chapter 04. 감염병과 역학

01. 병원성의 결정인자

 

용어설명

- 감염 : 미생물이 숙주 내로 침입하여 증식하는 상태로 숙주와 기생생물 간의 상호작용의 결과로 나타나는 질병의 일종.

- 감염병 : 미생물의 감염으로 인해 발생되는 질병.

- 병원성(발병성) : 세균이 숙주에 침입하여 조직에 정착, 증식, 독소생산 등으로 숙주의 조직이나 세포를 파괴하는 능력이며 독력, 전염성, 침습성, 증식성 및 독소 생산성의 종합적 표현

- 독력(균력, 발병력) : 병원체가 감염병을 일으킬 수 있는 능력의 정도로 발병의 양적 개념이 포함된 것. 정착성, 침습성, 전염성, 증식성, 독소 생산성 과 같은 결정 인자가 있음.

 

1) 정착성 : 생체에 부착하는 정착인자

 (1) 섬모 : 대부분의 세균이 가진 폭 3 ~ 8nm의 가느다란 숙주세포에 대한 부착소

   예시) 이질균의 섬모(정착인자)는 창자세포의 수용체와 결합

 

 (2) 지질타이코산(리포타이코산) : 그람양성균의 세포벽 구성성분으로서 세균의 부착소

 

 (3) 균체 표층의 다당류와 단백질 : 우식성 사슬알균은 치면에 부착하기 위해 단백항원이나 점착성의 다당류를 생산함.

 

 (4) 세균의 운동성 : 숙주에 정착할 수 있는 인자(편모)

 

2) 침습성 : 미생물이 생체 내에 침입하여 숙주 방어기능 과 싸우고 증식하여 퍼져나가는 능력

 (1) 침습인자 : 숙주의 방어기능을 저해하는 작용을 함(탄저균)

 

 (2) 감염의 진행을 돕는 효소(확산인자) 생산 : 세균의 외부산물 효소는 숙주의 조직을 분해시켜 침습성을 도움: 히알루론산분해효소, 스트렙토키나아제, 스트렙토도르네이스, 혈장응고효소 등.

 - 확산인자 : 숙주의 상피조직과 결합조직의 콜라겐을 분해시켜 기생체의 조직내 침투를 촉진시키는 효소

 - 콜라겐 분해효소 : 콜라겐을 분해한다.

 - 혈장응고효소 : 혈액을 응고시켜서 세균 주위에 섬유소막을 형성한다.

 - 히알루론산분해효소 : 히알루론산을 분해한다.

 - 스트렙토키나아제 : 섬유소를 용해한다.

 - 단백질 분해효소 : 단백질을 분해한다.

 - DNA분해효소 : DNA를 분해한다.

 

 (3) 숙주의 방어기능에 대항하는 인자 

   - 협막은 자체가 독성을 가지고 균력 증가, 숙주세포 식균작용에 대항

   - 카탈라아제 :  과산화수소를 산소와 물로 분해하여 탐식세포의 살균작용에 대항함.

 

3) 증식성 : 병원체의 증식성은 침입한 숙주의 저항력 또는 살균력에 대항해서 증식할 수 있는 병원체의 능력

 예) 장티푸스균(비장, 간장, 담낭 등), 결핵균(폐조직), 바이러스(세포 안), 세균(세포 밖)에서 증식이 잘됨, 세포 내 기생성 미생물( 균, 바이러스, 리케차)

 

4) 독소 생산성 : 독소 물질을 생산할 수 있는 미생물의 능력. 독소는 미생물에 의하여 생산되고 숙주 안에서 항체를 생산할 수 있는 능력을 갖는 유독물질로 내독소와 외독소가 있음.

 

 (1) 외독소 : 열(60도씨 이상), 단백질 분해 효소, 산 및 여러 단백질 변성으로 불활성화되며 높은 염농도(침전),  포르말린 유기 용매에 의해 무독성항원으로 전환.

