O-157

3. 세균학적 특징

O157:H7은 다른 대장균 균주와 마찬가지로 그람 음성이며 옥시다아제 음성이다. 다른 많은 균주와 달리, 소르비톨을 발효하지 않는 특징이 있어, 이를 통해 다른 균주와 구별할 수 있다.^[6][7] 다만, 소르비톨을 분해하는 O157도 보고되고 있다.^[32]

시가 독소 및 시가 유사 독소를 발현하는 ''E. coli'' 균주는 독소를 코딩하는 구조 유전자를 포함하는 프로파지 감염을 통해 이러한 능력을 얻었으며, 비생산성 균주는 시가 독소 양성 균주와 배양한 후 감염되어 시가 유사 독소를 생성할 수 있다. 이와 관련된 프로파지는 균주의 조상에 비교적 최근에 감염된 것으로 보이며, 바이러스 입자는 어떤 식으로든 스트레스를 받으면(예: 항생제) 숙주 내에서 복제되는 것으로 관찰되었다.^[6][7]

''E. coli'' O157:H7의 모든 임상 분리주는 플라스미드 pO157을 가지고 있다.^[8] 주변질 공간 카탈라아제는 pO157에 의해 암호화되며 숙주를 감염시킬 때 추가적인 산화 방어를 제공하여 박테리아의 독성을 강화할 수 있다.^[9]

3. 1. 병원인자

4. 감염 경로

O-157은 오염된 음식이나 물, 또는 오염된 물질 표면과 구강 접촉을 통해 감염될 수 있다. 주요 감염원으로는 덜 익힌 소고기(특히 다짐육), 잎채소, 살균되지 않은 생우유 등이 있다.^[56][13] 오염된 물이 관개 과정이나 자연적으로 토양에 유입되어 농작물이 오염될 수 있으며,^[56] 오염된 밭의 채소를 잘 씻지 않고 섭취하면 감염될 수 있다.

O157:H7 대장균은 독성이 매우 강하며, 감염 용량이 낮다. 10~100 CFU(colony-forming unit, 집락 형성 단위) 미만의 O157:H7 대장균을 섭취하는 것만으로도 감염을 일으킬 수 있는데, 이는 다른 병원성 대장균 균주의 경우 백만 CFU 이상이 필요한 것과 비교된다.^[14][46]

5. 진단

대변 배양 검사를 통해 이 박테리아를 검출할 수 있다. 검체는 소르비톨-맥콘키 (SMAC) 한천 또는 변종인 세픽심 칼륨 텔루라이트 소르비톨-맥콘키 한천 (CT-SMAC^[15])에서 배양한다. SMAC 한천에서 O157:H7 집락은 소르비톨을 발효시키지 못하기 때문에 투명하게 나타나지만, 일반적인 소르비톨 발효 ''대장균'' 혈청형의 집락은 붉게 나타난다. 소르비톨을 발효하지 않는 집락은 ''E. coli'' O157:H7으로 확인되기 전에 체세포 O157 항원에 대해 검사한다. 모든 배양 검사와 마찬가지로, 이 방법은 진단에 시간이 오래 걸린다. 빠른 ''대장균'' DNA 추출법^[16]과 중합 효소 연쇄 반응 기술을 사용하면 더 신속한 진단이 가능하다. 형광 및 항체 검출을 이용한 새로운 기술도 개발 중에 있다.^[47]

6. 치료

대부분의 환자는 특별한 치료 없이 5~10일 이내에 회복되지만, 탈수 방지를 위해 수분 및 전해질 공급이 필요할 수 있다.^[20] 항생제 치료는 질병 경과를 개선하지 못하며, 오히려 용혈성 요독 증후군(HUS) 발생 위험을 높일 수 있어 권장되지 않는다.^[20] 시프로플록사신, 코트리목사졸, 암피실린 등의 항생제를 투여해볼 수 있으나 효과 자체에 대해 논란이 있다.^[57] 항생제는 프로파지 유도를 촉발하는 것으로 생각되며, 죽어가는 박테리아에 의해 방출된 프로파지는 다른 감염되기 쉬운 박테리아를 감염시켜 독소를 생성하는 형태로 변환시킨다.^[20] 로페라미드(이모듐)와 같은 지사제 역시 감염 기간을 연장시킬 수 있으므로 피해야 한다. 급성 신부전 발생 시 혈액 투석이 필요할 수 있다.^[57]

조기에 적절한 치료를 받으면 완전히 회복될 수 있다.^[57] 항 시가 독소 항체 사용^[22][49] 등 새로운 치료 전략이 연구되고 있다.

