| 주요 그람 양성균 목록 | |||||
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| 구균 (Cocci) | 카탈레이스 양성 Catalase (+) 포도상구균 (Staphylcoccus) | 응고효소 양성 Coagulase (+) | 황색포도상구균 (S. aureus) | ||
| 응고효소 음성 Coagulase (-) | 표피포도상구균 (S. epidermis) 부생성포도상구균 (S. saprophyticus) S. capitis S. haemolyticus | ||||
| 카탈레이스 음성 Catalase (-) 연쇄상구균 (Streptococcus) | 부분 용혈 (partial hemolysis) 녹색, α 용혈 | 폐렴구균 (S. pneumoniae) 녹색연쇄상구균 (Viridans sterptococci) | |||
| 완전 용혈 (complete hemolysis) 투명, β 용혈 | Group A: 화농성연쇄상구균 (S. pyogenes) Group B: 스트렙토콕쿠스 아갈락티아이 (S. agalactiae) 그 외: 스트렙토콕쿠스 디스갈락티아이 (S. dysgalactiae) | ||||
| 용혈 없음 γ 용혈 | 장내구균 (Enterococcus) 펩토사슬알균 (Peptostreptococcus) | ||||
| 간균 (Bacilli) | 아포 형성 X | 코리네박테리움 (Corynebacterium) · 리스테리아 (Listeria) · 에리시펠로트릭스 (Erysipelothrix) | |||
| 아포 형성 O | 클로스트리디움 (Clostridium) · 바실러스균 (Bacillus) | }}}}}}}}} | |||
| 황색포도상구균 黃色葡萄狀球菌 | Staphylococcus aureus | |
| | |
| 학명 | Staphylococcus aureus Rosenbach 1884 |
| 분류 | |
| <colbgcolor=#bff4ff><colcolor=#000> 역 | 세균역 (Bacteria) |
| 미분류 | 그람 양성균 |
| 문 | 후벽균문(Firmicutes) |
| 강 | 간균강(Bacilli) |
| 목 | 간균목(Bacillales) |
| 과 | 포도상구균과(Staphylococcaceae) |
| 속 | 포도상구균속(Staphylococcus) |
| 종 | S. aureus |
| 특징 | |
| 출처 | 인간의 코와 목 안, 머리카락, 감염된 상처, 타박상, 종기 및 여드름 |
| 관련 식품 | 빵류, 커스터드 및 페스트리, 상온에 놔둔 조리된 식품, 햄, 저민 육류, 수분활성도가 낮은 기타 식품 |
| 발병 시간 | 1 – 6 시간 |
| 증상 | 메스꺼움, 구토, 헛구역질, 복통, 설사, 탈진 |
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1. 개요
황색포도상구균은 포도상구균의 일종으로, 인체에 상존하는 상재균이다. 면역력 저하 등으로 인해 감염되어 질병을 일으킬 수 있다.학명의 aureus는 라틴어로 금빛을 의미하며, Staphylococcus는 포도송이 같은 구형을 의미한다.
2. 일반 특성
그람 양성균으로 군집하는 형태의 구균(coccus)이다. 아포는 형성하지 않으며, 조건무산소균(Facultative anaerobes)으로 분류된다. 즉, 산소의 유무에 관계없이 생장이 가능하다. 포도당의 발효산물로 젖산을 만들고, 다른 포도알균과 비교했을 때 만니톨을 발효할 수 있는 특징이 있다. 배양검사상에서는 카탈레이스(Catalase), 응고효소(Coagulase)가 모두 양성으로 나오며, 만일 Coagulase 검사가 음성으로 나오면 Coagulase 음성 포도상구균(Coagulase-negative staphylococcus, CoNS)라고 하여 일반적으로 황색포도상구균보다 병원성이 떨어지는 것으로 본다. 상당한 수준의 소금간이 된 고농도 환경에서도 생존이 가능하다. 생존 가능 체온 범위는 인간의 체온을 포함하는 섭씨 20~40도 정도이다.연쇄상구균(사슬알균, Streptococcus)과 함께 화농성염증[1]을 일으키는 질환의 대표적인 균주이며, 더불어 식중독, 독성쇼크증후군 등의 원인이 되기도 한다.
