스트렙토코커스 아갈락티아

1. 개요

스트렙토코커스 아갈락티아(Streptococcus agalactiae)는 사람과 동물의 질병을 유발하는 세균으로, 9가지 혈청형으로 분류되며, 2007년에 10번째 혈청형이 발견되었다. 건강한 성인의 최대 30%에서 무증상으로 발견되며, 캡슐 다당류와 β-용혈소 등의 독성 인자를 통해 인체 조직을 감염시킨다. 신생아 감염은 조기 발병과 말기 발병으로 나뉘며, 분만 중 항생제 예방이 조기 발병을 예방하는 효과적인 방법으로 사용된다. 성인에게는 요로 감염, 피부 감염, 균혈증 등을 일으키며, 페니실린으로 치료한다. 젖소의 유방염, 양식 어류의 패혈증 등 다양한 동물에서도 감염을 일으킨다.

2. 분류학

스트렙토코커스 아갈락티아는 협막 다당류를 기준으로 9가지 혈청형(Ia, Ib, II-VIII)으로 구분되어 왔는데, 2007년에 10번째 혈청형이 발견되었다. 미국에서 임산부를 제외하고 침습성 질병을 유발하는 가장 흔한 혈청형은 2005~2006년에 29%를 차지한 V형이며, Ia, II, III형이 그 뒤를 잇는다. 캐나다 앨버타주에서 2003~2013년의 침습성 B군 연쇄상구균 감염증 사례 연구에서는 III형이 20%로 가장 지배적이며, 그다음이 V형(19%), Ia형(19%), Ib형(13%), II형(11%) 순으로 나타났다.

3. 역학

스트렙토코커스 아갈락티아(GBS)는 일반적으로 장이나 질에서 발견되며, 임산부를 포함한 건강한 성인 인구의 최대 30%에서 무증상으로 감염된다. GBS 군집은 영구적이거나, 간헐적이거나, 일시적일 수 있다. 여성의 질에서 GBS 군집을 이룰 확률은 0%에서 36%까지 다양하게 보고되는데, 활발한 성생활을 하는 경우 20% 이상의 감염률이 나타난다. 전 세계 산모의 약 18%가 GBS에 감염된 것으로 추정되며, 지역별로 11%에서 35%까지 편차가 있다.

3.1. 감염률

스트렙토코커스 아갈락티아(GBS)는 일부 사람의 장 및 질 미생물총의 정상적인 구성 요소이며, 건강한 성인(임산부 포함)의 최대 30%에서 무증상(증상이 없는)으로 위장관과 질에 서식한다. GBS 군집은 영구적이거나, 간헐적이거나, 일시적일 수 있다.

다양한 연구에서 GBS 질 서식률은 0%에서 36%까지 다양하며, 대부분의 연구에서는 20세 이상의 성관계가 있는 여성의 서식률을 20% 이상으로 보고하고 있다. 전 세계적으로 산모의 GBS 서식률은 18%로 추정되며, 지역별로 11%에서 35%까지 차이가 있다.

이러한 무증상 GBS 서식의 보고된 유병률 차이는 사용된 검출 방법 및 표본 추출된 인구의 차이와 관련이 있을 수 있다.

3.2. 독성 인자

다른 독성 세균과 마찬가지로 GBS는 캡슐 다당류(시알산이 풍부함)와 기공 형성 독소인 β-용혈소 등 여러 독성 인자(독성 인자는 세균이 인간 조직을 감염시키고 손상시키는 능력을 향상시키는 분자)를 가지고 있다.
오늘날 GBS 색소(granadaene)와 용혈소는 동일하거나 밀접하게 관련된 분자로 여겨진다.

시알산은 인간 및 다른 많은 동물에서 정상적으로 발견됨에도 불구하고 S. agalactiae에서 주목할 만한 독성 인자이다. 세균 세포 표면에 유난히 많은 양의 시알산을 발현시킴으로써, S. agalactiae는 선천 면역 체계를 무력화하여 백혈구에게 세균이 인간 세포라고 믿게 할 수 있다.

4. 임상 양상

B군 연쇄상구균은 대부분 무증상이지만, 임신 중이거나 출산 후의 산모와 아기에게는 심각한 질병을 일으킬 수 있다. 산모의 GBS 감염은 드물게 융모양막염을 유발할 수 있으며, 산후 감염이나 태아 사망과도 관련이 있다.

신생아 GBS 감염증은 조기발병(GBS-EOD)과 말기발병(GBS-LOD)의 두 가지 유형으로 구분된다. GBS-EOD는 생후 0~7일 사이에 나타나며 보통 24시간 이내에 뚜렷하게 나타나고, GBS-LOD는 출생 후 7일에서 90일 사이에 시작한다.

