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1 제 1 장제 27 장 파상풍 파상풍은 Clostridium tetani의외독소에의해발생하는급성의치명적질병으로서골격근의경직과발작성경련이대표적증상이다. 원인균은 1885년 Nicolaier 가혐기성간균인 C. tetani 를발견하였고, 1889년키타사토가환자로부터순수배양에성공하였으며동물에주사하여발병함을증명하였다 [4]. 영양세포는열에약하고산소의존재하에생존하지못하지만포자는토양, 먼지, 동물과인간의장관에서생존이가능하다. 괴사성감염조직등으로침투하여외독소인 tetanospasmin을분비하며신경세포와결합하여특유의신경학적병증을나타낸다. 잠복기는 3~21일이지만일반적으로 8일정도이며중추신경계로부터먼거리에상처가생길수록잠복기간이길어지고사망률도낮다. 임상에따라전신형, 국소형, 두부형, 신생아파상풍으로분류되며가장흔한것은전신형파상풍이다. 파상풍이의심되는사람에게는예방적으로파상풍면역글로불린이나톡소이드가사용된다. 병원체 C. tetani가원인균으로 0.5 2~5 μm크기의그람양성의간균이며운동성을갖는편성혐기세균이다. 포자를형성하며균의끝부분에포자를형성하면드럼스틱형태를갖는다. 균은열에약하고산소의존재하에서는생존하지못한다. 반면포자는열과일반 346 감염병실험실진단제 1 부세균질환

2 적인소독제및페놀등에강하며고압멸균조건에서도생존한다. 포자는토양과인간, 말, 양, 개, 고양이, 닭등의대장과변에널리존재하여거름을준토양에서는다량존재할수있다. 경작지대에서는많은수의성인들이균을보유할수있으며포자는피부표면등에서발견되기도한다. 포자는괴사성또는감염조직과같은혐기조건하에서발아하여증식하면서외독소인 tetanolysin과 tetanospasmin을분비하는데 tetanolysin은감염부위를둘러싼건강한조직에국소적으로상해를주어균의증식에적합한환경을만들고, tetanospasmin은신경독소로서파상풍의임상증상을나타낸다. Tetanospasmin은 150 kda의두개의 polypeptide로이루어져있고조직의 protease에의해 heavy chain과 light chain으로분리된다. Heavy chain의 C 말단은 neural membrane에결합하고 N 말단은세포내로의유입을원활하게하며 light chain은 neurotransmitter의방출을저해한다. 독소와신경세포와의결합은비가역적이어서회복을위해서는새로운신경말단의성장이필요하다. Tetanospasmin은최소량의 human lethal dose가 2.5 ng/kg으로추정되는매우강한독소이며유전자는플라스미드에존재한다 [3, 6]. 임상증상 파상풍은일반적으로포자로오염된토양, 거름, 녹슨금속등이피부상처에접촉하여포자가신체내로침투하여발생한다. 잠복기는 3~21일이지만일반적으로 8일정도이며중추신경계로부터먼거리에상처가생길수록잠복기간이길어진다. 잠복기간이길면예후도좋고경증이지만잠복기간이 10일미만인경우는중등증이고잠복기간이 1주일미만이면중증이며이때는두부와의거리가가까운곳에상처가있을경우로서사망하는경우가많다. 한편신생아파상풍의잠복기는생후 4~14일이며평균 7일이다. 이환된첫주에는근강직과경련이대표적이며경련이일어난수일후에는자율신경계교란이일어나 1~2주간지속된다. 경련은 2~3주후줄어들지만경직은비교적길게지속될수있다. 파상풍은임상증상에따라 4가지형태로분류되는데상처가생긴부위에증세가국한되는국소형 (local tetanus), 국소형의일종인두부파상풍 (cephalic tetanus) 과전신증세가나타나는전신형 (generalized tetanus) 및전신형의일종인신생아파상풍 (neonatal tetanus) 이있다. 전신형은전체파상풍발생의약 80% 를차지하는가장흔 제 27 장파상풍 347

