수막구균 감염의 원인

수막구균 감염의 원인

수막구균 감염은 Neisseria 과( Neisseriaceae ) 의 Neisseria meningitidis 수막구균에 의해 발생합니다 . 이 균은 콩 모양의 구균으로 쌍을 이루어 존재합니다(diplococcus). 수막구균성 수막염 환자의 뇌척수액 도말 검사에서, 이 균은 주로 다형핵 호중구의 세포질 내 세포 내에 위치합니다. 혈액 도말 검사에서도 유사하게 발견되지만, 전격성 수막구균혈증에서는 주로 세포 외 위치에 존재합니다. 수막구균은 그람 음성균이며, 다당류 피막과 돌기(필리)를 가지고 있습니다. 배양에는 단백질이나 아미노산이 포함된 특수 배지(뮐러-힌튼 배지 등)를 사용합니다.

수막구균은 항원 구조가 이질적입니다. 캡슐 다당류 항원과 단백질 항원이 서로 다릅니다. 캡슐 다당류 항원 구조에 따라 수막구균은 A, B, C, H, I, K, L, X, Y, Z, 29E, W-135 혈청군으로 나뉩니다.

메닝고코쿠스는 환경에서 불안정합니다. 55°C에서는 5분, 100°C에서는 30초 만에 사멸합니다. 저온에는 잘 견디지 못합니다. 5~6°C에서는 조금 더 오래, 최대 5일까지 생존할 수 있습니다. 특수 실험 결과, 18~20°C의 온도에서는 메닝고코쿠스가 분무된 상태로 10분 이상 유지되지 않지만, 습도 70~80%에서는 5일 생존율이 관찰되었습니다.

소독제(0.01% 클로라민 용액, 1% 페놀, 0.1% 과산화수소 용액)의 영향으로 메닝고코커스는 2~3분 내에 죽습니다.

인간 병리학에서 가장 중요한 역할을 하는 것은 A, B, C 혈청군의 수막구균입니다. 병원성 인자로는 피막, 필리, LPS, IgA 프로테아제가 있습니다. 수막구균의 LPS(내독소)는 인체에서 생화학적 연쇄 반응을 일으키는 고도불포화지방산 함량이 높아 장내세균보다 독성이 더 강합니다. 같은 혈청군의 수막구균이라도 유전적으로 차이가 있으며, 특히 IgA 프로테아제 활성을 암호화하는 유전자에서 차이가 있습니다. 유행성 균주는 높은 프로테아제 활성을 보입니다.

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수막구균 감염의 병인

병원균의 특성, 감염 조건, 면역유전학적 요인 등으로 인해 발생합니다.

메닝고코쿠스는 이중적인 성격을 가지고 있습니다. 한편으로는 화농성 수막염과 관절염을 유발하는 화농성 구균이고, 다른 한편으로는 (다른 그람 음성 미생물과 마찬가지로) LPS, 즉 내독소를 함유하고 있어 중독 증후군을 유발합니다.

수막구균 감염의 방어 기전은 장벽과 관련이 있습니다.비인두 상피의 기능, 분비형 IgA의 작용, 보체계, 다형핵 호중구의 식세포 활동, 특정 살균 항체.

세균 보균의 경우 비인두 점막에 수막구균이 기생하면서 주관적인 건강 문제가 나타나지는 않지만, 대부분의 경우 검사를 통해 급성 모낭인두염 (국소 염증 반응) 소견이 확인됩니다.

비인두염에서는 유사한 국소적 변화와 함께 카타르 현상이 동반되며, 경우에 따라 독소혈증으로 인한 발열 반응이 나타날 수 있습니다. 감염의 일반화 기전은 아직 완전히 연구되지 않았지만, 유행성 균주의 높은 IgA 프로테아제 활성, 밀접 접촉 시 높은 감염량 등 일반화에 기여하는 여러 요인이 알려져 있습니다. 비인두 점막의 상태는 매우 중요합니다. 특히 인플루엔자와 같은 호흡기 감염 병력은 수막구균 감염의 일반화에 영향을 미칩니다. 신체의 연령 관련 반응성은 매우 중요합니다. 보체계 말단 구성 요소(C7-C9)의 선천적 결핍증의 경우, 일반화된 형태의 질병 발생률이 100배 증가합니다.

