미생물학 No.33

 Genus Escherichia

 대장균의 혈청형은 O항원, K항원, H항원에 의해서 구분된다. 현재 O항원 160종 이상, K항원 99종 이상, H항원 55종 이상이 있으며 이들의 항원 조합에 의해 분류된다. 종래에는 대장균 (Escherichia coli) 한 균종 뿐이었다. 그 후 5균종이 추가되어 6균종이 속하여 있지만 임상에서 분리되는 검체의 99퍼센트는 Escherichia coli 이다. 

 일반적 성상(Key to the Genus)

 그람음성막대균이며 크기는 1.1~1.5 X 2.0~6.0마이크로미터이다. 아포는 없으며 많은 균주에서 협막을 갖는다. 주모성 편모로 운동성이거나 또는 비운동성인 균종도 있다. 섬모(fimbria)를 가진 균주가 많다. 조건무산소성이며 포도당과 유당을 산화 또는 발효 형식으로 분해한다. 카탈라아제 양성이고 옥시다아제 음성이다. 질산염을 환원하며 구연산염은 이용하지 않는다. 


 병원성(Pathogenicity) 및 역학(Epidemiology)

 사람이나 동물의 장관, 특히 회맹부에서 대장 사이에 상재한다. 이 균이 장관 이외의 장기에 침입하면 병변을 일으키며 급성 요로 감염증(신우신염, 방광염), 복막염, 간농양, 담도 감염증, 패혈증, 수막염 등 많은 감염증의 원인균이 된다. 임상재료에서 분리율이 가장 높다. 균주에 따라 병원성이 다르며, 설사, 위장염을 일으키는 특정한 혈청형 대장균을 병원성대장균(EPEC)이라고 한다. 병원성 대장균은 장관에서 발증 유형에 따라 5가지 type으로 나눌 수 있다. 혈청학적으로 병원성과 비병원성을 감별한다. 

 1) 장관독소원성 대장균(ETEC)
 여행자 설사증이라고 부르는 장관독소원성 대장균이다. Enterotoxin은 열에 안정하고 장관에 침입되면 Vibrio cholerae와 같은 설사를 일으키며 장관 상피세포에 부착하여 독소를 생성한다. ETEC의 주된 혈청형에는 O6, O8, O15, O20, O25, O27, O63, O78, O80, O85, O92, O115, O128, O139, O148, O153, O159, O167 등이 있다. Vibrio cholerae 설사증과 흡사하다.

 2) 장관조직침입성 대장균(EIEC)
 장관상피세포에 침입하여 염증, 설사를 일으키며 이질(Shigellosis)과 흡사한 증상을 일으킨다. EIEC가 의심되면 점액성 혈변을 도말 염색하여 고나찰하면 호중구성 백혈구가 다수 보인다. EIEC 혈청형에는 O28, O29, O112, O124, O136, O143, 144, 152, O164 등의 혈청형이 있다. 

 3) 장관병원성 대장균(EPEC)
 영유아 설사증이라고 부르며 장관점막 상피세포에 침입하여 설사의 원인이 되는 대장균이다. 발열, 오한, 구토, 설사, 점액성 설사를 하지만 혈변은 없다. EPEC 혈청형에는 O55, O86, O111, O119, O126, O127, O128, O142 등의 혈청이 있다. 

 4) 장관출혈성 대장균(EHEC)
 Vero 독소를 생성하는 대장균을 한데 묶어서 Vero 독소생산 대장균 (Verotoxin-Producing Escherichia coli, VTEC)이라고도 부르며, 출혈성 대장염을 일으키기 때문에 장관 출혈성 대장염(hemorrhagic colitis)과 용혈성 요독증 증후군(hemorrhagic Uremic Syndrome, HUS)을 일으킨다. EHEC의 혈청형은 O157:H7뿐만 아니라 O26:H11, O91:H21, O113:H21, O145:H 등이 있다. 

 5) 장관흡착성 대장균(EAEC)
 EAEC를 Enteroaggreative Escherichia coli(EAEC) 라고도 한다. 장고나상피세포에 흡착되지 않으며 HEp-2 또는 HeLa세포에 흡착된다. LT, ST, VT를 생성하지 않는다. 이 균주는 아동들에게 만성설사의 원인이며 유아의 설사증, 성인의 위장염, 식중독의 원인균이 된다.



 분리 및 동정 (Isolation and identification)

 분변-구강경로나 오염된 음식물, 오염된 물, 오염된 식품 및 육류를 통해 사람에게 전파된다. 
 영양우무배지, 혈액우무배지에 섭씨 37도에서 18~24시간 배양하면 2~3 마이크로미터의 비교적 큰 원형의 광택이 있는 불투명한 집락이다. 일부 균주들은 혈액우무배지에서 베타용혈을 일으킨다. 장내세균선택감별배지인 맥콘키배지에서 젖당(락토오스, lactose)을 분해하여 핑크색의 집락으로 자라고, EMB배지에서도 젖당을 분해하여 녹색의 금속성 광택(metalic sheen) 집락을 보인다. 

 Escherichia coli 균종 중 sorbitol(솔비톨)이 함유된 맥콘키배지에서 sorbitol(솔비톨)을 분해하지 않아 무색 집락으로 자라면 Escherichia coli O-157을 의심한다. Hektoen entric(HE)배지와 xylose lysine deoxycholate(XLD)배지에서 황색이나 주황색을 나타낸다. TSI(KIA)배지 반응은 사면이 산성, 밑동이 산성이면서 가스gas를 생성하여 A/AG로 반응이 나타난다.  특히 methylumbelliferyl-B-D-glucuronide(MUG) 시험에서 음성으로 대부분의 장내세균이 양성인 점과 구별된다.