메티실린 내성 포도상구균

황색포도상구균(Staphylococcus aureus)은 황색포도알균으로도 불리는 대표적인 병원성 세균으로서, 건강한 사람의 피부나 비강, 소화관에 존재하기도 하지만, 인체에 감염될 경우, 피부 및 연조직 감염, 장염, 폐렴, 심내막염(endocarditis), 패혈증(septicemia) 및 여러 질병을 일으킨다. 이 중 베타-락탐계(β-lactams) 항생제(antibiotic)인 메티실린(methicillin)에 내성을 보이는 황색포도상구균을 메티실린 내성 포도상구균(methicillin-resistant Staphylococcus aureus; MRSA)이라고 칭한다.

혈액한천배지(blood agar plate)에 배양된 메티실린 내성 포도상구균 (출처: GettyImages-929769688)

메티실린 내성 포도상구균 (출처: GettyImages-SFscf4718-001)

목차

황색포도상구균은 공생균(commensal)이기도 하지만 감염되었을 경우 다양한 질병을 일으킬 수 있다. 페니실린계(penicillins) 항생제가 황색포도상구균의 감염을 제어하기 위해 사용되었지만, 페니실린 내성이 생기면서 메티실린이 사용되어 왔다. 메티실린은 1959년부터 페니실린 내성 포도상구균을 치료하게 위해 사용되었지만, 메티실린 내성 포도상구균이 1961년 처음 보고된 이후 메티실린 내성균주의 비율이 빠르게 증가하였다. 메티실린 내성 포도상구균은 메티실린을 포함한 다른 베타-락탐계 항생제(페니실린, 아목시실린, 옥사실린 등)에도 내성을 보이는 다제내성(multidrug-resistance)을 가진 황색포도상구균으로도 알려져 있다. 메티실린 내성 포도상구균은 의료 관련 감염(healthcare-associated infection)을 일으켜 healthcare-associated MRSA(HA-MRSA)라고 불리우며, 특히 상처가 있거나 면역력이 약화된 환자들은 감염에 더 취약하다. 하지만 이후에 의료기관과 관련이 없는 감염사례가 건강한 사람에서도 보고됨에 따라 community-associated MRSA(CA-MRSA)로 분류가 되었다. 

황색포도상구균에 의한 질병 중 피부감염이 가장 발생률이 높고, 표피 또는 피부 조직에 국소적으로 일어나기도 하지만, 극심한 연조직 감염 또한 일어날 수 있다. 피부 또는 연조직 감염에서는 농가진(impetigo) 또는 농양(abscess)이 형성되는데, 이를 통해 다른 조직 또는 혈류로 전파될 수 있다. 황색포도상구균은 감염된 카테터(catheter)를 통해 많이 유입되는데 이는 혈류를 타고 심장의 내막에서 감염을 일으켜 감염성 심내막염을 일으킨다. 원내감염 중 높은 비율이 인공판막 심내막염이고, 원내심내막염 같은 경우 높은 치사율을 동반한다. 황색포도상구균은 관절염이나 골수염 등 다양한 감염질환을 일으킬 수 있다. 또한, 황색포도상구균 감염은 패혈증으로 진행되기도 하는데, 황색포도상구균은 패혈증을 유발하는 균 중 가장 높은 비율을 차지하며 치사율이 높다는 특징을 가지고 있다. 황색포도상구균은 독소(toxin)를 생산하기 때문에 식중독이나 독성충격증후군(toxic shock syndrome)도 일으킬 수 있다.

메티실린을 포함한 베타-락탐계 항생제는 세균의 생존에 꼭 필요한 세포벽의 주요 구성물질인 펩티도글리칸(peptidoglycan) 합성을 억제하여 작용한다. 메티실린은 펩티도글리칸 합성 과정을 매개하는 효소인 transpeptidase인 penicillin-binding protein(PBP)와 결합하여 효소작용을 억제함으로써, 펩티도글리칸의 성분들을 연결되는 가교결합(crosslink)을 방해한다. 이 경우 펩티도글리칸 층이 만들어지지 않게 되어, 세균은 삼투압을 견딜 수 없게 되고, 결국에는 삼투압의 차이로 인해 사멸한다. 메티실린 내성 포도상구균은 메티실린 항생제가 부착하기 어려운 형태의 transpeptidase인 PBP2a를 보유하여 메티실린 항생제에 대한 내성을 갖게 한다. 황색포도상구균은 PBP2a를 발현하는 유전자를 다른 포도상구균으로부터 수평적 유전자 이동(horizontal gene transfer)을 통해 전달받는 것으로 알려져 있다.

메티실린 내성 포도상구균 치료를 위해 반코마이신(vancomycin)이라는 항생제가 사용되어 왔지만 최근에는 반코마이신에 내성을 가진 균주도 발견되어 그 치료가 어려워 지고 있다. 메티실린 내성 포도상구균은 메티실린 이외에도 다른 베타-락탐계 항생제와 테트라사이클린(tetracycline) 또는 세팔로스포린(cephalosporin) 같은 다른 계열의 항생제에도 내성을 가진 경우가 흔하기 때문에, 균을 분리한 후 항생제 감수성 시험을 시행한 뒤 적합한 항생제를 선정하여 치료하는 것이 필요하다. 반코마이신 내성이 있을 경우 비교적 새로운 항생제인 리네졸리드(linezolid)가 사용된다. 세균혈증(bacteremia) 또는 심내막염을 치료하기 위해서는 항생제 병용요법을 사용하기도 한다.

항생제 감수성 시험 (출처: GettyImages-937053016)

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한승현/서울대학교

윤상선/연세대학교