3 한형태로서전신의근육이영향을받는데머리와목의근육이가장먼저영향을받고등, 배, 팔다리등전신의말초부위로경직과경련이진행된다. 초기증상은목뻣뻣함, 인후통, 개구불능등이있고경련이진행되어안면근육에이르면전형적인증상인입전체가위쪽이나바깥쪽으로끌려서마치비웃는듯한표정이되는냉소가나타난다. 목근육의경직은두부의수축을일으키며몸통의경직은호흡곤란, 후궁반장 ( 등이휘어어깨와엉덩이만자리에닿은자세 ) 을유발한다 [3, 5, 6]. 경련은발생빈도와중증도가매우다양하게나타나고경련의지속기간은 3~4주정도이다. 고위험군인 60세이상에서는아직도약 50% 가사망하며사인으로는지나친진정제의사용, 쇠약, 쇼크, 전해질이상, 호흡곤란및다른세균감염증들이열거되고있으며때로는갑자기심장장애나호흡장애가생겨서사망한다. 국소형파상풍은흔한형태는아니며독소의양이적었거나말초부에상처가난경우또는항독소를주사한환자에서볼수있고세균이침입한주변에있는근육만이강직이나경련을일으키며중추신경계로침범하는경우는없고사망률은매우낮다. 두부파상풍은국소형파상풍의일종으로서매우드물게나타난다. 목이나머리에난상처에감염되거나중이에감염되어발생하며특히안면뇌신경이마비되어말을잘하지못하고때로는입도벌리지못한다. 경련보다는마비증세가많이나타나고다른증세가없어서진단하기어렵고전신성파상풍으로진행되는것이일반적이며사망률이높다. 신생아파상풍은생후 1주일내외에생기며처음에는젖을빨지못하고얼굴이실룩실룩하는등근육의경직이생기고구토, 전신경련과호흡곤란을나타낸다. 발작, 수막염, 패혈증과의감별진단이필요하다. 전신성경련이일어나며사망률은매우높다 [3, 4]. 역학 파상풍은전세계적으로발생되고있으며년간백만명정도의환례가보고되고있지만대부분후진국에서발생된다. 선진국에서의발생은 60세이상의노인군또는마약정맥투여자들에국한되어있다. 전세계적으로파상풍사망자의 50% 이상을차지하는신생아파상풍은면역력이없는엄마에서태어난신생아의분만과정에서살균되지않은기구를사용하여탯줄을자름으로서발생된다. 대부분이위생상태가좋지못한후진국에서발생하며모성백신접종에의해예방이가능하다. 성인의파상풍은오염된상처를통해포자가침투하여발생되며큰상처보다는작은상처를간과하여발생하는경우가 348 감염병실험실진단제 1 부세균질환

4 많고수술, 화상, 자상, 중이감염, 교상, 낙태등의상처를통해발생한다. 미국에서조사된자료에의하면 (1998~2000) 상처에의한파상풍환자중 50% 가자상, 33% 가열상, 9% 가찰과상을갖고있었고자상의가장흔한형태는못에찔린상처였다. 파상풍균은토양, 가축또는사람의장관에서흔히분리되며건강인의피부나구강에서도발견되기때문에감염기회는많지만효과적인백신이개발된다음부터는발생이많이감소되었고발생양상도달라졌다. 연령별또는성별감수성차이는없지만면역력이저하된노인이잘걸리며특히욕창, 피부궤양, 괴저 (gangrene) 등이진행되고말초혈관질환이있는사람이감염위험이높다. 계절적으로는여름또는우기에다수가발생한다. 사람과사람간의전염은일어나지않으며오로지백신접종으로만예방이가능하다 [2]. 우리나라에서의파상풍발생은산발적으로보고되다가 98년부터는매년보고되어 98년 (3명), 99년 (4명), 00년 (16명), 01년 (8명), 02년 (4명), 03년 (8명) 이보고되었다 [1]. 예방및관리 파상풍은원인균이어디에나존재할수있고감염이면역을유도하지않기때문에백신접종에의해서만예방이가능하다. 기본접종은생후 6주에서 7세이하연령에서금기사항이없는경우 DTaP (diphtheria tetanus toxoid acellular pertussis) 를접종하는것을권고하고있다. 3 doseseries로 2, 4, 6개월에최소 4주이상의기간을두고접종해야하며 15~18개월에첫번째 booster를접종하고 4~6세에두번째추가접종한다. 7세이후에는 10년간격으로성인용 Td 접종을권고한다. 파상풍은상처를통해발생하므로상처가나면괴사성조직이나이물질등을제거하고청결을유지해야한다. 파상풍이의심되는사람에게는예방적으로파상풍면역글로불린 (TIG) 이나톡소이드가사용된다. 이때면역글로불린은어른, 아이모두 3,000~ 5,000단위를 1회근육주사하는데신경세포에부착되지않은독소만제거가가능하다. 톡소이드를이용한능동면역은환자의백신접종력과상처의상태에따라판단한다. 3번이상의백신접종을받았고마지막접종으로부터 10년이내의경우에는파상풍이거의발생하지않으므로면역글로불린, 톡소이드모두접종할필요가없다. 다만파상풍이발생할가능성이있는오염된상처가있는경우에는마지막접종에서 5년이경과하였다면톡소이드를접종한다 [5]. 제 27 장파상풍 349

