톡소포자충

톡소포자충(국문) Toxoplasma gondii(영문)

Toxoplasma gondii(그림1)는 Plasmodium, Cystoisospoa, 그리고 Sporozoa 속에 속한 다른 기생충과 비슷한 전형적인 콕시디안 기생충이다. T. gondii는 세포 내 기생충으로 동새와 사람을 포함한 다양한 야생동물에서 발견된다. 한 종만 존재하는데, 종족간 다양성이 조금 존재한다. Toxoplasma gondii의 숙주로는 주로 집 고양이나 다른 고양이들이다.

그림1. Toxoplasma gondii, TEM. (출처: GettyimagesKorea)

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유기체는 고양이의 장내 세포에서 자라며, 혈류를 통해 장외로 나가 순환한다. 장내로부터 나온 개체는 고양이의 배설물을 통해 나오고, 외부 환경에서 3일에서 4일 이내에 감염성이 있는 포낭(cyst)의 형태로 성장하게 된다. 이 접합자낭(oocyst)의 형태는 사람의 장 내에서 존재하는 원생 기생충인 Cystoisospora belli와 비슷하다. 또한 쥐나 사람을 포함한 다른 동물에게 들어가 뇌를 포함한 다양한 조직에서 급성과 만성 감염을 일으키게 된다. 고양이에서의 감염은 고양이가 감염된 설치류를 먹었을 때 일어나게 된다(그림2).

그림2. Toxoplasma의 생활사. (출처: 한국미생물학회)

접합자낭의 몇 몇의 감염성 형태(영양형, trophozoites)은 급분열소체(tachyzoite)라고 불리는 가느다랗고 초승달모양의 형태가 된다. 빠르게 분열하는 형태는 감염을 시작하고 조직을 손상시키는데에 있어서 필수적이다. 느린 분열소체(bradyzoite)라고 불리는 천천히 자라고 짧은 형태는 만성 감염에서 포낭 형태로 된다.

T. gondii에 의한 사람 감염은 흔하게 일어난다. 하지만 후천성면역결핍(AIDS) 환자처럼 면역반응이 억제된 환자에게서 증가하는 추세로 나타나며 심각한 증상을 보인다. T. gondii는 육식동물과 초식동물 뿐만 아니라 새도 포함한 다양한 야생동물에서 살아가며 널리 전염된다.

사람에서의 감염은 두 가지로부터 이루어 진다. (1)동물의 고기를 제대로 요리하지 않아서 즉시 숙주로 전달되는 것. (2)오염된 고양이 배설물에 있던 감염성이 있는 접합자낭을 먹는 것. 혈청학 연구 결과를 통해 조리되지 않은 고기나 육즙을 먹는 것이 보편화 된 곳에서 사는 사람들에게서 이러한 감염이 많이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 고양이가 존재하지 않는 지역에서 거주하는 사람이나 설치류에게서 이러한 감염이 잘 나타나지 않는다는 것을 보여준 혈청학 연구 결과는 주목할만하다. 미국에서의 톡소포자충증은 주로 햄버거와 같은 제대로 요리되지 않은 고기뿐만 아니라 고양이의 배설물과 접촉하였을 때 나타난다. 조리되지 않은 고기나 육즙을 먹거나 고양이의 배설물을 통한 감염뿐만 아니라 태반을 통한 감염은 임신 중에 발생할 수 있다. 태반감염은 감염된 모체로부터 오는데, 태아에게 굉장히 큰 영향을 미친다. 혈액을 통한 감염 또한 발생할 수 있지만 그다지 일반적이지 않다. 정맥 주사할 때 주사바늘을 공유하는 것은 Toxoplasma 전염의 이유가 될 수 있다.

비록 백신에 의한 항체가 생성되는 비율이 사람들이 지역적인 위치에서 존재하는 것과 비슷할지라도, 각 사람들의 면역적인 상태에 의해 감염의 정도가 영향을 받는다. 세포 매개성 면역에 결함이 있는 환자, 특히 HIV에 감염이 되었거나 장기 이식을 받은 환자, 또는 면역 억제 치료를 받는 환자는 더 감염되기 쉽다. 이러한 조건에서의 감염은 새로운 개체에게 노출되는 것보다 이전에 잠복된 감염의 재 활성이 더 질병이 되기 쉽다.

