핵심 해설
이 문제는
위막성 대장염(Pseudomembranous Colitis)을 일으키는
Clostridioides difficile의 병독성 인자(Virulence Factor)인 독소 A(TcdA)와 독소 B(TcdB)의 작용 기전을 묻고 있어요.
환자가 항생제(특히
클린다마이신) 사용 후 정상 장내 세균총이 파괴되어 C. difficile이 과증식하면서 독소를 생성하게 됩니다. 독소 A는 장독소(Enterotoxin)로 장관 내 수분 분비를 증가시키고 염증을 유발하며, 독소 B는 세포독소(Cytotoxin)로 세포골격을 파괴하고 장상피세포를 직접 사멸시켜
수양성 설사와 위막(황백색 반점) 형성을 초래합니다.
1.
핵심 개념 분석 (Key Concept): C. difficile 독소의 주요 표적은
Rho GTPase 계열의 소형 G 단백질입니다. 독소 A와 독소 B는 모두 UDP-포도당을 이용하여 Rho 단백질을
글루코실화(Glucosylation)시켜 불활성화합니다. Rho GTPase는 액틴 세포골격(Actin Cytoskeleton) 조절에 핵심적인 역할을 하므로, 이 효소가 불활성화되면 세포 골격이 붕괴되고 세포 간 밀착연접(Tight Junction)이 파괴되어 장벽 기능이 손상되고 세포가 사멸(세포독성)하게 됩니다.
2.
정답 근거 (Answer Rationale):
핵심! ③번 보기가 정답입니다. 독소 B(TcdB)는 Rho GTPase를 불활성화하여 액틴 세포골격을 파괴하고 장세포 사멸을 유발합니다. 독소 A(TcdA)도 동일한 Rho 글루코실화 기전으로 작용하여 장내 수분 분비와 염증 반응을 촉진합니다. 즉, 두 독소 모두 Rho GTPase를 표적으로 한다는 점이 핵심입니다.
3.
오답 분석 (Distractor Analysis):
- ①:
혼동 주의! SNARE 단백질 절단은
파상풍 독소(Tetanus Toxin) 또는
보툴리눔 독소(Botulinum Toxin)의 작용 기전입니다. 이들은 신경근 접합부에서 신경전달물질(아세틸콜린 등) 분비를 차단합니다.
- ②: 세포막에 공극을 형성하여 삼투성 용혈을 유발하는 것은
용혈성 독소(Hemolysin) 또는
콜레스테롤 의존성 세포용해소(CDC, Cholesterol-dependent Cytolysin)의 기전입니다. 예를 들어
Streptococcus pyogenes의 스트렙톨리신 O(Streptolysin O)가 이에 해당합니다.
- ④:
혼동 주의! 리보솜 28S rRNA를 절단하여 단백질 합성을 억제하는 것은
시가 독소(Shiga Toxin, STEC의 Stx) 또는
리신(Ricin)의 기전입니다. 시가 독소는 출혈성 대장염과 용혈성 요독 증후군(HUS)을 유발합니다.
- ⑤:
혼동 주의! 아데닐산 사이클라제(Adenylyl Cyclase)를 활성화하여 cAMP를 증가시키는 것은
콜레라 독소(Cholera Toxin, CT)의 기전입니다. 콜레라 독소는 G 단백질의 Gsα 서브유닛을 ADP-리보실화하여 구성적 활성화를 유발하고, 이로 인해 cAMP가 증가하여 장관 내로 대량의 수분과 전해질이 분비됩니다.
4.
연관 개념 정리 (Related Concepts):
| 세균 독소 | 표적/기전 | 질환 |
|---|
| C. difficile 독소 A/B (TcdA/TcdB) | Rho GTPase 글루코실화 → 세포골격 붕괴 | 위막성 대장염 |
| 콜레라 독소 (CT) | Gsα ADP-리보실화 → AC 활성화 → cAMP 증가 | 콜레라 (수양성 설사) |
| 대장균 장독소 (LT) | 콜레라 독소와 유사 (AC 활성화) | 여행자 설사 |
| 시가 독소 (Stx) | 28S rRNA 절단 → 단백질 합성 억제 | 출혈성 대장염, HUS |
| 파상풍 독소 (TeNT) | SNARE 단백질 절단 (VAMP) | 파상풍 (강직성 마비) |
| 보툴리눔 독소 (BoNT) | SNARE 단백질 절단 (SNAP-25 등) | 보툴리눔 중독 (이완성 마비) |
개념 정리
위막성 대장염의 핵심 병태생리: 광범위 항생제 사용 → 정상 장내 세균총(특히 Bacteroides spp.) 억제 → C. difficile 과증식 → 독소 A(장독소)와 독소 B(세포독소) 생성 → Rho GTPase 글루코실화 → 액틴 세포골격 붕괴 → 장상피세포 사멸 및 염증 → 황백색 위막 형성 → 수양성 설사.
한눈에 비교!
ADP-리보실화 독소 (콜레라, 백일해, 디프테리아): NAD+에서 ADP-리보스기를 표적 단백질로 전달.
글루코실화 독소 (C. difficile): UDP-포도당에서 포도당을 Rho 단백질로 전달하여 불활성화. 두 기전은 작용 방식이 다르므로 혼동하지 마세요.
국시 빈출 포인트
"C. difficile 독소의 표적은 Rho GTPase"와 "콜레라 독소의 표적은 Gsα (AC 활성화)"는 세균 독소 기전 문제의 대표적인 비교 포인트입니다. 특히 "어떤 독소가 어떤 세포 내 표적을 공격하는가"를 구분하는 문제가 자주 출제됩니다.
기출 변형 주의!
"C. difficile 감염 치료제" (경구 메트로니다졸 또는 반코마이신)와 연계하여 출제될 수 있습니다. 또한 "재발성 C. difficile 감염"에 사용되는
피닥소마이신(Fidaxomicin)이나
대변 미생물 이식(FMT) 같은 최신 치료법도 함께 공부해두세요.