브루셀라균

브루셀라증은 브루셀라속(Brucella) 세균 에 의해 발생하는 사람과 동물의 독특한 감염성 질병 입니다. 러시아에서는 매년 약 500건의 사람 브루셀라증 1차 사례가 보고됩니다.

브루셀라증은 주로 가축(양, 염소, 소, 돼지, 순록 - 자연에서 병원균의 주요 보유 동물)을 통해 감염됩니다. 브루셀라증은 오랫동안 존재해 왔으며, 지리적 분포에 따라 몰타열, 나폴리열, 지브롤터열, 지중해열 등 여러 이름으로 불려 왔습니다.

이 병원균은 1886년 D. Bruce가 발견했는데, 그는 말타열로 사망한 군인의 비장에서 채취한 조제물에서 이 병원균을 발견하고, 이를 말타 미구균(Micrococcus melitensis)이라고 명명했습니다. 이 병원균의 주요 보균 동물은 염소와 양이며, 이들로부터 얻은 생유를 섭취하면 감염된다는 것이 밝혀졌습니다. 1897년 B. Bang과 B. Stribolt는 소에서 전염성 유산의 병원균인 Bacterium abortus bovis를 발견했고, 1914년 J. Traum은 돼지에서 전염성 유산의 병원균인 Brucella abortus suis를 발견했습니다. 1916-1918년 A. Ivens가 Brucella melitensis와 Brucella abortus bovis의 특성을 비교 연구한 결과, 이 두 균은 많은 특성에서 거의 구별할 수 없다는 것이 밝혀졌습니다. 이와 관련하여, Bruce를 기리기 위해 Brucella라는 이름을 붙인 하나의 그룹으로 합치는 것이 제안되었습니다. 1929년에 I. Heddleson은 Brucella abortus suis를 이 그룹에 포함시키고 Brucella 속을 Brucella melitensis(Micrococcus melitensis), Brucella abortus(Brucella abortus bovis) 및 Brucella suis(Brucella abortus suis)의 3개 종으로 나눌 것을 제안했습니다.

브루셀라균에 의해 발생하는 사람과 동물의 질병을 브루셀라증이라고 명명하기로 결정되었습니다. 이후 브루셀라속(Brucella)에 세 종이 더 추가되었습니다. 부고환염에 걸린 숫양에서 분리된 브루셀라 오비스(Brucella ovis, 1953년), 덤불쥐에서 분리된 브루셀라 네오토마에(Brucella neotomae, 1957년), 그리고 사냥개에서 분리된 브루셀라 카니스(Brucella canis, 1966년)입니다. 버지(Bergey, 2001)의 분류에 따르면, 브루셀라는 알파프로테오박테리아강(Alphaproteobacteria)에 속합니다.

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브루셀라균의 형태학

브루셀라균은 형태학적, 색소적, 문화적 특성이 유사합니다. 브루셀라는 그람 음성의 작은 구형 세포로 지름 0.5~0.7μm, 길이 0.6~1.5μm이며, 무작위로, 때로는 쌍으로 배열되어 있으며, 편모가 없고 포자나 낭을 형성하지 않습니다. DNA의 G+C 함량은 56~58mol%입니다.

브루셀라균의 생화학적 특성

브루셀라는 호기성 또는 미호기성균으로 혐기성 조건에서는 자라지 않습니다. 최적 성장 온도는 36~37°C, pH는 7.0~7.2입니다. 일반적인 영양 배지에서 잘 자라지만 혈청이나 혈액을 첨가하면 더 잘 자랍니다. 권장 배지: 혈청(5%)과 포도당을 첨가한 영양 한천; 5% 혈청을 첨가하여 감자 침출액으로 만든 한천; 혈액 한천; 고기 펩톤 배지. 브루셀라 아보르투스의 특징은 성장 환경에서 CO2 함량(5~10%)을 높여야 한다는 것입니다. 브루셀라의 느린 성장은 특히 1세대에서 매우 특징적입니다. 사람과 동물에서 파종하면 때때로 2~4주 후에 성장이 나타납니다. 브루셀라 군집은 무색, 볼록하고, 둥글거나(S자 모양) 또는 거친(R자 모양)이며, 처음에는 섬세하고 투명하지만 시간이 지남에 따라 흐릿해집니다.

Brucella canis, Brucella ovis, 그리고 5번째 생물형인 Brucella suis의 군체는 항상 R형을 보입니다. 브루셀라균이 배지에서 성장하면 균일한 탁도가 나타납니다. 티아민, 비오틴, 니아신은 Brucella의 성장에 필수적입니다. Brucella는 포도당과 아라비노스를 발효시켜 가스 없이 산을 생성하고, 인돌을 생성하지 않으며, 질산염을 아질산염으로 환원시킵니다. Brucella suis에서는 황화수소 생성이 가장 두드러집니다.