4.1. 신생아 감염

B군 연쇄상구균(GBS)은 신생아에게 심각한 감염을 일으킬 수 있다. 신생아 GBS 감염증은 조기발병(GBS-EOD)과 말기발병(GBS-LOD)의 두 가지 유형으로 나뉜다. GBS-EOD는 생후 7일 이내, GBS-LOD는 생후 7일에서 90일 사이에 발생한다.

GBS-EOD의 가장 흔한 증상은 패혈증, 폐렴이며, 드물게 수막염이 나타나기도 한다. GBS-EOD는 산모의 질에서 GBS에 노출되어 발생하는 수직 감염이 주된 원인이다. GBS에 집락화된 산모의 신생아 중 약 50%가 GBS에 집락화되며, 이 중 1~2%가 EOD를 앓게 된다.

과거 미국과 유럽에서는 GBS-EOD 발병률이 높았으나, 산전 검사 및 산전 항생제 예방(IAP)의 광범위한 사용 이후 감소하는 추세이다. 2006-2015년 미국의 다주 감시 결과에 따르면 EOD는 1,000명 출생당 0.37건에서 0.23건으로 감소했다. 2021년에는 GBS 신생아 감염으로 인해 미국에서 총 1,970명(인구 10만 명당 0.59명)이 사망한 것으로 추정되었다.

GBS LOD는 생후 7일에서 3개월 사이의 유아에게 발생하며, 균혈증이나 수막염을 유발할 가능성이 높다. LOD는 산모 또는 환경적 요인으로부터 획득할 수 있다. GBS 수막염은 목 경직과 같은 특징적인 징후가 나타나지 않고, 발열, 구토, 과민성 등의 비특이적 증상을 나타내기 때문에 진단이 늦어질 수 있다.

산모의 GBS 감염은 드물게 융모양막염, 산후 감염, 태아 사망을 유발할 수 있으며, GBS 요로 감염은 조산을 유발할 수 있다.

4.1.1. 신생아 감염 예방

분만 중 항생제 예방(IAP)은 신생아 감염 조기 발병(EOD)을 예방하는 유일하고 신뢰할 수 있는 방법이다. 분만 중 산모에게 페니실린 또는 앰피실린을 정맥 주사하면 GBS 수직 감염과 EOD를 예방하는 데 매우 효과적이다. 정맥 페니실린이 IAP의 선택 약물이며, 정맥 암피실린은 허용 가능한 대안이다. 페니실린 알레르기가 있는 산모에게는 세파졸린, 클린다마이신, 반코마이신 등을 사용한다. 반코마이신은 클린다마이신 내성 B군 연쇄상구균 균주와 심각한 페니실린 알레르기가 있는 여성의 IAP에 권장된다.

분만 중 항생제 예방을 받아야 하는 여성을 식별하는 방법에는 위험 기반 접근 방식과 배양 기반 선별 접근 방식이 있다. 배양 기반 선별 접근 방식은 임신 36~37주 사이에 하부 질 및 직장 배양 검사를 통해 GBS 보균 여부를 확인한다. (쌍둥이를 임신한 여성의 경우 임신 32~34주) 위험 기반 전략은 산모가 GBS 보균자인지 여부를 고려하지 않고 EOD의 확률을 높이는 것으로 알려진 위험 요소를 통해 IAP를 받아야 하는 후보자를 식별한다.

IAP는 GBS 보균 상태가 분만 시 알려지지 않은 여성, 임신 중 GBS 세균뇨가 있는 여성, 이전에 EOD를 앓은 영아를 둔 여성에게도 권장된다.

위험 기반 접근 방식은 대부분의 경우 위험 요인이 없는 산모에게서 태어난 신생아에게서 EOD가 발생하기 때문에 일반적으로 배양 기반 접근 방식보다 덜 효과적이다.

질병통제예방센터(CDC)는 2010년에 여러 전문 단체와 협력하여 수정된 GBS 예방 지침을 발표했다. 2018년, GBS 예방 지침을 수정하고 업데이트하는 작업은 CDC에서 미국 산부인과 학회(ACOG), 미국 소아과 학회, 미국 미생물 학회로 이전되었다. ACOG는 2019년에 신생아의 B군 연쇄상구균 조기 발병 질환 예방에 대한 업데이트 문서를 발표했다. ACOG는 현재 임신 36~37주 사이에 보편적인 GBS 선별 검사를 수행할 것을 권장한다.

배양 기반 선별 접근 방식은 대한민국을 포함한 미국, 프랑스, 스페인, 벨기에, 캐나다, 아르헨티나, 호주와 같은 대부분의 선진국에서 사용된다. 위험 기반 전략은 영국과 네덜란드에서 사용된다.

4.1.2. 백신

출생 시 항생제 예방(IAP)은 조기 발병 질병의 발생률을 감소시키지만, 늦게 발병하는 신생아 GBS 질병을 예방하는 효과적인 전략은 없다.

