감염질환의 개요 성균관대학교 의과대학 삼성서울병원 감염내과 백 경 란

감염병 Contagious Transmissible Infectious 전염병, 역병 – “Plague” Spread by people touching each other Transmissible Pass from one person to another Infectious Pass easily from one person to another ** Infection : an illness that is caused by bacteria or a virus 전염병, 역병 – “Plague”

감염병과 사회 전염병 14세기 Plague – 인구의 1/3 사망 => 중세에서 르네상스로의 전환점 개개인의 건강과 생명 위협 사회나 국가의 붕괴 유발 전염병의 정복 – 사회의 발전 14세기 Plague – 인구의 1/3 사망 => 중세에서 르네상스로의 전환점

감염질환의 미생물학적 발전 John Snow : 콜레라균 발견 – 콜레라 유행은 음용수 오염에 기인 (1854) Koch : 탄저균 발견, “세균병인설” (1850) => 공중 보건과 개인 위생 향상 Pasteur : 탄저병 백신 개발(1881) => 백신 접종에 의한 예방 Ehrlich : 살발산 (최초의 항균제, 매독 치료제, 1907)

항균제… Most important development of modern medicine Enables Effective therapy of infectious diseases Further development of high-tech medicine Surgery anticancer chemotherapy transplantation

‘William Stuart’ Surgeon General of the United States of America 1967: “The time has come to close the book on infectious diseases. We have basically wiped out infection in the United States.”

항균제 사용의 문제점 항균제에 대한 과신 항균제의 오.남용 항균제 내성

항생제 내성 PRSP : penicillin-R S. pneumonae VRE : vancomycin-R Enterococcus VRSA : vancomycin-R S. aureus ESBL producing Enterobacteriaceae Carbapenem-R Pseudomonas, Acinetobacter Carbapenem-R Enterobacteriaceae

현재 상황… Emergence / spread of resistant organisms Speed up Development of newer antimicrobial agents Slow down Back to the “pre-antibiotic era”?

Global crisis of antimicrobial resistance Critical threats to public health Apr. 7, 2011

감염병 역학의 변화 전염병, 역병 – “Plague” 항생제 => 전염병의 소멸 항생제 내성 신종 감염병의 발생 면역 저하 환자의 증가

신종 감염병 새로운 미생물에 의한 새로운 질병 전에 인지하지 못한 감염질환 감염질환이 원인으로 새로이 밝혀지는 병 사스, 메르스 전에 인지하지 못한 감염질환 지카바이러스 감염병, 에볼라 감염질환이 원인으로 새로이 밝혀지는 병 Whipple’s disease (Tropheryma whipplei) 과거 감염병의 부활 페스트

신종 감염병과 유행 1993 Sin Nombre virus (Hantavirus pulm synd) 1996 New variant CJ disease agent 1997 H5N1 strain of Avian influenza 1999 West Nile virus 2001 Human metapneumovirus 2003 SARS (severe acute respiratory syndrome) 2009 Pandemic influenza 2013 MERS (Middle East resp. synd.) Coronavirus 2014 Ebola 2015 Zika virus in Brazil

기존 질환이 감염병으로 밝혀진 경우 Cervix cancer – HPV Kaposi sarcoma - HHV-8 Lymphoma – EBV Peptic ulcer – Helicobacter pylori Whipple’s disease – Tropheryma whipelli Atherosclerosis? Rheumatoid arhtritis?

Modern plagues Threat to the modern medicine Emerging infectious diseases Reemerging infectious diseases Threat to the modern medicine

사인별 통계 전 세계 연간 총 사망자 연간 5,700만 명 전 세계 연간 총 disease burden 연간 69,780만 DALYs 뇌혈관질환 9.7% 수상 9.1% 기타 22.1% 감염질환 27.0% 심혈관질환 19.6% 악성 종양 12.5% 주산기질환 6.5% 악성 종양 5.1% 기타 39.0% 감염질환 29.8% 정신질환 13.0% 심혈관질환 13.0% * DALY : disability adjusted life year World Health Report. 2004

사인별 통계 선행 사인별 통계 직접 사인별 통계 (%) (%) 삼성서울병원 연보. 2005

감염질환의 성립 숙주 저항력 면역 기전 병원성 병독력 침입경로 침입량 생물학적 인자 계절적 인자 지리적 인자 사회적 인자 항생제 병원체 (미생물) 환경

