병원성 대장균

Pathogenic Escherichia coli
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병원성 대장균
EscherichiaColi NIAID.jpg
과학적 분류
도메인:
박테리아
킹덤:
에우박테리아
망울:
프로테오박테리아
클래스:
감마프로테오박테리아
순서:
엔토박테리아목
패밀리:
엔토박테리아과
속:
에스케리치아
종:
대장균
이항식 이름
대장균
(미굴라 1895년)
카스텔라니와 찰머스 1919년
동의어

대장균류 에스케리히 1885년

대장균(라틴어 발음: [에스케리크자 ˈkja ˈkoli] /ˌɛʃərrrrkiki kikiə kikoʊlaɪ/; 일반적으로 약칭 대장균)은 그램 음의 막대 모양의 박테리아로, 온혈성 유기체(기타)의 하장에서 흔히 발견된다. 대장균종은 대부분 무해하지만 병원성 품종은 사람에게 심각한 식중독, 패혈성 쇼크, 뇌막염, 요로감염 등을 일으킨다.[1][2] 병원성 품종은 일반 식물성 대장균과 달리 독소와 기타 독성인자를 생성해 평소 대장균이 거주하지 않는 신체 일부에 거주할 수 있게 하고 숙주세포를 손상시킨다.[3] 이러한 병원성 특성은 병원균에 의해서만 운반되는 독성 유전자에 의해 암호화된다.[3]

소개

대장균과 관련 박테리아는 장내 동식물에서 약 0.1%를 차지하며,[4] 분변-구강 전염은 이 세균의 병원성 균주가 질병을 일으키는 주요 경로다. 세포는 제한된 시간 동안만 체외에서 생존할 수 있기 때문에 배설물 오염에 대한 환경 샘플을 검사하는 데 이상적인 지표 유기체가 된다.[5][6] 이 박테리아는 또한 실험실 환경에서 쉽고 저렴하게 재배될 수 있으며, 60년 이상 동안 집중적으로 연구되어 왔다. 대장균은 가장 널리 연구되고 있는 원핵생물 모델 유기체로서, 생명공학 및 미생물학 분야에서 중요한 종으로, 재조합 DNA로 대부분의 작업의 숙주 유기체 역할을 해 왔다.

독일의 소아과 및 세균학자 테오도르 에스케리히가 1885년 대장균을 발견했으며,[5] 현재는 감마단백질균 계열 엔테오박테리아과로 분류되고 있다.[7]

세로타입스

지혈당 구조

병원성 대장균종은 동물의 면역 반응을 이끌어낼 수 있는 원소를 기준으로 다음과 같이 분류할 수 있다.[citation needed]

  1. O항원: 지방다당층 일부
  2. K항원:캡슐
  3. H항원:플라겔린

예를 들어 대장균군 EDL933은 O157이다.H7 그룹.

O항원

주요기사 : O항원

대장균 세포의 외막에는 수백만 개의 LPS(LiopolySaccharide) 분자가 들어 있으며,[citation needed] 이 분자는 다음과 같이 구성되어 있다.

  1. O항원, 면역성 반복 올리고당(1~40단위)의 고분자
  2. 인산염 비반복 과당 핵심 부위
  3. 지질 A(엔도톡신)

The O antigen is used for serotyping E. coli and these O group designations go from O1 to O181, with the exception of some groups which have been historically removed, namely O31, O47, O67, O72, O93 (now K84), O94, and O122; groups 174 to 181 are provisional (O174=OX3 and O175=OX7) or are under investigation (176 to 181 are STEC/VTEC).[8] 추가적으로 많은 O 그룹(예: O128ab 및 O128ac)에 하위 유형이 존재한다.[8] 여러 O 항원에 대한 항체는 다른 O 항원과 교차 작용하며 부분적으로 대장균뿐만 아니라 다른 에스케리치아 종과 엔테로박테리아 종에서도 K 항원에 작용한다.[8]

