Enterobacteriaceae 장내세균과 세균 Dongwoo Shin Department of Molecular Cell Biology Sungkyunkwan University School of Medicine Rm 6115, e-mail: dshin@med.skku.ac.kr Hello everyone. I am Dongwoo Shin~ This lecture will take~. As you might imagine from the title of this lecture, I am working on bacteria, especially a human pathogen Salmonella. Thus,today, I am going to talk about gene expression progams that are importatn for Salmonella virulence.

Salmonella 1. 분류 2. 구조와 생리 그람음성 막대균 편모 → 운동성 통성혐기성 담즙산 저항성 Serovars Typhimurium Enteritidis Typhi Paratyphi Salmonella enterica Gastroenteritis Salmonella bongori Systemic disease 2. 구조와 생리 그람음성 막대균 편모 → 운동성 통성혐기성 담즙산 저항성

Salmonella 3. 병인 (Pathogenesis)

Salmonella 3. 병인 (Pathogenesis)

Salmonella 3. 병인 (Pathogenesis)

Salmonella 4. 역학 (Epidemiology) 사람을 포함한 모든 동물 (가금류, 파충류, 가축, 설치류, 조류)에서 분리; 반면 S. Typhi, S. Paratyphi 는 사람만 감염 주된 감염원: 오염된 식품 (닭, 달걀, 유제품) 주로 여름, 가을에 오염된 음식을 먹은 5세 이하의 소아와 60세 이상의 노인에서 발생률 높음 오염된 물이나 식품에서 생존기간이 길고 추위에 강함 → 위생상태 나쁜 지역에서 해마다 발생 노령, 면역억제, 기저질환 (백혈병, 림프종, 겸상적혈구증 등) 및 위산감소 등과 같은 질환이 있는 고위험군 → 균의 감염량 감소

Salmonella 5. 임상 특성: 살모넬라증 (Salmonellosis) 장염 (Gastroenteritis): 식중독 (Food poisoning) 가장 흔한 형태의 살모넬라증 오염된 음식물 섭취 후 6~48 시간 후 욕지기, 구토 및 단순설사 등의 초기증상 발열, 복통, 근육통 및 두통 증상은 2~7일 지속 후 자연 회복 한국: 장염형이 살모넬라증의 90% 이상으로 점점 증가 원인균: S. Typhimurium, S. Enteritidis

Salmonella 패혈증 (Septicemia): 균혈증 (Bacteremia) S. Typhi, S. Paratyphi, S. Choleraesuis 후천성 면역결핍증후군 (AIDS) 환자, 소아, 노인환자에서 발병 위험이 큼 병기가 길어지면서 고열, 오한, 무기력 증상 골수염, 관절염, 폐렴, 폐농양, 심내막염 등의 2차 국소화농 감염의 합병증

Salmonella 장열 (Enteric fever): 장티푸스 (Typhoid fever) S. Typhi 가 일으키는 심한 열성질환: 패혈증이 동반된 전신 감염병 S. Paratyphi 가 일으키는 파라티푸스: 장티푸스 보다 증상이 경미하고 치명률 낮음 오염된 물, 식품의 섭취 → 장점막 상피세포 → 대식세포에 의한 포식 → 간, 비장, 골수 등에서 증식 → 균혈증 감염 10~14일 후 두통, 근육통, 권태감, 식욕부진, 고열 (40도 이상), 복통, 복부에 붉은 발진 드물게 장천공, 대량실혈, 정맥염, 담낭염, 폐렴 및 농양 등의 합병증 주로 환자나 보균자의 대소변으로 오염된 물, 음식으로 전파 잠복기는 1~3주, 발병 1주 후부터 대소변으로 균을 배출 → 전염가능성 높음 치료하지 않은 경우 약 10% 환자에서 발병 후 3개월 까지 균을 배출; 3% 정도는 만성보균자 (대부분 담낭 보균자)

