Corynebacterium속과 동물에게서 Corynebacterium 감염

그람 염색을 한 Corynebacterium amycolatum, 그람 양성의 단간균이 관찰되며 특이적인 곤봉모양을 관찰 할 수 있다. 

Essentials of veterinary bacteriology and mycology, 6th editionm, G. R. Carter, 2004

Dermatophilus 와 Corynebacterium은 Actinomycetales 목에 속하는 세균들이다. 이 중 Corynebacterium 의 아주 적은 소수만이 동물에게 병원성을 띤다. 비병원성 Corynebacterium은 환경에 존재하기도 하며, 동물의 정상세균총으로도 존재한다.

 

Corynebacterium은 작고, 형태가 다양한 간균으로 몇몇은 곤봉 모양으로 양쪽이 부풀어 있는 모양을 띈다. 액상 배지에서 단일 개체 혹은 쌍균으로도 관찰된다. 그리고 몇몇은 'chinese letter'라고 불리는 복잡한 모양으로 나타나기도 한다. catalase 양성이며, 발효를 하는 세균과 하지 않는 세균으로 종이 나뉜다. 운동성이 없고 아포를 형성하지 않는다. 많은 Corynebacterium은 다염색성의 granule을 내부에 가지는데, 이는 phosphate성분을 보관하는 역할을 할 것으로 보이며 methyl blue로 염색이 가능하다. 사람에게서 디프테리아를 일으키는 Corynebacterium diphtheriae가 주요 균으로 분류되고 있다.

Corynebacterium bovis를 5% sheep bloog agar with TSA 에 72시간 배양했을 때의 모습.

Corynebacterium bovis

소의 생식기에 정상세균총으로 존재하는 세균으로, 정상적인 squamous epithelium에 20%가량 존재한다. 유방염을 일으키는 직접적인 요인은 아니지만, 복합감염에 관여하는 것으로 알려져 있다. lipophilic한 유기물로서 지방산이 있을 때 더 잘 배양된다. 

 

Corynebacterium kutscheri

Corynebacterium pseudotuberculosis와 유사하다. 흔하지는 않지만 쥐에게서 큰 질병을 일으키는 것으로 알려져 있으며 caseous한 결핵과 비슷한 병변을 피부, 간, 폐 및 다른 장기에 일으킨다. Corynebacterium kutscheri는 다른 Corynebacterium과 형태학적으로 구별되지는 않는다. 이를 분리하기 위해서는 생화학적인 특이성을 이용해 분리해야만 한다.

 

Corynebacterium renale group

Corynebacterium renale에는 1,2,3의 면역학적 group이 존재한다. type1은 C. renale, type 2는 C.pilosum, type 3은 C. cystitidis로 분류되어 있다. 이는 생화학적 특이성에 의해서 분류된다.

Habitiat: 이들은 보통의 bovine 생식기에 존재하며 정상세균총으로 존재하는 것으로 보인다. 

Mode of infection: 교미를 통해서 직접 전염되거나, 오줌을 통해 간접적으로 전염되는 것으로 보인다. 

병원성과 병인: 궤양성 포피염과 질염이 주로 양에게서 발생한다. 거세한 수컷 양이 주로 감수성이 있으며 염소나 젖소에게서 가끔 발견되기도 한다. 이는 고단백질 식이를 하고 있는 동물의 정상 세균총의 세균에 의해 urea가 분해되어 ammonia가 생성됨에 따라 일어나는 것으로 보인다. renale, pilosum, cystitidis 모두 방광염, 요도염, 신우신염을 소에게서 일ㄹ으킨다. 방광염은 신우신염 없이 일어나는 경우가 대부분이고 고단백 식이를 하고 있는 경우 발생한다. 염증은 요도로부터 상행하여 방광, 요관, 신장까지 감염되어 심한 농양성 염증을 일으킨다. 방광벽, 요관이 두꺼워지고 신장이 커지는 증상이 나타난다. 출혈, 괴사, 궤양이 심하며 농이 신장 전체에서 발견될 수 있다. 배출되는 오줌은 화농성이며 피가 같이 섞여 나올 수 있다.

Direct examination: 화농이 섞인 오줌을 gram염색하여 다형태성의 단간균을 찾아내어 진단한다.

Isolation and Identification: 다른 세균이 섞이지 않게 오줌을 받아내어 혈액 한천 배지에 배양한다. renale의 경우에는 투명하고 작은 colony가 생겼다가 시간이 지남에 따라 아이보리 색을 띤다. pilosum의 경우 renale와 유사하지만 크림~노란색의 색상을 띤다. cystitidis는 투명한 색상에서 흰색을 보인다. 이 모든 세 종이 urease를 생산한다. 

Tx: 다량의 penicillin이 효과가 있다는 보고가 있다. 치료는 초기에 시작할 수록 양호한 예후를 보인다. 치료의 효능은 오줌을 배양하여 균을 체크하며 이루어져야 한다. 농양성 포피염은 털을 밀고 국소적으로 항생제를 처치하고 사료를 바꿔줘야 한다.

