폐렴구균

폐포자충증은 위험군에 속하는 사람들에게 발생하는 호흡기 폐 질환의 원인균입니다. 이 질환은 원인균이 기회감염이기 때문에 건강한 사람에게는 흔하지 않습니다. 일반 인구에서 폐포자충증 폐렴의 유병률은 낮지만, 원발성 면역결핍증 환자에서는 백혈병, 림프육아종증, 기타 종양병리, 선천성 면역결핍증, HIV 감염 환자에서 매우 흔합니다. AIDS 환자의 경우, 폐포자충증은 이 질환의 "표지자"이며 감염자의 절반 이상에서 발생합니다.

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뉴모시스티스의 구조

카리니주폐포자충(Pneumocystis carinii)은 호흡기에서 환자의 기관지 분기점(carina)에서 분리된 미생물로, 이 종의 이름은 여기에서 유래했습니다. 이 병원균은 많은 동물의 폐에 자연적으로 서식하며, 일부 사람에게도 감염됩니다. 감염 경로는 공기 중입니다. 그러나 정상적인 면역 상태를 가진 사람은 주폐포자충이 기회감염을 일으키기 때문에 발병하지 않고 보균자일 수 있습니다. 면역결핍 상태에서는 임상 증상이 나타납니다.

이 미생물의 구조를 연구할 때, 이 종을 어떤 계(界)로 분류해야 할지에 대한 많은 논의가 있었습니다. RNA, 미토콘드리아, 그리고 단백질 막 구조의 구조적 특징으로 인해 균류(Fungi)로 분류될 수 있었지만, 에르고스테롤의 부재와 생활사 특징은 뉴모시스티스(Pneumocystis)가 원생동물임을 확실히 보여줍니다.

뉴모시스티스의 구조는 그렇게 단순하지 않습니다. 이는 복잡한 세포 주기로 인해 세포 구성 요소의 구조가 일정하지 않기 때문입니다. 가장 단순한 형태의 세포도 주기 단계에 따라 1~10마이크로미터까지 크기가 다양합니다. 따라서 현미경으로 관찰하면 얇은 세포벽을 가진 작은 형태부터 두꺼운 세포벽을 가진 큰 형태까지 다양한 형태를 보입니다.

뉴모시스티스(Pneumocystis)는 세포외 기생충으로 주로 1차 및 2차 폐포세포에 존재합니다. 이 미생물은 영양체(trophozoite), 전낭체(precyst), 낭포체(cyst), 포자소체(sporozoite)의 네 가지 주요 형태로 존재합니다.

트로포조이트는 상당한 세포 직경과 불규칙한 모양을 특징으로 하는 존재 형태입니다. 막은 두껍고 위족 모양의 돌기가 있어 트로포조이트의 모양은 일정하지 않습니다. 이러한 구조는 병원균과 폐포세포의 긴밀한 접촉을 위해 설계되었습니다. 세포 내부에는 미토콘드리아, 어체, 세포액과 지질 및 탄소 성분이 있는 액포 등 많은 미생물의 특징적인 세포소기관이 있는 세포질이 있습니다. 핵은 충분한 공간을 차지하며 유전 물질을 보호하기 위해 두 개의 막으로 둘러싸여 있습니다.

전낭은 타원형이며, 돌출부가 없고 크기가 작으며 얇은 세포막을 가지고 있습니다. 이러한 구조의 중간에서 핵이 분열하여 낭을 형성합니다.

낭종도 둥글지만, 포자소체의 전구체인 특수한 소체를 포함하고 있어 크기가 더 큽니다. 낭종은 껍질과 두꺼운 3겹의 막을 가지고 있는데, 파열 후에는 모양이 불규칙해져 주기가 반복됩니다.

뉴모시스티스는 유전 물질을 둘로 나누고, 그 후 세포막으로 세포질의 내용물을 나누어 번식합니다.