3. 구조
크게 피막(Capsule), 펩티도글리칸(peptidoglycan), 테이코산(teichoic acid), 단백질 A(protein A), 세포질막으로 나뉜다.피막은 다당류로 구성되어 있어 인체의 면역계에서 작용하는 옵소닌을 피할 수 있고 대식세포, 호중구의 화학주성 및 탐식을 억제한다. 세포외 기질을 분비하여 균막(Biofilm)을 형성하여 스스로를 보호하는데 사용하며, 피막의 다당류는 혈청형(Serotype)을 결정하는 데 영향을 준다.
혈청형은 총 11개가 있는데, 이 중 5, 7번 혈청형이 인간의 질병과 연관된다. 펩티도글리칸은 세포벽 무게의 50%를 차지하는 구성성분으로, 내독소(endotoxin) 활성이 있어 내인 파이로젠(Pyrogen) 생산을 촉진하고, 보체를 활성화시키는 등의 특징을 한다. 이 부분이 페니실린이 타겟으로 하는 지점인데, 이 부분을 저해함으로써 합성을 저해할 수 있다. 테이코산은 세포벽의 주요성분이기는 하지만 진단에 사용되지는 않는다.
단백질 A는 펩티도글리칸층과 공유결합함으로써 체액면역을 침범하는 데 사용된다. 이 단백질 A는 특히 면역글로불린 G와 Fc 수용체에 붙어 보체가 붙지 못하게 하여, 포식작용을 방해할 수 있다. Coagulase 음성 포도상구균(Coagulase-negative staphylococcus)는 단백질A를 가지고 있지 않기 때문에 Coagulase와 함께 진단적 가치가 있다. 세포질막은 삼투압을 조절하고, 세포 생합성, 호흡효소 등에 관여한다.
4. 독소 및 효소
포도상구균 독소 중 세포용해독소는 알파, 베타, 감마, 델타 독소 및 P-V leukocidin으로 나뉜다. 초항원(Superantigen) 독소는 다수의 T세포 클론을 활성화시키면서 특이면역반응을 방지한다. Exfoliative toxin은 피부의 표피 탈락을 일으키며, 피부가 붉게 부어오르게 만든다. 이 질병은 포도상구균성 화상피부 증후군(staphylococcal scaled skin syndrome, SSSS)이라고 불린다. 장독소(Enterotoxin)는 식중독을 일으키며, 독성쇼크증후군독소(Toxic shock syndrome toxin, TSST)는 독성쇼크증후군을 일으킨다.Coagulase는 피브리노겐을 피브린으로 바꾸어주는 역할을 한다. Catalase는 활성산소를 제거해주는 역할을 하며, 과산화수소를 물과 산소로 바꿔줄 수 있어 진단에 사용할 수 있다. 이외에 Hyaluronidase, Fibrinolysin, Lipase, Nuclease, Penicillinase 등을 가진다.
5. 황색포도상구균 독소에 의한 질환
5.1. 포도구균성열상피부증후군
Staphylococcal Scalded Skin Syndrome(SSSS). 줄임말에 S만 4개니까 4S라고 쓰기도 한다.황색포도상구균의 Exfoliative toxin에 의해 발생하는데, 피부를 가볍게 문지르면 피부가 벗겨지는 '니콜스키 징후'가 특징이다. 피부는 처음에는 수포성 물집이 생기고 이후 상피가 벗겨지지만, 균이 아니라 독소가 관여하는 것이기 때문에 수포성 물집 안에 균은 없다. 사망률이 높은 질환은 아니지만 면역저하자거나 신장질환이 있을 경우 사망률이 증가한다. 성인에서 발병할 때는 국소형으로 '물집농가진'의 형태로 발생한다. 소아의 것보다 니콜스키 징후는 명확하게 드러나지 않는다.
