수막구균
최근 리뷰 : 04.07.2025
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화농성 뇌척수막염의 원인균인 N. meningitidis는 1884년에 E. Marchiafava와 E. Celli에 의해 처음 발견되었고, 1887년에 A. Weichselbaum에 의해 분리되었습니다.
수막구균은 지름 0.6~0.8µm의 그람 음성 구형 세포입니다. 환자로부터 채취한 검체로 만든 도말표본에서 수막구균은 커피콩 모양을 하고 있으며, 종종 쌍 또는 사중체로, 또는 백혈구 내부에 무작위로, 종종 불완전한 식세포작용으로 존재합니다. 배양 도말표본에서 수막구균은 규칙적인 둥근 모양을 가지지만 크기가 다르고, 무작위로 또는 사중체로 위치하며, 그람 음성 구균과 함께 그람 양성 구균도 존재할 수 있습니다. 수막구균은 포자를 형성하지 않으며 편모가 없습니다. B군 수막구균을 제외한 모든 수막구균은 피막을 형성합니다. DNA 내 G + C 함량은 50.5~51.3mol%입니다. 수막구균은 완전 호기성균으로 일반 배지에서 자라지 않습니다. 생장을 위해서는 혈청 첨가가 필요하며, 생장 최적 pH는 7.2~7.4이고, 배양 온도는 37°C이며, 22°C 미만에서는 생장하지 않습니다. 고농도 배지에서 배양된 콜로니는 2~3mm 크기의 섬세하고 투명합니다. 혈청 배지에서는 탁도가 높아지고 바닥에 작은 침전물이 생깁니다. 2~3일 후 표면에 막이 형성됩니다. 환자에서 파종할 경우 수막구균은 대부분 S형으로 분리되지만, 영양 배지에서 배양할 경우 R형으로 변하는 경우가 많아 일부 항원을 포함한 여러 생물학적 특성을 잃게 되므로 주의해야 합니다.
수막구균의 생화학적 활성은 낮습니다. 포도당과 맥아당을 발효시켜 가스 없이 산을 생성하고, 젤라틴을 액화시키지 않으며, 산화효소 양성입니다.
수막구균의 항원 구조
메닝고코커스에는 4가지 항원 체계가 있습니다.
캡슐 다당류 항원; 수막구균은 특이성에 따라 A, B, C, Y, X, Z, D, N, 29E, W135, H, I, K, L 등의 그룹으로 나뉩니다. 특정 다당류의 화학적 조성은 대부분의 알려진 혈청군에 대해 결정되었는데, 예를 들어 혈청군 A의 경우 N-아세틸-3-O-아세틸-만노스 아미노포스페이트입니다.
- 외막 단백질 항원. 5가지 클래스로 나뉩니다. 클래스 2와 3 단백질은 20가지 혈청형을 정의하고, 클래스 1 단백질은 아형을 정의합니다.
- N. meningitidis 종 전체에 공통적으로 존재하는 단백질 항원입니다.
- 리포다당류 항원 - 8가지 혈청형.
따라서 수막구균의 항원 구조식은 다음과 같습니다. 혈청군: 단백질 혈청형: 단백질 아형: LPS 혈청형. 예를 들어, B:15:P1:16 - 혈청군 B, 혈청형 15, 아형 16. 항원 구조 연구는 수막구균을 감별하는 데 중요할 뿐만 아니라 면역원성이 가장 높은 항원을 식별하는 데에도 중요합니다.
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수막구균의 내성
수막구균은 환경 요인에 매우 불안정합니다. 직사광선에 노출되면 빠르게 사멸하고, 건조되면 몇 시간 안에, 80°C로 가열하면 2분 안에 사멸합니다. 기존의 화학 소독제는 수막구균을 몇 분 안에 사멸시킵니다. 다른 많은 박테리아 와 달리 수막구균은 낮은 온도에서도 빠르게 사멸하므로, 겨울철 환자로부터 물품을 전달할 때는 이 점을 고려해야 합니다.
수막구균의 병원성 요인
수막구균은 세포에 부착하여 정착하고, 침입하여 식세포작용을 방어하는 능력을 결정하는 병원성 인자를 가지고 있습니다. 또한, 독성과 알레르기성을 지닙니다. 부착 및 정착 인자는 외막의 필리(pili)와 단백질입니다. 침습성 인자는 히알루로니다제(hyaluronidase)와 숙주 조직의 기질을 분해하는 기타 효소입니다. 수막구균의 병원성 주요 인자는 식세포작용으로부터 수막구균을 보호하는 협막 다당류 항원입니다. 혈청군 B의 무협막 수막구균에서는 다당류 항원 B가 식세포작용으로부터 수막구균을 보호합니다. 식세포 활동 억제는 체내 수막구균의 원활한 확산과 감염 과정의 일반화를 촉진합니다.
