캄필로박터

캄필로박터과(Campylobacteriaceae)는 호기성 또는 미호기성이며 운동성이 있고 비브리오양이며 포자를 형성하지 않는 그람 음성 세균으로, 캄필로박터(Campylobacter), 헬리코박터(Helicobacter), 아르코박터(Arcobacter)의 세 속(屬)으로 구성됩니다. 속의 구성은 새로운 자료가 수집됨에 따라 지속적으로 개선되고 있습니다.

캄필로박터증은 급성 발병, 발열, 그리고 위장관 병변을 특징으로 하는 감염성 질환 입니다. 최근 몇 년간 수행된 연구에 따르면 여러 국가에서 캄필로박터균은 급성 장 질환의 3~15%를 차지하는 것으로 나타났습니다.

사람과 동물의 감염병리학에서 가장 중요한 역할을 하는 것은 C. jejuni, C. coli, C. lari 종으로, 유사한 임상 경과를 보이는 급성 장감염을 유발합니다. 비교적 높은 배양 온도(42°C)에서 증식할 수 있다는 점에서 이들은 호열성 캄필로박터(thermophilic campylobacter) 군으로 분류됩니다. 다른 중온성 캄필로박터 종들 중에서도 중간 배양 온도(37°C)를 선호하는 캄필로박터는 인간 병리학에서 잘 알려진 역할을 하는 것으로 알려져 있으며, 관절염, 수막염, 혈관염의 원인균으로 알려져 있습니다. C. concisus와 C. sputorum 종은 구강의 공생균으로 여겨지며, 치주염의 발병 기전에 관여할 가능성이 있습니다. C. fennelliae, C. cinaedi, C. hyointestinalis 종은 다양한 원인으로 인한 면역결핍증 환자의 대장에서 발견됩니다.

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캄필로박터의 형태학

캄필로박터는 그람 음성균으로, 0.2-0.3 x 0.5-5.0, 때로는 최대 8.0µm 크기의 가늘고 나선형으로 휘어진 막대 모양입니다. 나선형을 한 바퀴(또는 그보다 약간 더) 돌거나, C자 또는 S자 모양을 하거나, 두 세포가 짧은 사슬로 연결되었을 때 갈매기 날개 모양을 띱니다. 오래된 배양에서는 세포가 구균형 또는 초나선형을 가질 수 있습니다. 포자나 낭포를 형성하지 않고, 1~2개(때로는 최대 5개)의 극성 편모를 가지고 있어, 빠른 나선형 또는 나선형 병진 운동으로 높은 운동성을 보입니다. 편모는 세포보다 2~3배 길 수 있습니다. 운동성은 암시야 현미경이나 위상차 현미경으로 더 잘 관찰할 수 있습니다. DNA의 G + C 함량은 30~38mol%입니다.

캄필로박터의 생화학적 특성

캄필로박터는 화학유기영양세균입니다. 호열성균이기 때문에 37~44°C에서 생장할 수 있지만 25°C에서는 생장할 수 없습니다. 대부분의 캄필로박터는 미호기성균과 호산성균이며, 병원성 균을 배양하기에 최적의 환경 조성은 O₂ - 5%, CO₂ - 10%, N₂ - 85%입니다. 일부 캄필로박터는 생장 시 절대혐기성균처럼 행동할 수 있습니다. 이들은 아미노산과 트리카르복실산에서 에너지를 방출하지만, 산화 및 발효 능력이 없는 탄수화물에서는 에너지를 방출하지 않습니다.

캄필로박터 배양에는 브루셀라 분리용 배지를 기반으로 한 특수 영양 배지가 종종 사용됩니다. 그러나 이러한 배지에는 캄필로박터의 공기 내성을 증가시키고 배지의 산화환원전위를 감소시키는 물질(혈액, 티오글리콜산나트륨, 메타중아황산나트륨, 피루브산나트륨, 황산철)을 첨가해야 합니다. 일반적으로 육류, 간, 혈액 배지를 사용하며, 여기에 항생제(노보비오신, 시클로헥사미드, 바시트라신, 트리메토프림)를 첨가하여 미생물총을 억제하는 경우가 많습니다. 영양 배지에서는 캄필로박터의 성장이 보통 2~4일 후에 관찰됩니다. 액체 영양 배지에서는 탁도가 낮고 침전물이 뚜렷하며, 이는 분해하기 어렵습니다. 반액체 배지에서는 배지 표면 아래에 1~4mm 두께의 탁도가 낮은 고리 형태로 성장합니다. 캄필로박터가 엄격한 혐기성 조건에서 자라면 배지 전체가 탁해지는 현상이 관찰됩니다.