O항원은 rfb유전자군단에 의해 암호화된다. 롤(cld) 유전자는 리포폴랴당체 O-체인 길이의 조절기를 인코딩한다.[citation needed]

K항원

참고 항목: 다당류 § 박테리아 캡슐 다당류

산성 캡슐 다당류(CPS)는 어떤 병원성 대장균을 둘러싸고 있는 점액성 다당류의 두꺼운 층이다.[citation needed]

K-antigen 그룹의 두 개의 별도 그룹이 있는데, 이름은 그룹 I과 그룹 II이다(한편, 중간 중간 부분집합(K3, K10, K54/K96)은 그룹 III로 분류되었다.[8] 전자(I)는 100 kDa(대형) 복자 다당체로 구성되며, 후자(II)는 외성질환과 관련된 크기가 50 kDa 미만이다.[8]

그룹 나는 K 항원 오직 특정한 O-antigens(O8, O9, O20, O101 그룹)에서, 그들은 때문에 더 이상 아미노산은 당의 부재(IA, 그 클렙시 엘라 속 종 중에서 구조에서 유사한)이나 외모(IB)과 어떤 그룹을 기초로 나는 K-antigens는 지질 A-core은 리포 다당류.(KLPS)의, 유사한 방법으로 Oa에 부착된 세분ntigens (그리고 구조적으로 어떤 경우에는 O항원과 동일한 것이 다른 진짜 O항원과 공동 발현될 때만 K항원으로 간주된다.)[8]

그룹 II K 항원은 그램 양성 박테리아와 매우 유사하며 구성성이 크게 다르며 산성 성분에 따라 더욱 세분화되며, 일반적으로 CPS 체인의 20~50%가 인광질에 결합된다.[8]

In total there are 60 different K antigens that have been recognized (K1, K2a/ac, K3, K4, K5, K6, K7 (=K56), K8, K9 (=O104), K10, K11, K12 (K82), K13(=K20 and =K23), K14, K15, K16, K18a, K18ab (=K22), K19, K24, K26, K27, K28, K29, K30, K31, K34, K37, K39, K40, K41, K42, K43, K44, K45, K46, K47, K49 (O46), K50, K51, K52, K53, K54 (=K96), K55, K74, K84, K85ab/ac(=O141), K87(=O32) K92, K93, K95, K97, K98, K100, K102, K103, KX104, KX105, KX106).[citation needed]

H항원

참고 항목: 플라겔라

H항원은 대장균 운동에 관여하는 플라겔라의 주요 성분이다. 그것은 일반적으로 fleC 유전자에[citation needed] 의해 암호화된다.

식별된 H항원은 53개로 H1에서 H56까지 번호가 매겨진다(H13과 H22는 대장균 항원이 아니라 시트로박터 프룬디(Citrobatter freundii)에서 H50이 H10과 동일한 것으로 밝혀졌다).[9]

질병에서의 역할

인간과 가축에서는 치명적인 대장균의 변종이 다양한 질병을 일으킬 수 있다.

인간에게 : 위장염, 요로감염, 신생아 뇌수막염. 더 드문 경우지만, 치명적인 균주는 용혈성-유혈증후군, 복막염, 유방염, 패혈증, 그램 음성 폐렴에도 원인이 있다.[10]

위장염

대장균 박테리아 군집의 저온 전자 마이크로그래프, 1만 배 확대. 각각의 박테리아는 둥근 원통형이다.

O157:H7, O104:H4, O121, O26, O103, O111, O145, O104와 같은 대장균의 특정 변종은 다음과 같다.H21, 잠재적으로 치명적인 독소를 생성한다. 대장균에 의한 식중독은 씻지 않은 채소를 먹거나 도축되지 않고 덜 익은 고기를 먹어서 발생할 수 있다.

O157:H7은 또한 용혈-유혈증후군 같은 심각하고 심지어 생명을 위협하는 합병증을 유발하는 것으로 악명이 높다. 이 특별한 변종은 신선한 시금치로 인한 2006년 미국 대장균 발생과 관련이 있다.

