시겔래

이질은 전신 중독, 설사, 그리고 대장 점막의 특정 병변을 특징으로 하는 감염성 질환 입니다. 세계에서 가장 흔한 급성 장 질환 중 하나입니다. 이질은 고대부터 "혈변성 설사"라는 이름으로 알려져 왔지만, 그 양상은 달랐습니다. 1875년, 러시아 과학자 F.A. 레쉬(F.A. Lesh)는 혈변성 설사 환자로부터 이질아메바(Entamoeba histolytica)를 분리했고, 그 후 15년 만에 이 질병의 독립성이 확립되었으며, 이후 아메바증(amebiasis)이라는 명칭이 유지되었습니다.

이질의 원인균은 생물학적으로 유사한 박테리아 의 큰 그룹으로, Shigella 속으로 통합되어 있습니다.이 원인균은 1888년 A. Chantemes와 F. Vidal에 의해 처음 발견되었고, 1891년 A. V. Grigoriev에 의해 기술되었으며, 1898년 K. Shiga가 환자에게서 채취한 혈청을 사용하여 이질 환자 34명에서 원인균을 확인하여 마침내 이 박테리아의 병인학적 역할을 증명했습니다.그러나 그 후 몇 년 동안 이질의 다른 원인균이 발견되었습니다.1900년 - S. Flexner, 1915년 - K. Sonne, 1917년 - K. Stutzer와 K. Schmitz, 1932년 - J. Boyd, 1934년 - D. Large, 1943년 - A. Sax.

현재, 시겔라 속에는 40개 이상의 혈청형이 포함됩니다. 이들 모두는 짧고, 운동성이 없는, 그람 음성 간균으로, 포자나 캡슐을 형성하지 않고 일반적인 영양 배지에서 잘 자랍니다. 구연산이나 말로네이트를 유일한 탄소원으로 하는 기아 배지에서 자라지 않습니다. 황화수소(H2S)를 형성하지 않고, 우레아제가 없습니다. 보게스-프로스카우어 반응은 음성입니다. 이들은 포도당과 일부 다른 탄수화물을 발효시켜 가스 없이 산을 형성합니다(시겔라 플렉스네리의 일부 생물형인 S. 맨체스터와 S. 뉴캐슬 제외). 일반적으로 락토오스(시겔라 손네이 제외), 아도니톨, 살리신, 이노시톨을 발효시키지 않고, 젤라틴을 액화시키지 않고, 보통 카탈라아제를 형성하고, 리신 탈탄산효소와 페닐알라닌 탈아미노효소가 없습니다. DNA의 G + C 함량은 49-53 mol %입니다. 시겔라(Shigella)는 통성 혐기성 세균으로, 최적 생장 온도는 37°C이며, 45°C 이상에서는 생장하지 않습니다. 배지의 최적 pH는 6.7~7.2입니다. 고농도 배지의 콜로니는 둥글고, 볼록하며, 반투명하며, 분리될 경우 거친 R형 콜로니를 형성합니다. MPB 배지에서의 생장은 균일한 탁도를 보이며, 거친 형태는 침전물을 형성합니다. 신선하게 분리된 시겔라 손네이(Shigella Sonnei) 배양액은 일반적으로 두 가지 유형의 콜로니를 형성합니다. 작고 둥글며 볼록한 형태(1상)와 크고 납작한 형태(2상)입니다. 콜로니의 형태는 mm 120 MD를 갖는 플라스미드의 존재(1상) 또는 부재(2상)에 따라 달라지며, 이는 시겔라 손네이의 병원성을 결정합니다.

시겔라균의 국제 분류는 생화학적 특성(만니톨 비발효 시겔라균, 만니톨 발효 시겔라균, 느린 락토스 발효 시겔라균)과 항원 구조의 특징을 기준으로 합니다.

시겔라균은 다양한 특이성을 지닌 O-항원을 가지고 있다. 이는 장내세균과에 공통적인 O-항원, 일반 O-항원, 종 O-항원, 그룹 O-항원, 유형 O-항원, K-항원이 있으며, 시겔라균은 H-항원을 가지고 있지 않다.