수막구균의 독성은 리포폴리사카라이드의 존재에 기인하는데, 이는 독성 외에도 발열성, 괴사성 및 치사적 효과를 나타냅니다. 뉴라미니다제, 일부 단백질 분해효소, 혈장 응고효소, 피브리노용해소와 같은 효소의 존재, 그리고 용혈 및 항용해효소 활성의 발현 또한 병원성 요인으로 간주될 수 있지만, 혈청군에 따라 검출 및 발현 정도가 다릅니다.
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감염 후 면역
경증의 경우를 포함하여 질병이 발생한 후에는 모든 수막구균 혈청군에 대해 강력한 장기 항균 면역이 형성됩니다. 이는 살균 항체와 면역 기억 세포에 의해 발생합니다.
수막구균 감염의 역학
감염원은 오직 인간입니다. 수막구균 감염 역학의 특징 중 하나는 소위 "건강한" 보균자, 즉 실질적으로 건강한 사람들에 의한 수막구균 보균자의 상당히 광범위한 분포입니다. 이러한 보균은 인구 내 수막구균의 확산을 촉진하는 주요 요인이며, 따라서 질병 발생의 지속적인 위협을 야기합니다. 수막구균 감염 환자와 "건강한" 보균자의 비율은 1:1,000에서 1:20,000까지 다양합니다. 수막구균 "건강한" 보균자의 이유는 명확히 밝혀져야 합니다.
모든 주요 수막구균 감염 발병은 A 혈청군과, 드물게는 C 혈청군의 수막구균과 관련이 있는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 혈청군에 대한 효과적인 백신이 개발된 후, B 혈청군 수막구균이 수막염 역학에서 중요한 역할을 하기 시작했습니다. 다른 혈청군의 수막구균은 산발성 질환을 유발합니다.
수막구균 감염 증상
감염은 공기 중 비말을 통해 발생합니다. 감염의 진입점은 비인두이며, 이곳에서 수막구균은 림프관과 혈액으로 침투합니다. 수막구균은 다음과 같은 임상적 형태의 질병을 유발할 수 있습니다. 비인두염(가장 경증의 질병), 수막구균혈증(수막구균성 패혈증). 수막구균은 혈액-뇌 장벽을 뚫고 뇌척수액을 침투하여 가장 심각한 형태의 질병인 유행성 뇌척수막염(척수와 뇌의 수막에 화농성 염증을 일으킴)을 유발할 수 있습니다. 이러한 환자의 경우, 뇌척수액은 탁하고 백혈구가 많으며, 높은 압력으로 인해 천자 시 흘러나옵니다. 경우에 따라 수막구균성 심내막염이 발생하기도 합니다. 수막구균혈증에서는 부신과 혈액 응고계가 영향을 받습니다. 이 질병의 임상적 증상의 다양성은 한편으로는 특이 면역 상태, 다른 한편으로는 수막구균의 병독성에 의해 결정되는 것으로 보입니다. 설파닐아미드 계열 약물과 항생제를 사용하기 전 중증 수막염 환자의 사망률은 60~70%에 달했습니다. 이 수치는 오늘날까지도 상당히 높은 수준을 유지하고 있으며, 이는 주로 수막구균의 설파닐아미드 계열 약물과 항생제 내성 출현에 기인합니다.
수막구균 감염의 실험실 진단
다음과 같은 방법이 사용됩니다.
세균학적 검사 - 병원균의 순수 배양액을 분리하여 설파닐아미드 계열 약물과 항생제에 대한 감수성을 검사합니다. 검사에 사용되는 검체는 뇌척수액, 혈액, 삼출물, 인두 및 비인두 점액입니다.
환자에게서 병원균을 분리해내는 것이 항상 가능한 것은 아니므로 혈청학적 반응이 매우 중요하며, 이를 통해 환자에게서 특정 수막구균 항원이나 항체를 검출할 수 있습니다.
항원을 검출하는 데 사용할 수 있는 혈청학적 반응은 다음과 같습니다: 응고 반응, 라텍스 응집 반응, 반대 면역 전기 영동 반응, 효소 면역 측정법 및 적혈구 면역 흡착 미세 방법.
환자와 질병에서 회복한 사람의 혈액에서 항체를 검출하기 위해 그룹 특이적 폴리사카라이드를 항원으로 사용하는 RPGA와 IFM이 사용됩니다.