  - 무독화된 독소 : 변이독소, 디프테리아 및 파상풍 독소는 무독화되어 백일해 사균과 함께 혼합아여 DPT 혼합백신으로 제조(신생아 예방접종).

 예시) 디프테리아균, 파상풍균, 보툴리늄균, 콜레라균 및 대장균

  - 보툴리늄균 : 식중독의 일종으로 독소는 1 마이크로그람으로 생쥐 20,000 마리 즉사시킬 수 있음

  - 파상풍균 : 다리 등의 깊은 상처부위에 감염된 균이 생산 분비한 외독소가 척수 중추신경에 흡수되어 경련을 일으키는 감염병으로 아관경련의 특징적 임상 소견을 나타냄

  - 디프테리아균 : 독소는 조직 호흡에 관여하는 효소인 시토크로b의 합성을 방해하여 조직 내 호흡곤란으로 사망

 

 (2) 내독소 : 그람음성세균의 세포벽이 주요성분으로 내독소 분자구조는 다당체와 지질로 된 지질다당류로 됨. LPS의 독성은 쥐의 경우 LD50이 약 0.1mg

  - 내독소의 생물학적 적용 : 열의 유발, gram-negative shock나 패혈증, 심한 설사, 출혈과 괴사, 백혈구 감소증, 과혈당증, 유산, 바이러스성과 세균성 감염에 대해 변형된 저항성, 대식세포 활성화

 

< 외독소와 내독소의 특징 비교>

특성	외독소	내독소
화학적 조성	단백질	지질다당체(lipid A가 독성을 나타냄)
숙주에 미치는 영향	매우 다양함
발열	보통 발열은 유도하지 않음	사이토카인에 의해 발열 유도
유전자 위치	플라스미드와 염색체	염색체
열안전성	열에 민감(60~80도씨에서 불활성)	매우 안정적임
면역원성	높은 항원성(항독소 생성)	면역원성이 낮음
생산	그람 양성과 그람 음성균	그람 음성균
분포	세포외로 분비	외막에 부착
독성 정도	매우 강함	약하며 특이성이 낮음
변성독소 생산	변성독소로 전환 가능	변성독소로 전환되지 않음

 

02. 독력에 대한 숙주의 과민 반응 : 세균의 산물이 숙주에게 항원으로 작용할 때 과민성 면역 반응을 일으켜 숙주에게 해로운 면역반응을 일으킴.

 

03. 감염병의 형성 과정

 

<용어 설명>

- 급성감염 : 병원성 미생물이 생산하는 독소나 대사산물이 숙주에게 적극적으로 손상을 가하여 지속적으로 증상이 악화되는 특징

- 만성감염 : 감염성 미생물의 대사산물이 숙주 안에서는 반응을 일으키지 않는 기생생물에 의해 발생됨

- 잠복감염 : 병원성 미생물이 어떤 대사산물을 생성하지 않으면서 숙주의 조직 내에 존재하는 상태

- 기회감염 : 병원성이 없거나 미약한 미생물이 극도로 쇠약한 환자에게 감염되어 생기는 질환으로 이차감염이라고 함

- 수직감염 : 임신 또는 분만할 때, 모체가 보유한 각종 미생물이 태아에 미친 감염형태를 말함.

 

1) 급성 감염병 : 잠복기, 전구기, 급성기, 회복기 단계

 (1) 잠복기 : 기생생물은 숙주에게 해로운 영향력을 끼치기 전에 적절한 생활조건과 증식할 시간이 필요하며 감염의 외적 증상은 잠복기 동안 볼수 없고, 잠복기 생성물이 증식하려고 할 때 나타남, 평균 1 ~ 2 주일의 기간

 

 (2) 전구기 :  전구기는 1 ~ 2일 정도의 짧은 시간을 나타내며 감염 초기 증상이 나타나고, 급성 감염병으로 전개되어 권태감, 가벼운 경부의 통증, 두통, 위장관 내의 불편감 호소

 

 (3) 급성기 : 숙주의 염증반응 최고조에 달하며 면역기전 작동함. 과거 병원체에 감염된 경우 신속히 항체 증가로 급성기 증상의 기간 단축과 증상 완화됨.