백신은 조기 발병 및 늦게 발병하는 질병뿐만 아니라 위험에 처한 성인의 GBS 감염을 예방하기 위한 이상적인 해결책으로 여겨진다. 그럼에도 불구하고, GBS 감염을 예방하기 위한 효과적인 백신 개발에 대한 연구 및 임상 시험이 진행 중이지만, 2023년에는 백신이 개발되지 않았다. GBS의 캡슐 다당류는 중요한 GBS 독성 인자일 뿐만 아니라 효과적인 백신 개발을 위한 훌륭한 후보 물질이다. 단백질 기반 백신도 개발 중에 있다.

4.2. 성인 감염

GBS는 성인에게 침습성 감염을 일으키는 중요한 감염원이기도 하다. 심각하고 생명을 위협하는 침습성 GBS 감염은 고령자와 당뇨병, 간경변, 암과 같은 기저 질환으로 인해 면역력이 저하된 개인에게서 점점 더 많이 발견되고 있다. 성인의 GBS 감염에는 요로 감염, 피부 및 연조직 감염(피부 및 피부 구조 감염), 균혈증, 골수염, 수막염, 심내막염이 포함된다. 성인의 GBS 감염은 심각할 수 있으며 높은 사망률과 관련이 있다. 일반적으로 페니실린은 GBS 감염 치료에 선택되는 항생제이다. 젠타마이신(페니실린 G 또는 암피실린과의 상승 효과를 위해)은 생명을 위협하는 침습성 GBS 환자에게도 사용할 수 있다.

5. 진단

GBS는 혈액 한천 배지에서 β-용혈의 좁은 구역에 둘러싸인 콜로니 형태로 쉽게 자란다. GBS는 란스필드 분류의 항원 그룹 B가 세포벽에 존재한다는 특징을 가지며, 이는 라텍스 응집 검사를 사용하여 온전한 세균에서 직접 검출할 수 있다. CAMP 검사 역시 GBS 식별을 위한 또 다른 중요한 검사이다. GBS에 의해 생성된 CAMP 인자는 포도상구균 β-용혈소와 시너지 효과를 일으켜 양이나 소 적혈구의 용혈을 증가시킨다. GBS는 또한 히푸레이트를 가수분해할 수 있으며, 이 검사 또한 GBS를 추정적으로 식별하는 데 사용될 수 있다.

용혈성 GBS 균주는 granada 배지에서 배양 시 주황색-벽돌색 비-이소프레노이드 폴리엔(ornithine rhamnolipid) 색소(granadaene)를 생성하여 쉽게 식별할 수 있게 해준다.

GBS는 또한 MALDI-TOF(매트릭스 보조 레이저 탈착/이온화-비행 시간) 기기를 사용하여 식별할 수 있다.

GBS 콜로니는 발색 한천 배지에서 나타난 후 잠정적으로 식별할 수 있지만, 발색 배지에서 발생하는 GBS 유사 콜로니는 잠재적인 오식별을 피하기 위해 추가적인 신뢰할 수 있는 검사(예: 라텍스 응집 또는 CAMP 검사)를 사용하여 GBS로 확인해야 한다.

6. 비인간 감염

Streptococcus agalactiae^영어(GBS, 그룹 B 연쇄상구균)는 젖소의 유방염을 유발하여 우유 생산에 해를 끼치는 질병으로 연구되었으며, "agalactiae"라는 이름은 "무유증"을 의미한다. 소와 사람의 세균 균주는 일반적으로 상호 교환 가능하며, 동물에서 사람으로, 사람에서 동물로의 전염 증거가 있다.

GBS는 젖소의 유방염(유선 감염)의 주요 원인이며, 낙농 산업에 심각한 경제적 손실을 초래한다. 젖소의 GBS는 급성 열성 질환 또는 만성 만성 질환을 유발할 수 있으며, 두 경우 모두 우유 생산량이 감소한다(이 때문에 "무유"를 뜻하는 아갈락티아(agalactiae)라는 이름이 붙여졌다). 소 떼에서의 발병은 흔하며, 낙농업에 매우 중요한 문제이기에 지난 40년 동안 많은 국가에서 S. 아갈락티아 질병의 영향을 줄이기 위한 프로그램이 시행되었다.

GBS는 양식 어류에서 심각한 유행을 일으켜 패혈증, 외부 및 내부 출혈을 유발하며, 여러 국가에서 유행성 질병과 관련된 야생 및 사육 어류에서 보고되었다. 백신 접종은 양식업에서 병원성 질병을 예방하는 효과적인 방법이며, GBS 감염을 예방하기 위한 다양한 종류의 백신이 최근 개발되었다.

GBS는 낙타, 개, 고양이, 악어, 물개, 코끼리, 돌고래 등 다른 많은 동물에서도 발견되었다.