5 실험실진단 파상풍은전적으로임상소견만으로진단이가능하고상처부위에서균이분리될확룔이 30% 이하이므로실험실진단을하지않으나독소생성능력확인이필요한경우다음과같이실시한다. 1. 검체 C. tetani와같은혐기성세균을분리배양할때는검체를수집한후즉시배양할수있도록준비를하며신선하고적당한혐기성상태의배지를사용하여혐기배양조건하에서배양을한다. 상처부위혹은종기로부터의가검물조직검체또는감염부위로부터흡입된용액을검체로한다. 현미경검사, 배양, 필요시동물접종을할수있도록충분한양의검체를수집하여야한다. 넓은면적에걸친큰상처나여러부위가손상된경우에는여러개의검체를얻는것이좋다. 면봉을사용하려면적어도 3개의면봉을사용함으로서완전한조사를할수있는충분한양의검체를얻어야한다. 혐기성세균을얻을수있는체액은뇌척수액, 늑막액, 복수액, 담즙등이다. 흡입된체액은멸균된용기에넣어원심분리후그침전물을가능한빨리배양하도록한다. 소변검체는비뇨생식계의상주군이오염되지않도록조심해서채취해야한다. 혈액검체를얻고자할때는피부를비누와물로깨끗이씻은다음채취부위를소독하고정맥천자를실시한다. 혈액검체배양을위해서는약 50 ml정도의액체배지가들어있는플라스크에약 5 ml정도의혈액을접종한다. 배지는 thyoglycollate broth (dextrose함유) 나 chopped meat dextrose배지를 250 ml들이플라스크에넣어멸균한뒤혈액을접종하기전에약 10분정도끓는물에가열하였다가천천히식힘으로서용존산소를없애고사용한다. 2. 배양및분리 검체를직접슬라이드글라스에도말한뒤그람염색하여미생물의양과형태및포자존재유무를확인할수있다. 임상검체는산소에장기간노출되지않도록수집즉시배양해야한다. 또한어떤배지는산소가존재하는상태에서장기간보관하면혐기성세균에해롭게변질될수있으므로신선한배지를사용해야한다. 가능하면혐기조건에서배지를보관하여두는것이좋다. 일반적으로 Clostridia 속은 CDC anaerobe blood 350 감염병실험실진단제 1 부세균질환

6 agar, phenylethyl alcohol blood agar (PEA) 등에서 1~2일정도면성장하는데분리장소가상처, 농양인경우에는 egg yolk agar (modified McClung Toabe formula) 또는 neomycin egg yolk agar에도추가로접종한뒤혐기조건, 35~37 에서최소한 2~5일정도배양후조사한다. 혈액한천배지나 PEA에서자란집락은돋보기해부현미경으로관찰하고각각의집락을주의깊게관찰하고슬라이드글라스에도말하여그람염색한후현미경으로관찰한다. 계대배양은의심집락을따서 chopped meatmedium에심고하룻밤배양한뒤향후실험에사용한다. 오염이심한검체에서분리할때에는포자만살아남도록열처리하거나 50% 에탄올로처리하는방법이있는데에탄올을이용할경우에는검체가잘게파쇄되어있어야한다. 처리후 chopped meatglucose medium( 또는 chopped meatglucosestarch medium), anaerobic blood agar 등에접종하여배양한다. 혈액검체배양을위해서는 thyoglycollate broth (dextrose함유) 나 chopped meat dextrose배지를 250 ml들이플라스크에넣어멸균하고혈액을접종하기전에약 10분정도끓는물에가열하였다가천천히식힘으로서용존산소를없앤다 [6]. 3. 동정 동정에는현미경상의특징, 집락의특징, 산소요구성, 여러생화학적시험, 혈청학적시험, 독성시험등이요구된다. C. tetani의특징은표 1과같다 [6]. 표. C. tetani 와기타 Clostria 속균종의특징 Species Spore Egg York agar LEC LIP blood agar 에서호기적성장 당이용성 GLU MAL LAC SUC SAL MAN Gelatin 분해 Indole 생산 C. tetani C. botulinum C. dificile C. histolyticum C. perfrigens C. septicum RT V V /w V / V Abbreviation:RT, round & terminal;, oval & subterminal; LEC, lecitinase production; LIP, lipase production; GLU, glucose; MAL, maltose; LAC, lactose; SUC, sucrose; SAL, salicin; MAN, manitol; V, strain dependent; w, weak 제 27 장파상풍 351

