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미생물이야기 Salmonella는 전세계적으로 가장 흔한 설사병의 원인균
2013-08-19 09:54:51
이엠생명과학연구원

Salmonellae와 Shigellae

A. 임상적 의의
     Salmonella는 전세계적으로 가장 흔한 설사병의 원인균으로서 미국은 연간 삼백만명의 환자가 발생하며 우리나라에서도 가장 흔하다. S. typhi이외의 대부분의 Salmonella 감염은 덜 익힌 육류나 날계란을 섭취한 후 발생하며 103 이하의 적은 균수로도 감염을 일으킬 수 있다. 최근들어 다약제 내성 균주가 증가하고 있기 때문에 치료 약제의 선택에 어려움이 있다. Salmonella 혈청형은 현재 2,000종 이상이 존재하며 대부분은 숙주에 따라 감염 혈청형이 다르다. S. typhi, S. pullorum, S. choleraesuis, S. dublin은 각각 사람, 닭, 돼지, 소의 Salmonella 감염균이다. 임상 양상은 장염, 장열, 패혈증, 국소감염, 만성 보균자의 형태로 나타난다. Salmonella 장염은 혈변이 없으면서 설사량이 많지 않은 묽은 변이 대부분이지만 환자에 따라 다양한 설사 양상을 보인다. Salmonella 발병 기전은 장내독소, invasin, 세포독소 등의 매우 다양한 병독성 인자와 환자의 면역상태 등이 복합적으로 작용하며 혈청형에 따라 다르다. Salmonella는 장내 세균용 감별배지와 선택배지에서 성장이 잘되므로 대변에서 쉽게 분리할 수 있다. 균수가 많은 감염 초기에 검체를 채취하면 증균액체배지에 배양할 필요가 없지만 보균자를 검출하거나 균수가 적게 존재할 때는 증균액체배지에 배양한 후 선택배지에 계대배양하는 방법이 권장된다. Salmonella의 95% 이상은 A, B, C1, C2, D, E의 혈청군에 속한다. Salmonella 장염의 항균제 치료는 보통 증상 발현 기간을 단축시키지 못하고 보균상태를 연장하므로 신생아, 면역기능저하 환자, 백혈병, 림프종, 전신성 살모넬라증 등에만 약제를 투여하며 Salmonella에 의한 패혈증과 장열에는 chloramphenicol, ampicillin, cotrimoxazole을 치료제로 사용하며 광범위 cephalosporin 제제인 cefoperazone, ceftrizxone과 ciprofloxaxin과 같은 fluoroquinolone계열 약제는 살균작용을 한다. 그러나 다약제 내성균이 증가하고 있으므로 항균제 감수성 시험 결과에 따라 약제를 선택하여야 하다.
     Shigella는 대장의 장점막에 침입한 후 증식하여 급성염증, 궤양을 일으키고 심한 경우에는 장점막 궤사를 일으킨다. 잠복기는 24-48시간이며 증상의 특징은 발열, 복통, 물설사 후에 혈액, 농 및 점액 등이 섞인 이질성 설사를 나타낸다. 증상은 저절로 회복되는 경증에서 심한 설사와 탈수, 경련을 동반하는 전형적인 이질까지 매우 다양하다. Shigella는 오염된 음식물과 물을 섭취한 후 발생하며 특히 위생상태가 불량한 밀집된 주거 환경에서 발생한다. 이 균종은 감염 균수가 10-100개로 매우 적기 때문에 사람에 의해 쉽게 전파된다. Shigella dysenteriae는 Shigella 중 exotoxin인 Shiga 독소를 생성하는 유일한 균종으로서 항균제 내성 균종의 출현이 문제가 되고 있다. 또한, S. dysenteriae (혈청형 A)에 의한 이질은 특히 심한 증상을 나타내며 사망률도 높기 때문에 Shigella 균주는 종 수준까지 동정해야 한다. Shigella의 종동정은 역학적 조사에도 크게 도움이 된다. 국립보건원에서 발간하는 "감염병 발생정보"에 의하면 우리나라에서는 1990년까지 S. flexneri가 S. sonnei보다 많았으나 1991년에 처음으로 S. sonnei가 S. flexneri를 초과했다. S. flexneri와 S. sonnei에 의한 감염 건수의 비교는 그 나라의 발전 수준을 나타낸다고 하며 선진국가에서는 S. sonnei가 많고, 개발도상국가에서는 S. flexneri가 많다. 액체 증균 배지는 Shigella와 특성이 비슷한 E. coli를 억제하는 물질이 함유되어 있으므로 사용하지 않는다. 진단은 대변을 직접 장내 세균용 배지와 선택배지에 접종한 후 생화학적 동정과 혈청형 시험으로 원인균을 확인하면 된다. DNA 교잡법을 이용하여 Shigella의 침입성 인자에 대한 DNA를 검출하여 진단하는 방법도 있다. 항균제 치료는 환자의 임상 경과를 호전시키며 대변의 원인균 분비도 감소된다. 흔히 사용하는 항균제로는 ampicillin, trimethoprim-sulfamethoxazole, tetracycline, quinolone등이 있으며 tetracycline과 quinolone은 소아에는 사용하지 않는다. 동부와 남부 아시아에서는 다약제 내성균이 흔히 분리되고 있으며 지역에 따라 분리 균주의 감수성 양상이 다르다. 그러므로 항균제 감수성 시험 결과에 따라 사용할 항균제를 선택한다. 

