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의학 & 과학

탄저병에 대해 알아보자

달의눈물 2015.06.08 01:38

 

 

탄저병 (Anthrax) [άνθραξ ]는 일종의 급성 감염 질환으로 탄저균 (Bacillus anthracis)에 의해 병발한다
anthrax 라는 말은 그리스어로 석탄을 의미하며, 피부 탄저 감염 희생자에게서 나타나는
특징적인 검은색 피부 병변 (eschar) 때문에 이런 이름을 얻게 되었다.

 

Anthrax 

비탈저 (脾脫疽), 탄저병 (炭疽病)

Bacillus anthrax

탄저균

 

 

탄저병은 오래 전부터 존재하였으나 1876년 Robert Koch라는 사람에 의해 균이 처음으로 발견되었다.
여러 가지 이름을 가지고 있으며, 시베리안 흑사병 (Siberian plague), 석탄 (Charbon), 비탈저 (splenic fever),
악성 부종 (malignant edema), 양털선별사의 병 (woolsorter's disease) 등으로 불려지고 있다.

 

탄저균에 의해 유발되는 질환은 치명적이며 (lethal)
전염성(contagious)을 가지지는 않지만 접촉이나 감염된 음식의 섭취에 의해 전염(transmit)될 수 있다.

 

탄저균은 예방주사가 개발되어 있고 대부분 항생제에 반응을 보이지만
일부 변형된 형태의 탄저 (유전적 변형 등)에 대해서는 충분한 백신이나 치료가 개발되어 있지 않고,
이러한 특성 때문에 현대사회에서 생화학무기로서의 사용이 염두 되고 있다.

 

B. anthhracis는 다른 간균(bacillus)들과 동일하게 내생포자(endospore)를 형성하는데,
이들에 의해 균 자체가 가혹한 환경에서 날아남을 수 있게 된다. (수십 년, 심지어는 수 세기 동안)
이러한 내생포자는 어디서든 발견되며, 남극대륙 같은 가혹한 환경에서도 자주 발견된다.
만약 이런 포자를 들이마시거나 섭취하거나, 피부로 접촉하게 된다면 활성화 되어있지 않은 균들이 활성화 되면서 빠르게 증식한다.
※ 간균 (bacillus) : 막대 모양으로 생긴 세균이라는 의미로, 대표적인 간균으로 Bacillus subtilis (고초균), Bacilus cereus (세레우스균) 등이 있다
대조되는 의미로 원형의 균이라는 구균 (coccus) 이라는 용어도 존재한다.

 

탄저는 흔히 야생 환경에서 감염되며, 사육되는 초식 포유류에 의해 병발한다.
소/돼지/염소 등의 초식동물이 목초지에서 포자를 흡입 혹은 섭취하게 된 후
이들을 포식하는 육식동물에게로 전파된다. (포자의 섭취, 흡인, 직접적인 피부 노출)
탄저병은 동물 간, 혹은 사람 대 사람으로 직접 전파되지는 않으며, 포자로 전파가 된다.
탄저병으로 죽음을 맞이한 사체는 주요한 탄저 포자의 발생원 및 감염원이다.

 


탄저 포자는 주변 환경에 대한 강인한 저항력으로 체외에서 (in vitro) 생성될 수 있으며,
분말 및 분무의 형태로 가공할 수 있어서 생물학적인 무기로 쉽게 사용될 수 있다.
역사적으로 영국, 미국, 일본 (악명높은 731 부대에서), 러시아, 이라크 등지에서 연구된 적이 있다.

 

2001년 미국에서 실제 테러 목적으로 보내진 편지.
당시 이 테러에 의해 총 22명이 감염되었고 5명이 사망하였다.

 

이슬람의 소행으로 보여지며, 편지 하단부에 탄저 포자로 추정되는 물질로 오염되어 있다.