혈액이 포함된 고체 배지에서 캄필로박터는 두 가지 유형의 집락을 형성합니다.

• 둥글고 모양이 불규칙하며 가장자리가 매끄럽고 지름이 2~8mm이며 무색 또는 밝은 회색이며 투명하고 균질합니다(물방울과 유사). 장기간 재배하면 은빛이 도는 무광택 색조를 얻을 수 있습니다.
• 군체는 둥글고 가장자리가 매끄럽고 지름이 1~2mm이며, 광택이 나는 볼록한 표면을 가지고 있으며 투명하고 균질합니다. 오래된 군체의 경우 중심부가 주변부보다 더 빽빽하며, 황색 색소가 형성될 수 있습니다. 군체의 점성은 점성이 없으며, 용혈대가 없습니다.

캄필로박터는 산화효소 양성이며, 젤라틴과 요소를 가수분해하지 않고, 메틸레드와 보게스-프로스카우어 반응에서는 음성입니다. 시토크롬 산화효소를 생성하며 러셀 배지에서는 생장하지 않습니다. 카탈라아제 생성 능력에 따라 카탈라아제 양성(C. fetus, C. jejuni)과 음성(C. sputorum, C. concisus)의 두 그룹으로 나뉩니다. 일부 종은 황화수소를 생성하고, 1%와 3.5% NaCl, 브릴리언트 그린, 날리딕스산, 세팔로틴에서 생장하며, 히푸산나트륨을 가수분해하고 황색 색소를 형성합니다. 종간 감별은 이러한 특성에 기반합니다.

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캄필로박터의 항원 구조

캄필로박터는 O, H, K 항원을 가지고 있습니다. 사람에게 가장 흔하게 질병을 유발하는 C. jejuni와 C. coli는 혈청학적으로 이질적입니다. 외국 문헌에는 내열성 O 항원이 다른 55개의 혈청군이 기술되어 있습니다. 사람에서 분리된 균주는 사람의 혈청과만 응집 반응을 일으키고, 면역된 동물의 혈청에서는 응집되지 않는다는 것이 확인되었습니다. 이는 사람 특이 균주가 형성되고 있다고 추정할 수 있습니다.

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캄필로박터 병원성 요인

캄필로박터는 지질다당류, 장독소(설사를 유발함), 사람의 결장 점막을 손상시키는 세포독소 등 다양한 독성 요소를 가지고 있습니다.

실온, 특히 저온에서 캄필로박터는 환경 요인의 작용에 대한 내성이 매우 높습니다. 식품, 수돗물 및 폐수, 우유, 소변, 분변 등에서 1~5주 동안 생존할 수 있습니다. 캄필로박터는 50°C 이상의 가열, 직사광선, 자외선, 공기 노출, 건조, 환경의 낮은 pH 및 높은 pH에 매우 민감하며, 작업 농도의 소독제 작용에도 민감합니다.

면제

캄필로박터는 면역원성이 매우 높습니다. 항체는 질병 초기에 혈액에 상당히 높은 역가로 나타납니다. D° 1:5000 역가는 질병 발생 5일째에 이미 나타납니다. 최대치에 도달한 항체 역가(IgG)는 장기간에 걸쳐 서서히 감소하며, 한 달 후에도 여전히 상당히 높은 수준을 유지할 수 있습니다.