Pneumocystis의 생활주기

뉴모시스티스(Pneumocystis)는 세포 내 기생충이지만, 동시에 다양한 형태의 존재를 통해 세포 내로 침투할 수 있습니다. 감염은 공기 중 비말을 통해 발생합니다. 낭종(cyst)이 인체에 유입되면, 충분한 면역 반응을 통해 면역 세포에 의해 중화됩니다. 그렇지 않으면 낭종은 성장하여 성숙한 형태를 형성하면서 발달 주기를 계속합니다. 전체 주기는 유성 생식과 무성 생식의 두 단계로 나눌 수 있습니다.

뉴모시스티스(Pneumocystis)의 생활사는 매우 복잡하며, 영양체(trophozoite), 전낭체(precyst), 낭포체(cyst), 포자소체(sporozoite) 등 여러 단계를 거칩니다. 영양체는 위족(pseudopodia)으로 폐포세포에 부착하여 세포막과 긴밀하게 상호작용하는 영양생장형입니다. 이후 세포 분열을 통해 두 개의 성숙한 세포가 형성되고, 이를 통해 생식이 이루어집니다. 이 시기를 뉴모시스티스(Pneumocystis) 발생의 무성생식 단계라고 합니다.

영양체는 거대한 핵과 미래 낭에 필요한 영양분이 주변에 집중된 전낭(precyst)을 형성합니다. 시간이 지남에 따라 핵이 분열하여 보통 8개의 핵을 가진 낭이 형성됩니다. 낭에서 미생물인 포자소체(sporozoite)가 나옵니다. 이들은 단일 유전 정보를 가지고 있으며, 서로 융합하면 다시 영양체를 형성하고, 발달 주기가 반복됩니다. 이것이 발달의 성(性) 단계입니다.

낭종은 인체에 침입하면 폐포에 국한됩니다. 영양체와 낭종이 활발하게 증식하면서 점점 더 많아지고 폐포세포가 탈락하면서 임상 증상이 나타납니다. 이 과정에 대한 첫 번째 면역 반응은 세포 면역으로 인해 발생합니다. 대식세포와 T-헬퍼는 이물질에 반응하여 식균작용을 시도하지만, 낭종은 대식세포 내부에 존재하여 리소좀 효소의 영향을 받지 않습니다. 따라서 세포 면역 반응만으로는 포괄적인 면역 반응과 폐포자충 제거에 충분하지 않습니다. T-헬퍼의 영향을 받는 연쇄 반응 기전을 통해 면역의 체액성 연결이 시작되면 면역글로불린이 영양체와 감염된 대식세포에 영향을 미칩니다. 따라서 면역 반응에 이상이 있는 사람들에게는 이 질환이 매우 빠르게 발생합니다. 적절한 보호를 위해서는 국소적인 세포 면역과 체액 면역이 모두 필요하기 때문입니다.

뉴모시스티스 폐렴의 증상

이 질병의 잠복기는 1주에서 5주입니다. 잠복기는 나이와 신체의 면역 억제 정도에 따라 다릅니다. 종종 이 질병은 일반적인 급성 호흡기 질환으로 진행될 수 있으며, 이후 임상 증상이 약하게 나타나고 경미한 경과를 보이다가 사망할 수도 있습니다.

폐의 형태학적 변화를 고려하여 여러 임상 단계가 구분됩니다.

1. 부종 단계 – 침윤 변화가 시작되는 동안 발생하며 중독 증상과 호흡 곤란 증가가 특징입니다.
2. 무기폐 단계 - 폐포에서 분비물 배출이 차단되어 폐포끼리 서로 달라붙어 폐 무기폐가 발생합니다. 임상적으로 기침이 나타나고 호흡 부전이 심해집니다.
3. 폐기종 단계 - 치료 효과에 따라 무기한 지속됩니다. 증상은 완화되지만, 폐기종성 수포 형태의 폐 잔류물이 타진 시 상자 모양의 소리를 냅니다.