 

B. 배지 관찰
   ⓐ 장내 세균용 일차 배양 배지
    ⓑ 중등도 선택배지 (Moderately selective media)
        대부분의 장내 균종은 억제되고 Salmonella와 Shigella는 증식되는 배지로서 당발효에 의한
        산생성을 확인하는 지시제가 들어있다. 배지 성분에 따라 H2S 생성을 검사할 수 있다.
        ㉠ Hektoen enteric (HE) 배지
            Salmonella와 Shigella의 분리에 권장되며 일부 Vibrio 균종도 검출할 수 있다.
        ㉡ Xylose-lysine-desoxycholate (XLD)
            Salmonella와 Shigella 분리에 권장되며, 특히 증식이 까다로운 Shigella 균주의 검출에 사용
            된다.
        ㉢ Salmonella-shigella (SS) 배지
            주로 Salmonella의 선택 배지로 사용하며 Shigella는 다소 억제된다.
        ㉣ Desoxycholate 배지
            Salmonella와 Shigella의 분리에 사용한다.
   

   ⓒ 고도 선택배지 (Highly selective media)
        통상적으로 사용하지는 않으나 Salmonella의 유행 또는 집단 감염이 발생할 때 사용할 수 있다.
        Shigella 분리용으로는 권장되지 않는다.
        ㉠ Brilliant green 배지
            S. typhi와 S. paratyphi를 제외한 Salmonella 균주의 분리에 권장된다.
        ㉡ Bismuth sulfate 배지
            Salmonella 균주, 특히 S. typhi 분리에 권장된다.
    ⓓ 증균 액체 배지 (Enrichment broth)
        ㉠ 전통적 방법
            배양 초기 몇 시간 동안 장내 상재균이 억제될 때 계대배양하면 적은 수의 병인균 분리율을
            높일 수 있다. 대변 배양시 증균 액체배지를 통상적으로 사용할 때는 증균배지를 너무 오래
            배양하면 억제되었던 장내세균 등이 다시 증식되므로 배양시간을 정확히 해야 한다. 계대배
            양용 평판 배지는 35-37℃ 호기성 상태로 하룻밤 배양한다.
            a. Gram negative (GN) 배지
                Salmonella와 Shigella의 증균배지로서 배양 시간은 4-6시간이다.
            b. Selenite F (SF) 배지
                주로 Salmonella 균주 분리용 증식 배지로서 배양 시간은 8-12시간이다.
            c. Tetrathionate 배지
                S. typhi, S. paratyphi, S. pullorum, S. gallinarum을 제외한 Salmonella 균주의 분리에
                사용되며 12시간 배양한 후에 접종한다.
        ㉡ 키트를 이용한 선별 방법
            이 방법 (Wampole Laboraotories)은 증균 액체배지와 Salmonella 다크론 항체를 붙인
            라텍스 입자를 혼합한 후 응집반응을 관찰하여 응집이 있으면 Salmonella 또는 Shigella가
            있고, 응집이 없으면 Salmonella가 없음을 의미한다. 이 검사는 Shigella에 위음성 반응을