O104:H4 변종은 똑같이 치명적이다. 그것에 대한 항생제 및 지지 치료 프로토콜은 잘 발달되어 있지 않다(O157:H7과 같이 장내 출혈이 매우 심하여 피비린내 나는 설사를 일으킬 수 있는 능력을 가지고 있지만, 장내막과 잘 붙고 뭉친다는 것을 의미하기도 한다). 그것은 유럽에서 2011년 6월 치명적인 대장균 발생의 원인이다. 질병의 심각성은 상당히 다양하다; 특히 어린 아이들, 노인들, 면역체계가 있는 사람들에게 치명적일 수 있지만, 더 자주 가벼운 편이다.

앞서 스코틀랜드에서는 1996년 대장균 중독으로 7명이 사망하고 수백 명이 더 감염됐다.

대장균은 열 안정성과 열 라벨이 있는 장독소를 둘 다 포함할 수 있다. 후자 LT라는 별칭은 1개의 홀로톡신(holotoxin)으로 배열된 1개의 A 서브유닛과 5개의 B 서브유닛을 함유하고 있으며, 콜레라 독소와 구조와 기능이 매우 유사하다. B 서브유닛은 독소를 숙주 장세포에 부착하고 침입하는 데 도움을 주는 반면, A 서브유닛은 갈라져 세포가 수분을 흡수하지 못하게 해 설사를 유발한다. LT는 타입 2 분비 경로에 의해 분비된다.[11]

대장균 박테리아가 천공(궤양, 맹장 파열, 수술 착오 등)을 통해 장내를 빠져나와 복부에 들어가면 대개 신속한 치료 없이 치명적일 수 있는 복막염을 유발한다. 그러나 대장균은 스트렙토마이신이나 겐타미닌과 같은 항생제에 극도로 민감하다. 최근의 연구는 항생제를 사용한 장염성 대장균의 치료는 용혈성-유레미틱 증후군이 발생할 가능성을 크게 증가시킬 수 있기 때문에 질병의 결과를 개선하지 못할 수 있다고 제안한다.[citation needed][12]

장 점막 관련 대장균은 염증성 장질환, 크론병, 궤양성 대장염 등에서 증가하는 수치로 관찰된다.[13] 대장균의 침습성 변종은 염증 조직 내에 많이 존재하며, 염증 부위의 세균 수는 장염의 심각성과 관련이 있다.[14]

위장염은 인체에 기억력 T세포가 발달하여 장내에 있는 장내 미생물을 공격하게 할 수 있다. 식중독은 미생물 내장의 박테리아에 대한 면역 반응을 유발할 수 있다. 일부 연구자들은 이것이 염증성 장질환으로 이어질 수 있다고 제안한다.[15]

바이얼런스 속성

장내 대장균(EC)은 혈청학적 특성과 독성 특성을 기준으로 분류된다.[10] 설사를 일으키는 대장균의 주요 병원형은 아래와 같다.[16]

이름 호스트 설사의 종류 설명
대장균
(ETEC) 		인간, 돼지, 양, 염소, 소, 개, 말에서 설사의 원인 작용제(열은 없음) 묽다 ETEC는 소장의 장내 세포들을 묶기 위해 다양한 군집화 인자(CFs)를 사용한다. ETEC는 두 가지 단백질의 엔테로톡신을 생산할 수 있다.
  • 두 단백질 중 더 큰 LT 장티톡신은 구조와 기능면에서 콜레라 독소와 유사하다.
  • 단백질이 더 작은 ST 장입옥신은 대상 세포에 cGMP가 축적되고 이후 유체와 전해질이 장내 루멘으로 분비되는 원인이 된다.

