아시네토박터 바우마니

아시네토박터 바우마니 (국문) Acinetobacter baumannii (영문) 

아시네토박터 바우마니는 아시네토박터(Acinetobacter)의 대표적인 병원성 균주로 그람음성(Gram-negative) 세균이며, 감마프로테오박테리아(gammaproteobacteria)의 Moraxellaceae 과(科, family)에 속하는 기회감염균으로 알려져 있다. 1968년 처음으로 명명된 아시네토박터 바우마니는 약한 병원성과 토양, 물 등의 자연 환경과 병원 환경에 널리 분포되어 있는 세균으로 병원균으로서는 크게 주목받지 못하였다¹⁾. 하지만, 3가지 계열 이상의 항생제에 내성을 갖는 다제내성(multiple drug resistance, MDR) 아시네토박터 바우마니균 감염증이 최근 15년 간 폭발적으로 증가하고, 특히 이라크 분쟁지역에서 악명 높은 'Iraqibacter'로 불리우며 큰 문제로 대두되었다²⁾. 

목차

슈퍼박테리아(super-bacteria)는 잦은 항생제 사용으로 생긴 내성 능력의 획득으로 강력한 항생제에도 사멸되지 않아 인체 감염 시 치명적인 병을 유발하는 세균이다. 이들 슈퍼박테리아의 대표 병원균인 다제내성 아시네토박터 바우마니는 넓은 범위의 항생제에 대한 강력한 내성으로 인해 전세계적으로 큰 관심을 끌고 있다^{[3, 4]}.  

다제내성 아시네토박터 바우마니균 감염증은 카바페넴 계(carbapenems), 아미노글리코사이드 계(aminoglycosides), 플로로퀴놀론 계(fluoroquinolones) 항생제에 모두 내성을 나타내는 질병이다. 아시네토박터균의 항생제 내성 기작은 다음과 같이 크게 4가지로 나눌 수 있다.

1) 항생제를 세포 밖으로 내보내는 막단백질 증가, 2) 항생제 타겟이 되는 단백질의 돌연변이, 3) 항생제 분해 및 변화 효소 생성, 4) 세포막의 유동성을 감소시켜 내성을 획득하는 기전으로 나눌 수 있다.  

아시네토 바우마니의 여섯 가지 유출 펌프 패밀리 중에서 resistance-nodulation-division (RND) 시스템이 아시네토박터 특이적인 다양한 범위의 항생제 저항성과 연관이 있다고 알려져 있다 (그림 1). RND 패밀리에는 대표적으로 아미노글리코사이드(aminoglycosides), 베타 락탐(beta lactam), 플로로퀴놀론(fluoroquinolones), 테트라사이클린(tetracyclines), 티쥐사이클린(tigecyclines), 클로람페니콜(chloramphenicol) 등 다양한 계열의 항생제 저항 역할을 하는 AdeIJK, AdeFGH에 대한 연구가 많이 진행되었다. 또한 항생제 저항성 효소 생성 기작에서 모든 아시네토박터 바우마니 게놈 유전체는 ISAba1에 의해 조절되는 AmpC 세팔로스포린 분해효소(cephalosporinase)와 OXA 그룹의 class D 옥사실린 분해효소(oxacillinase)가 대표적으로 알려져 있다 (그림 1). 

그림 1. 아시네토박터 바우마니의 세포 외 유출 펌프 및 효소를 통한 항생제 저항성 기전 모식도 (그림: 박우준/고려대)

아시네토박터 바우마니는 사회 획득 및 중환자실 환자 감염과 같은 원내 감염(hospital-acquired infection)을 유발하는 병원균으로서, 해마다 감염되는 사람의 비율이 점점 증가하고 있는 추세이다. 아시네토박터 바우마니는 세포막 부근에서 작동하는 캡슐, O-결합형 당단백질(O-linked glycosyltation), 부착분자(adhensin)와 같은 독성 인자(virulence factor)들을 가지고 있으며 특히, 세포 외로 단백질을 분비하는 type II (T2SS)와 type VI (T6SS) 분비 시스템을 통해 인체 내에서 질병을 일으킨다고 알려져 있다³⁾ (그림 2). 

그림 2. 아시네토박터의 대표적 세포 표면 구조 및 단백질 분비 시스템 모식도 (그림: 박우준/고려대)

다제내성 아시네토박터 바우마니균은 기회감염세균으로 면역력이 강한 건강한 사람에서는 감염되어 질병을 나타내지 않지만, 만성 폐질환자나 당뇨 및 면역저하 환자는 감염에 취약하다. 특히 고령의 인공호흡기구 사용 환자와 장기간 입원 환자에서 감염을 유발한다고 보고되어 있다⁴⁾. 특히 인공 호흡기, 환기 시스템, 인공 신장기, 의료 종사자의 의복, 피부 등에서 검출이 되면서 원내 감염의 주요 병원균이 되고 있으며 폐렴, 심내막염, 혈류감염, 요로감염, 복막염을 포함한 다양한 감염증을 일으킨다⁴⁾. 

다제내성 아시네토박터 바우마니 감염증을 치료하기 위해서는 콜리스틴(colistin), 티지사이클린(tigecycline), 이미페넴(imipenem), 메로페넴(meropenem)과 같은 항생제들의 주로 처방되며, 저항성 정도에 따라 장기간 또는 고농도의 항생제 처방이 필요하기 때문에 이에 따른 내성 및 인체 내 부작용이 문제가 되고 있다. 항생제 부작용 위험성을 낮추기 위해 세균의 세포막을 통한 항생제 유입을 증가시키는 올레아놀릭산과⁵⁾, 펌프를 통해 항생제의 세포 내 유입을 돕는 히드록시벤즈알데히드 물질과 같이⁶⁾ 식물에 널리 분포되어 있는 천연물을 활용한 항생제 보조제 발굴 및 천연 의약품 개발 연구가 시행되고 있다⁷⁾.

세포막(cytoplasmic membrane), 아미노글리코시드계(aminoglycosides), 베타락탐계(β-lactams), 항생제 내성(antibiotic resistance), 돌연변이(mutation), 슈퍼박테리아(superbacteria), 감마프로테오박테리아 강(class Gammaproteobacteria), 그람음성균(Gram-negative bacteria), 기회감염(Opportunistic infection)

박우준/고려대학교

정우현/덕성여자대학교

1. Baumann P. 1968. Isolation of Acinetobacter from soil and water. J. Bacteriol. 96, 39-42.
2. Peleg AY, Seifert H, Paterson DL. 2008. Acinetobacter baumannii: emergence of a successful pathogen. Clin. Microbiol. Rev. 21, 538–582. 
3. Weber BS, Kinsella RL, Harding CM, Feldman MF. 2017. The secrets of Acinetobacter secretion. Trends Microbiol. 25, 532-545. 
4. Lin MF, Lan CY. 2014. Antimicrobial resistance in Acinetobacter baumannii: From bench to bedside. World J. Clin. Cases 2, 787-814. 
5. Shin B, Park W. 2015. Synergistic effect of oleanolic acid on aminoglycoside antibiotics against Acinetobacter baumannii. PLoS One 10, e0137751. 
6. Shin B, Park C, Imlay JA, Park W. 2018. 4-Hydroxybenzaldehyde sensitizes Acinetobacter baumannii to amphenicols. Appl. Microbiol. Biotechnol. 102, 2323-2335. 
7. Shin B, Park W. 2017. Antibiotic resistance of pathogenic Acinetobacter species and emerging combination therapy. J. Microbiol. 55, 837-849.