 

염증의 주요 증상 : 발열, 발적, 통증, 부종, 

- 발열 : 임상적으로 구강측정(37.8 도씨 이상), 직장측정(38.4 도씨 이상)

- 발열원 : 세균과 바이러스를 포함한 발열 유발물질. 그람 음성세균에서 발열원(세포벽의 내독소), 발열원은 중성구나 단핵구과 상호작요하여 내인성 발열원으로 알려진 단백물질을 유리함.

   - 급성 세균성 감염 :  발열은 정점까지 오르고 감염지속 시 작은 변동으로 지속되다가 미생물이 소멸되면 열이 떨어짐

   - 세균혈증, 진균혈증, 바이러스혈증, 패혈증 등은 혈액 내 감염 의미

   - 발열시 종종 불면증, 감수성, 식욕감퇴, 두통, 통증 유발

- 발진 : 감염병에서 나타나는 급성 감염 단계의 특징으로 감염에 의한 발진은 감염은 지속기간 중 빠르게 지나가거나 뚜력하고 지속적으로 나타남

- 국소적 증상 : 많은 급성 감염의 증상은 감염원의 종류에 따라 메스꺼움. 구토, 위장 관계 감염 시의 주 증상인 설사와 위경련 동반함.

  - 뇌 또는 다른 신경계 조직의 감염은 졸음과 정신착란, 목의 경직, 뇌성마비, 근육 마비나 다른 신경계의 손상으로 인한 신경학적 증상이 나타남

 

 (4) 회복기 : 열이 내리며 항체형성이 최고에 달하여 감염성 미생물의 불활성화, 항체 생성으로 면역 지속되며 신속하고 지속적인 항균제 치료는 병세 약화와 초기 단계 면역학적 자극을 없애므로 항체 형성 감소함.

 

 

2) 만성 감염병 : 기생 생물과 그 대사산물, 기생체에 대한 숙주반응 활성에 따라 증상이 다르게 나타남.

예시) 매독(장기간 서서히 진행), 결핵(점진적 또는 급직적으로 진행)

 

3) 잠복감염 : 병원성 미생물이 어떤 대사산물을 생성하지 않으면서 숙주의 조직 내에 존재하는 상태

예시) 결핵, 수두의 원인 바이러스는 어린 시절 감염병에 감염된 후에 신경세포에 잠복해 있다가 스트레스를 받으면 몇 년 후 결핵이나 대상포진으로 나타남.

 

 

04. 미생물과 감염역학

 1) 병원체 : 숙주에 기생하여 병을 일으키는 미생물

   (1) 감염병 발생 : 병원체, 숙주 및 환경의 조건 포함

   (2) 감염병 유발 인자(병원체) : 콜레라, 장티푸스, 성병(세균), 폴리오, 홍역, AIDS(바이러스), 무좀 병원체(진균), 발진 티푸스(리케차), 광우병(프리온)

   (3) 사람과 동물 사이에는 감염병 발생이 낮은 이유

      - 비교적 소수의 미생물들이 숙주의 손상에 필요한 요인들(병원성)을 소유함

      - 건강한 숙주가 미생물의 공격에 저항하는 능력(면역성)이 있기 때문임.