ETEC 변종은 비침습적이며, 장내 루멘을 떠나지 않는다. ETEC는 개발도상국의 어린이들에게 설사를 유발하는 대표적인 박테리아 원인일 뿐만 아니라 여행자의 설사를 유발하는 가장 흔한 원인이다. 매년 개발도상국에서는 8억 4천만 건의 ETEC 사례가 있을 것으로 추정된다. 이 중 약 2억 8천만 건과 32만 5천 명의 사망자가 5세 미만의 어린이들에게 있다.[16]

장염성 대장균(EPEC) 인간, 토끼, 개, 고양이, 말에서 설사의 원인 물질 묽다 ETEC와 마찬가지로 EPEC도 설사를 일으키지만, 식민지화와 조류학의 분자 메커니즘은 다르다. EPEC에는 ST와 LT 독소가 부족하지만, 그들은 숙주 장 세포를 묶기 위해 인티민이라고 알려진 접착제를 사용한다. 이 병형에는 시겔라에서 발견된 것과 유사한 일련의 독성인자가 있다. 장 점막을 고수하면 숙주세포에서 액틴이 재배열되어 현저한 변형을 일으킨다. EPEC 세포는 적당히 침습적이며(즉, 숙주 세포에 들어간다) 염증 반응을 유도한다. "유착과 배출"에 의한 장내 세포 초저구조 변화는 EPEC로 고통 받는 사람들에게 설사의 주요 원인일 가능성이 높다.
대장균
(EAEC) 		인간에게서만 발견되는 묽다 조직 배양 세포를 집적하는 임브리아가 있어 이름이 붙여진 EAEC는 장 점막과 결합해 발열 없이 묽은 설사를 일으킨다. EAEC는 비침해적이다. 그들은 ETEC와 유사한 용혈신과 ST 장티톡신을 생산한다.
대장균(EIEC) 장내침습성대장균
 		인간에게서만 발견되는 피비린내 나는지 아닌지 EIEC 감염은 과도한 설사와 고열로 시겔로스와 동일한 증후군을 일으킨다.
대장균
(EHEC) 		인간, 소, 염소에게서 발견되다 피비린내 나는지 아닌지 이 병형 중 가장 악명 높은 구성원은 피비린내 나는 설사와 열이 없는 변종 O157:H7이다. EHEC는 용혈성 유혈 증후군과 갑작스러운 신장 장애를 일으킬 수 있다. 세균성 심브리애(E. coly common pilus, ECP)를 부착에 사용하며,[17] 적당히 침습적이며, 심한 염증 반응을 유도할 수 있는 페이징 인코딩 시가 독소를 가지고 있다.
부착성-침습성 대장균(AIEC) 인간에게서 발견되는 - AIEC는 장내 상피세포를 침범해 세포내 복제가 가능하다. AIEC는 선천적 면역력 결함이 있는 호스트에서 더 효과적으로 증식할 수 있을 가능성이 높다. 그들은 크론병의 일엽 점막과 연관되어 있다.[18]

위장 감염의 역학

병원성 대장균의 전염은 종종 대변-구강 전염을 통해 발생한다.[19][20][21] 일반적인 전염 경로로는 비위생적인 식품 준비,[20] 거름 비료로 인한 농장 오염,[22] 오염된 그레이워터나 생하수로 농작물 관개,[23] 농경지에 있는 야생 돼지 또는 하수 오염수의 직접 소비 등이 있다.[24][25] 젖소와 소고기는 대장균 O157:H7의 1차 저수지로,[26] 무증상 운반해 대변에 흘릴 수 있다.[26] 대장균 발생과 관련된 식품으로는 오이,[27] 생갈비,[28] 생종자배추 또는 시금치,[22] 생우유, 살균되지 않은 주스, 살균되지 않은 치즈, 대변-구강 경로를 통해 감염된 식품 종사자들이 오염된 식품 등이 있다.[20]

미국 식품의약국에 따르면, 음식 산업 종사자들이 아플 때 치료를 받도록 식품 산업 종사자들을 위해 적절한 조리, 교차 오염 방지, 식품 종사자들을 위한 장갑과 같은 장벽 설치, 건강 관리 정책 시행, 주스 또는 유제품의 저온 살균 등으로 전달의 대변 구강 주기가 흐트러질 수 있다.cts 및 적절한 손 세척 요구 사항.[20]

특히 O157:H7형인 시가 독소를 생성하는 대장균(STERC)[35]도 파리에 의해 전염되었고,[29][30][31] 동물 사육 환경에서 발견되는 농장 동물,[32][33] 동물원 동물,[34] 공기 중 입자와 직접 접촉하였다.