초음파로 파괴된 세포에서 추출한 추출물의 면역전기영동을 사용하여 Brucella에서 총 10-14개의 항원 분획이 검출되었습니다. Brucella는 공통적인 속 특이적 항원과 종 특이적 M(Brucella melitensis에서 우세), A(Brucella abortus에서 우세) 및 R(거친 형태)을 포함한 다양한 다른 체세포 항원을 가지고 있습니다. 항원 M과 A는 Brucella의 다른 종(생물변종)에서도 검출되지만 비율이 다르므로 이를 식별할 때 고려해야 합니다. Francisella tularensis, Bordetella bronchiseptica 및 Y. enterocolitica(혈청형 09)에 공통적인 항원이 검출되었습니다. brucellae의 일부 특징이 다양하다는 사실 때문에 Brucella melitensis 종은 3개의 생물변종으로, Brucella abortus 종은 9개, B. suis 종은 5개의 생물변종으로 나뉩니다. 종 및 생물형으로의 감별 및 동정을 위해 형태학적 및 색소적 특성 외에도 생장을 위한 이산화탄소의 필요성, 특정 염료(염기성 푸크신, 티오닌, 사프라닌) 존재 하 배지에서 생장하는 능력, 황화수소(H₂S) 분비 능력, 우레아제, 포스파타아제, 카탈라아제 생성 능력(이 효소들의 활성은 브루셀라 수이스(Brucella suis)에서 가장 강하게 발현되며, 사프라닌이 함유된 배지에서는 생장하지 않음), 트빌리시(Tbilisi) 박테리오파지에 대한 민감성, 단일 특이적 혈청과의 응집 등을 포함한 복합적인 특징들이 사용됩니다. 필요한 경우, 특정 아미노산(알라닌, 아스파라긴, 글루탐산, 오르니틴, 시트룰린, 아르기닌, 리신)과 탄수화물(아라비노스, 갈락토스, 리보스, D-포도당, D-에리트리톨, D-자일로스)을 산화하는 능력 등 추가적인 대사 검사를 실시합니다.

네 번째 생물변종은 Brucella suis입니다. 이 변종의 주요 매개체는 돼지가 아니라 순록이며, 다른 특징을 고려할 때 이를 독립된 종인 Brucella rangiferis로 구분하는 것이 좋습니다.

다섯 번째 생물변종인 B. suis에는 유산된 소와 양에서 분리한 배양물이 포함되며 안정적인 R형의 Brucella가 포함되어 있습니다.

브루셀라 투 트빌리시 파지: 일반적인 작업 희석액에서는 이 파지가 B. abortus만 용해합니다. 그러나 작업 희석액의 10배에 해당하는 용량에서는 브루셀라 수이스(Brucella suis)와 브루셀라 네오토마에(Brucella neotomae) 균주를 약하게 용해합니다.

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브루셀라 내성

브루셀라균은 환경에 비교적 강합니다. 습한 토양과 물에서는 최대 2~3개월, 11~13°C에서는 최대 4.5개월까지 생존합니다. 고인 물에서는 최대 3개월까지, 우유에서는 최대 273일, 버터에서는 최대 142일, 치즈에서는 최대 1년, 페타 치즈에서는 최대 72일, 신 우유에서는 최대 30일, 케피어에서는 최대 11일까지 생존합니다. 그러나 고온에는 매우 민감하여 70°C에서는 10분, 끓이면 몇 초 만에 사멸합니다. 우유를 80~90°C에서 저온 살균하면 5분 만에 사멸합니다. 브루셀라균은 다양한 화학 소독제에도 민감합니다.

브루셀라 병원성 요인

브루셀라는 외독소를 생성하지 않습니다. 이들의 병원성은 내독소와 식세포작용을 억제하여 "산화적 폭발"을 방지하는 능력에 기인합니다. 식세포작용을 억제하는 특정 요인에 대한 연구는 아직 충분히 이루어지지 않았습니다. 브루셀라의 병원성은 히알루로니다제 및 기타 효소와도 관련이 있습니다. 브루셀라가 매우 강력한 알레르기 유발 특성을 갖는 것은 필수적이며, 이는 브루셀라증의 발병 기전과 임상 양상을 크게 좌우합니다.