 

 2) 병원소 : 병원성 미생물이 생존, 증식하고 있는 환경이나 숙주 

   - 생물 병원소 : 감염된 사람, 동물이나 곤충 숙주

   - 무생물 병원소 : 흙, 공기, 식품, 우유, 물 등의 환경매체

 

  (1) 생물 병원소 

    - 사람 병원소 : 임상 증상의 여부와 관계없이 병원체를 다른 사람에게 감염시킬 수 있는 병원성 미생물을 보균하고 있는 사람이나 대부분 감염병을 뚜렷하게 갖고 있는 사람들

  < 보균자 : 어떤 증상도 보이지 않는 감염된 사람으로 다른 사람에게 잠재적인 감염원으로 역할을 할 수 있는 사람>

 

    - 동물 병원소 : 야생 조류, 가금류, 설치류 등은 병원성 미생물의 숙주

  <인수공통병 : 사람에게 전달 될 수 있는 동물의 감염병으로 사람은 인수공통전염병의 가장 큰 희생자>

 예시) 탄저, 페스트, 광견병, 우결핵병, 브루셀라증, 야토병, Q열(리케차 기원 호흡기 감염병), AIDS, 일본뇌염, 조류 독감 등.

 

   - 곤충 병원소 : 절지 동물로 한 병원소에서 다른 병원소로 감염성 물질을 전달하는 곤충

  예시 ) 파리, 모기, 이, 벼룩, 참진드기, 좀진드기 등

 

 (2) 무생물 병원소 : 흙, 공기, 음식, 물 등으로 병원체의 생존을 허용함으로써 감염병의 역학에서 중요한 역할을 함

    - 흙 : 사람에게 병원성을 일으킬 수 있는 세균은 무산소성 세균인 아포 형성 파상풍균, 보툴리누스균과 일부 진균

      <진균 : 흙에 사는 대부분은 비병원성이지만, 효모와 사상균은 흙과 직접 접촉을 통해서 사람에게 감염을 일으키며 병원성 진균의 독성과 침습력은 약하나 이들에 대한 사람 숙주의 저항성은 다양함>

    - 공기 : 사람의 입, 코, 목에서 배출된 호흡기 분비물에 의해 오염으로 감염병의 중간 매개체에 해당함

     < 비말감염 : 감염성 물질에 의해 자극 받을 때 기침과 재채기를 하며 상당한 양의 점액 물질과 병원성 미생물이 공기 중에 퍼지게 됨. 공기매개감염이라고 하며 호흡기계 전염병의 가장 보편적인 감염 양식>

   - 식품: 많은 미생물들이 증식할 수 있는 영양소로 감염된 고기, 어류, 조개, 우유와 같은 식품을 불완전하게 조리하거나 잘못 처리한 경우

    - 우유 : 단백질, 탄수화물, 지방을 포함한 병원성 미생물이 성장하기 좋은 영양소가 풍부한 식품

      예시) 우유를 통해서 사람에게 전달되는 감염병 : 결핵, 브루셀라증, 예르시니아 감염병, Q열(리케차 기원의 호흡기 감염병)

    - 물 : 배설물에서 배출된 병원성 미생물들은 장티푸스, 파라티푸스, 세균성이질, 콜레라, 폴리오, A형 간염바이러스, 아메마성 이질 등

 

05. 감염 미생물의 전파경로

미생물이 인체에 침입할 수 있는 주요 감염 경로 : 호흡기계, 위장관계, 피부와 점막 표면, 비뇨생식기

감염성 물질 전달의 기본적인 방법 :  살아있는 감연된 숙주와 직접 접촉, 감염병에 감염된 숙주로 부터 얻은 감염성 물질과 간접 접촉

 

1) 직접접촉 : 감염된 사람 숙주가 악수, 키스, 성관계와 같은 물리적 접촉을 통해서 병원체를 다른 감수성 있는 사람에게 전달(흔한 출입구 : 호흡기, 구강, 생식기 점막)

   (1) 선청성 매독 : 매독에 걸린 어머니가 태아에게 매독균의 전달로 인하여 나타나는 증상으로 허치슨 3징후가 있다.

<허치슨 3징후> 

 - 앞니가 벚꽃의 꽃잎 모양을 나타냄(허치슨 치아)

 - 눈은 실질성 각막염 때문에 시력장애를 일으킴

 - 청각장애가 특징: 내이성 난청

 - 일반적으로 지능이 낮고, 나궁내 사망, 유산되거나 출생시 조산됨.

