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녹농균 綠膿菌 |
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| 학명 |
Pseudomonas aeruginosa (Schröter 1872)[1] Migula 1900 |
| 분류 | |
| <colbgcolor=#ff8c8c><colcolor=#000> 역 | 세균역 (Bacteria) |
| 미분류 | 그람 음성균 |
| 문 | 프로테오박테리아문(Proteobacteria) |
| 강 | 감마프로테오박테리아강(Gammaproteobacteria) |
| 목 | 슈도모나스목(Pseudomonadales) |
| 과 | 슈도모나스과(Pseudomonadaceae) |
| 속 | 슈도모나스속(Pseudomonas)[2] |
| 종 | 녹농균(P. aeruginosa) |
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1. 개요
녹농균( 綠 膿 菌)은 슈도모나스속의 대표적인 균종( 기준종)으로, 그 중 거의 유일하게 인간에게 병원성을 가지는 종이다.[3] 녹농균이라는 이름은 이 세균이 생산하는 파이오시아닌(pyocyanin)[4]과 파이오베르딘(pyoverdine)[5]의 색이 각각 청록색과 초록색이기 때문에, 환자의 고름(농)이 초록색으로 보이는 데에서 유래했다.2. 특징
녹농균이 가지는 슈도모나스속 세균의 일반적인 특징으로는 그람 음성의 간균이라는 것과, 생물막(biofilm) 형성과 같은 다양한 방법을 통해 일반적인 자연 환경(토양, 물, 식물) 내에서 생존할 수 있다는 것이다[6]. 이 자연에서 생존 가능하다는 특징이 녹농균이 치명적인 병원균으로 작용할 수 있는 이유 중 하나다. 성장에 필요로 하는 영양이나 여러 조건도 지극히 단순하기 때문에 병원 내의 각종 장비들에서도 발견된다.기본적으로는 절대호기성(obligate aerobe)이지만 질산염(nitrate)을 이용하여 산소 없이도 생존할 수 있다. 질산염까지도 없는 경우 피루브산과 아르기닌을 기질로 하여 기질 수준 인산화 과정을 거치는 방법으로 소량의 ATP를 얻으며 생존할 수 있다. 정상인의 장내에서는 잘 관찰되지 않으나 면역이 저하된 환자들의 장내에서 종종 발견되며, 이런 경우에는 만성적인 기회감염의 원인이 될 수 있다.
배양 시 특유의 과일, 청포도 향이 나고 BAP배지에서 베타 용혈을 일으키고 녹색 집락을 보인다. 운동성을 지닌다.
최근 항생제 내성을 보유한 균으로 지목되어 기회감염 및 원내감염에서 큰 부분을 차지하고 있다.
3. 독소 및 병리
- 외독소 A (Exotoxin A, ExoA; pseudomonas exotoxin) - 단백질 합성을 중단시킨다는 점에서 디프테리아 독소(diphtheria toxin)와 유사한 방식으로 작동한다. 보다 구체적으로는, 진핵생물의 리보솜에서 번역이 일어날 때 작용하는 EEF2(eukaryotic elongation factor 2) 단백질을 불활성화시키는데, 이는 아데노신 이인산 리보스(ADP-ribose)를 NAD에서 EEF2의 디프타마이드(diphthamide) 잔기로 이동시키는 방식으로 일어난다. 제2형 분비 시스템(type 2 secretion system, T2SS)을 통해 분비된다.
- 외독소 U (ExoU) - 제3형 분비 시스템(T3SS)을 통해 분비되는 외독소로, 표적이 되는 숙주 세포에 침투해 인지질분해효소 역할을 하며 세포막을 파괴한다.
- 파이오시아닌 - 상술한 푸른색 청록색을 띄게 하는 분비물로, 카탈레이스(catalase)를 불활성화시켜 활성산소종이 제거되지 못하도록 만든다. 늘어난 활성산소종은 면역반응에 필요한 사이토카인 분비를 억제할 수 있으며, 활성산소종이 산소에서 변환되기 위해 체내에 필요한 NADPH 분자를 NADP+로 산화시키기 때문에 여러 가지 문제를 일으킬 수 있다.
4. 질병
상술했듯 병원 내의 장비에서도 발견되어, 병원 내 감염의 중요 병원체로 꼽힌다. 특히 병원에서 사용되는 다양한 항생제에 내성을 가지는 녹농균 균주는 면역억제 상태 환자들에게 치명적일 수 있다.- 폐렴, 특히 인공호흡기 연관 폐렴(ventilator-associated pneumonia, VAP)의 가장 흔한 원인으로 지목된다.
- 성인의 호흡기와 폐에서 낭포성 섬유증(cystic fibrosis)을 일으킬 수 있다.
- 면역저하 환자에서의 녹농균 균혈증이 나타내는 소견으로 괴저성농창(ecthyma gangrenosum)이 있으며, 더 나아가 패혈증을 일으킬 시 높은 병원성과 주로 면역저하 상태 환자에게 감염된단 점에서 치명적이다.
- 외이도염(external otitis) - 감염 시 급성 외이도염의 원인이 되기도 한다.
- 피부와 결합조직 감염 관련해서는 화상을 입은 환자에서 이차감염을 일으키거나, 연조직염(cellulitis)의 원인이 되기도 한다.
- 병원성 골수염의 원인이 될 수 있다.
5. 진단
배양 검사 시 젖당을 발효할 수 없다는 것이 핵심 단서가 된다. 맥콘키 한천배지(MacConkey agar)에서 투명하게 분리된다. 그 외에는 그람 음성, 산화효소(oxidase) 양성, 카탈레이스 양성 등의 특징을 가진다. 상술한 다양한 분비물이 띄는 색깔을 보고 판별할 수도 있다.6. 치료
녹농균 자체는 상재균이라 건강한 사람의 경우에는 감염되는 사례가 많지 않으나 병원 내에서 면역력이 약화된 환자들에게서 원내/기회감염을 일으킬 수 있다. 치료에는 항생제가 사용되나 원내감염의 경우 항생제 내성을 보유했을 가능성이 높아 항생제 선택에 유의해야 한다.
[1]
Bacterium aeruginosum Schroeter 1872
[2]
라틴어식 발음으로는 프세우도모나스. 물론 관련 업계/학계에서 이렇게 부르는 사람은 아무도 없다.
[3]
나머지는 식물에게 병을 일으킨다.
[4]
일반 색소
[5]
형광 색소, 같은 형광색소군으로 묶이는 프세우도모나스 균종들이 공동으로 생성하나 aeruginosa 이외 프세우도모나스는 파이오시아닌을 생성하지 않는다.
[6]
심한 경우 항균제 내에서도 생존한다.