 

Corynebacterium pseudotuberculosis

C. diphtheriae와 유사한 형태를 보이며 piphtheria toxin을 생성한다.

habitat: 양과 염소의 피부에 존재하며 농양 안에서 오랫동안 생존이 가능하다.

mode of infection: 찰과상을 통해서 감염되는 경우가 대부분이다.

pathogenecity: C. pseudotuberculosis는 caseous한 임파선염을 일으키는데 이는 양과 염소의 경제적인 부분에 큰 문제를 일으킨다. 유병률이 40%에 이른다.

Pathogenesis: C.pseudotuberculosis는 세포내에 기생하는 습성을 보인다. 농양은 초록색을 띄는 노란색이거나 하얀색이고 caseous하며 림프절에 양파와 같은 병변을 일으킨다. 약한 외독소인 phospholipase D는 주요한 독소로 작용한다. 이는 백혈구에 독성이 있고 용혈 및 피부 독성을 토끼에게서 보이며 몇몇 실험동물을 폐사하게 한다. 세균의 표면에 존재하는 지용성 물질들이 탐식작용을 저해하고 세포내에서 살 수 있게 하는 것으로 보인다. 대부분의 caseous한 임파선염은 prescapular, prefemoral 림프절에서 발견되고 큰 병변을 발생시키진 않는다. 

isolation and identifiaction: 그람양성의 다형태성의 간균을 농양에서 분리한다. 이는 혈액한천배지에서 호기환경내에서 배양할 수있다. 콜로니는 작고 건조하며 크림색에서 오렌지색을 띤다. 혈액한천배지에서 완전용혈을 보인다. 정확한 동정은 생화학적 특징을 이용한다. catalase와 urease양성이며 casein을 분해한다.

Tx: 페니실린, 테트라사이클린,에리스로마이신, 클로람페니콜에 저항성을 보인다. 상처를 통해 감염되므로 사용하는 기구를 깨끗하게 소독하며 사용하는 것이 필수이다. 백신이 사용가능하다. 사람에게로의 감염이 드물지만 발생 보고가 있으며 약한 임파염을 일으킨다.

Manual of microbilogic monitoring of laboratory animals

Corynebacterium kutscheri

Morphology: 불규칙하게 염색되고, gram 양성의 디프테리아균 모양의 다염색성의 granule을 가진다. 감염된 조직 smear 염색을 김자 염색 하거나 gram-silver염색을 하면 불규칙한 염색성을 나타내 'chinese letter'모양을 띄는 간균이 발견된다.

cultivation: 조직흡입액, 삼출불, 장기, 조직을 5% sheep blood agar에 배양해 분리한다. 37도씨에서 24시간 배양 후에 1~2mm정도의 작은 크기를 나타낸다. 비용혈성이며, 원형, 돔형, 회색-노란빛을 띄는 흰색 colony고 부드러운 가장자리를 가진다. 호기성, 비운동성, oxidase negative, catalase positive, MR/VP (-)/(-) 이며 indole 미형성, 젤라틴액화 하지 않으며 질소환원 하지 않는다. urease 양성이고 포도당 과당 maltose, salicin, mannose 발효한다. 젖당, 만니톨,dulcitol 발효하지 않으며 Mcconkey agar에서 자라지 않는다. xylose발효화 H2S 황화수소 생산은 다양하게 발현하는 편이다. tripcase soy agar, tripcase soy broth에서 자랄수 있다. 즉, 토양에 존재하는 미생물이다.

Type strain: 스트레인 별로 혈청학적인 다른 점이 적게나마 존재한다. 하지만 대부분 C. kutscheri 감염 케이스에서 분리된 이전 보고들에게선 형태학적, 배양적, 혈청학적으로 동일한 균이 분리된 것으로 보고되었다.

Stability: 아포를 형성하지 않지만 stable한 편이다. 특히 상온에서 삼출물, 오줌, 분면에서 오래생존환다. 화씨180도에 가열하여 불활화 된다. 영하 70도씨에서도 안정적이다

 

animals: rat와 mouse에 한정적으로 감염되나 기니피그, 햄스터에서도 분리된 적은 있다. conventional 하게 사육되는 랫드와 마우스에서의 감염은 산발적으로 외피 조직의 농양으로 나타난다. epizootic 하게 감염된 rat의 경우 호흡기 색전, 마우스의 경우에는 패혈성 색전이 관절, 간, 신장에 생긴다.

predisposing factors: C.kutshceri가 원발성 병원체로 여겨지긴 하지만, rat과 mouse 둘 다에게서 불현성 감염이 주로 일어나는 것으로 밝혀졌다. host의 저항성이 낮은 경우나, 면역력이 완전하지 않을 때 실험했을 때 주로 발생하며, 비타민 결핍, 특정 바이러스 및 세균 감염, 방사선 조사, 스테로이드 주사 등이 원인이 될 수 있다. 다른 바이러스 감염 (sendai virus와 rat corona virus)는 감수성에 영향을 주지 않았다. 동물의 strain에 따른 감수성의 차이가 rat과 mouse에서 보고된 적 있다.