요로감염

대장균균

UPEC(Uropathogenic E. coly)는 일반적인 해부학적 구조를 가진 개인에서 나타나는 요로감염증(UTI)의 약 90%를 담당한다.[10] 오름차순 감염증에서는 대변균이 요도를 식민지화하고 요도를 방광뿐 아니라 신장(피엘론피염의 원인),[36] 즉 남성의 전립선에까지 퍼지게 된다. 여성이 남성보다 요도가 짧기 때문에 상승 UTI에 걸릴 확률이 14배 이상 높다.[10]

요로피 유발 대장균은 요로결핵세포를 묶고 방광을 식민지화하기 위해 P임브리아(피로네프염 연관균)를 사용한다. 이 접착제들은 특히 적혈구와 우뇌피세포의 P 혈액군 항원에 D-갈락토스-D-갈락토스 모이에티스를 결합시킨다.[10] 인간 인구의 약 1%가 이 수용체를 결여하고 있으며, [citation needed]그 존재나 부재는 각각 대장균 요로 감염에 대한 개인의 민감성 또는 비감각을 지시한다. 유혈성 대장균은 요로세포의 투석을 유발하는 알파헬리신과 베타헬리신을 생산한다.[citation needed]

UPEC에서 흔히 나타나는 또 다른 독성인자는 특히 방광염과 임신 관련 열원염과 관련이 있는 접착제의 닥터 계열이다.[37] Dr 접착제는 붕괴 가속인자(DAF)에 존재하는 Dr 혈액군 항원(Dra)을 적혈구 및 기타 세포 유형에 결합한다. 거기서, Dr 접착제는 PI-3 kinase의 활성화를 포함한 여러 신호 전달 캐스케이드의 활성화와 함께 박테리아를 감싸는 긴 세포 확장 개발을 유도한다.[37]

UPEC은 피상적인 우산 세포를 침입하여 세포내 박테리아 집단(IBC)을 형성함으로써 신체의 선천적인 면역 방어(예: 보완 시스템)를 피할 수 있다.[38] 그들은 또한 바이오필름 형성에 기여하는 K 항원, 캡슐 다당체를 형성할 수 있는 능력을 가지고 있다. 바이오필름을 생성하는 대장균은 면역인자와 항생제 요법에 완강히 거부되며, 만성 요로감염의 원인이 되는 경우가 많다.[39] K 항원을 생성하는 대장균 감염은 흔히 상부 요로에서 발견된다.[10]

하행성 감염은 비교적 드물지만 대장균 세포가 혈류에서 상부 요로 기관(키드니, 방광 또는 요인)으로 들어갈 때 발생한다.[citation needed]

신생아 뇌막염(NMEC)

K1이라는 캡슐 항원이 들어 있는 대장균의 세로형에서 생산된다. 산모의 질에 존재하는 이러한 변종들로 신생아의 장을 식민지화하면 균혈증으로 이어져 뇌막염으로 이어진다.[40] 그리고 산모로부터 IgM 항체가 없기 때문에(FcRn은 IgG의 전달만을 중재하기 때문에 태반을 건너지 않는다), 게다가 신체가 K1 항원을 대뇌 글리코펩타이드와 닮아 스스로 인식한다는 사실 때문에, 이는 신생아의 심한 뇌막염으로 이어진다.