MERS Outbreak 저항력 면역 기전 숙주 (사람) 낙타 생물학적 인자 계절적 인자 병원체 환경 지리적 인자 사회적 인자 병원체 (미생물) 환경 MERS-CoV 바이러스 사막

감염병의 발병 과정 미생물의 접촉과 침입 침입후 미생물의 증식 선천적 숙주 방어로부터의 회피 특이적 숙주 방어로부터의 회피 조직 침투와 조직 친화성 조직 손상 새로운 숙주로의 전파

미생물과의 접촉 외계와 접촉하는 부위 침입 경로 점막 : 호흡기, 소화기, 비뇨생식기 피부 섭취, 흡입, 성교 피부손상 – 창상, 화상, 주사바늘 찔림 매개동물 태반 경유

미생물의 부착 부착물질 – 숙주 수용체에 부착 -> 표적 세포로 침입 바이러스 Bacteria Fungus HIV : surface glycoprotein - CD4 receptor Influenza virus : Hemagglutinin – sialic acid Bacteria 대장균 : pili – receptor on uroepithelial cells Fungus Candida albicans : Int1 p – 상피세포 부착

미생물과의 접촉 오염 (contamination) : 일시적 정착, 집락화 (colonization) 단순히 증식하면서 서식 정상세균총 (normal flora) : 비병원성 균주 병원균의 집락화: VRE, MRSA 감염 (infection) : 미생물의 침입과 증식 불현 감염 – 병리학적 변화, 항체 생산 현증 감염  치료의 대상

상피세포 침투 세포 사이 : Haemophilus influenzae 세포막을 뚫고 세포 침투 : Neisseria meningitidis 세균의 접종량이 소량 – 방어기전으로 방어 세균의 많은 접종량 – 숙주 조직에 침입/증식 숙주 내에서 환경의 변화를 감지하고 적응하는 기전 국소 감염 vs.전신감염

세포/조직 친화성 Rhinovirus : 33도가 최적 – 비점막 >> 폐 병원균의 생활사, 숙주의 면역체계, 질병과정과 관련 증식/생존에 필요한 양분을 특정 환경에서 얻는다 수용체-리간드 상호작용 Rhinovirus : 33도가 최적 – 비점막 >> 폐 Hepatitis virus : liver HIV : CD4 lymphocyte Rabies virus : 신경조직 H. pylori : 위점막 표면에서 생존

숙주의 면역 반응 “Innate immunity” 비특이적 면역 염증 반응 선천 면역 특이 면역 피부, 점막, 위산도, 기침 정상 상재균 염증 반응 대식세포, 호중구 선천 면역 보체계 Toll-like receptor (TLR) 특이 면역 세포 매개 면역 (T 림프구) 체액성 면역 (B 림프구) “Innate immunity”

탐식 작용 주요 선천적 방어기전 감염 초기에 감염 부위에 빠르게 출현 세균의 항 탐식 작용 병원체의 증식과 전파 방지 세균 제거 – 주로 다형핵 백혈구 세균의 항 탐식 작용 Capsular polysaccharide – Cryptococcus, 병원성 세균 Hemolysin (S. aureus) – 화학주성 억제, 식세포 살해 식세포 내에서 생존 – S. typhi, 결핵균, Brucella

미생물의 독력 및 병원성 다당류로 된 피막 면역 인식을 간섭하는 표면 단백 독소 효소

세균의 독소 외독소 내독소 Botulism, tetanus 대장균, Shigella, Cholera – 설사 유발 독소 황색포도알균 TSST-1 : 독성 쇽 증후군 장독소 : 식중독 내독소 Lipopolysaccharide : 패혈증 증상 유발 그람 양성균의 세포벽 혐기성 병원균 : 막성 다당류 : 농양 형성 촉진

숙주 반응 질병의 증상과 징후 감염 과정의 중단과 회복 국소적 염증 : 국소 조직 손상 (cellulitis) 전신적 염증 : 패혈증, 패혈성 쇽 감염 과정의 중단과 회복

발병 과정 조직 침입과 파괴 독소 생성 숙주 반응의 결과

병원체가 숙주에 부착, 침입, 감염을 유발하는 과정에 매우 다양한 인자들이 필요 이 과정들에 작용하는 치료 전략을 개발할 수 있다. (Activated protein C), TNF inhibitor, Interferon inhibitor 아직 획기적인 치료제는 없다.

감염질환 인간 새로운 백신 새로운 항생제 내성 새로운 전략 생물학적 인자 계절적 인자 지리적 인자 사회적 인자 병원체 (미생물) 환경

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