7 1) 그람염색 세포의형태, 캡슐이나포자의존재유무, 포자가있다면어느위치에어 형태로존재하는지를조사한다. 2) 산소요구성 약 5~7일정도산소가존재하는조건, CO 2 용기, 혐기조건에서혈액배지를사용하여각각배양한다음발육정도를확인한다. 3) 생화학적동정시험용혈, 탄수화물의이용유무, gelatin 분해, indol 반응시험, H 2 S생성여부, catalase 생성여부, lecithinase와 lipase 활성, milk 분해, urease생성여부, glucose 발효의최종산물등을조사한다. 4) 동물독성시험균의유독성시험은일반적으로기니픽이사용된다. 18시간정도 chopped meat dextrose 에배양한액을멸균한 10% CaCl 2 와동량섞어서기니픽에 0.5 ml근육주사한다. 사망할때는즉시부검한다. 보통주사후 4~5일정도지나면임상적변화가따르며 2주일이지나도임상적변화를일으키지않으면도태한다. 독소시험은 chopped meatdextrose broth에 18시간배양한것을독성검사에이용한다. 12 ml들이플라스틱원심관에약 3.0 ml정도의배양액을넣은후충분히원심분리해균들을완전히가라앉힌다. 상층액을 15 g 과 20 g 크기의마우스에각각 0.4 ml씩복강내에주사한다. 3일동안마우스를관찰한다. 보통 24시간내에마우스는사망하게되지만낮은농도의독소를함유하는배양액의경우, 더긴시간이걸릴수있다. 5) 동물방어시험원심분리한균배양액 1.2 ml에 0.3 ml테타누스독소항혈청을첨가해잘섞는다. 대조군으로정상토끼혈청 0.3 ml을같은방법으로균배양액을섞는다. 37 에서 30분간방치후각각을 0.5 ml씩마우스복강내에주사한다. 혹은 0.2 ml씩꼬리근처피하에주사하여임상적반응이나타나는지를확인한다. 352 감염병실험실진단제 1 부세균질환

8 6) 혈청학적동정시험감염세균을조사하고감염환자의혈청내에항체를추적하는데여러가지혈청학적방법이이용된다. 여기에는응집반응, 침전반응, agar gel diffusion, hemaagglutinatin, 효소항체법등이있으며특히파상풍의항독소가측정을위한 ELISA 킷트가시판되고있다. 참고문헌 1) 질병관리본부. 통계연보. 2001, 2002, ) Centers for Disease Control and Prevertion. Tetanus. Epidemiology and prevention of vaccinepreventable disease. pp th ed. 2004, 3) Cook TM, Protheroe and Handel JM. Tetanus:A review of the literature. British J Anaesthesia 2001, 87(3): ) Mandel GL, Bennett JE and Dolin R. Principles and Practice of Infectious Diseases pp th ed. Churchill Livingstone ) Nagachinta T, Cortese MM, Roper MH, Pascual FB and Murphy T. Ch.13 Tetanus. VPD Surveillance Manual. 3rd ed. Centers for Disease Control and Prevertion ) Patrick RM, and Ellen JB. Manual of Clinical Microbiology. 8th ed. American Society for Microbiology Press 제 27 장파상풍 353

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