대장암에서 가능한 역할

일부 대장균종에는 다핵화합성제 게놈섬(pks)이 들어 있어 DNA를 손상시키는 물질인 콜리박틴을 생산하는 다핵산 기구를 암호화하고 있으며, 인간의 약 20%가 pks섬을 품고 있는 대장균과 함께 식민지화된다.[41] 콜리박틴은 DNA를 손상시켜 세포 노쇠나[42] 암을 유발할 수 있다.[43] 그러나 점막 장벽은 대장균이 장내세포 표면에 도달하는 것을 막는다. 뮤신은 염증이 있으면 생산량이 줄어든다.[44] 일부 염증 조건이 대장균 감염과 함께 동반될 때에만 이 박테리아는 콜리박틴을 장내세포에 전달하고 종양 발생을 유도할 수 있다.[45]

동물성 질병

동물에서는 대장균의 맹독성 변종이 다양한 질환을 일으키는데, 그 중에서도 신생아의 패혈증과 설사, 젖소의 급성 유방염, 대장균증 또한 마이코플라즈마와의 만성 호흡기 질환과 관련이 있는데, 가금류의 경우 근막염, 심막염, 패혈성 폐, 근막염 등을 일으킨다.개를 키우다

가금류에서 격리된 세로형은 대부분 조류만을 위한 병원성이다. 그래서 대장균의 조류원은 다른 동물들의 감염의 중요한 원천이 아닌 것 같다.[46]

  • 국내산 닭의 대장균증

  • 소의 유방염

실험실 진단

감염성 설사 진단 및 항균 저항성 확인은 후속 항생제 민감도 테스트와 함께 대변 배양법을 사용하여 수행한다. 위장병균을 배양하려면 최소 2일, 최대 수주가 필요하다. 대변 배양에 대한 민감성(진정한 양성)과 특이성(진정한 음성) 비율은 병원균에 따라 다르지만, 다수의 인간 병원균은 배양할 수 없다. 배양 양성 검체의 경우 항균 내성 테스트를 수행하는 데 12-24시간이 추가로 소요된다.

현재 관리 지점 분자 진단 테스트는 배양 및 민감도 테스트보다 훨씬 빠르게 확인된 변종에서 대장균과 항균 저항성을 식별할 수 있다. 마이크로 어레이 기반 플랫폼은 2시간 이내에 높은 민감도와 특수성으로 대장균과 대장균 특이 AMR 유전자의 특정 병원성 변종을 식별할 수 있지만 테스트 패널(즉, 총 병원체 및 항균 저항 유전자)의 크기는 제한적이다. 새로운 메타게노믹스 기반 감염병 진단 플랫폼은 현재 문화의 다양한 한계와 현재 이용 가능한 모든 분자 진단 기술을 극복하기 위해 개발되고 있다.

대변 검체에서 현미경 검사에서는 그램 음성 막대(특정 세포 배열 없음)를 볼 수 있다. 그런 다음 맥콘키 아가르 또는 EMB 아가르(또는 둘 다)에 걸상을 접종한다. 맥콘키(MacConkey) 한천에서는, 유기체가 유당 양성이기 때문에, 깊은 적색 군락이 생성되며, 이 설탕의 발효는 매질의 pH를 떨어뜨려 매질이 어두워지는 원인이 된다. EMB 한천에서의 성장은 녹색을 띤 검은색의 금속 광택을 가진 검은 군락을 생산한다. 대장균 진단이다. 이 유기체는 또한 리신 양성이고, (A/A/g+/HS-2) 프로필로 TSI 기울기에서 자란다. 또한 IMViC는 대장균의 경우 {+++++(빨간 고리), 메틸 적색 양성(밝은 빨강색)이지만 VP 음성(변화가 없는 색상)과 구연산 음성(변동-녹색 없음)이다. 독소 생성 테스트는 시가독소에 의해 급속히 죽어나가는 조직 배양에 포유류 세포를 사용할 수 있다. 민감하고 매우 구체적이지만, 이 방법은 느리고 비싸다.[47]

일반적으로 진단은 소르비톨-맥콘키 매체를 배양한 다음 항이세럼을 타이핑하는 방식으로 이뤄졌다. 그러나 현재 라텍스 검사 및 일부 타이핑 안티세라균은 비 대장균 O157 군락과 교차 반응을 보였다. 더욱이 HUS와 관련된 모든 대장균 O157 균주가 비노르비톨 발효기는 아니다.