 

20세가 전까지 탄저 감염은 꾸준하게 인류를 괴롭혔다. 매년 수 백 ~ 수 천명의 사람들이 희생되었다.
1881년 루이스 파스퇴르 (Louis Pasteur)는 탄저에 효과적인 백신을 최초로 개발하였다.
이 결과 수 세시간 동물을 대상으로 예방 계획이 시행되었고, 축산폐기물의 멸균작업이 시행되었으며,
탄저 박멸 계획이 미국, 캐나다, 러시아, 동유럽, 오세아니아, 아프리카 및 아시아의 일부에서 시행되었으며
이 결과 사육 동물에 의한 탄저 감염은 현재 매우 드물게 발생한다. (개, 고양이 등의 동물에서는 매우 희귀하게 발생함)

 

탄저병은 공공보건사업이 시행되지 않거나 수의학이 잘 보급되지 않은 곳에서 흔히 발생한다.
탄저병은 21세기에도 여전히 개발도상국에서 큰 문제가 된다.
2010년 초 필리핀 카가얀주에서 탄저로 죽은 물소 고기를 섭취한 사람들에게서 탄저가 발생하였고
400 례 이상의 발병 건수 중 2명이 사망하였다.
2014년 10월에는 인도의 한 마을에 탄저병이 발생하여 총 7명이 사망하였다.

 

B. anthracis의 세균 포자는 토양 전파성을 (soil-borne) 가진다.
포자 형태의 탄저균은 매우 긴 수명을 가지고 있으며, 수 세기 동안 탄저로 죽은 동물을
매장한 지역의 경우 여전히 그 곳에 탄저 포자가 남아 있다. 실 례로 70년 전 탄저에 감염된 동물을
묻은 지역에서 땅을 파헤친 후 탄저병이 병발한 경우도 보고되고 있다.

 

탄저병은 감염 형태로 세가지로 나눌 수 있다.
호흡기탄저 (pulmonary anthrax), 위장관탄저 (gastrointestilan anthrax), 피부탄저 (cutaneous)

종류

호흡기탄저
(= woolsorters' or ragpicker's disease)

위장관탄저
※ 가장 희귀한 형태

피부탄저
(= Hide porter's disease)

※ 가장 흔한 형태

증상

초기 수일간 감기 /
독감 증상

이후 폐렴으로 진행하며 심각한 호흡장애 발생

토혈, 심한 설사, 위장관계의 급성 염증, 식욕감소

화상 흉터 같은 피부 병터가 발생하며, 중심부에 크고 통증이 없는 검은 괴사성 궤양 발생 (eschar), 검은 빵곰팡이 같은 모양

사망/치사율

85%
단 조기 치료 시 45%

25~60%
(치료 시작 시기에 따라)

사망률은 낮으나, 치료 하지 않을 경우 20%

발병

보통 10,000 ~ 20,000개의 포자를 흡인할 경우 발병, 하지만 더 소수에서 발병하기도 함.

탄저 포자에 오염된 육류 섭취 시 발병.

주된 병터는 소장, 구개 및 인후에서 발견됨.

세균이 장관계를 침범하여 혈류를 통해 전신으로 퍼져 독소 생성함.

손상된 피부에 포자로 오염된 물질이 노출되면서 감염.

포자 노출 후 2~5일 뒤 전형적인 통증 없는 피부 병변이 발생함.

 

탄저병의 진단을 위해 다음 방법들이 현재 사용되고 있다.
1) 검체에 대한 그람 염색법 / McFadyean stain (polychrome methylene blue)
B. anthrax는 간균(bacilli)으로 그람 염색시 양성으로 확인된다. 길이는 3~4 μm이며, 길게 사슬을 이룬 모양이다.
2) PCR (Polymerase chain reaction) 을 이용한 분석
3) 면역형광법 (immunofluorescence microscopy) 을 이용한 확인
4) 배양 (medusa head apperance)
→ 24시간 이내, 35 ℃, 5% CO2 환경에서 잘 배양되며, 5% sheep blood agar에서 잘 자라지만
다른 통상적인 배양액 (bicharbonate agar, Polymyxin-lysozyme-EDTA-thallous acetate 등)에서도 잘 자란다.