이 분류는 군 특이적 및 유형 특이적 O-항원만을 고려합니다. 이러한 특징에 따라 시겔라속(Shigella)은 4개의 아군, 즉 4개의 종으로 나뉘며, 44개의 혈청형을 포함합니다. 아군 A(시겔라 디센테리아에(Shigella dysenteriae))에는 만니톨을 발효시키지 않는 시겔라가 포함됩니다. 이 종에는 12개의 혈청형(1~12)이 포함됩니다. 각 혈청형은 고유한 특정 항원을 가지고 있으며, 혈청형 간 및 다른 시겔라 종과의 항원 결합은 약하게 발현됩니다. 아군 B(시겔라 플렉스네리(Shigella flexneri))에는 주로 만니톨을 발효시키는 시겔라가 포함됩니다. 이 종의 시겔라는 서로 혈청학적으로 관련이 있습니다. 이들은 유형 특이적 항원(I-VI)을 포함하고 있으며, 이에 따라 혈청형(1-6/')과 그룹 항원으로 나뉩니다. 그룹 항원은 각 혈청형에서 다른 구성으로 발견되며, 이에 따라 혈청형은 하위 혈청형으로 나뉩니다. 또한 이 종에는 유형 항원이 없는 X와 Y의 두 가지 항원 변이가 있으며, 이들은 그룹 항원 세트가 다릅니다. 혈청형 S.flexneri 6은 하위 혈청형이 없지만 포도당, 만니톨 및 둘시톨 발효의 특징에 따라 3가지 생화학적 유형으로 나뉩니다.

모든 시겔라 플렉스네리(Shigella flexneri)의 리포폴리사카라이드 항원 O는 주요 1차 구조로 그룹 항원 3, 4를 포함하며, 그 합성은 히스 유전자좌 근처에 위치한 염색체 유전자에 의해 조절됩니다. 유형 특이적 항원 I, II, IV, V 및 그룹 항원 6, 7, 8은 항원 3, 4의 변형(당화 또는 아세틸화)의 결과이며, 해당 전환 프로파지의 유전자에 의해 결정되는데, 이 프로파지의 삽입 부위는 시겔라 염색체의 lac-pro 영역에 위치합니다.

1980년대에 국내에 나타나 널리 퍼진 새로운 아형 S.flexneri 4 (IV:7, 8)는 아형 4a (IV:3,4) 및 4b (IV:3, 4, 6)와 다르며, 프로파지 IV 및 7, 8을 전환하여 용원화한 결과 변종 S.flexneri Y (IV:3, 4)에서 유래했습니다.

C군(Shigella boydix 종)에는 주로 만니톨을 발효하는 이질균이 포함됩니다. 이 군의 구성원들은 혈청학적으로 서로 다릅니다. 이 종 내의 항원 연결은 약합니다. 이 종에는 18개의 혈청형(1~18)이 있으며, 각 혈청형은 고유한 주요 항원을 가지고 있습니다.

D 아군(Shigella sonnei 종)은 보통 만니톨을 발효하고, 24시간 배양 후부터는 유당과 자당을 천천히 발효할 수 있는 시겔라를 포함합니다. S. sonnei 종은 한 가지 혈청형을 포함하지만, 1상과 2상 군집은 자체적인 유형 특이적 항원을 가지고 있습니다. Shigella sonnei의 종내 분류를 위해 두 가지 방법이 제안되었습니다.

• 맥아당, 람노오스, 자일로오스를 발효하는 능력에 따라 14가지 생화학적 유형과 하위 유형으로 구분합니다.
• 해당 파지 세트에 대한 민감도를 기준으로 파지 유형을 구분합니다.

이러한 유형 분류 방법은 주로 역학적 의의가 있습니다. 또한, 시겔라 손네이(Shigella Sonnei)와 시겔라 플렉스네리(Shigella Flexneri)는 특정 콜리신을 합성하는 능력(콜리신 유전형)과 알려진 콜리신에 대한 민감도(콜리시노타이핑)를 기준으로 동일한 목적으로 유형 분류됩니다. 시겔라가 생성하는 콜리신의 유형을 결정하기 위해 J. 애벗(J. Abbott)과 R. 섀넌(R. Shannon)은 시겔라의 전형적 및 지표 균주 세트를 제안했으며, 알려진 콜리신 유형에 대한 시겔라의 민감도를 결정하기 위해 P. 프레드릭(P. Frederick)의 콜리신 생성 균주 세트(Set of Reference Colicinogenic Strains of P. Frederick)를 사용했습니다.

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시겔라 내성

시겔라는 환경 요인에 대한 내성이 상당히 높습니다. 면직물과 종이에서는 0~36일, 마른 배설물에서는 최대 4~5개월, 토양에서는 최대 3~4개월, 물에서는 0.5~3개월, 과일과 채소에서는 최대 2주, 우유와 유제품에서는 최대 몇 주까지 생존합니다. 60°C에서는 15~20분 안에 사멸합니다. 클로라민 용액, 활성 염소 및 기타 소독제에 민감합니다.

