Enterococcus (장알균, 장구균, 장내구균)는 통성 혐기성 세균입니다.
통성 (조건) 혐기성 미생물: facultative anaerobe. 혐기성인데 산소가 있어서 증식 가능.
facultative [네이버 영어사전]
1. 특권[허가, 권한]을 주는
2. 수의의, 임의의(opp. compulsory), 선택적인; 우발적인
3. 기능의, 능력의
4. (생물) <기생충 등이> 다른 환경에서도 살 수 있는(opp. obligate)
Enterococcus (장알균)는 그람 양성 알균 (Gram positive cocci)입니다.
Catalase 음성인 것이 Staphylococcus와의 차이점입니다.
(그람 양성 알균중에 Staphylococcus: catalase 양성 / Streptococcus, Enterococcus: catalase 음성)
장알균은 단독으로 있거나, 쌍으로 있거나, 짧은 사슬 형태를 하고 있습니다.
장내구균의 세포벽 탄수화물 glycerol teichoic acid는 Lancefield group D에 속합니다.
장구균은 α-hemolysis (알파용혈. 부분용혈)이거나 γ-hemolysis (감마용혈. 용혈없음)입니다.
장알균은 물리화학적 상태에 대한 저항력이 뛰어나서 척박한 환경에서도 잘 생존합니다.
토양, 동물, 식물, 음식 등 자연에 널리 퍼져 있습니다.
사람, 동물의 장내 정상균무리입니다.
사람에서는 주로 장관 내에 있지만 드물게는 비뇨생식기, 회음부, 구강, 피부에서 분리되기도 합니다.
장내구균은 이렇게 정상균무리로 존재하다가 기회감염 (opportunistic infection)을 일으킵니다.
(기회감염: 건강한 사람에게는 감염을 일으키지 않지만 면역력이 감소되면 감염을 일으키는 것)
장내구균이 일으키는 감염은 다음과 같습니다.
가장 흔히 일으키는 감염은 요로감염입니다.
균혈증, 심내막염, 화상감염, 창상감염, 복부감염, 카테터 등 의료기구 관련 감염도 일으킬 수 있습니다.
장구균은 선천적으로나 후천적으로 항균제에 대한 내성을 쉽게 획득하는 특성이 있습니다.
그래서 항균제를 많이 사용하게 되는 현대에 중요한 병원 감염균이 되었습니다.
장알균의 병독성 인자는 다음과 같습니다.
- surface adhesion Esp (enterococcal surface protein)
- aggragation substance
- secreted toxin cytolysin/hemolysin
인체 감염을 흔히 일으키는 장내구균 2가지는 Enterococcus faecalis, E. faecium입니다.
전통적으로는 E. faecalis 감염이 80%이상 차지하고 E. faecium이 그 다음이었습니다.
1980년대에 반코마이신 내성 장알균 (장구균) (vancomycin-resistant enterococci, VRE)이 출현하였고 E. faecium 감염이 증가추세입니다.
중환자실에서 분리되는 장내구균은 대부분 반코마이신 내성 E. faecium입니다.
그 외 Enterococcus에는 E. casseliflavus, E. gallinarum, E. raffinosus 등이 있습니다.
Enterococcus (장알균, 장내구균, 장구균) 진단 검사
장알균은 35~37도 일반 배지에서 잘 자라고 특수한 영양분을 필요로 하지 않습니다.
집락 (colony)의 크기는 0.5~1.0 mm로 사슬알균 (Streptococcus)보다 크며 융기형 회백색입니다.
대부분 24시간 배양 후에는 용혈이 없으나 (γ-용혈) 48~72시간 배양하면 α-용혈 (부분용혈)을 보이기도 합니다.
장내구균은 일반 배지에서도 잘 자라지만, 장내구균을 검사할 검체가 주로 대변이나 직장 검체라서 다른 세균도 너무 많은 경우가 많습니다.
그래서 선택배지를 사용하기도 합니다.
반코마이신 내성 장알균 (VRE) 보균자인지 미리 검사하기 위해 선택배지를 사용하기도 합니다.