대부분의 T. gondii 감염은 증상이 적게 나타나거나 증상이 없지만 증상이 있을 때는 기생충이 혈류로부터 세포 내 기생충이 되는 조직으로 옮겨갈 때 발생한다. 질병의 증상이 나타날 때, 세포가 파괴되고, 좀 더 많은 개체로 분열하며 그리고 접합자낭이 형성된다. 많은 조직들이 영향을 받지만, 이 개체는 눈을 포함한 폐, 심장, 임파상기관, 중추신경계에 영향을 미친다.

급성 질병의 증상으로는 오한, 열, 두통, 근육통, 임파선염, 피로가 있다. 이러한 증상들은 전염성 단핵증의 증상과 비슷하다. 만성 질병에서는 임파선염, 가끔 발진, 간염의 흔적, 뇌척수염, 신은염이 있다. 어떤 경우에는 맥락망막염이 나타나서 눈이 머는 경우도 있다.

T. gondii에 의한 선천적인 감염은 감염된 모체가 임신 중일 때 태어난 유아에게서 나타난다. 만약 감염이 임신 3개월 내에 발생한다면, 자연 유산이나 사산, 또는 심한 질병의 형태로 나타날 수 있다. 임신 첫 3개월 후에 감염된 영아의 증상은 간질, 뇌염, 소두증, 두개골 내 석회화, 뇌수종, 정신 지체, 맹락망막염, 실명, 빈혈증, 황달, 발질, 설사, 저체온증이 있다. 영아는 태어났을 때 증상이 없을 수도 있지만 시간이 지날수록 질병으로 발전한다. 이 병에 걸린 대부분의 어린아이들은 주로 맹락망막염을 앓게 되는데, 이러한 경우 실명이 될 수도 있으며 다른 신경적인 문제, 예를 들면 정신지체, 발작, 소두증, 청력 상실과 같은 증상이 나타날 수 있다.

면역력이 억제되어있는 나이가 많은 환자들은 다른 질병을 보이게 된다. 잠복기의 톡소포자충증의 재발이 일어나는 것은 이러한 사람들에게서 나타나는 증상이다. 면역력이 억제되어 있는 환자들에게서 나타나는 Toxoplasma 감염에 의한 증상은 주로 신경적인 문제를 보이는데, 뇌척수염이 나타난다거나 뇌병변이 확산되기도 한다. AIDS 환자들에게서 뇌척수염이 일어나는 것의 주요 원인은 뇌에서 일어나는 톡소포자충증의 재발과 관련이 있다. 이 질병은 여러 군데에서 볼 수 있는데, 하나 이상의 병변이 뇌에서 동시에 발견되기도 한다. 증상은 병변의 위치와 관련이 있고, 반신부전마비, 발작, 시력장애, 혼란, 무기력이 나타나기도 한다. 또한 눈, 폐, 고환에서의 톡소포자충증이 보고된 바 있다. 비록 이러한 질병들이 대부분 AIDS 환자들에게서 나타나지만, 조직 이식 수술을 받은 환자들처럼 다른 면역력이 억제된 환자들에게서도 비슷한 증상이 나타날 수 있다.

혈청 검사는 급성 활성 감염상태를 진단하는데 사용된다. 진단은 혈액 샘플에서 증가된 항체를 보는 방법으로 이루어진다. 항체의 다른 동기준표본(isotype)이 증가하는 것과 항체 농도의 증가를 검사하는 것은 증상이 없는 감염 또는 만성 감염과 급성이고 활성화된 감염과 구분하기 위해서 필수적이다. T. gondii혈청 프로파일 (T. gondii에 serologic profile, TSP)는 주로 실험실에서 감염이 최근에 이루어진 것인 것 아니면 좀 더 과거에 이루어진 것인지를 구분하는데 사용된다. TSP는 주로 4가지로 이루어져있다. (1)Sabin-Geldman dye를 이용하여 IgG 항체를 검사하는 것, (2)enzyme-linked immunosorbent assays(효소면역측정법,ELISA)를 통해 IgM, IgA, IgE 항체를 검사하는 것, (3)면역흡착응집반응(immunosorbent agglutination)을 이용하여 IgE 항체의 농도를 확인하는 것, (4)응집반응의 차이를 확인하여 IgG 항체의 농도를 확인하는 것.