시겔라균의 병원성 요인

시겔라균의 병원성을 결정하는 가장 중요한 생물학적 특성은 상피 세포에 침투하여 증식하고 세포를 사멸시키는 능력입니다. 이러한 효과는 각결막 검사(기니피그의 아래 눈꺼풀 아래에 시겔라 배양액(20억~30억 개의 박테리아) 한 루프를 넣으면 장액성 화농성 각결막염이 발생함)를 통해 확인할 수 있으며, 세포 배양액(세포독성 효과)이나 닭 배아(사멸), 또는 흰쥐의 비강 내 감염(폐렴 발생)을 통해서도 확인할 수 있습니다. 시겔라균의 병원성을 결정하는 주요 요인은 세 가지로 나눌 수 있습니다.

• 점막 상피와의 상호작용을 결정하는 요인
• 거대생물의 체액성 및 세포성 방어 기전에 대한 저항성을 보장하고 시겔라균이 세포 내에서 번식할 수 있는 능력을 보장하는 요소.
• 병리학적 과정 자체의 발달을 유발하는 독소와 독성 산물을 생성할 수 있는 능력입니다.

첫 번째 그룹에는 접착 및 집락화 인자가 포함됩니다. 이들의 역할은 필리(pili), 외막 단백질, 그리고 LPS에 의해 수행됩니다. 접착과 집락화는 점액을 파괴하는 효소인 뉴라미니다제, 히알루로니다제, 뮤시나제에 의해 촉진됩니다. 두 번째 그룹에는 시겔라균의 장세포 침투 및 증식을 촉진하는 침입 인자가 포함됩니다. 이 침입 인자는 장세포와 대식세포에서 동시에 세포독성 및(또는) 장독성 효과를 나타냅니다. 이러한 특성은 mm 140 MD 플라스미드 유전자(침습을 유발하는 외막 단백질 합성을 암호화함)와 시겔라균의 염색체 유전자인 kcr A(각결막염 유발), cyt(세포 파괴를 담당함) 및 아직 밝혀지지 않은 다른 유전자에 의해 조절됩니다. 시겔라균을 식세포작용으로부터 보호하는 것은 표면 K 항원, 항원 3, 4, 그리고 지질다당류에 의해 제공됩니다. 또한, 시겔라 내독소의 지질 A는 면역억제 효과가 있습니다. 즉, 면역 기억 세포의 활동을 억제합니다.

세 번째 병원성 인자 그룹에는 내독소와 시겔라에서 발견되는 두 가지 유형의 외독소, 즉 시가 및 시가 유사 외독소(SLT-I 및 SLT-II)가 포함되며, 이들의 세포독성 특성은 S. dysenteriae에서 가장 두드러집니다. 시가 및 시가 유사 독소는 또한 다른 S. dysenteriae 혈청형에서도 발견되었습니다. 이들은 또한 S. flexneri, S. sonnei, S. boydii, EHEC 및 일부 살모넬라에 의해 생성됩니다. 이러한 독소의 합성은 전환 파지의 tox 유전자에 의해 제어됩니다. LT 유형의 엔테로톡신은 Shigella flexneri, sonnei 및 boydii에서 발견되었습니다. 이들에서의 LT 합성은 플라스미드 유전자에 의해 제어됩니다. 엔테로톡신은 아데닐산 고리화효소 활성을 자극하고 설사 발생의 원인이 됩니다. 시가 독소 또는 신경독소는 아데닐산 고리화효소 시스템과 반응하지 않지만 직접적인 세포독성 효과를 나타냅니다.시가 독소 및 시가 유사 독소(SLT-I 및 SLT-II)는 분자량이 70 kDa이며 A 및 B 소단위체(후자는 5개의 동일한 작은 소단위체)로 구성됩니다.독소 수용체는 세포막의 당지질입니다.Shigella sonnei의 독성은 분자량이 120 MDa인 플라스미드에 따라 달라집니다.이 플라스미드는 세포막 외층의 약 40개 폴리펩타이드 합성을 조절하며, 그중 7개는 독성과 관련이 있습니다.이 플라스미드를 가진 Shigella sonnei는 1상 콜로니를 형성하고 독성을 나타냅니다.플라스미드를 잃은 배양물은 2상 콜로니를 형성하고 독성이 없습니다.120-140 MDa의 분자량을 가진 플라스미드는 Shigella flexneri와 Boyd에서 발견되었습니다. 시겔라 리포다당류는 강력한 내독소입니다.

