헤모필루스 인플루엔자

헤모필루스 인플루엔자; 인플루엔자균(국문) Haemophilus influenzae (영문)

헤모필루스 인플루엔자균은 그람음성의 원핵생물로 호흡기 흡입으로 전파되어 혈류에 감염을 일으켜 세균성 수막염을 일으키는 세균이다. 헤모필루스 인플루엔자균의 세포 껍질에 존재하는 협막(capsule)은 숙주의 식균 세포나 보체(complement)에 의한 세포 용해에 저항성을 갖는데, 협막의 다당체에 따라 혈청형은 여섯 종류로 나뉘고 그 중 b형은 세균성 수막염(Hib)을 일으키는 주요 원인병원체이다. 현재는 백신접종을 실시하여 b형에 의한 세균성 수막염을 예방하고 있으며 한편으로 다양한 아형(sub type)들에 의한 감염 발생이 증가하고 있기도 하다.

헤모필루스 인플루엔자 (Haemophilus influenzae)현미경 관찰사진 (출처: GettyImages-925420304)

목차

헤모필루스 인플루엔자균은 헤모필루스 속의 대표 종이다. 헤모필루스 인플루엔자균은 1892년 독일의 세균학자인 리차드 파이퍼(Richard Friedrich Johannes Pfeiffer, 1858~1945)에 의해 처음 분리되었으며, 1890년대에 대유행했던 독감에 의해 감염된 환자의 객담(가래, sputum)에서 발견되었다. 인플루엔자 바이러스가 분리되기 전까지는 인플루엔자의 원인 세균으로 잘못 알려져 있었으며, 이를 계기로 1920년에 헤모필루스 속명과 헤모필루스 인플루엔자 세균의 이름이 정식으로 명명되었다¹⁾.

세균 도메인 > Phylum Proteobactera (프로테오박테리아 문) > Class Gammaproteobacteria (감마프로테오박테리아 강) > Order Pasteurellales (파스퇴렐라 목) > Family Pasteurellaceae (파스퇴렐라 과) > Genus Haemophilus (헤모필루스 속) > Species H. influenzae (헤모필루스 인플루엔자 종)²⁾

호흡 기관에 감염을 일으키는 헤모필루스 인플루엔자 (출처: GettyImages-924976210)

헤모필루스 인플루엔자균의 세포 껍질에 존재하는 협막(capsule)은 숙주에 식균 세포나 보체에 의한 세포 용해에 저항성을 가질 수 있는데, 협막의 다당체에 따라 혈청형(serotype)을 여섯 종류(a~f형)로 나눌 수 있다. 그 중 b형은 세균성 수막염(Hib) 질환을 일으키는 주요 원인 병원체이며, 이외에도 다른 혈청형이나 협막의 유무에 따라 다양한 아형(sub type)의 세균들이 존재한다. 

헤모필루스 인플루엔자균의 염색체는 원형의 단일 DNA 분자로 되어 있으며 헤모필루스 인플루엔자균 Rd 균주의 염기서열이 1995년 처음으로 결정이 되었다³⁾. 이후 현재까지 441종의 인플루엔자균의 다양한 균주들의 유전체가 해독되었는데 평균 1.847 Mb크기의 염색체를 갖고 38%의 GC 함량을 함유하며 평균 13개의 단백질을 암호화하는 세균 종이다. 

인플루엔자균은 호기조건에서 배양하기도 하지만 통성 혐기성 및 호혈성의 배양이 까다로운 균주이기 때문에 배양을 할 때 혈액중에 함유된 X 인자(헤민; hemin 또는 헤마틴; hematin)과 V 인자(니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드; nicotinamide adenine dinucleotide, NAD)가 함유된 초콜릿 한천판배지를 사용하여 배양한다⁴⁾.

헤모필루스 인플루엔자균은 그람음성의 지름이 0.2~0.3 μm에서 길이가 0.5~1.0 μm인 단간균이며, 협막이 없는 세균의 형태일 때 연쇄상구균의 모양을 나타내는 등 다 형태의 특성을 보인다⁵⁾. 인플루엔자균은 편모나 섬모가 없어 운동성이 없으며, 집락을 형성하고 방어의 기능을 하는 다당류 캡슐을 포함하기도 한다. 

처음 헤모필루스 인플루엔자균이 분리되었을 때는 인플루엔자의 원인균으로 생각되었으나, 현재는 2차 병원균이자 인플루엔자 바이러스와 함께 질병을 상승시키는 역할을 하는 것이 밝혀졌다. 헤모필루스 인플루엔자균은 어린아이들의 수막염의 주요 원인 중 하나이며, 패혈증, 중이염, 부비동염 및 만성 기관지염을 일으킬 수도 있다⁶⁾.

그 중 b형은 세균성수막염 Hib 질환을 일으키는 주요 원인병원체이며, 미국에서1988년부터 헤모필루스 인플루엔자균에 효과적인 백신을 개발한 이후 인플루엔자 균 b형에 의한 세균성 수막염인 Hib 발병이 감소할 수 있게 되었다. 현재는 백신접종을 실시하여 b형에 의한 세균성수막염은 현저하게 감소했으나 다른 혈청형이나 협막의 유무에 따라 나눠진 다양한 아형(sub type)들에 의한 감염 발생도 종종 증가하고 있다.

염색체, 통성혐기성

진현미/국립낙동강생물자원관

조장천/인하대학교

1. Rathore, M.H. 2016. Pediatric Haemophilus Influenzae Infection. Medscape.
2. Euzéby, J.P. 2018. List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature. Available online at: www.bacterio.net
3. Fleischmann R.D., Adams, M.D., White, O., Clayton, R.A., Kirkness, E.F, Kerlavage, A.R., Bult C.J., Tomb, J.F., Dougherty, B.A., and Merrick, J.M. 1995. Whole-genome random sequencing and assembly of Haemophilus influenzae Rd. Science 269, 496-512.
4. Devarajan, V.R. 2004. Haemophilus influenzae infections. 1-24.
5. Waksman. G., Caparon, M., and Hultgren, S. 2005. Stuctureal Biology of Bacterial Pathogenesis. ASM Press, Washington, D.C.
6. Murphy, T.F. and Apicella, M.A. 1987. Nontypable Haemophilus influenzae : A review of clinical aspects, surface antigens, and the human immune response to infection. Rev. Infect. Dis. 9, 1-15.