녹농균

녹농균; 슈도모나스 아에루기노사(국문) Pseudomonas aeruginosa(영문)

목차

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녹농균은 자연환경에서 쉽게 발견되는 호기성 그람 음성세균으로 간균에 속하며 아포(spore)를 형성하지 않는다(그림1). 이 균은 식물이나 동물, 사람을 감염시킬 수 있다. 이 균은 선천적으로 항생제에 대한 저항성을 가지고 있기 때문에 의학적 연구로 많이 사용된다. 또한 기회감염성을 띄고 있어 건강한 사람에겐 큰 해를 끼치지 않지만 낭포성 섬유증(cystic fibrosis) 환자나 면역력이 저하된 사람에게 매우 심각한 감염을 일으킬 수 있다. 녹농균은 최저 영양 조건에서도 성장이 가능하기 때문에 성장 범위가 매우 넓다. 특히 병원 내의 습한 환경, 기구들과 심지어 소독용 용액 등 도처에 존재하고 있다. 녹농균의 경우 호기성 세균이기 때문에 발효를 할 수 없지만 질산염이 있는 경우에는 산소 없이도 성장이 가능하다. 또한 균 집락은 점액질의 exopolysaccharide capsule을 만들기 때문에 주로 생물막(biofilm)의 형태로 감염을 일으킨다(그림2).

(출처: gettyimages)

생물막형성(왼쪽)과 그로 인한 기관지확장증> (출처: 한국미생물학회)

녹농균의 주된 감염경로는 기도, 요로, 화상부위와 상처이며 대표적인 증상은 염증과 패혈증(sepsis)이다. 만약 녹농균이 폐나 요로, 신장에 군체(colony)를 형성할 경우 인체에 치명적이다. 현대에는 녹농균이 의료용 장비에 서식할 수 있어 병원 내에서의 교차감염이 발생하고 있다. 감염된 부위에선 녹색 농즙을 나타나는데 이 농즙은 녹농균이 생산하는 형광성 색소인 피오시아닌(pyocyanin)이다(그림3). 이 외에도 뇌와 척수를 둘러싸고 있는 보호막에 염증이 발생해 뇌수막염이 일으키며, 수영하는 사람들에게서 외이도염을 유발할 수 있다.

(출처: gettyimages)

P. aeruginosa는 다양한 독력인자를 가지고 숙주세포의 감염을 일으키는데 대표적으로 elastase를 들 수 있다. Elastase에는 serine protease인 LasA와 zinc metalloprotease인 LasB가 있는데 이 효소가 인체의 폐 조직과 인대를 구성하고 있는 elastin을 분해하여 elastin 함유 조직을 손상시킬 수 있다. 또 다른 병독성 인자로는 생산하는 phospholipase C를 들 수 있는데, 이는 세포막의 인산기를 유리하여 세포막을 분해하는 역할을 한다. 또한 alginate라는 다당류를 분비해 점액질의 capsule을 만드는데, 캡슐에 의해 둘러싸인 세균은 항생제나 숙주의 면역세포 공격으로부터 보호를 받아 만성적인 감염을 일으킬 수 있다. 피오시아닌 색소도 병원성 인자(virulence factor)로 독성물질이다. 녹농균은 피오시아닌을 분비하여 주변의 미생물을 죽이고 주변 영역을 독점하며 포유류를 감염시킬 경우 폐 세포를 죽이고 낭성 섬유증을 일으킨다. 피오시아닌은 혈액의 pH에서 쯔위터이온을 띄기 때문에 세포막을 자유로이 통과할 수 있다. 세포 내에 침투한 후엔 전자전달계나 막 전달계, 세포 성장에 관련된 다양한 세포회로에 영향을 주고 방해한다.

이은진/고려대학교 

최경희/원광대학교

1. 한국미생물학회. 미생물학. 2017.

2. Balcht A, Smith R (1994). Pseudomonas aeruginosa: Infections and Treatment. Informa Health Care. pp. 83–84. ISBN 0-8247-9210-6.

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