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감염 후 면역

감염 후 면역은 오래 지속되고 강력하지만, 재발성 질환이 발생할 수 있습니다. 면역은 교차 결합 면역(모든 유형의 브루셀라균에 대해)이며 T 림프구와 대식세포에 의해 발생합니다. 면역이 있는 사람과 동물에서는 식세포 작용이 완전합니다. 면역에서 항체의 역할은 식세포 작용을 자극하는 것입니다. 양성 알레르기 반응은 신체의 감작뿐만 아니라 면역의 존재를 나타냅니다. 면역 돌파는 병원균의 대량 감염이나 높은 병독성으로 인해 발생할 수 있습니다.

브루셀라증의 역학

브루셀라증의 주요 보균자는 양, 염소(Brucella melitensis), 소(Brucella abortus), 돼지(Brucella suis), 순록(Brucella rangiferis)입니다. 그러나 이 균은 다른 많은 동물 종(야크, 낙타, 버팔로, 늑대, 여우, 설치류, 라마, 사이가산양, 들소, 말, 산토끼, 고슴도치, 닭 등)으로 전파될 수도 있습니다. 브루셀라 멜리텐시스가 소로 전이되는 것은 특히 위험한데, 이 경우 인간에게 높은 병원성을 유지하기 때문입니다. 모든 종 중에서 우리나라에서 인간에게 가장 병원성이 강한 종은 브루셀라 멜리텐시스입니다. 이 균은 모든 브루셀라증 사례의 95-97% 이상에서 인간 질병을 유발합니다. 브루셀라 아보르투스는 일반적으로 잠복성 질병을 유발하며 임상 증상은 1-3%에서만 관찰됩니다. 브루셀라 수이스는 이 질병을 유발하는 빈도가 훨씬 낮습니다(1% 미만). 브루셀라증의 병원성은 종뿐만 아니라 생물변종에 따라서도 다릅니다. 특히 Brucella abortus의 생물변종 3, 6, 7, 9는 Brucella melitensis보다 병독성이 낮지 않습니다. Brucella suis의 미국 변종 또한 병독성이 매우 강하기 때문에 브루셀라증의 개별 종의 병인학적 역할은 국가마다 다르게 나타납니다. 예를 들어, 멕시코에서는 Brucella melitensis가 브루셀라증 역학에서 주요 역할을 하고, 미국에서는 Brucella suis가, 캐나다와 일부 유럽 국가에서는 Brucella abortus가 브루셀라증의 주요 역할을 합니다. Brucella abortus의 생물변종 3, 6, 7, 9는 Brucella melitensis가 소로 이동하여 형질 전환된 결과 발생했을 가능성이 있습니다.

동물에서 브루셀라증은 일반적인 질병으로 발생하며, 그 양상은 다양할 수 있습니다. 대형 및 소형 소에서 이 질병의 가장 전형적인 증상은 전염성 유산이며, 특히 대량 유산의 경우 더욱 그렇습니다. 돼지에서는 유산이 덜 흔하며, 관절, 고환 및 기타 장기 손상을 동반한 만성 패혈증으로 나타납니다. 병든 동물의 경우, 병원균은 우유, 소변, 대변, 고름과 함께 배출되며, 특히 유산 기간 동안 태아, 양막, 산도 분비물에서 가장 많이 배출되는데, 이는 가장 전염성이 강한 물질입니다. 태아의 양막에서 브루셀라균이 풍부하게 번식하는 것은 다가 알코올인 에리스리톨의 존재와 관련이 있으며, 이는 브루셀라 오비스를 제외한 모든 종의 브루넬라균에 중요한 성장 인자 역할을 합니다.

사람은 동물(아주 드물게 아픈 사람)을 통해 감염되며, 주로 접촉 또는 가정 내 접촉을 통해 감염됩니다(모든 질병의 80~90%). 소화기 감염은 주로 병든 동물의 저온 살균 우유나 그 우유로 만든 유제품, 그리고 물을 섭취할 때 관찰됩니다. 직업상 동물이나 동물성 원료를 지속적으로 또는 일시적으로 다루는 모든 사람(목축업자, 목축업자, 젖 짜는 사람, 수의사 등)은 접촉 또는 가정 내 접촉을 통해 감염될 수 있습니다. 브루셀라는 피부를 통해, 또는 더 흔하게는 입, 코, 눈의 점막(더러운 손으로 만짐)을 통해 인체에 유입됩니다.

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브루셀라증의 증상

브루셀라증의 잠복기는 1주일에서 수개월까지 다양합니다.