면역 능력이 있는 환자에게서 첫 번째로 이루어지는 검사는 T. gondii에 대한 IgG 항체를 검사하는 것이다. 비록 많은 연구들과 가이드라인이 IgM을 검사하는 것 비슷하게 유용하다고 말하지만, T. gondii에 대한 IgM 항체는 급성 감염 이후에 12개월이 넘으면 허위 양성반응이 나타날 수 있다. 만약 IgG 농도가 애매모호하다면 2주에 걸쳐 일련의 시료를 모아 검사해야 한다. 만약 IgG 농도가 음성으로 나왔을 경우(1: 16보다 적게), Toxoplasma 감염이 아니라고 볼 수 있다. 만약 IgG 농도가 음성보다 양성이라는 결과가 두 배정도로 나왔을 경우 급성 감염이라고 볼 수 있다. 하나의 샘플만 농도가 높게 나왔다면 톡소포자충증이라는 충분한 근거가 될 수 없는데, 그 이유는 IgG의 농도가 감염 후에 몇 년간 높게 나타나기 때문이다.

악성종양을 가진 환자, 장기 이식을 받은 환자 또는 AIDS 환자에서 나타나는 톡소포자충증은 일반적으로 만성의 증상이 없는(잠복기의) 감염이 재발해서 일어난다. Toxoplasma 뇌염의 진단은 주로 뇌의 CT촬영이나 자가 공명 화상법을 통해 진단할 수 있다. 하지만, Toxoplasma와 관련된 뇌의 이상은 AIDS와 연관된 뇌의 림프종이나 뇌의 샤가스 병과 구분이 되지 않는다. 그러므로 현미경 검사, 혈청 검사, 분자적인 방법이 진단법에 뒤따라야 한다. 진단하는 것은 이와 같은 환자들을 구별하는데 힘이 든다. IgM 항체가 관찰되지 않는 환자, 과거의 감염 때문에 IgG 항체가 있는 환자. 급성 감염에서 혈청 검사가 없으면 진단은 오직 조직에서 조직학검사를 통해 찾아내거나 PCR을 이용하여 핵산을 찾아내는 방법으로 이루어진다. IgG 항체 검사에서 음성이 나오는 면역이 억제된 환자는 급성 감염에 위험이 있지만, 혈청 반응에서 양성이 나온 환자는 재발의 위험을 가지고 있다. 임신한 여성에 대한 급성 톡소포자충증 검사는 면역능력이 있는 성인에게 사용되는 방법과 같은 방법을 사용할 수 있다. FDA에서는 거짓 양성반응과 거짓 음성반응이 이러한 환자들에서 빈번하게 나타나기 때문에 외과의사들에게 임신 중인 사람을 진단하는 유일한 방법으로 T. gondii IgM 키트를 사용하지 않는 것을 경고하였다. Toxoplasma 표준 실험실에서 확실하게 검사하는 것이 추천된다. 만약 IgM과 IgG 항체 둘 다 없다면, 활성 감염의 경우는 제외될 수 있다.

선천적인 톡소포자충증을 태아기에 진단하는 것은 초음파와 양수검사를 통해 시행된다. T. gondii를 찾기 위해 사용되는 양수의 PCR 분석은 양성과 음성을 잘 가려낸다. 모계의 IgG 항체는 태어났을 때 가지고 있기 때문에, IgA와 IgM의 항체를 검사하는 것은 갓 태어난 아이에게서 톡소포자충증을 검사하는 혈청학 검사의 기초가 된다.

체액과 조직에서 영양형과 포낭과 같은 개체를 찾는 것은 진단에서 최종적인 방법이다. 림프절, 뇌, 심근, 기타 다른 의심되는 조직뿐만 아니라 뇌척수액 또는 기관지 폐포 세척액과 같은 체액은 직접적으로 이러한 개체를 찾는데 사용될 수 있다. 새로운 단일 세포에서 생성되는 세포군의 항체를 기초로한 형광 염색방법은 직접적으로 조직에서 T. gondii를 찾는데 이용된다. T. gondii를 배양하는 방법은 대체로 실험적인 방법이고 주로 임상 실험실에서는 사용되지 않는다. 두 개의 방법이 사용될 수 있는데, 잠재적으로 쥐의 복막에 감염시킬 수 있는 물질을 넣어주거나 조직 배양법이 사용된다. PCR을 기초로 한 검사 방법에서의 발전은 촉망 받고 있으며 빠르고 좀 더 정교하게 혈액, 뇌척수액, 양수 그리고 다른 임상적인 샘플에서 개체를 찾아낼 수 있을 것이다.