7. 예방

살균되지 않은 유제품, 덜 익힌 쇠고기, 세척하지 않은 채소, 소독되지 않은 물의 섭취나 접촉을 피하면 ''E. coli'' 감염 위험을 줄일 수 있다. 용변 후나 기저귀를 간 후, 특히 어린이 또는 설사를 하는 사람들의 경우 적절한 수준의 염소 또는 기타 효과적인 소독제로 처리된 물로 손 씻기를 하면 전염 위험을 줄일 수 있다.^[17][18]

특히 어린이와 설사 환자의 경우, 화장실 사용 후나 기저귀 교체 후 손 씻기는 감염 위험을 줄인다. 설사 환자는 공공 수영장이나 호수에서 수영하거나, 다른 사람과 함께 목욕하거나, 다른 사람의 식사를 준비하는 것을 피해야 한다.^[50]

''E. coli'' O157:H7 감염은 미국, 영국, 독일에서 전국적으로 보고 의무 질병이다. 또한 퀸즐랜드를 포함한 호주 대부분의 주에서도 보고 의무가 있다.^[19]

8. 역학 및 사회

O-157의 공통 조상은 분자 생물학자들의 추정에 따르면 1890년경 네덜란드에서 기원한 것으로 밝혀졌다. 홀스타인 프리시안 소와 같은 가축 이동을 통해 국제적으로 확산된 것으로 생각된다.^[23] O-157은 1937년경 유럽에서 호주로, 1941년 미국으로, 1960년 캐나다로, 1966년 호주에서 뉴질랜드로 이동한 것으로 여겨진다.^[23]

인간의 ''E. coli'' O-157 감염이 처음 기록된 것은 1975년으로, 출혈성 대장염의 산발적인 사례와 관련이 있었지만, 당시에는 병원체로 확인되지 않았다.^[24] 1982년 오리건주와 미시간주에서 발생한 출혈성 대장염 유행을 통해 처음 인간 병원체로 인식되었는데, 이 유행은 패스트푸드 체인점에서 판매된 쇠고기 햄버거 패티가 O-157에 오염되어 최소 47명의 환자가 발생했다.^[25][26][24]

미국 농무부는 1994년 O-157 균주에 오염된 쇠고기 판매를 금지했다.^[27] 이 병원체는 미국에서 연간 약 2,100건의 입원 환자를 발생시키는 것으로 추산된다. 이 질병은 종종 오진되므로, 고가이고 침습적인 진단 절차가 수행될 수 있다. HUS을 앓는 환자는 종종 장기간 입원, 투석 및 장기적인 추적 관찰이 필요하다.^[28]

9. 자연 서식처

E. coli O157:H7은 소, 염소, 양 등의 장 내용물에서 자연적으로 발견될 수 있다. 소는 소화관에 글로보트리아오실세라마이드가 없어 O157의 무증상 보균자가 될 수 있다.^[10] 북미 사육장 소 무리에서 ''E. coli'' O157:H7 유병률은 0~60%이다.^[11]

일부 소는 O157의 "슈퍼 배출자"일 수 있다. 슈퍼 배출자는 직장항문 접합부에 O157이 집락을 이루고 1g의 배설물당 10^3~4 CFU를 초과하는 양을 배설하는 소로 정의된다. 슈퍼 배출자는 사육장 소의 작은 비율(10% 미만)을 차지하지만, 배설되는 모든 ''E. coli'' O157:H7의 90% 이상을 차지할 수 있다.^[12] O157의 주요 숙주는 소이며, O157은 소의 정상적인 장내 미생물총의 일원일 뿐이다. 많은 건강한 소에서 O157이 분리되지만, 소에서 병원성은 나타나지 않았다.^[38]

소 외에도 돼지나 가금류와 같은 가축도 O157을 보균할 수 있다.^[32] 그 외 O157이 분리된 동물로는 사슴, 양, 말, 염소, 개가 있다.^[38]