국가 및 영토 역학 협회는 임상 실험실에서 이 병원체를 위해 최소한 모든 피묻은 변을 검사할 것을 권고한다. 미국 질병통제예방센터는 "(환자 연령, 계절, 대변 내 혈흔 유무에 관계없이) 급성 지역사회성 설사 환자로부터 정기적인 검사를 받기 위해 제출한 모든 변은 대장균 O157:H7(O157 STEC)에 대해 동시에 배양하고 검사해야 한다"고 권고했다.cts O157이 아닌 SEC를 검출하기 위한 시가 독소.[48][49]

항생제 치료 및 내성

주요 기사: 항생제 내성

박테리아 감염은 보통 항생제로 치료된다. 그러나 대장균의 종류에 따라 항생제 민감도는 매우 다양하다. 그램 음성 유기체로서 대장균은 그램 양성 유기체에 효과적인 많은 항생제에 내성이 있다. 대장균 감염을 치료하는데 사용될 수 있는 항생제는 아목시실린뿐만 아니라 다른 반증성 페니실린, 많은 세팔로스포린, 카르바페넴, 아즈트레오남, 트리메토프림-술파메트호아졸, 시프로플록사신, 니트로푸란토인, 아미노글리코시드를 포함한다.

항생제 내성은 점점 더 문제가 되고 있다. 이 중 일부는 인간의 항생제 과다 사용 때문이기도 하지만, 일부는 아마도 동물 사료에서 항생제를 성장 촉진제로 사용하기 때문일 것이다.[50] 2007년 8월 사이언스지에 게재된 연구에서는 대장균의 적응 돌연변이 발생률이 "세대당 게놈 수 10개로−5 기존 추정치의 1,000배에 달한다"고 밝혀져 세균 항생제 내성의 연구와 관리에 의의가 있을 수 있다.[51]

항생제 내성 대장균은 또한 수평 유전자 전이라는 과정을 통해 포도상구균과 같은 다른 종의 박테리아에 대한 항생제 내성을 담당하는 유전자를 물려줄 수도 있다. 대장균 박테리아는 종종 여러 가지 내성 플라스미드를 운반하고, 스트레스를 받으면, 이러한 플라스미드를 다른 종으로 쉽게 옮긴다. 대장균은 장에 있는 종을 섞으면 플라스미드를 수용하여 다른 박테리아로부터 다른 박테리아로 옮길 수 있다. 따라서 대장균과 다른 장내균은 전이 가능한 항생제 내성의 중요한 저장고다.[52]

베타락타마제 균주

베타 락탐 항생제에 대한 내성은 최근 몇 십 년 동안 특별한 문제가 되었고, 이는 확장된 스펙트럼의 베타 락타마제를 생산하는 박테리아의 변종이 더 흔해졌기 때문이다.[53] 이러한 베타 락타마아제 효소는 전부는 아닐지라도 많은 페니실린과 세팔로스포린들을 치료로서 효과적이지 않게 만든다. 확장-스펙트럼 베타락타마제 생성 대장균(ESBL E. coly)은 일련의 항생제에 대한 내성이 강하고, 이러한 변종에 의한 감염은 치료하기 어렵다. 많은 경우, 오직 2개의 구강 항생제와 매우 제한된 정맥내 항생제 그룹만이 효과가 남아있다. 2009년 인도와 파키스탄에서 정맥내 항생제 카르바페넴에 내성까지 주는 뉴델리 메탈로-베타락타마제(단축 NDM-1)라는 유전자가 대장균 박테리아에 대해 발견됐다.

