크립토코커스

크립토코커스(Cryptococcus) 속(屬), 흰목이(Tremellaceae) 과(科)에 속하는 무성생식 효모상진균(酵母狀眞菌)으로서 크립토코커스증의 원인균이다. 크립토코커스 네오포만스(Cryptococcus neoformans, 이하 크립토코커스)는 다당류 캡슐에 쌓여진 호기성 효모이며 식물 및 동물 등 다양한 환경에서 생존이 가능하다. 크립토코커스는 효모(단세포성) 형태로 영양생장을 하며 출아(Budding)하여 복제한다.

그림1. 크립토코커스 네오포만스의 투사전자현미경 사진 (출처: GettyimagesKorea)

목차

계: 균계(Fungi)

문: 담자균문(Basidiomycota)

강: 흰목이강(Tremellomycetes)

목: 흰목이목(Tremellales)

과: 흰목이과(Tremellacea)

속: 크립토코커스속(Cryptococcus)

크립토코커스에는 두 가지 형태의 성분화가 존재한다. 양성교배(sexual) 및 단성교배(unisexual) 시스템으로 구분된다. 양성교배 시스템은 상반된 교배형 세포(MATα형 및 MATa형)가 분비되는 페로몬을 통하여 서로 인지한다. 이 후 세포들은 세포 융합을 위한 강력한 교배 페로몬을 합성한다. 두 교배 파트너는 접합관을 형성하여 세포 융합 및 클램프 연결체를 통해 실 모양의 균사를 신장한다. 담자기 형성 후 핵융합 및 감수분열을 통하여 최종적으로 담자기 끝부분에 4개의 일배체 담자포자 체인이 만들어진다. 또한 크립토코커스는 동일한 교배형 세포로부터 단핵류 자실체를 형성한다. 단성교배 과정동안 양성교배와 유사한 수준의 재조합 및 배수성 변화가 일어난다. [2][5]

크립토코커스의 캡슐은 주로 다당류로 구성되어 있으며, 세포체 주위의 다당류 캡슐은 인디아 잉크 염색방법을 이용하여 시각화 할 수 있다. 병원성 주요 인자 중 하나인 캡슐 구조는 지난 수십 년 동안 많은 연구의 중심축이었다. 캡슐은 면역반응과 숙주 면역기전으로부터 크립토코커스의 보호와 관련된 병원성 기전에 기여한다. 이러한 면역학적 영향은 세포자멸사 유도, 항체생산 저해, 보체 소모, 백혈구 이동 저해, 식균작용 간섭, 항원표출 감소 및 in vitro 침습성 생장 등이 포함된다. 캡슐은 다당류 형태에 따라 글루쿠로노자일로만난(glucoronoxylomannan, GXM)과 갈락토자일로만난(galactoxylomannan, GalMX) 두가지로 구분이 된다. GXM은 글루쿠론산(glucuronic acid)와 자일로스(xylose)가 치환된 만노오스(mannose) 잔기 사슬로 구성된다. GalMX는 자일로스와 만노스가 치환된 갈락토오스(galactose) 체인으로 구성된다. 캡슐은 종종 만노단백질(mannoprotein)을 포함하고 있으나 구조적인 면에서 그 기능은 아직 잘 알려지지 않았다. 캡슐이 다당류로 주요하게 구성되어 있을지라도 다당류가 고친수성이어서 수분함량이 높다. 물은 캡슐의 전체 부피와 무게의 99%를 차지하는 것으로 추산된다. [2]

면역력이 저하된 사람의 호흡을 통해 감염되어 뇌와 척수에서 증식하는 경우를 말한다 [자세한 내용은 뇌수막염 항목 참조]

크립토코커스를 흡입하였을 때 폐에서 나타나는 질병이다. 자연 치유되는 경향이 있으며, 특별한 감염증상은 없다. 증상을 호소하는 환자에서는 기침, 흉통, 객담, 체중감소, 미열, 객혈, 전신쇠약, 식욕부진 등의 증세가 생긴다고 한다.

크립토코커스의 담자홀씨가 호흡과정에서 폐로 흡입되어 인체에 감염되어 크립토코쿠스증(Crytococcusis)을 일으키는 원인균이다. 크립토코커스는 에이즈 환자, 항암 치료나 장기이식 후 면역억제제를 투여 받고 있는 환자들 같이 면역력이 저하되어 있는 사람에 감염되었을 경우 중추신경계로 확산되어 뇌수막·뇌염을 일이키는 병원성 곰팡이다. 전 세계적으로 매면 100만 건 이상의 크립토코커스 유발 뇌수막·뇌염의 인체 감염이 보고되고 있고, 미국 질병관리청의 보고서에 따르면 매년 625,000명이 크립토코커스 유발 뇌수막·뇌염으로 사망하고 있다.[1] 호흡기를 통하여 크립토코커스에 노출될 경우, 교배나 일배체 자실(子實)에 의해 만들어진 담자포자는 폐포에서 증착을 위한 최적의 크기(1-2 μm)이기 때문에 전염성 번식체로 존재할 것으로 여겨지고 있다. 초기 폐 감염은 혈관 벽을 통하여 중추신경계로 확산되며 가장 일반적인 임상 증상이 나타나는 곳이다. [3]

크립토코커스는 다양한 환경에 존재하며 비둘기 분변이나 유칼립투스 나무에서 가장 일반적으로 발견된다. 크립토코커스는 두 가지 그룹으로 구분되어 자연환경에 존재한다. 인체감염의 대다수를 차지하며 온대기후에서 발견되는 그룹(혈청형 A 와 D)과 열대기후에서 제한적으로 존재하는 그룹(혈청형 B 와 C)으로 구분된다. [3]

면역결핍 환자에서 일반적으로 발병한다. 전 세계에서 분리되는 크립토코커스 종의 95%를 차지하고 후천성면역결핍증후군 (AIDS) 환자의 99%에서 분리되고 있고 있다. 혈청형 A는 혈청형 D보다 더 강한 병원성을 나타낸다.

정상인에서도 발병의 원인이 된다. 캐나다 밴쿠버 지역에서 면역체계가 정상인 사람이 감염되어 수백 명의 환자가 발생한 사례가 보고되었다. [4]

면역결핍 환자에서 일반적으로 발병하며 대부분 유럽과 남아프리카에서 분리되고 있다.

그림2. 크립토코커스 진화과정 (출처: 반용선/연세대)

반용선/연세대학교 

정원희/중앙대학교

1.

2.

3.

4.

5.