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감염 후 면역

원숭이 관찰 결과에서 알 수 있듯이, 이질 후에도 강력하고 상당히 오래 지속되는 면역이 유지됩니다. 이는 항균 항체, 항독소, 대식세포와 T 림프구의 활성 증가에 의해 발생합니다. IgA를 매개로 하는 장 점막의 국소 면역이 중요한 역할을 합니다. 그러나 면역은 특정 유형에만 국한되며, 강력한 교차 면역은 발생하지 않습니다.

이질의 역학

감염원은 인간뿐입니다. 자연계에서는 이질에 걸리는 동물이 없습니다. 실험 조건에서 이질은 원숭이에서만 재현될 수 있습니다. 감염 경로는 분변-구강입니다. 전파 경로는 물(Shigella flexneri의 주요 감염 경로), 음식(Shigella sonnei의 주요 감염 경로)이며, 특히 우유와 유제품이 중요한 역할을 합니다. 또한, S. dysenteriae의 경우 접촉을 통한 가정 접촉이 주요 감염 경로입니다.

이질 역학의 특징 중 하나는 특정 지역에서 병원균의 종 구성, Sonne 생물형 및 Flexner 혈청형의 변화입니다. 예를 들어, 1930년대 말까지 S. dysenteriae 1은 모든 이질 사례의 30-40%를 차지했지만, 이후 이 혈청형은 점점 덜 자주 발생하여 거의 사라졌습니다. 그러나 1960-1980년대에 S. dysenteriae가 역사 무대에 다시 등장하여 일련의 전염병을 일으켜 중앙아메리카, 중앙아프리카, 남아시아(인도, 파키스탄, 방글라데시 및 기타 국가)의 세 곳에서 이 병균의 고유병이 발생했습니다. 이질 병원균의 종 구성 변화의 이유는 집단 면역의 변화 및 이질균의 특성 변화와 관련이 있을 것으로 추정됩니다. 특히, S. dysenteriae 1의 재출현과 광범위한 분포는 이질의 풍토병 병소 형성을 초래했으며, 다중 약물 내성과 증가된 독성을 유발하는 플라스미드의 획득과 관련이 있습니다.

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이질의 증상

이질의 잠복기는 2~5일이며, 때로는 하루도 채 걸리지 않습니다. 이질의 원인균이 침투하는 하행결장(S상결장과 직장) 점막에 감염성 병소가 형성되는 과정은 순환적입니다. 즉, 부착, 정착, 장세포 세포질로의 이질균 침투, 세포 내 증식, 상피세포의 파괴 및 거부, 병원균의 장 내강으로의 방출이 반복됩니다. 이후 부착, 정착 등의 또 다른 순환이 시작됩니다. 순환의 강도는 점막 벽층의 병원균 농도에 따라 달라집니다. 이러한 순환이 반복되면 염증 병소가 커지고, 이로 인해 궤양이 생기고, 장벽이 노출되어 혈액, 점액성 농양, 다형핵 백혈구가 대변에 나타납니다. 세포독소(SLT-I 및 SLT-II)는 세포 파괴를 유발하고, 장독소는 설사를, 내독소는 전신 중독을 유발합니다. 이질의 임상 양상은 병원균이 생성하는 외독소의 종류, 알레르기 유발 효과의 정도, 그리고 신체의 면역 상태에 따라 크게 결정됩니다. 그러나 이질 발병 기전에 대한 많은 의문점이 여전히 남아 있습니다. 특히 생후 2세 미만 소아의 이질 경과 특징, 급성 이질이 만성 이질로 전환되는 이유, 감작의 중요성, 장 점막의 국소 면역 기전 등이 불분명합니다. 이질의 가장 전형적인 임상 증상은 설사, 잦은 변비(심한 경우 하루 50회 이상), 직장 경련(통증성 직장 경련) 및 전신 중독입니다. 대변의 종류는 대장 손상 정도에 따라 결정됩니다. 가장 심각한 형태의 이질은 S. dysenteriae 1에 의해 발생하고, 가장 가벼운 형태의 이질은 Sonne 이질입니다.

이질의 실험실 진단

주요 방법은 세균학적 방법입니다. 연구 재료는 분변입니다. 병원균 분리 방법은 다음과 같습니다. 감별 진단용 엔도(Endo) 배지와 플로스키레프(Ploskirev) 배지에 파종하여(증균 배지에 동시에 파종한 후 엔도, 플로스키레프 배지에 파종) 분리된 콜로니를 분리하고, 순수 배양액을 얻은 후 생화학적 특성을 연구하고, 후자를 고려하여 다가 및 단가 진단용 응집 혈청을 사용하여 동정합니다. 다음과 같은 시판 혈청이 생산됩니다.