5.2. 포도구균 식중독
황색포도구균의 장독소는 100도 이상의 열에 30분 이상을 끓여도 견디기 때문에 이미 균이 한 번 자라서 독소가 풍부한 음식은 익혀도 식중독을 예방할 수 없다. 따라서 애초에 균이 자라지 못하도록 상온에 방치하는 시간 자체를 없도록 하는 것이 예방법이다. 수분공급을 통해 전해질 교정을 해주는 것 이외에 특별한 치료법은 없다. 1977년에 서울 초등학생들이 크림빵을 먹고 집단 식중독에 걸렸을때 수액을 맞은 것도 그 이유다.5.3. 독성충격증후군
6. 균 자체감염에 의한 질환
피부감염증으로는 농가진(Impetigo), 모낭염(Folliculitis), 옹종(Carbuncle), 단독(Erysipelas), 연조직염(Cellulitis), 괴사성 근막염(Nerotizing fasciitis), 근염(Myositis)[2] 등을 일으킬 수 있다. 황색포도상구균이 피부상재균이기 때문에 이런 류의 피부병에서 먼저 의심하는 균이 바로 황색포도상구균이다. 피부감염이 심하면 농양 등으로 발전할 수 있다.황색포도상구균은 심내막염의 가장 흔한 원인체이기도 하다. 외과시술이나 카테터 사용 시, 또는 마약중독자(주사에 의해 감염)에서 많이 발생하며, 치사율이 높고 초기증상은 경미하나 폐색전증까지 오면 흉막통이 발생하고 위험하다.
가장 흔한 원인체는 아니지만, 폐렴, 농흉의 원인체가 되기도 한다. 포도상구균에 의한 폐렴은 치사율이 높다.(50%) 폐렴환자의 10%에서 농흉이 발생하는데 그중 1/3은 황색포도상구균이 원인이다. 폐렴은 흡인(Aspiration)에 의해 일어나기도 하고, 혈행성으로 인해 일어나기도 한다.
포도상구균은 골수염, 감염관절염, 척추골수염 등의 흔한 원인체이기도 하다. 관절은 깊은 구조이지만 혈행성 감염을 통해 전파되어서 감염되는 것으로 생각된다. 소아는 장골에서 주로 발생하고, 성인은 척추에서 주로 발생한다. 감염관절염은 류머티스 관절염이 있는 경우, 외상이 있는 경우, 주사나 침(한방)을 최근에 맞은 적이 있는 경우 발생률이 올라간다.
7. 치료
질병마다 조금씩 다르지만 원칙은 다음과 같다.대개 페니실린에는 내성이 있는 경우가 흔하기 때문에 "페니실린효소-내성 페니실린계 약물"을 사용하는데[3], 나프실린, 옥사실린, 클록사실린 등을 쓸 수 있다. 만일 페니실린계 약물에 알레르기가 있는 경우 1세대 세팔로스포린으로 대체해볼 수 있다. 감염 자체가 사소한 경우는 디클록사실린, 세팔렉신을 사용할 수 있다. 균혈증이 있는 경우에는 아미노글리코시드계를 병합해 볼 수 있으며, 약이 듣지 않거나 재발하는 경우는 리팜핀과 조합할 수 있고, 균의 항생제 감수성에 따라 반코마이신을 선택할 수 있다.
메티실린-내성 황색포도상구균(MRSA)의 경우는 반코마이신을 원칙으로 하고, 퀴누프리스틴/달포프리스틴, 리네졸리드, 답토마이신, 티게사이클린 등을 사용해 볼 수 있다. 반코마이신-내성 황색포도상구균(VRSA)은 확립된 치료법이 있는 건 아니지만 반코마이신과 다른 베타락탐계 약물을 조합해보거나, 다른 MRSA 치료제들을 조합할 것을 권한다.
대개는 상기 원칙에 대한 약간의 변형을 통해 치료법이 정해지지만 감염성 심내막염의 경우는 특별히 다음과 같이 치료법을 분류하고 있다.
- 메티실린-감수성 자연판막 : 나프실린/옥사실린
- 메티실린-저항성 자연판막 : 반코마이신
- 메티실린-감수성 인공판막 : 나프실린/옥사실린 + 젠타마이신 + 리팜핀
- 메티실린-저항성 인공판막 : 반코마이신 + 젠타마이신 + 리팜핀
참고로 메티실린 자체는 항생제 감수성 검사에만 사용하는 약이기 때문에 메티실린-감수성 황색포도상구균(MSSA)라고 해도 메티실린을 직접 쓰지는 않는다.
8. 항생제 내성
일찍이 페니실린에 대한 내성을 획득하면서 황색포도상구균의 항생제 내성 획득이 미생물학에서 '항생제 내성'을 설명하는 교과서 같은 위치를 차지하게 되었다. MRSA 문서 참조.[1] 대표적으로 여드름[2] 엄밀하게는 근육감염이지만 피부에서부터 깊이로 따졌을 때[3] 오해하면 안 되는 것이, '페니실린'이라는 단어는 1종류의 약을 뜻하기도 하고 페니실린 계통의 약 전체를 이르기도 한다.