병원균은 림프 경로를 통해 림프절로 침입하여 증식하면서 "원발성 브루셀라증 복합체"를 형성합니다. 이 복합체의 국소화는 진입 지점에 따라 다르지만, 대부분 구강 림프계, 인두후 림프계, 경부 림프계, 악하선, 그리고 장 림프계입니다. 림프절에서 병원균은 혈액으로 유입되어 전신으로 퍼져 림프조혈계 조직에 선택적으로 영향을 미칩니다. 균혈증과 이 과정의 전신화는 신체에 심각한 알레르기 반응을 일으킵니다. 브루셀라증은 만성 패혈증으로 발생하는데, 이는 식세포 작용의 불완전한 특성 때문입니다. 식세포를 포함한 세포 내에서 존재하고 증식하는 브루셀라는 항체나 항암제가 접근할 수 없습니다. 또한, 세포 내에서 L형으로 변형될 수 있으며, 이러한 형태는 체내에 오랫동안 잔류하고, 원래 형태로 돌아가면 질병이 재발합니다.

브루셀라증의 증상은 매우 다양하고 복잡합니다. 주로 신체의 알레르기와 중독, 그리고 감염 과정에 관여하는 장기와 조직에 따라 달라집니다. 림프계, 혈관계, 간비장계, 신경계, 특히 근골격계가 가장 흔하게 영향을 받습니다. 브루셀라증은 장기간(때로는 최대 10개월) 지속되는 것이 특징이며, 심한 경우 장기적인 업무 능력 상실과 일시적인 장애로 이어질 수 있지만, 일반적으로 완치됩니다.

브루셀라증의 실험실 진단

브루셀라증은 생물학적 검사, 세균학적 검사, 혈청학적 반응, 버넷 알레르기 검사, DNA-DNA 혼성화법을 사용하여 진단합니다. 검사에 사용되는 검체는 혈액, 골수, 결막 분비물, 소변, 모유(수유부의 경우)이며, 드물게는 대변, 관절주위액도 사용됩니다. 체내에서 병원균의 주요 서식지는 조혈계 또는 림프계 세포이므로, 조혈계 또는 골수계 배양을 통한 분리가 우선시되어야 합니다. 세균학 연구에서는 Brucella abortus의 증식을 위한 조건(이산화탄소 필요)을 마련해야 합니다. 분리된 브루셀라 배양액의 동정은 표 30에 명시된 징후를 바탕으로 수행됩니다. 생물학적 검사(기니피그 감염)는 검체가 외래 미생물에 심하게 오염되어 병원균의 순수한 배양액을 직접 얻기 어려운 경우에 실시합니다. 혈청학적 반응은 병원균의 항원 또는 항체를 검출하는 데 사용될 수 있습니다. 혈액에서 자유 형태 또는 항원+항체 복합체(CIC - 순환 면역 복합체) 형태로 순환할 수 있는 브루셀라증 항원을 검출하기 위해 다음 반응을 사용합니다.RPGA(특히 브루셀라의 속 특이 항원에 대한 단일클론 항체를 이용한 적혈구 진단법 사용);응집-적혈구응집 반응(AGR);적혈구는 브루셀라증 항원에 대한 항체를 운반;응고, 침전 및 IFM 반응.환자 혈청에서 항체를 검출하기 위해 다음 반응을 사용합니다.라이트 응집 반응, 쿰스 반응(불완전 항체 검출), 간접 면역 형광 반응, RPGA, IFM, RSK, OFR, 그리고 유리에서 가속 반응: 헤들슨, 로즈 벵갈, 라텍스 응집, 간접 용혈 반응(브루셀라 LPS로 감작된 적혈구가 항체와 보체의 존재 하에 용해됨).

브루셀라증을 예방하려면?

브루셀라증 백신은 브루셀라증의 특정 예방법입니다. 백신 접종은 B. abortus 균주에서 제조된 생백신(생 브루셀라증 백신, LBB)을 사용하여 염소와 양의 브루셀라증 병소에만 접종합니다. 백신은 피부에 한 번만 도포합니다. 재접종은 버넷 검사 음성 및 혈청학적 반응이 있는 사람에게만 실시합니다. LBB는 강한 알레르기 유발 효과를 가지고 있기 때문에, 브루셀라 세포벽 항원으로 제조된 화학 브루셀라증 백신(CBV)이 대안으로 제시되었습니다. 이 백신은 면역원성은 높지만 알레르기 유발성은 낮습니다. 사멸된 브루셀라 현탁액(사멸 치료 백신) 또는 LBB는 만성 브루셀라증(감염 후 면역 형성 촉진)을 치료하는 데 사용할 수 있습니다.