만니톨을 발효시키지 않는 시겔라균의 경우:

• S. dysenteriae 1 및 2(다가 및 단가)에 대해
• S. dysenteriae 3-7(다가 및 단가)에 대해,
• S. dysenteriae 8-12(다가 및 단가).

시겔라 발효 만니톨에 대하여: S. flexneri I, II, III, IV, V, VI의 전형적인 항원, S. flexneri 3, 4, 6,7,8의 그룹 항원(다가가 및 단가), S. boydii 1-18의 항원(다가 및 단가), S. sonnei I상, II상 항원, S. flexneri I-VI + S. sonnei - 다가 항원.

쉬겔라균을 빠르게 식별하기 위해서는 다음과 같은 방법을 권장합니다. 의심스러운 콜로니(엔도 배지에서 락토오스 음성)를 TSI(삼중당 철) 배지(철과 함께 포도당, 락토오스, 자당을 첨가한 삼중당 한천으로 H2S 생성을 확인하는 배지)에 다시 접종하거나 포도당, 락토오스, 자당, 철, 요소가 포함된 배지에 다시 접종합니다.

배양 후 4~6시간 후에 요소를 분해하는 모든 생물은 아마도 Proteus 생물일 가능성이 높으므로 제외할 수 있습니다. H, S를 생성하거나 우레아제를 가지고 있거나 사면에서 산을 생성하는 생물(락토오스 또는 수크로오스 발효)은 제외할 수 있지만, H2S를 생성하는 균주는 살모넬라 속에 속하는 가능성이 있는 것으로 조사해야 합니다. 다른 모든 경우에는 이러한 배지에서 자란 배양액을 검사하고 포도당을 발효하는 경우(컬럼에서 색 변화) 순수한 형태로 분리해야 합니다. 동시에, Shigella 속에 대한 적절한 항혈청을 사용하여 슬라이드 응집 시험으로 검사할 수 있습니다. 필요한 경우 Shigella 속에 속하는지 확인하기 위해 다른 생화학적 시험을 수행하고 운동성도 연구합니다.

혈액(CIC 포함), 소변 및 대변에서 항원을 검출하는 데 사용할 수 있는 방법은 RPGA, RSK, 응고 반응(소변 및 대변), IFM, RAGA(혈청)입니다. 이러한 방법은 매우 효과적이고 특이적이며 조기 진단에 적합합니다.

혈청학적 진단에는 다음 방법을 사용할 수 있습니다. RPGA와 해당 적혈구 진단법, 면역형광법(간접 변형), 쿰스법(불완전 항체 역가 측정). 디센테린(시겔라 플렉스네리 및 소네이 단백질 분획 용액)을 이용한 알레르기 검사도 진단에 유용합니다. 반응은 24시간 후에 평가합니다. 충혈과 직경 10~20mm의 침윤이 있는 경우 양성으로 판정합니다.

이질 치료

정상적인 수분-염분 대사 회복, 적절한 영양 공급, 해독, 그리고 병원균의 항생제 감수성을 고려한 적절한 항생제 치료에 중점을 둡니다. 다가 이질 박테리오파지, 특히 염산 위액의 작용으로부터 파지를 보호하는 펙틴 코팅 정제를 조기에 사용하면 좋은 효과를 얻을 수 있습니다. 소장에서 펙틴이 용해되면 파지가 방출되어 효과를 나타냅니다. 예방 목적으로는 파지를 최소 3일(장내 생존 기간)에 한 번 투여해야 합니다.

이질의 특정 예방

이질에 대한 인공 면역을 만들기 위해 사균, 화학 물질, 알코올 등 다양한 백신이 사용되었지만, 모두 효과가 없어 중단되었습니다. 플렉스너 이질 백신은 살아 있는 (돌연변이, 스트렙토마이신 의존성) 시겔라 플렉스네리(Shigella Flexneri)를 이용하여 개발되었으며, 리보솜 백신도 사용되었지만, 널리 사용되지는 않았습니다. 따라서 이질의 특정 예방 문제는 여전히 해결되지 않은 상태입니다. 이질을 퇴치하는 주요 방법은 상하수도 시스템을 개선하고, 식품 산업, 특히 유제품 산업, 어린이집, 공공장소, 그리고 개인 위생을 철저히 유지하는 것입니다.