 

   (2) 전염성 미생물의 전파경로 : 병원체 - 병원소 - 출구로부터 탈출, 전파- 입구로 침투- 신숙주

   

   (3) 예방법 : 병원 직원은 한 환자에서 다른 환자에게 손과 의복이나 그들 얼굴에 있는 감염성 미생물을 옮길 수 있으므로 환자의 건강을 돌보는 모든 의료인은 자주 손을 씻고, 감염 방지를 위한 무균 기술을 습득해야함.

 

 

2) 간접 접촉

 (1) 환자, 동물, 또는 감염된 곤충에 의해 오염된 미생물은 감수성 있는 사람 숙주에게 침임(의류, 침구류, 체온계, 외과 드레싱 도구, 변기, 종이나 손수건, 장난감, 식기, 음식, 컵이나 환자의 모든 내용물)

 

 (2) 곤충 매개체(특히 파리, 바퀴벌레) : 음식, 피부, 의류 등의 감염성 물질에 의해서 감염병이 확산되는 데 간접적 역할을 함.

  

 (3) 무생물 매개(흙, 공기, 음식, 우유, 물)가 생물 병원소 사이에 생존하고 전파되는 미생물의 증식을 허용함으로써 병원소로서 역할을 함

 

 

3) 감염병의 3가지 특징(수, 빈도, 확산)에 영향을 미치는 요인 : 

  (1) 숙주 집단이 특정 미생물에 효과적으로 저항하는 능력

  (2) 감염원의 감염성과 잠복기간

  (3) 사람 환경의 물리적 상황 및 사회적 환경

 

 

<용어 설명>

-  감염 : 미생물이 숙주 체내로 침입하여 특정 조직이나 점막 표면에 부착하고 증식하여 숙주에게 어떠한 영향을 미치는 상태

- 공기감염 : 미생물을 포함하는 비말이 공중에 부유한느 비말보다 작은 입자(부유세균)가 되어 실내에 흩어지고 그 입자를 흡입함으로써 일아나는 감염을 말한다.

- 내인성 감염 : 숙주에 상주하고 있는 미생물에 의해 증상을 일으키는 경우를 말하며, 면역력이 저하된 숙주에게 일으키는 기회감염, 균교대증, 이소성 감염이 여기에 해당한다.

 - 매개감염 : 식기, 주삿바늘, 의류 등의 오염된 물건, 물, 음식물, 혈액 등의 매개물을 통해 일어나느 감염을 말한다.

 - 매개체 감염 ; 동물이나 곤충 드의 생물을 매개로 일아나는 감염을 말함.

- 무증상감염  : 감염이 성립되어도 임상적으로 확인할 수 있는 증상이 나타나지 않는 감염 양식을 말한다.

 - 비말 감염 : 보균자의 기침, 재채기 혹은 대화 중에 미생물을 포함한 비말이 흩어지고 그 비말을 흡입함으로써 일어나는 감염을 말한다.

 - 오염 : 미생물이 숙주의 피부나 점박 표면 응에 단순히 부착만 한 상태

 - 외인성 감염 : 생체 밖에서 침입한 미생물에 의해 감염이 일어나는 것을 말한다.

 - 인수공통감염병 : 사람과 동물 모두에 감염 또는 기생하는 병원체에 의한 감염병을 말함.

 - 잠복감염 : 임상적으로 확인되는 증상을 나타내지 않고 체내에 병원체가 존속하는 상태이며, 지속감염의 일종이다.

 - 접촉감염 : 미생물이 존재하는 병소와 직접적인 접촉을 통해 일어나는 감염을 말한다.

 - 정착 : 미생물이 숙주에 부착하여 증식은 해도 숙주에 영향을 미치지 않는 상태를 말한다.

 - 증상감염 : 감염이 성립되어 발열, 화농성 병변 등의 증상이 나타난 경우.