Epidemiological Profile of Hypervirulent Klebsiella pneumoniae Isolates: A Multicenter Cross- sectional Study in Hebei Province, China
중국 허베이성에서 수행된 이 다기관 단면 연구는 고병원성 클레브시엘라 뉴모니에(hvKP)가 분리 균주의 25.3%를 차지하며, 주로 항생제 내성이 낮은 ST23-K1 유전자형으로 특징지어지고, 주로 중환자실 및 호흡기 내과 환자들에게 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다.
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박테리아는 인간의 몸 내부를 포함하여 거의 모든 곳에 서식하는 단세포 생물입니다. 대부분의 경우 이들은 해롭지 않거나 심지어 유익하기도 하지만, 혈액, 폐 또는 다른 장기로 침투할 수 있는 일부 박테리아는 심각한 질병을 일으킬 수 있습니다. 이러한 박테리아 중 하나가 바로 *클레브시엘라 폐렴균(Klebsiella pneumoniae)*으로, 이는 보통 문제를 일으키지 않고 장과 호흡기에 서식하는 세균입니다. 그러나 최근 몇 년 사이, 이 세균의 더 위험한 특정 버전이 등장했습니다. 과학자들은 이를 "고병원성(hypervirulent)" 변종이라고 부릅니다. 보통 병원에 있는 환자의 상태를 악화시키는 일반적인 사촌과는 달리, 이 공격적인 버전은 건강한 사람도 감염시켜 간의 깊은 농양이나 뇌 감염과 같은 심각한 손상을 입힐 수 있습니다. 이것은 마치 신체의 자연적인 방어 체계를 더 쉽게 우회하는 법을 배운 세균과 같습니다. 동시에, 또 다른 박테리아 그룹은 의사들이 세균을 죽이기 위해 사용하는 약물에 저항하도록 진화해 왔습니다. 공중 보건에서 가장 큰 걱정은 이 두 가지 특성이 결합했을 때, 즉 극도로 공격적이면서도 표준 약물로는 치료가 불가능한 세균이 나타나는 상황입니다.
중국 허베이성의 연구자들은 이 위험한 세균이 해당 지역에 얼마나 널리 퍼져 있는지 이해하고자 했습니다. 그들은 21개 도시의 27개 서로 다른 병원에서 샘플을 수집하였으며, 이미 병에 걸린 환자들로부터 총 344개의 뚜렷한 클레브시엘라 폐렴균 변종을 모았습니다. 연구팀은 각 샘플을 테스트하여 고병원성 유형을 정의하는 특정 유전적 표지를 가지고 있는지 확인했습니다. 그들은 이 위험한 버전의 서명 역할을 하는 다섯 가지 핵심 유전자를 찾았습니다. 일단 어떤 변종이 고병원성인지 식별한 후, 그들은 이를 일반적이고 덜 공격적인 변종들과 비교했습니다. 그들은 환자가 어디 출신인지, 감염이 신체의 어느 부위에서 왔는지, 환자가 가진 다른 건강 문제들이 무엇인지, 그리고 박테리아가 흔히 쓰이는 항생제 노출에서도 살아남을 수 있는지 등을 조사했습니다. 또한, 어떤 특정 유형이 가장 흔한지 보기 위해 박테리아의 유전적 가계도를 그려보았습니다.
연구 결과, 수집된 박테리아 4개 중 거의 1개는 고병원성 유형인 것으로 나타났습니다. 이는 이 공격적인 변종이 이미 중국의 이 지역에서 상당히 흔하다는 것을 의미합니다. 연구자들은 이 세균을 발견하는 비율이 도시마다 다르다는 점에 주목했습니다. 장자커우와 탕산에서는 테스트된 박테리아의 거의 절반이 고병원성 종류였던 반면, 주도인 스자좡에서는 그 비율이 약 7분의 1로 더 낮았습니다. 이러한 차이에도 불구하고, 연구 기간 동안 특정 도시가 독보적으로 더 위험하다고 말할 만큼 그 차이가 크지는 않았습니다. 감염은 주로 중환자실과 호흡기 내과에 머무는 환자들에게서 가장 자주 발견되었습니다. 이는 면역 체계가 약해졌거나 호흡 문제가 있는 가장 아픈 환자들을 치료하는 곳이라는 점에서 타당합니다. 감염된 환자들의 가장 흔한 기저 질환은 호흡기 질환과 신경계 질환이었습니다.
연구팀이 항생제에 대한 박테리아의 생존 능력을 살펴보았을 때, 두 유형 사이에 명확한 차이를 발견했습니다. 고병원성 변종은 일반적인 병원 획득형 변종보다 표준 의약품에 의해 훨씬 더 잘 죽는 경향이 있었습니다. 이는 공격적인 세균이 아직 병원 내의 과도한 항생제 사용에 완전히 적응하지 못했음을 시사하며, 아마도 이 세균이 의료 시설 내부보다는 지역 사회에서 주로 퍼지기 때문일 것입니다. 그러나 연구진은 고병원성 세균이 강력한 약물에도 저항성을 갖게 된, 즉 공격적이면서도 치료가 어려운 "슈퍼 박테리아"가 된 사례 4건을 발견했습니다. 이 네 가지 위험한 사례는 서로 다른 유전적 가계에 속해 있었는데, 이는 이러한 특성의 결합이 한 곳에서 시작되어 널리 퍼진 것이 아니라, 여러 곳에서 독립적으로 발생하고 있음을 나타냅니다.
또한 연구팀은 박테리아의 특정 유전적 유형과 표면 외피를 지도화했습니다. 발견된 가장 흔한 조합은 ST23으로 알려진 특정 유전적 가계와 K1이라 불리는 표면 외피의 조합이었습니다. 이 특정 쌍은 모든 고병원성 사례의 3분의 1 이상을 차지했습니다. K2와 K57 표면 외피를 가진 유형들도 존재하여, 이 세균이 다양함을 보여주었습니다. 연구진은 유전자를 식별할 수는 있었지만, 실험실에서 모든 개별 변종의 실제 물리적 행동을 직접 테스트하지는 않았으므로, 유전적 표지를 신뢰할 수 있는 가이드로 활용했다고 언급했습니다. 이 연구는 짧은 기간 동안 특정 병원을 대상으로 했기 때문에, 결과는 그 당시 허베이성의 상황을 보여주는 단면입니다.
연구 결과는 이 병원체가 이미 해당 지역에 잘 자리 잡고 있다는 모습을 보여줍니다. 고병원성 변종이 매우 흔하면서도 여전히 항생제에 대체로 민감하다는 사실은 기회의 창을 제공합니다. 만약 의사와 보건 관계자들이 확산을 면밀히 모니터링하고 약물을 현명하게 사용한다면, 이 공격적인 세균들이 치료 불가능한 슈퍼 박테리아로 진화하는 것을 막을 수 있을 것입니다. 연구진은 이 박테리아를 성 전체에서 실시간으로 추적할 수 있는 더 넓은 네트워크를 구축하여, 새로운 위협이 더 널리 퍼지기 전에 빠르게 포착할 수 있도록 권고하고 있습니다.
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