캄필로박터증의 역학

캄필로박터균(특히 호열성)은 모든 종의 야생 및 가축과 조류에서 발견되며, 그중 다수가 자연 숙주(소, 소형 소, 닭, 찌르레기, 참새, 앵무새 등)입니다. 캄필로박터균의 주요 숙주는 가축이며, 그 외에도 환자와 가축, 도시 야생 조류와 설치류가 있습니다. 감염의 주요 전파 경로는 식품(생유, 도축된 가금류, 소고기, 돼지고기)이며, 그 외에도 물(동물 배설물로 오염된 강물과 바닷물)과 가정(환자와 동물을 돌볼 때와 육류 제품을 조리할 때 위생 기준을 심각하게 위반하는 경우)이 있습니다. 캄필로박터증은 여름철에 주로 발생하며 겨울철에는 거의 발병하지 않는 것이 특징입니다. 이 질환은 대부분 산발적인 사례("여행자 설사")로 기록되지만, 때로는 다소 큰 규모의 발병 형태로 발생하기도 합니다. 항생제 치료를 받지 않은 환자의 경우 질병이 발생하면 박테리아가 대변을 통해 배출되는데, 2~5주 동안, 때로는 최대 10주까지 지속됩니다.

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캄필로박터증의 증상

인간의 경우, 캄필로박터증은 주로 장염과 장결장염의 형태로 발생하지만 패혈증, 심내막염, 심낭염, 수막염 등 다른 부위의 질병도 보고되었습니다. 장외 병변은 노인이나 신체 저항력이 감소한 환자에게서 더 자주 관찰됩니다.

잠복기는 1~10일이며, 더 자주 1~5일입니다. 질병의 발병은 대개 급성이며, 아급성으로 진행되는 경우는 드뭅니다. 중등도의 중독과 설사(하루 최대 10~20회), 하복부 통증이 주로 나타납니다. 절반의 경우 혈변이 관찰되며, 드물게는 탈수 증상이 나타납니다. 이 질병은 1~3세 어린이에게 더 자주 발생하고 더 심각합니다. 발병 원인과 중증도는 해당 캄필로박터 균주에 존재하는 요인과 체내에 유입된 세균의 수에 따라 달라집니다.

캄필로박터증의 실험실 진단

캄필로박터증 진단에는 현미경적, 세균학적, 혈청학적 방법이 사용됩니다. 현미경적 방법은 지표법으로 사용됩니다. 불꽃에 고정된 분변의 얇은 도말 표본을 1% 염기성 푹신 수용액으로 10~20초 동안 염색한 후 물로 세척합니다. 대부분의 다른 세균은 염색하는 데 2~5분이 소요되는 반면, 캄필로박터균은 도말 표본에서 보통 10~20초 안에 염색됩니다. 자연 상태에서는 특징적인 모양(갈매기 날개 모양의 S자 모양의 짧은 사슬, 드물게는 C자 모양으로 끝이 길게 늘어진 형태)을 보입니다.

주요 진단 방법은 세균학적 검사입니다. 파종 재료는 대변이나 직장 내용물, 때로는 혈액, 그리고 물, 우유, 기타 식품, 물체 세척액 등입니다. 파종은 특수 영양 배지에 이루어지며, 미호기성 조건을 조성하고 37°C와 42°C의 온도에서 배양합니다. 전형적인 콜로니를 얻은 후, 배양물의 특징을 분석하여 동정합니다.

혈청학적 방법은 대규모 역학 연구에서 매우 중요한 역할을 하지만, 캄필로박터증 진단에서의 역할은 미미합니다. 응집 반응은 자가균주를 이용하여 수행되며, 살아있는 박물관 배양으로도 가능하지만, 포르말린화 배양을 사용하면 결과가 더 명확합니다. 가장 민감한 방법은 RIF와 IFM입니다. RSC, 라텍스 응집, 면역전기영동, RPGA도 사용할 수 있습니다.

캄필로박터증 치료

캄필로박터증의 치료에는 항생제가 사용됩니다. 젠타마이신과 에리스로마이신이 가장 효과적이며, 카나마이신, 클로람페니콜, 반합성 페니실린은 효과가 떨어집니다.

캄필로박터증을 예방하려면 어떻게 해야 하나요?

구체적인 예방책은 아직 개발되지 않았습니다. 다른 예방책으로는 식품 가공, 운송, 보관에 대한 기준을 엄격히 준수하고, 개인 위생 규칙을 준수하며, 폐수로 인한 수역 오염(특히 가축 농장)을 보호하는 것이 있습니다.