 이해하는 근거가 된다. 해당 연구는 포도당과 과당 등 외부 영양분에 따른 전사 조절을 규명했으며, 영양분 조절을 통한 비브리오균 병원성 제어 연구에 활용될 수 있다고 제시했다.[5]
7. 관련 문서
- 감염병
- 병원성 대장균
- 비브리오균