            나타내므로 Salmonella 균종의 음성 선별 검사로만 사용한다.
            a. 장점
                ㄱ. 선별 검사에서 음성이면 계대배양과 생화학적 동정 시험을 하지 않는다.
                ㄴ. 배양 음성 결과를 24-48시간 정도 빨리 보고할 수 있다.
                ㄷ. 평판배지의 집락으로도 검사할 수 있다.
            b. 단점
                ㄱ. 위양성이 있으므로 양성 결과의 예비 보고를 할 수 없다.
                ㄴ. Shigella에는 위음성이 있으므로 Shigella의 음성 선별 검사로 사용할 수 없다.
                ㄷ. 전통적 배양법을 기준으로 한 라텍스 응집법의 Salmonella와 Shigella의 예민도는
                     86%와 85%이며 특이도는 95%이므로 전통적 방법을 대신할 수 없다. 
 
 
 C. 동정
생화학적 성상으로 Salmonella 또는 Shigella로 확인된 균주는 다가 항혈청으로 슬라이드 응집반응을 시행한 후 양성이면 군 항혈청으로 응집 시험한다. 혈청형은 O 항원과 H 항원으로 검사해야 동정이 가능하며 이러한 혈청형 동정은 국립보건원에서 하고 있다.
 

D.보고 방법
 
 ⓐ예비 보고 방법
S. typhi는 가스 음성, ornithine decarboxylase 음성이고 S. paratyphi-A는 lysine decarboxylase와 H2S 음성이므로 생화학적 시험으로 동정할 수 있으나 이외의 균종은 혈청형 시험으로만 동정할 수 있다. 다른 Salmonella는 먼저 Salmonella 군 항혈청으로 시험하여 응집 양성인 혈청군으로 보고하고 확정 동정이 필요함을 보고지에 적는다. 예로 B 군 항혈청에 응집하는 Salmonella 균종은 "Salmonella group B, 확정 동정 의뢰함" 으로 보고한다. 생화학적 동정 시험에서는 Salmonella가 의심되나 항혈청 시험에 응집이 없으면 "생화확적 동정 시험에서 Salmonella로 동정됨, 확정 동정 의뢰함. (Organisms biochemically identified as Salmonella, Confirmation to follow)"로 보고한다. Shigella 균주는 응집되는 항혈청에 따라 다음과 같이 보고한다.
     A 군 항혈청에 응집하는 Shigella → Shigella dysenteriae, 확정 동정 의뢰함
     B 군 항혈청에 응집하는 Shigella → Shigella flexneri, 확정 동정 의뢰함
     C 군 항혈청에 응집하는 Shigella → Shigella boydii, 확정 동정 의뢰함
     D 군 항혈청에 응집하는 Shigella → Shigella sonnei
 

 ⓑ최종 보고
공인 기관 (국립보건원)의 결과를 추가로 보고한다. Salmonella는 2,000가지 이상의 혈청형이 있으며 크게 6가지의 혈청 아형 (subgroup)으로 분류된다. 그러나 Salmonella의 분류법은 통일되어 있지 않다. 그러므로 예전부터 사용하던 S. typhi, S. choleraesuis, S. typhimurium 등의 균종명으로 보고하는 것이 임상의사의 혼돈을 줄일 수 있으며 치료 방침를 결정하는데 도움을 줄 수 있다.




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