 

백신은 앞서 언급한 것처럼 루이스 파스퇴르가 최초 개발하였다.
이후 개량되어 사람에 대한 탄저 백신은 구소련에서 1930년 말 개발되었으며,
1950년대에 미국 및 영국에서 개발되었다.
현재 FDA 승인 하 사용되고 있는 백신은 1960년대에 개발된 것이다. (BioThrax ™)

 

탄저로 사망한 것이 의심되는 환자가 있다면 전염 가능성이 있기 때문에
고인의 피부 및 사체에서 나오는 분비물직접 접촉하지 않도록 주의하여야 하며
사체는 엄격한 격리가 필요하다. 혈액은 확진을 위해 채취한 다음 시체는 반드시 소각하여야 한다.
사체 및 검체 취급 시 완벽한 보호장구 착용이 필요하다.
보호장구 역시 사용 후 소각하거나 완벽한 가압멸균에 의해 처리되어야만 오염을 제거할 수 있다.

 

방역 및 병의 확인이 몇 일 늦어지게 된다면 질환의 파급을 막을 수 없게 되며,
조절하지 않게 된다면 몇 주 내에 전세계로 퍼질 만큼 전파성이 높다.
감염이 의심되거나 노출이 의심되는 사람에게는 임상 증상이 나타나지 않더라도 치료를 시작하여야 한다.
동물의 경우 특정한 증상 없이 탄저에 의해 죽는 경우가 많으며,
사람에게서는 초기 증상으로 감기와 유사한 증상 (인후통, 미열, 근육통, 불안 등)이 나타날 수 있다.
이후 수 일 뒤에 증상이 악화되면서 호흡곤란 및 쇼크가 발생하게 되며 궁극적으로는 사망에 이르게 된다.
발병에서부터 사망까지는 이틀에서 한달 정도 시간이 소요되며 가장 사망률이 높은 시기는 탄저균 노출 후 8일째이다.

 

탄저균은 앞서 언급한 대로 사람 대 사람으로 직접 전염되지는 않지만
탄저 포자에 감염된 의복이나 신체 분비물에 의하여 전염될 수 있다.
효과적인 감염 방지를 위해서는 항균 비누를 이용하여 깨끗하게 세척하고 행군 물은 표백제 혹은 다른 항균제로 처리를 하여야 한다.
물을 30분 이상 끓이는 것도 멸균에 효과가 있다.
염소수를 이용한 표백은 포자 파괴에 효과적이지 않으며 포름알데히드는 효과가 있다.
의복을 태우는 것은 포자의 파괴에 매우 효과적이다.
멸균이 된 이후에는 동일한 감염원에 노출된다 하더라도 따로 격리, 치료, 예방을 하지 않아도 된다.

 

조기에 항생제를 사용하는 것이 탄저병의 치료에 필수적이며, 시기를 놓친다면 생존률이 급감한다.
탄저병의 치료로서 고용량의 경정맥 혹은 경구 항생제가 필요하며
FDA에서 인정하는 항생제는 ciprofloxacin, doxycycline, penicillin이다.
그 외 erythromycin, 기타 fluroquinolone 계 항생제를 사용하기도 한다.
호흡기 탄저의 경우 가능하다면 조기에 항생제를 이용한 예방적 치료를 시행하는 것이 사망률을 줄일 수 있다.
2009년 5월에는 새로운 치료제로 raxibacumab (ABthrax ™)이 개발되었는데, 호흡기 탄저의 응급 치료로서 개발된 단일 클론 항체이다.
만일 탄저로 인해 사망하게 된다면 시체가 탄저균을 옮길 수 있는 원인이 될 수 있으므로 매장은 절대 안되며 반드시 화장해야 한다.

 

출처

1) Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Anthrax)
→ 원본 출처 내부에는 약 70여개의 논문이 참조되어 작성되어 있음.
2) Image search of google
3) 네이버 건강백과 (서울대학교병원 제공 의학정보) (http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=926615&cid=51007&categoryId=51007)

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