 

Geographic distribution worldwide

Means of spread: 정확하게 알려져 있진 않지만, 바이러스를 cervical lymph nod, 인후두, 비인두, 맹장에서 검출 할 수 있다. 감염된 설치류의 뇨와 분변은 감염능이 있다고 여겨지며, 이러한 동물과 접촉한 bedding에도 감염능이 있다고 여겨진다. 수직 감염은 실험상으로 입증되었다. 하지만 만성불현성으로 주로 감염 되기 때문에 발병 되어도 원인을 알지 못하는 경우가 많다.

Morbidity, mortality: 매우 다양하다. 이는 사육환경, 동물의 strain, 면역 억제 유무에 따라 다르게 나타나나 대부분은 불현성 감염이다. 개체의 방어능력은 상피세포의 농양으로 알 수 있다. 갑자기 감수성이 생기는 경우에는 위에 상기된 요소들(스테로이드, 세균감염, 방사선조사 등)에 의한 것이다. 이 경우에는 모세혈관이 있는 곳에 패혈성 색전이 생긴다. epizootic 하게 발병하는 경우는 10~20%정도 밖에 되지 않으며, 2~5%의 동물이 감염된다. mortality를 보이는 동물은 군 내에 퍼진 감염의 일부만을 보여준다. 개체의 나이나 성별에 대한 차이는 밝혀진 바 없다.

prevalence: 재왕절개 및 barrier 사육환경의 개선으로 인해 눈에 띄게 감염 보고가 줄어들었다.

 

Pathology: 불현성 감염은 조직에 영향을 끼치지 않을수도 있고, 병변이 없는 곳에서 C.kutscheri가 분리될 수 있다. 감수성이 있는 경우에는, 일반적으로 표피의 방어 실패가 전제된다. 따라서 표피에 미세농양이 생긴다. 랫드에게서 호흡기의 병변이 간질성으로 나타나며 이는 혈액에 의한 전파에 의한 것이다. 이런 병변들은 응고성 괴사를 일으키며, 급성 염증 세포들이 침윤하며 액화된다. 치명적이지 않은 경우에는 병변이 오래되어 응유상을 보인다. granuloma 형성은 가결핵 발병과 연곤되어 있는데, rodent에서는 보고된 바 없다. H&E상에선 뚜렷하게 발견할 수 없지만, 김자염색, gram염색, silver염색을 통해선 알수 있다.

Diagnose: 추정상의 병원체가 있을 법한 병변을 smear해서 chinese letter를 띄는 gram 양성 간균을 관찰한다. cultivation에 기술되어 있는 대로 순수배양 하여 확진한다. 박테리아 분리가 불가능할 경우에는 조직 병리학적으로 판단하는 게 도움이 된다. 혹은 DNA probe를 통해 탐지할 수도 있다. 혈청학적인 진단도 보조적으로 쓰일수는 있으나 불현성 감염에 대한 유의성이 부족하다.

interference with research: 최근 감염사례가 줄어들고 있지만 종양학, 방사선학, 영양학, 독성학, 약학 연구 중에 발견될 수 있다. 실험에 대한 영향은 데이터에 대한 영향이라기보단, 폐사에 의한 실험의 조기 종료이다.

 

special considerations: 감염된 빈도가 얼마나 되는지는 잘 알려져 있지 않지만, 증상을 보이는 동물보다는 훨씬 많을 것이다. (불현성 감염이 주가 된다.) 항생제 처치가 감염을 억제할 순 있지만 단지 증상을 억제할 뿐이고 처치가 끝나면 다시 발생한다. 항생제 처치가 carrier상태를 치료하지는 못한다.

vaccine: 없다

Hysterectomy: 실험적으로 수직 감염이 증명 되었지만, 랫드와 마우스의 자연적인 수직 감염은 보고된 바 없다. 따라서 이 병원체의 발병률을 낮추기 위해서 재왕절개가 고려되어야 한다.

 

Isolation: 중이의 농양을 추출하여 5% sheep bloog agar에 배양한다. 비슷하게 멸균식염수나 물을 이용해 비강, 기관지. 중이를 씻어낸 액체를 배지에 접종한다. 의심되는 colony는 gram staining하여 관찰한다. 불현성 감염을 탐지하기 위해서 스테로이드를 주사해 질병을 일으킬 수 있다. 

serology: 현성감염이 일어난 경우 혹은 현성 감염 후에 살아있는 경우에 고려해 볼 수 있다, 불현성 감염의 경우에는 유의성의 부정확하다. 혈청학적인 진단법이 상용화 되어 있지는 않다.