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디프테리아의 원인, 발병 기전 및 역학
최근 리뷰 : 05.07.2025
디프테리아는 포자를 형성하지 않고 그람 양성이며 곤봉 모양의 간균인 코리네박테리움 디프테이아에(Corynebacterium diphtheiiae, 코리네박테리움속, 코리네박테리아과)에 의해 발생합니다.
코리네박테리움 디프테리아는 특수 영양 배지(텔루라이트 배지가 가장 일반적임)에서만 자랍니다. 디프테리아 코리네박테리아 는 생물학적 특성에 따라 미티스(mittis, 혈청형 40종), 그레이 아비스(gr avis, 혈청형 14종), 그리고 근연종 인터메디우스(intermedius, 혈청형 4종)의 세 가지 생물변종으로 나뉩니다. 이 병원균의 주요 병원성 요인은 독소 생성입니다. 비독소성 균주는 질병을 유발하지 않습니다. 디프테리아 독소는 외독소의 모든 특성을 가지고 있습니다. 열 불안정성, 높은 독성(보툴리눔 독소와 파상풍 독소 다음으로 높음), 면역원성, 항독소 혈청에 의한 중화.
디프테리아균은 환경에서 안정적으로 존재합니다. 디프테리아 필름, 가정용품, 시체에서는 약 2주 동안 생존하며, 물이나 우유에서는 최대 3주까지 생존합니다. 정상 농도의 소독제에 노출되면 1~2분 내에 사멸하고, 끓이면 즉시 사멸합니다.
디프테리아의 병인
일반적으로 디프테리아 외독소가 디프테리아의 주요 손상 요인으로 여겨집니다. 개인에게 중증 디프테리아가 발생하는 것은 항독소 항체가 없거나 역가가 낮은 경우에만 발생합니다. 혈액으로 침투한 독소는 세포질 수용체에 결합하여 세포와 상호작용합니다.
디프테리아 독소는 모든 세포를 손상시킬 수 있으며, 특히 농도가 높을 경우 더욱 그렇습니다. 하지만 가장 흔히 영향을 받는 세포는 표적 세포인 심근세포, 과소교세포, 백혈구입니다.
실험 결과, 외독소가 대사계에서 보편적으로 중요한 카르니틴 셔틀 메커니즘을 차단하는 것으로 나타났습니다. 이 개념은 임상에서 입증되었습니다. 디프테리아 환자의 심근염 치료 및 예방에 카르니틴을 사용하는 것이 매우 효과적이라는 증거가 있습니다. 독소에 의한 카르니틴 셔틀 메커니즘 차단으로 인해 아세틸-CoA가 미토콘드리아 세포질 막을 통과하여 크렙스 회로에 진입하지 못하여 단백질(아미노산), 지방 및 탄수화물 대사의 주요 경로가 교란됩니다. 세포는 에너지 "굶주림"을 경험하기 시작하고, 그 결과 주요 대사 경로가 변화합니다. 결과적으로 심각한 세포 손상으로 인해 세포질 내 환원형 니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오타이드, 젖산 및 수소 이온의 농도가 증가하고 해당과정이 억제되어 비대상성 세포내 산증 및 세포 사멸로 이어질 수 있습니다. 세포내 산증과 높은 지방산 함량은 지질 과산화를 활성화시킵니다. 지질 과산화가 현저히 심화됨에 따라 세포막 구조의 파괴적인 변화는 항상성의 비가역적인 변화를 초래합니다. 이는 세포 해체 및 사멸의 보편적인 메커니즘 중 하나입니다. 중증 디프테리아에서 표적 세포 손상의 결과로 다음과 같은 병태생리학적 변화가 발생합니다.
- 질병의 초기 단계에서는 저혈량증과 DIC 증후군이 나타나는 것이 가장 중요합니다.
- 외독소에 의한 심근세포 손상(심각한 디프테리아 환자의 경우 질병의 첫날부터).
- 모든 형태의 디프테리아에서 신경 손상이 발생하지만, 중증 디프테리아에서는 이러한 변화의 양상이 항상 심각하고 뚜렷합니다. 중증 디프테리아는 뇌신경과 체성신경뿐만 아니라 자율신경계의 부교감신경에도 영향을 미칩니다.
임상에서 다양한 장기와 시스템의 손상은 다인자적 특성(독소의 작용, 사이토카인 계단식 과정, 지질 과산화, 다양한 유형의 저산소증 발생, 자가면역 과정 등)으로 인해 발생하며, 이는 여러 증후군의 발생으로 나타납니다.
디프테리아로 인한 사망의 주요 원인은 심장 손상, 호흡 근육 마비, 디프테리아로 인한 호흡 기관의 질식, 급성 신부전 및/또는 성인 호흡 곤란 증후군이 발생하는 DIC 증후군, 이차 세균 감염, 폐렴, 패혈증입니다.
디프테리아의 역학
이 병원균의 감염원은 모든 임상적 형태의 디프테리아 환자와 독소성 균주 보균자입니다. 이 병원균의 주요 전파 경로는 공기 중이며, 접촉성 가정 감염(예: 피부 디프테리아)도 가능하고, 드물게는 우유를 통한 섭취도 가능합니다. 디프테리아 감염은 보편적이지만, 일부 사람들에게서는 무증상 보균 형태로 감염이 진행됩니다.
디프테리아 면역은 항균성이 아닌 항독성을 나타냅니다. 백신 접종자에게는 재발성 질환이 발생할 수 있으며, 종종 경미한 형태로 나타납니다.
가장 활동적인 감염원은 환자입니다. 감염 기간은 개인마다 다르며 세균학적 검사 결과에 따라 결정됩니다. 보균자는 환자보다 수가 많고 임상 증상이 없으며 활동적인 생활 방식을 가지고 있기 때문에 위험합니다. 특히 병원균 전파 기전이 활성화되는 호흡기 감염을 앓고 있는 보균자는 위험합니다. 평균 보균 기간은 약 50일(때로는 그 이상)입니다. 독소성 코리네박테리아 보균자 수는 디프테리아 환자 수보다 수백 배 더 많습니다. 디프테리아 병소에서 보균자는 외견상 건강한 사람의 최대 10% 이상일 수 있습니다. 디프테리아는 통제 감염으로 분류됩니다. 즉, 인구에 대한 대량 예방 접종이 수행되지 않으면 발생률이 높습니다. 과거와 마지막 전염병 동안 가을-겨울 계절성이 관찰되었습니다. 정기 예방 접종이 시작되기 전에는 디프테리아가 주기적이라는 특징이 있었습니다. 발병률은 5~8년마다 증가했으며 2~4년간 지속되었습니다. 환자의 90%는 어린이였고, 마지막 전염병 기간에는 감염자 중 성인이 가장 많았습니다.