- 장알균 선택배지
- Brain heart infusion 배지에 vancomycin 6 μg/mL를 넣어만든 선택배지
- CHROM agar (Becton Dickinson)
- ChromID VRE (bioMerieux)
Enterococcus의 동정 (identification)
장알균을 동정하는 방법은 수기법, 상품화된 제품을 이용하는 방법, 분자유전학적 방법이 있습니다.
1) 수기법
장내구균은 6.5% NaCl을 포함한 액체배지에서 잘 자라고, leucine aminopeptidase (LAP)를 가지며, 가스는 생성하지 않습니다.
원리적으로는, 장알균의 여러가지 생화학적 특성을 활용하여 동정할 수 있습니다.
운동성, 색소, 각종 생화학적 반응 (mannitol (MAN), sorbose (SOR), arginine (ARG), arabinose (ARA), sorbitol (SBL), raffinose (RAF), tellurite (TEL), sucrose (SUC), pyruvate (PYU), MGP) 양상이 장알균의 종 (species)마다 다르기 때문이 각각 검사하여 양성이냐 음성이냐에 따라서 동정할 수 있습니다.
예를 들어, E. faecium은 ARA 양성, TEL 음성, PYU 음성이지만 E. faecalis는 ARA 음성, TEL 양성, PYU 양성입니다.
하지만 수기법으로 정확하게 동정하는 것에는 한계가 있습니다.
그람 양성 알균이 catalase 음성이고, bile-esculin 양성, PYR 양성, LAP 양성이며, 6.5% NaCl에서 성장하고, 45도씨에서 성장하면 장알균으로 추정할 수 있습니다.
하지만 Lactococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Vagococcus 등도 특성이 비슷하므로 주의해야 합니다.
2) 상품화된 제품을 이용하는 방법
상품화된 제품을 이용하면 대부분 큰 어려움 없이 동정할 수 있습니다.
- API 20S system (bioMerieux)
- API Rapid ID32 Strep system (bioMerieux)
- Crystal Gram-Positive (Becton Dickinson)
- Crystal Rapid Gram-Positive Identification systems (Becton Dickinson)
- Gram Positive Identification Card (bioMerieux)
- Gram-Positive Identification panel of the MicroScan Walkaway system (Siemens)
- BD Phoenix Automated Microbiology system (Becton Dickinson)
3) 분자유전학적 방법
16S rRNA sequencing (염기서열분석), DNA-DNA hybridization 등을 활용하여 동정할 수 있습니다.
장알균 감염관리
병원 감염관리 차원에서 균형 감별 (strain typing)의 필요성이 있습니다.
Pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) 활용할 수 있는데, 표준화의 문제, 인건비 문제 등이 있습니다.
Multilocus sequence typing (MLST), multiple-locus variable-number tandem repeat analysis (MLVA) 등 새로운 방법이 있습니다.
장알균의 항균제 감수성
장내구균은 여러 항균제에 대해 선천성 및 획득성 내성이 있습니다.
Aminoglycoside (아미노글리코시드), β-lactam (베타락탐) 계열의 항생제에 선천성 내성이 있어서, 사용하는 경우 병합요법이 필요합니다.
Vancomycin (반코마이신) 내성이 가장 중요합니다.
반코마이신 내성 장알균 (VRE)의 형태는 VanA, VanB, VanC, VanD, VanE, VanG, VanL 등이 있습니다.
VanA, VanB는 획득성 내성, VanC는 선천성 내성이며 이 3가지 형태가 가장 흔합니다.
VanA, VanB는 E. faecium에서 가장 흔하게 나타나고 그 다음은 E. faecalis입니다.
선천성 내성 VanC는 E. casseliflavus, E. gallinarum이 가지고 있습니다.
앞서 언급한 생화학적인 특성을 이용한 동정 방법 중에, methyl-α-D-glucopyranoside (MGP)에 항상 양성을 보이는 것은 위 2가지가 대표적입니다.
반코마이신 내성은 분자유전학적 방법으로 내성 유전자를 검출하는 것이 정확합니다.
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