Salmonella 장티푸스 (Typhoid fever)의 진단 혈액, 소변, 대변 등에서 균을 분리 배양 혈액 배양: 발병 1주 / 대소변 배양: 발병 3주 혈청학적 진단법: 항생제의 조기 투여로 배양검사의 시기를 놓쳤을 경우, Widal test (장티푸스균의 O, H 항원에 대한 응집가 측정, 민감도 낮음), ELISA (LPS에 대한 항체 검사, 민감도, 특이도가 매우 높음) 장티푸스 (Typhoid fever)의 치료 수액요법과 항균제 항균제: chloramphenicol, fluoroqinolone, 3세대 cepharosporin

Shigella (이질균) 혈청군 (Serogroup) A: S. dysenteriae 독성이 가장 강한 외독소, 가장 중증의 감염, 높은 치사율 B: S. flexneri C: S. boydii D: S. sonnei 일반 특성 유전학적으로 대장균과의 구별이 어려움 이질은 열대지방 저개발 국가에서 빈발 : 유아, 소아에서 설사를 유발하는 수인성 질환 : 세계적으로 1억 6천만 명 이상 발생, 150만 명 이상이 사망 - 사람에게만 질병을 일으키는 대표적 숙주적응 병원균

Shigella (이질균) 1. 병인 (Pathogenesis) 대장 점막 상피세포를 침입하여 증식함으로써 감염병을 일으킴 병원성 plasmid에서 생산되는 단백질 → 이질균의 부착 → 침입 → 포식소포 (phagocytic vacuole) 용해 → 세포질 내 증식 → 세포 간의 확산 숙주세포의 apoptosis 초래 → IL-1β 분비 → 감염부위에 백혈구 유인 → 장관벽 손상 → 이질균이 심부 상피세포에 침입 혈류 내로는 침입 할 수 없음: 장관 내 국소 염증반응만을 유발 시가독소 (Shiga toxin): S. dysenteriae 가 생산하는 외독소, 숙주세포의 60S ribosome을 무력화, 혈관 내피세포를 손상시켜 HUS 초래

Shigella (이질균) 2. 역학 (Epidemiology) 3. 임상 특성 (Clinical diseases) 선진국 및 한국: 이질의 가장 큰 원인균은 S. sonnei, 한국 90% 이상 저개발국: S. flexneri 한국에서 집단 발생한 이질: 집단 급식과 관계 주로 15세 이하의 소아에서 발생: 탁아소, 보육원 사람에서 사람으로 전파되는 수인성 전염병: 오염된 손, 음료수, 음식물 3. 임상 특성 (Clinical diseases) 감염 1~3일 후 복통, 설사, 발열 및 혈변 초기 징후: 장독소에 의한 다량의 수양성 설사 주요 증상: 균의 장점막 침투에 의한 하복부 통증, 배변 후 후증 (tenesmus), 농변 및 혈변

Yersinia 1. Pathogenesis Yersinia pestis: highly virulent, fatal systemic disease (plague) Yersinia enterocolitica Yersinia pseudotuberculosis rarely cultured from blood 1. Pathogenesis TTSS → protein secretion into phagocytic cells → inhibition of phagocytosis, apoptosis induction, suppression of cytokine production Two virulence plasmids in Y. pestis Fraction 1 (F1) gene: antiphagocytic protein capsule Plasminogen activator (Pla) protease: degradation of complement components and fibrin clots

Yersinia 2. Epidemiology Zoonotic infections Urban plague & Sylvatic plague Plague: one of the most devastating diseases in history Urban plague: maintained in rat population → fleas → human infection

Yersinia 3. Clinical diseases Bubonic and pneumonic plagues by Y. pestis Bubonic plague: high fever and painful bubo in the groin or axilla Rapid development of bacteremia Enterocolitis by Y. enterocolitica Ingestion of contaminated food Diarrhea, fever, abdominal pain

Klebsiella 분포: 위장관, 호흡기, 토양, 물 협막이 많이 형성되어 집락이 점액성을 보임 Klebsiella pneumoniae (폐렴 막대균) 원내 감염의 원인균: 여러 항균제에 중복내성을 보임, 치료가 어렵고 심각한 결과를 초래할 수 있음 만성 소모성 질환자나 면역부전 환자에서 치명적 폐렴 상처감염, 연조직감염, 요로감염

Enterobacter E. cloacae, E. sakazaki 대장균이나 Klebsiella 보다 훨씬 드물게 원내 감염을 일으킴 항생제 다제내성