일반화된 형태의 수막구균 감염의 발병 기전에서 가장 중요한 연결 고리는 균혈증입니다. 이 경우 감염 과정은 병원균의 병원성 특성과 방어 기전의 비율에 따라 달라집니다. 최적의 경우(경증 수막구균혈증)에는 수막구균의 사멸과 함께 소량의 LPS(리보플라스틴)가 방출되는데, 이는 신체의 모든 방어 체계에 강력한 활성화 효과를 미쳐 병원균을 빠르게 제거합니다. 그러나 더 흔한 경우, 심한 균혈증으로 인해 호중구가 골수 과산화효소(myeloperoxidase)를 생성하고 식세포 작용이 불완전해집니다. 생존 가능한 수막구균을 함유한 호중구는 조직혈액 장벽을 극복하여 병원균을 거미막하강과 관절강으로 이동시키고, 이곳에서 화농성 염증이 발생합니다.

고농도의 균혈증 및 독소혈증에서는 보체 소비가 증가하고, 식세포작용이 억제되며, 혈액의 살균 활성이 감소하고, 병원균이 번식하며, 고용량의 LPS가 축적되어 식세포작용과 혈소판의 기능 활성을 억제합니다. 세포막의 산화-환원 과정이 교란됩니다. 전신 염증 반응을 유발하는 생물학적 활성 물질(키닌, 카테콜아민, IL, 초기 단계 단백질)의 불규칙적인 방출은 ISS 그림에서 임상적으로 나타납니다. 혈중 LPS 농도가 1μL당 800-1000ng을 초과하면 쇼크가 발생하고, 1μL당 8000ng을 초과하면 일반적으로 비가역적으로 발생합니다. LPS 작용과 관련된 ISS 발생의 병인 기전 중 가장 중요한 것은 다음과 같습니다.

• 세포막의 에너지 과정, 특히 혈액과 혈관 내피의 형성 요소의 중단
• 미세순환 장애, 혈관 내 혈액 응고 등이 ITS 발병 초기 단계에서 여러 장기 질환으로 이어질 수 있습니다.

중앙 순환은 나중에 중단됩니다. 이 모든 것이 전격성 수막구균혈증의 높은 사망률을 설명합니다.

병원균이 지주막하강으로 침투하면 화농성 뇌수막염이 발생합니다. 혈액 장벽 투과성 증가와 뇌척수액 생성 증가의 초기 징후가 나타나며, 이는 LD의 증가와 뇌척수액 내 포도당 함량이 3-4μmol/L 이상으로 증가하는 것을 동반합니다. 그런 다음 매우 빠르게(몇 시간 이내) 확산성 화농성 뇌수막염 증상이 나타납니다. 뇌수막염의 경과 및 예후는 초기 단계에서 뇌의 급성 부종-부종 발현 정도에 따라 결정되며, 후기 단계에서는 적절한 치료를 받지 못할 경우 화농성 염증 과정의 진행, 뇌실 및 뇌실 침범, 뇌척수액 역학 장애, 수두증 발생 여부에 따라 결정됩니다.

급성 뇌부종-부종의 병인에서 주요 역할을 하는 것은 독성 및 염증성 두 가지 요소입니다. 뇌혈관의 독성 손상, 미세순환 장애, 그리고 염증 과정은 뇌 저산소증과 혈액뇌장벽(BBB) 투과성 증가를 유발합니다. 뇌 용적 증가는 세포외 공간으로의 체액 침투와 이온 펌프 기능 장애 및 세포 내 나트륨과 수분 유입으로 인한 신경세포와 신경교세포의 용적 증가와 관련이 있습니다. 한정된 공간에서 뇌 용적 증가는 소뇌 편도가 대공(foramen magnum)으로 하강하면서 연수(medulla oblongata)의 탈구를 유발합니다. 이는 뇌줄기세포의 압박, 허혈, 그리고 탈수초화 및 사멸을 초래하며, 생명 유지 기능 장애를 동반합니다. 일반적으로 수막구균 감염으로 인한 사망 사례의 90% 이상은 급성 뇌부종-부종, 또는 이 두 가지의 조합으로 인해 발생합니다. 약 10%의 사망은 진행성 뇌수막염과 관련이 있습니다.

수막구균 감염의 역학

병원균의 저장고이자 근원은 환자 또는 세균 보균자입니다. 감염원은 세 그룹으로 나뉘며, 그 중요성은 서로 다릅니다. 수막구균 보균자, 수막구균 비인두염 환자, 그리고 전신성 수막구균 감염 환자입니다.

수막구균 보균은 널리 퍼져 있으며, 종종 급성으로 나타나며 한 달 이상 지속되지 않습니다. 보균자는 활동적인 생활을 하지만, 카타르 증상이 나타나지 않기 때문에 감염원으로서의 중요성은 적습니다.

수막구균성 비인두염 환자는 수막구균 감염 및 유행 과정의 가장 중요한 원인입니다. 질병의 경증 경과와 활동적인 생활 습관으로 인해 수막구균 감염에 자주 노출될 수 있기 때문입니다. 카타르 증상이 나타나면 수막구균 감염의 전파 기전이 활성화됩니다.