영국에서 이러한 형태의 "슈퍼버그"가 만연하는 것에 대한 우려가 증가하면서, 추가 감시와 감염과 사망에 대처하기 위한 영국 전역의 전략이 요구되고 있다.[54] 민감성 시험은 배양균을 위해 유기체가 격리될 수 있는 모든 감염에서 치료를 안내해야 한다.

페이지 요법

특히 병원성 박테리아를 표적으로 하는 바이러스인 페이지 요법은 지난 80년 동안 주로 대장균에 의한 설사 예방을 위해 사용되었던 구소련에서 개발되었다.[55] 현재 인간에 대한 페이지 치료는 조지아 공화국과 폴란드의 페이지 테라피 센터에서만 가능하다.[56] 그러나 2007년 1월 2일 미국 FDA는 옴필리틱스의 대장균 O157 적용 승인을 내렸다.H7 사람이 먹기 위해 도살될 살아있는 동물들에게 안개 속에서 페이지를 죽이거나 스프레이를 뿌리거나 [57]씻는다. 고도로 연구된 페이징인 장내박테리아 페이지는 대장균의 감염을 목표로 하고 있다.

미국에서는 대장균 치료제로서의 페이지 요법이 불가능하지만, 시중에서 판매되는 일부 식이 보조제에는 대장균을 대상으로 하는 페이지의 변종이 들어 있어 건강한 대상의 대장균 부하를 줄이는 것으로 나타났다.[58] 그러나, 이것은 환자의 특정한 박테리아 변종에 대항하여 활동성이 있는 페이지를 선택하는 것을 포함하지 않기 때문에 페이징 요법으로 간주되지 않는다.

예방접종

연구원들은 전 세계적으로 대장균 감염의 발생률을 낮추기 위해 안전하고 효과적인 백신을 개발하기 위해 적극적으로 노력해 왔다.[59] 2006년 3월, 녹농균(O157-REPA)의 재조합형 엑소톡신 A에 결합된 대장균 O157:H7 O 특이 다당류에 대한 면역반응을 도출하는 백신이 2~5세 어린이들에게 안전한 것으로 보고되었다. 이전 작품에서는 이미 어른들에게 안전하다고 지적한 바 있었다.[60] 치료의 대규모 효능을 검증하기 위한 임상 3상이 계획되어 있다.[60]

2006년, 포트 닷지 동물 건강(Wyeth)은 닭의 기공염과 복막염을 억제하기 위해 효과적이고 살아있는 감쇠된 백신을 도입했다. 그 백신은 O78과 타입이 불가능한 변종들에 대한 보호를 입증한 유전자 변형 독성 백신이다.[61]

2007년 1월, 캐나다의 바이오의약품 회사인 바이오니체는 O157의 수를 줄이는 소 백신을 개발했다고 발표했다.H7은 거름의 1000배수로, 거름의 그램 당 약 1000개의 병원성 박테리아로 변한다.[62][63][64]

2009년 4월, 미시간 주립 대학교의 한 연구자는 대장균의 변종을 위한 백신을 개발했다고 발표했다. MSU 수의대 전염병학과 교수인 마흐디 사이드 박사는 이번 발견에 대해 특허를 출원하고 제약회사와 상업적 생산을 위해 접촉했다.[65]

2018년 5월에는 워싱턴대 의대 연구진이 존스홉킨스대와 손잡고 혈액형과 대장균 감염의 심각성 사이의 알려진 연관성을 심층적으로 파고드는 연구를 진행했다.[66] 연구 결과는 "이 박테리아가 A형 혈액형에 심한 설사를 일으킬 가능성이 더 높다"는 것을 보여주었고, 이 발견은 대장균의 병원성 변종에 효과적인 백신을 개발하려는 현재와 미래의 노력에 도움을 줄 수 있을 것이다.[66][67]

참고 항목

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외부 링크