주폐포자충 폐렴의 증상은 성인과 소아에서 다릅니다. 미숙아, 중추신경계 질환, 주산기 손상, 자궁 내 감염 등의 원인으로 발병할 수 있습니다. 이 경우, 생후 3~4개월에 발병합니다. 이후 체중 감소, 모유 수유 거부, 수면 장애, 호흡 곤란 및 구순 주위 청색증 증상이 나타납니다. 소아는 백일해와 같은 기침을 하며, 때로는 거품이 섞인 가래를 배출하기도 합니다. 방사선 사진에서 간질성 침윤이나 "흐린" 폐와 같은 변화가 나타날 수 있습니다.

성인의 경우, 면역억제제 치료 환자의 경우 감염 후 1주일, 에이즈 환자의 경우 2~3개월 후에 임상 징후가 나타납니다. 이 질환은 아열대까지의 체온 상승, 중등도의 기침, 운동 시 호흡 곤란, 흉부 통증으로 시작됩니다. 치료를 받지 않을 경우, 1주일 후 증상이 심해지고 청색증과 고열이 나타납니다. 이 질환의 중증 경과는 염증이 양쪽 폐로 빠르게 확산되어 발생합니다. 이는 호흡 부전을 악화시키고, 일반적인 면역억제 상태에서 폐부종으로 이어질 수 있어 위험합니다.

HIV 감염 환자의 경우, 폐포자충 폐렴의 특징은 질병 증상의 느린 진행이며, 이는 종종 치명적인 결과를 초래하는 급성 경과로 이어집니다. 따라서 AIDS 환자의 경우, 특별한 임상 증상이 없더라도 폐포자충 폐렴 예방 치료를 시작할 수 있는 몇 가지 적응증이 있습니다.

Pneumocystis carinii 감염 진단

뉴모시스티스 폐렴의 증상이 특이하지 않고, 질병이 뚜렷한 임상적 증상 없이 급성 경과를 보이는 경우가 많기 때문에, 이 경우 시기적절한 치료를 위해 병인을 확인하는 것이 매우 중요합니다.

임상 증상은 병리학적 특징이 없으므로, 의사는 병력과 객관적인 검사를 토대로 폐렴의 존재 여부만 판단할 수 있으며, 폐렴의 성격을 의심하기 어렵습니다.

병력에서 중요한 점은 환자의 종양병리학적 소견, 세포독성제 치료, HIV 감염 여부입니다. 이는 면역 반응성이 크게 감소한 상황에서 이러한 유형의 폐렴을 의심할 수 있게 합니다. 따라서 이러한 환자군을 매우 신중하게 검사하고 예방 조치를 취하는 것이 중요합니다.

따라서 실험실 및 기기를 이용한 진단 방법이 진단을 검증하는 데 가장 앞장서고 있습니다.

흉부 X선 촬영은 폐렴 진단 및 확진에 필수적인 검사입니다. 특징적인 변화로는 "백색 폐" 또는 "혼탁한 폐"가 있지만, 이러한 증상은 흔하지 않으며 초기 단계에서는 아직 나타나지 않습니다. 소아의 경우, 폐포자충증은 X선 촬영에서 간질성 폐렴으로 나타날 수 있습니다.

기관지 세척과 분비물에 대한 추가 검사를 위해 기관지경 검사가 권장됩니다.

객담에서 폐포자충(pneumocystis)이 상당량 검출되면 검출할 수 있습니다. 객담 검사는 진단을 확인하는 신뢰할 수 있는 방법 중 하나입니다. 객담 외에도 기관지폐포세척액을 검사 재료로 사용할 수 있습니다. 현미경 검사는 로마노프스키-김사 염색을 이용하여 붉은 핵을 가진 자주색 세포가 검출되는 방법을 사용합니다. 하지만 이 방법은 충분한 양의 병원균이 현미경 렌즈에 들어가지 않았을 수 있으므로 항상 정확한 결과를 제공하는 것은 아닙니다. 더 정확한 방법은 기생충학적 검사입니다. 환자로부터 채취한 객담을 영양 배지에 파종하면 며칠 안에 병원균이 증식하여 진단을 확진합니다.