참조

_[1] 논문 Microbe Profile: Escherichia coli O157:H7 - notorious relative of the microbiologist's workhorse https://www.research[...] 2017-01
_[2] 논문 Enterohaemorrhagic Escherichia coli in human medicine 2005-10
_[3] 웹사이트 Reports of Selected E. coli Outbreak Investigations https://www.cdc.gov/[...] 2019-11-22
_[4] 논문 Management strategies in the treatment of neonatal and pediatric gastroenteritis 2013-10
_[5] 논문 The asymptomatic bacteriuria Escherichia coli strain 83972 outcompetes uropathogenic E. coli strains in human urine 2006-01
_[6] 논문 Shiga-like toxin-converting phages from Escherichia coli strains that cause hemorrhagic colitis or infantile diarrhea 1984-11
_[7] 논문 Two toxin-converting phages from Escherichia coli O157:H7 strain 933 encode antigenically distinct toxins with similar biologic activities 1986-07
_[8] 논문 A brief overview of Escherichia coli O157:H7 and its plasmid O157 2010-01
_[9] 논문 KatP, a novel catalase-peroxidase encoded by the large plasmid of enterohaemorrhagic Escherichia coli O157:H7 1996-11
_[10] 논문 Cattle lack vascular receptors for Escherichia coli O157:H7 Shiga toxins 2000-09
_[11] 논문 Evaluation of animal genetic and physiological factors that affect the prevalence of Escherichia coli O157 in cattle
_[12] 논문 Super-shedding and the link between human infection and livestock carriage of Escherichia coli O157 2008-12
_[13] 뉴스 Why deadly E. coli loves leafy greens https://www.cnn.com/[...] 2018-09-20
_[14] 간행물 Infective Doses and Pathen Carriage http://www.fsis.usda[...] United States Department of Agriculture 2010-03-25
_[15] 웹사이트 MACCONKEY SORBITOL AGAR (CT-SMAC) http://www.solabia.c[...] 2010-12-11
_[16] 웹사이트 Quick E. coli DNA extraction filter paper card http://www.fortiusbi[...] 2014-07-11
_[17] 웹사이트 Viruses, Bacteria, and Parasites in the Digestive Tract - Health Encyclopedia - University of Rochester Medical Center https://www.urmc.roc[...] 2020-01-17
_[18] 웹사이트 Preventing Foodborne Illness: Escherichia coli O157:H7 https://wonder.cdc.g[...] 2023-11-28
_[19] 웹사이트 Journal https://academic.oup[...]
_[20] 논문 Effect of subinhibitory concentrations of antibiotics on extracellular Shiga-like toxin I
_[21] 논문 Paradigms of pathogenesis: targeting the mobile genetic elements of disease 2012-12
_[22] 논문 Antibody therapy in the management of shiga toxin-induced hemolytic uremic syndrome 2004-10
_[23] 논문 Phylogeographic Analysis Reveals Multiple International transmission Events Have Driven the Global Emergence of Escherichia coli O157:H7 https://academic.oup[...] 2018-10-29
_[24] 논문 Hemorrhagic Colitis Associated with a Rare Escherichia coli Serotype https://www.nejm.org[...] Massachusetts Medical Society 2024-03-15
_[25] 웹사이트 Escherichia coli O157:H7 https://www.hopkinsm[...] Johns Hopkins University 2024-03-15
_[26] 보고서 Multistate Outbreak of Escherichia coli O157:H7 Infections Associated with Eating Ground Beef --- United States, June--July 2002 https://www.cdc.gov/[...] The United States Centers for Disease Control and Prevention (CDC) 2002-07-26
_[27] 뉴스 Ban on E. Coli in Ground Beef Is to Extend to 6 More Strains https://www.nytimes.[...] 2011-10-08
_[28] 논문 Detection of Escherichia coli O157:H7 with langasite pure shear horizontal surface acoustic wave sensors 2005-12-13
_[29] 논문 Microbe Profile: Escherichia coli O157:H7 - notorious relative of the microbiologist's workhorse https://doi.org/10.1[...] 2017-01
