KMLE 핵심 해설
이 문제는 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)의 주요 항생제 내성 기전을 묻는 기초 미생물학 문제입니다. 녹농균은 병원 내 감염(Nosocomial infection)의 대표적인 원인균으로, 특히 면역 저하자나 중환자에서 폐렴, 요로감염, 균혈증을 일으키며, 다제내성(Multidrug Resistance, MDR)으로 악명 높습니다.
정답 근거 및 기전 (Rationale & Pathophysiology)
정답은 ④ Vancomycin resistant gene (VanA, VanB) 획득입니다. Vancomycin 내성 유전자는 주로 장알균(Enterococcus)이나 황색포도알균(Staphylococcus aureus)과 같은 그람 양성균의 내성 기전입니다. 반면, 녹농균을 포함한 그람 음성균은 세포벽 구조상 Vancomycin이 표적 부위에 도달할 수 없어 본질적 내성(Intrinsic resistance)을 보입니다. 따라서 특별히 유전자를 획득할 필요 없이 이미 내성을 가지고 있습니다. 녹농균의 주요 내성 기전은 그람 음성균 특유의 구조와 효소를 이용한 것입니다.
임상 사례 분석 (Case Study)환자 증례 (Patient Presentation): 65세 남성, 만성 폐쇄성 폐질환(COPD) 기저질환자로 기관내 튜브를 부착한 채 중환자실에 입원 중입니다. 발열, 농성 가래, 호흡곤란이 발생했습니다. 흉부 X선에서 새로 생긴 침윤음이 보입니다.
진단적 접근 (Diagnostic Work-up): 기관지 내시경을 통해 기관지 폐포 세척액(BAL)을 채취하여 배양 검사를 시행합니다. 녹농균가 동정되면, 항생제 감수성 검사(Antibiotic Susceptibility Test, AST)를 반드시 시행하여 내성 패턴을 확인해야 합니다. Carbapenem 내성 여부는 치료 선택에 매우 중요합니다.
치료 계획 (Management Plan): 초기 경험적 치료는 녹농균을 커버할 수 있는 항생제(예: Piperacillin-tazobactam, Ceftazidime, Cefepime, Carbapenem, Fluoroquinolone)를 선택합니다. 감수성 결과에 따라 표적 치료로 전환하며, 종종 두 가지 기전이 다른 항생제를 병용 요법(Combination therapy)으로 사용하여 내성 발생을 억제하고 시너지 효과를 노립니다.
주의사항 (Contraindications & Warning): Vancomycin은 그람 양성균 감염 치료제로, 녹농균 감염에는 효과가 없습니다. 잘못된 항생제 선택은 치료 실패와 내성균 선택을 악화시킬 수 있습니다.
다제내성 (Multidrug Resistance, MDR) — 세 가지 이상의 항생제 계열에 대해 내성을 나타내는 상태. 녹농균, Acinetobacter baumannii, Carbapenem-resistant Enterobacteriaceae(CRE) 등이 대표적이며, 치료 옵션이 극히 제한되어 예후가 나쁩니다.
Efflux Pump — 세포막에 존재하는 단백질로, 세포 내로 유입된 항생제를 ATP 또는 양성자 구동력을 이용해 세포 밖으로 능동적으로 배출시키는 시스템. 녹농균의 다제내성에 핵심 역할을 합니다.
Beta-lactamase — Beta-lactam 고리를 가수분해하여 Penicillin, Cephalosporin 등의 항생제를 불활성화시키는 효소. 녹농균은 AmpC, ESBL, 심지어 Carbapenem을 분해하는 Metallo-beta-lactamase(MBL)까지 생산할 수 있습니다.
Biofilm — 세균이 분비하는 다당류 기질에 세포들이 집락을 이루어 부착된 구조물. 항생제 침투를 방해하고 대사가 느린 지속세포(Persister cells)를 포함하여 감염을 만성화시키고 제거를 어렵게 만듭니다.
본질적 내성 (Intrinsic Resistance) — 세균의 종 자체가 가지고 있는 구조적, 생화학적 특성으로 인해 특정 항생제에 자연적으로 내성을 보이는 것. 예: 그람 음성균의 외막이 Vancomycin의 표적 부위 접근을 막음, 혐기성균이 Aminoglycoside의 산소 의존적 세포 내 유입 기전이 없음.