톡소포자충증을 치료하는 방법은 감염 과정의 본질과 숙주의 면역능력에 의해 결정된다. 대부분의 정상적인 숙주에서의 단핵증과 비슷한 감염은 자발적으로 치료되고 다른 특별한 치료법을 요구하진 않는다. 반면, 면역 능력이 억제되어 있는 환자에서 파종성의 감염이거나 중추신경계 감염은 반드시 치료되어야 한다. HIV 감염과 T. gondii에 의한 감염 전에, 톡소포자충증에 걸린 면역력이 있는 환자는 4주에서 6주정도 치료받으면 된다. HIV에 의한 감염이 발생한다면 4주에서 6주간의 치료가 중단되었을 때 재발할 확률이 25%정도 된다. 이러한 환자들은 현재 감염 초기에 높은 고 농도의 피리메타민(pyrimethamine)과 설파디아진(sulfadiazine)을 투여하고, 그 후에는 이 두 약을 낮은 농도로 무기한으로 처방 받는다. 이러한 약을 같이 처방하는 것이 추천되지만, 약의 독성(발진, 골수 억제) 때문에 다른 약이 추천되기도 한다. 이러한 경우 클린다마이신(clindamycin)과 피라메타민을 같이 처방하는 것이 가장 추천되는 방법이다. 아토바쿠온(atovaquone)과 아키스로마이신(azithromycin)을 각각 따로 처방하거나 피리메타민과 같이 처방하는 것도 괜찮은 방법이지만 클린다마이신-피리메타민과 비교하였을 때의 효과나 안전성을 확인하여야 한다. 트리메소프림(trimethoprim)-설파메톡사졸(sulfamethoxazole)을 같이 처방하는 것은 전염된 톡소포자충증이나 중추신경계 톡소포자충증을 치료하는데 사용되는 프리메타민-설파디아진의 대안으로 사용되기도 한다. 코르티코스테로이드(cortixosteroid)는 뇌의 부종과 각막 백반을 일으키는 눈에서의 감염을 치료하기 위해 사용된다.

임신 3개월때의 감염은 치료하기가 까다로운데, 왜냐하면 실험동물의 결과에서 피리메타민이 기형을 일으킬 수 있다는 것이 보고되었기 때문이다. 이런 경우, 클린다마이신과 스피라마이신(spiramycin)을 같이 처방하여 대체하였다. 면역 능력이 없는 환자에서 나타나는 톡소포자충증을 치료하는데 스피라마이신을 처방하면 그렇다 할 효과는 나타나지 않았다.

많은 면역억제 환자에게 전염되는 감염이 위험하다는 것이 밝혀졌기 때문에, 특별한 주의가 필요하다. 때문에, 장기 이식을 받기 전이나, HIV 감염의 초기 단계인 환자에게서 일반적인 혈청 검사가 요즘 들어 시행되고 있다. 혈청 검사에서 양성이 나온 환자는 질병으로 발전할 가능성이 높기 때문에 그것을 예방해주어야 한다. 트리메소프림-설파메톡사졸은 Pneumocystis jirovecii 감염을 예방하는데 사용되기도 하지만 T. gondii의 감염을 예방하는 데도 효과가 있음이 밝혀졌다. 임신한 여성과 면역 능력이 없는 숙주에게 감염을 예방하기 위해서는 날 것 혹은 조리되지 않은 고기를 먹거나 고양이의 배설물과의 접촉을 피해야 한다. 다른 원생동물의 경우 AIDS와 연관된 톡소포자충증을 줄이는데 항레트로바이러스 치료방법이 사용될 수 있다. 특히 Toxoplasma 뇌염은 항레트로바이러스 치료법으로 많이 줄어든 상태이다.

양철수/한양대학교

최경희/원광대학교