이러한 방법은 결과를 얻는 데 오랜 시간이 걸리고, 모든 의료기관에 장비를 갖춘 검사실이 필요한 것은 아니기 때문에 현대 사회에서는 거의 사용되지 않습니다. 따라서 혈청학적 진단 방법이 현재 널리 사용되고 있습니다.

폐낭의 정성적 분석을 위한 분석은 객담뿐만 아니라 혈액 검사로도 수행할 수 있습니다. 환자 체액에서 DNA를 검출하는 분자유전학적 방법인 중합효소 연쇄반응법을 사용합니다.

더 간단한 혈청학적 연구 방법(혈청 연구)은 폐포자충(pneumocystis)에 대한 항체를 검출하는 것입니다. 면역글로불린은 병원체에 대해 생성되므로, 그 농도나 존재 여부는 폐포자충 감염 과정의 활성을 나타냅니다. G형 및 M형 면역글로불린 농도는 효소면역측정법이나 면역형광법으로 측정합니다. M형 면역글로불린 농도 증가는 급성 감염을 나타내며, G형 면역글로불린 농도가 증가하면 장기 만성 감염이 발생할 수 있습니다.

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폐포자충증의 치료 및 예방

이 질병의 치료는 항생제가 병원균에 작용하지 않기 때문에 복잡한 과정입니다. 또한, 치료는 가능한 한 빨리, 그리고 특정 질환에 대해서만 시작해야 합니다. 치료를 시작하기 전에, 혈중 산소 분압을 통해 호흡 부전의 정도를 나타내는 질병의 중증도를 판단해야 합니다.

폐포자충증의 병인학적 치료는 설파메톡사졸/트리메토프림-비셉톨을 사용하는 것입니다. 경증의 경우, 이 약물을 경구 투여하거나 100mg/kg과 20mg/kg의 용량으로 정맥 주입하는 것이 처방됩니다. 그러나 환자에게 면역결핍이 동반되는 경우, 이러한 약물은 피부 발진, 빈혈, 백혈구 감소증, 무과립구증, 메스꺼움, 소화불량 증상 등 여러 부작용을 유발할 수 있습니다. 따라서 최적의 치료 기간은 2주입니다.

심한 경우에는 이 약에 펜타미딘을 첨가합니다. 펜타미딘은 기낭포의 생식계에 손상을 입히는 특수 효과를 가진 약물입니다. 5% 포도당에 희석하여 4mg/kg의 용량으로 사용합니다. 치료 기간은 2~3주입니다.

이것은 단지 병인치료법일 뿐이며, HIV 감염 환자에게는 증상에 따른 해열제, 해독요법, 수분 보충, 항진균제, 항생제 등이 사용됩니다.

폐포자충증은 질병의 복잡성과 환자군에 따른 복잡한 경과로 인해 예방이 필수적입니다. 예방 방법에는 비특이적 예방과 약물 치료가 있습니다. 비특이적 예방 방법은 역학적 징후가 있는 위험군 환자를 대상으로 검진을 실시하고, AIDS 환자에게는 정확하고 적절한 항레트로바이러스 치료를 시행하는 것입니다. 이러한 환자에게는 올바른 일상생활, 충분한 영양 섭취, 그리고 나쁜 습관을 고치는 것이 매우 중요합니다.

구체적인 예방 방법은 이인성 약물을 사용하는 것입니다. 치료와 예방에 동일한 약물을 사용합니다. 이러한 1차 예방의 기준은 CD4 세포 수치가 300 미만인 경우인데, 이는 폐포자충 감염 위험 수준으로 간주됩니다.

폐포자충증은 매우 복잡한 질병의 원인균으로, 특별한 임상 징후 없이도 조기에 진단하여 적절한 치료를 받아야 합니다. 그 결과는 매우 심각할 수 있기 때문입니다. 폐포자충증은 원발성 또는 이차성 면역결핍증 환자에게 발생하며, 이러한 질환은 서로 악화될 수 있습니다. 따라서 특정 환자군에서는 특이적 및 비특이적 방법을 모두 사용하여 이 질병을 예방하는 것이 필수적입니다.