_[30] 논문 Enterohaemorrhagic Escherichia coli in human medicine 2005-10
_[31] 웹사이트 Reports of Selected E. coli Outbreak Investigations https://www.cdc.gov/[...] 2022-08-22
_[32] 논문 Pathogenomics of the Virulence Plasmids of Escherichia coli https://journals.asm[...] 2009-12
_[33] 논문 Management strategies in the treatment of neonatal and pediatric gastroenteritis https://pubmed.ncbi.[...] 2013-10
_[34] 논문 The asymptomatic bacteriuria Escherichia coli strain 83972 outcompetes uropathogenic E. coli strains in human urine https://pubmed.ncbi.[...] 2006-01
_[35] 서적 腸管出血性大腸菌感染症とVero（志賀）毒素 https://doi.org/10.1[...] 2014
_[36] 논문 Shiga-like toxin-converting phages from Escherichia coli strains that cause hemorrhagic colitis or infantile diarrhea https://pubmed.ncbi.[...] 1984-11
_[37] 논문 Two toxin-converting phages from Escherichia coli O157:H7 strain 933 encode antigenically distinct toxins with similar biologic activities https://pubmed.ncbi.[...] 1986-07
_[38] 논문 Escherichia coli O157:H7—Clinical aspects and novel treatment approaches http://journal.front[...] 2012
_[39] 논문 A brief overview of Escherichia coli O157:H7 and its plasmid O157 https://pubmed.ncbi.[...] 2010-01
_[40] 논문 KatP, a novel catalase-peroxidase encoded by the large plasmid of enterohaemorrhagic Escherichia coli O157:H7 https://doi.org/10.1[...] 1996-11
_[41] 논문 A brief overview of Escherichia coli O157:H7 and its plasmid O157 https://pubmed.ncbi.[...] 2010-01
_[42] 논문 Cattle lack vascular receptors for Escherichia coli O157:H7 Shiga toxins https://pubmed.ncbi.[...] 2000-09
_[43] 논문 Evaluation of animal genetic and physiological factors that affect the prevalence of Escherichia coli O157 in cattle https://pubmed.ncbi.[...]
_[44] 논문 Super-shedding and the link between human infection and livestock carriage of Escherichia coli O157 https://pubmed.ncbi.[...] 2008-12
_[45] 뉴스 Why deadly E. coli loves leafy greens https://www.cnn.com/[...] CNN 2018-09-20
_[46] 간행물 Infective Doses and Pathen Carriage http://www.fsis.usda[...] USDA 2010-03-25
_[47] 논문 Sorbitol-MacConkey medium for detection of Escherichia coli O157:H7 associated with hemorrhagic colitis https://journals.asm[...] 1986-05
_[48] 논문 Effect of subinhibitory concentrations of antibiotics on extracellular Shiga-like toxin I https://pubmed.ncbi.[...]
_[49] 논문 Antibody therapy in the management of shiga toxin-induced hemolytic uremic syndrome https://pubmed.ncbi.[...] 2004-10
_[50] 웹사이트 Viruses, Bacteria, and Parasites in the Digestive Tract - Health Encyclopedia - University of Rochester Medical Center https://www.urmc.roc[...] 2020-01-17
_[51] 논문 Microbe Profile: Escherichia coli O157:H7 - notorious relative of the microbiologist's workhorse https://www.ncbi.nlm[...] 2017-01
_[52] 논문 Enterohaemorrhagic Escherichia coli in human medicine https://www.ncbi.nlm[...] 2005-10
_[53] 웹인용 Reports of Selected E. coli Outbreak Investigations / E. coli https://www.cdc.gov/[...] 2020-04-28
_[54] 논문 Management strategies in the treatment of neonatal and pediatric gastroenteritis https://www.ncbi.nlm[...] 2013-10-29
_[55] 논문 The asymptomatic bacteriuria Escherichia coli strain 83972 outcompetes uropathogenic E. coli strains in human urine https://www.ncbi.nlm[...] 2006-01
_[56] 웹인용 Why deadly E. coli loves leafy greens https://www.cnn.com/[...] 2020-04-28
_[57] 웹인용 장출혈성대장균(대장균O157)을 예방합시다. : 부산소식 : 새소식 : 공지사항 : 부산광역시 https://www.busan.go[...] 2020-04-28