전신성 수막구균 감염 환자는 고병원성 수막구균 균주의 가장 집중적인 공급원이지만, 이들은 움직이지 못하고 접촉이 거의 없으며, 비인두염 환자보다 그 수가 수십, 수백 배 적습니다.

병원균의 전파 기전은 에어로졸이며, 전파 경로는 공기입니다. 그러나 다른 공기 매개 감염과 비교했을 때, 수막구균은 주로 비인두 점막, 즉 호기가 아닌 흡입 경로에 국한되어 있기 때문에 전파 속도가 "느립니다". 따라서 감염 기간, 근접성(감염의 70%는 0.5m 미만의 거리에서 접촉했을 때 발생), 그리고 접촉 조건이 병원균 전파에 매우 중요합니다. 특히 습도가 높고 밀폐된 따뜻한 방에서 장기간 밀접 접촉하는 것은 매우 위험합니다.

잠수함 승무원들 사이에서 수막구균 감염이 심각하게 확산되면서 전투 능력이 완전히 상실되기도 했습니다.

수막구균 감염은 보편적입니다. 집단 발병 시에는 모든 구성원이 감염되는 것으로 알려져 있지만, 대부분의 경우 감염 과정은 보균 또는 비인두염의 형태로 진행됩니다. 집단에 새로 합류한 사람들은 일반적으로 감염되며, 종종 전신성 수막구균 감염으로 발전합니다. 이는 군부대에서 분명히 나타납니다. 특히 가을철에 징집 기간 동안 증원된 신병들 사이에서 전신성 수막구균 감염 사례가 동반됩니다.

개인의 감염 가능성은 "전염병 이전", 즉 수막구균 보균자 또는 비인두염 환자와의 반복적인 접촉을 통해 획득한 기존 특이 면역의 존재 여부에 따라 달라집니다. 이환율의 연령 구조는 인구통계학적 요인과 사회 및 생활 환경에 따라 달라집니다. 출산율과 이환율이 낮은 선진국에서는 감염자의 최대 40%가 성인입니다. 반면, 출산율이 높고 인구 과밀 국가는 성인 환자의 비율이 10%를 넘지 않습니다.

감염은 어디에나 확산됩니다. 산발성, 집단성, 유행성 이환율이 기록되며, 주로 A, B, C 혈청군의 수막구균에 의해 발생합니다.

발병률은 세계 지역마다 다릅니다. 온대 위도에 위치한 대부분의 유럽 국가에서는 발병률이 인구 10만 명당 0.01~0.02건에서 3~5건으로 변동하며, 이는 높은 수준으로 간주됩니다. 동시에 L. Lapeysonnie에 따르면 사하라 사막에서 남쪽으로 4,200km, 적도에서 북쪽으로 600km에 걸쳐 뻗어 있는 "수막염 벨트" 지역에 속하는 아프리카 국가(베냉, 부르키나파소, 카메룬 북부, 차드, 에티오피아, 감비아, 가나, 말리, 니제르, 나이지리아 북부, 세네갈, 수단)에서는 풍토병 발병률이 인구 10만 명당 20~25건 내에서 변동하며, 유행이 증가하는 기간에는 인구 10만 명당 200~800건에 달할 수 있습니다.

세계 여러 국가에서 메닝고코커스 감염 발생률이 주기적으로 증가하는 현상을 분석한 결과, 다음과 같은 세 가지 주요 유형을 식별할 수 있었습니다.

• 아프리카 국가에서 흔히 볼 수 있는 빈번하고 불규칙적인 질병 발병
• 진폭은 작지만 증가 경향이 뚜렷하게 나타납니다.
• 주기적 상승(8~30년마다) - 선진국에서 나타남.

이 경우, 발병률이 뚜렷하게 정점을 이루는 30년 주기는 메닝고코커스 A 혈청군의 확산과 관련이 있으며, 약 8년 주기로 발병률이 증가하는 것은 메닝고코커스 B 및 C 혈청군과 관련이 있습니다.

온화한 기후를 가진 국가에서는 가을에 발병률이 증가하기 시작하여 2월에서 3월에 정점에 달하고, 유행성 독감이 유행하는 기간인 4월에서 5월에는 다른 공기 감염보다 늦게 발생합니다. 대도시에서는 가을에 발병률이 증가하는 경향이 있는데, 이는 유치원, 학교, 기숙학교 등에서 어린이들 간의 접촉 증가와 관련이 있습니다. 군부대에서는 징집병의 유입으로 인해 발병 가능성이 있습니다.

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