핵심 해설
이 문제는 세균의
바이오필름(Biofilm)이라는 중요한 병원성 기전과 그 특성을 이해하고 있는지를 묻고 있어요. 바이오필름은 세균이 스스로 생성한 세포외고분자물질(Extracellular Polymeric Substance, EPS) 매트릭스에 둘러싸여 표면에 부착된 군집 형태로, 임상적으로 난치성 감염의 주요 원인이 됩니다.
정답 근거 (Answer Rationale)
정답은
③번입니다.
핵심! 바이오필름 내 세균은 대사가 느리고 성장이 억제된 상태(persister cells)에 가까워, 독소(Toxin)나 공격성 효소와 같은 병원성 인자(Virulence factor)의 생산이
감소하는 경향이 있어요. 이들은 숙주 면역 체계를 회피하며 지속적인 만성 감염(Persistent infection)을 유지하는 패턴을 보입니다. 반면,
부유 상태(Planktonic state)의 세균은 활발히 증식하고 독소를 대량 분비하여 급성, 침습적 감염을 일으키는 특징이 있어요. 따라서 "독소 분비량이 증가하여 급성 감염을 유발한다"는 설명은 바이오필름의 특성과 정반대입니다.
오답 분석 (Distractor Analysis)
①
혼동 주의! 이 설명은 옳습니다. 인공심장판막, 카테터, 관절 보형물 등의
의료 기기(Medical device)와 당뇨병성 궤양 같은
만성 상처(Chronic wound)는 바이오필름 감염이 빈번하게 발생하는 대표적인 장소입니다.
② 이 설명은 옳습니다. 바이오필름의 EPS 매트릭스는 물리적 장벽 역할을 하여
식세포작용(Phagocytosis)과 항체, 보체의 접근을 차단함으로써 세균을 보호합니다.
④ 이 설명은 옳습니다. 바이오필름 내 세균은 (1) 항생제의 물리적/화학적 침투 방해, (2) 대사 불활성화 상태, (3) 특정 저산소 환경 형성 등 복합적인 기전으로 인해 항생제에 대한 내성이 현저히 증가합니다.
⑤ 이 설명은 옳습니다.
쿼럼 센싱(Quorum Sensing)은 세균이 분비한 신호 분자(Autoinducer)의 농도(세균 밀도)를 감지하여 집단 행동(바이오필름 형성, 독소 생산 등)을 조절하는 세균 간 의사소통 시스템입니다.
연관 개념 정리 (Related Concepts)
바이오필름 관련 감염 치료의 어려움은 항생제 단독 요법으로는 해결하기 힘들어, 기계적 제거(Debridement), 바이오필럼 형성 억제제(예: N-아실 호모세린 락톤 유사체)의 사용, 또는 항생제 침투 촉진 전략 등이 연구되고 있어요.
개념 정리
| 특성 | 부유 상태 (Planktonic) | 바이오필름 상태 (Biofilm) |
|---|
| 대사/성장 | 활발, 빠른 증식 | 느림, 억제된 상태 |
| 병원성 | 독소 분비 많음, 급성 침습 감염 | 독소 분비 적음, 만성 지속 감염 |
| 항생제 내성 | 상대적으로 낮음 | 매우 높음 (물리적 장벽, 대사 불활성) |
| 면역 회피 | 상대적으로 취약 | 매우 강함 (EPS 장벽) |
| 대표 감염 양상 | 폐렴, 수막염, 균혈증 | 의료기기 관련 감염, 만성 상처, 낭포성 섬유증 폐감염 |
한눈에 비교!
| 용어 | 개념 | 역할 |
|---|
| 바이오필름 (Biofilm) | 세균 군집 + EPS 매트릭스 | 만성 감염, 항생제/면역 회피 |
| 쿼럼 센싱 (Quorum Sensing) | 세균 밀도 감지 신호 시스템 | 바이오필름 형성, 독소 생산 등 집단 행동 조절 |
| 세포외고분자물질 (EPS) | 다당류, 단백질, DNA 등으로 구성된 매트릭스 | 바이오필름의 구조적 틀, 보호 장벽 |
국시 빈출 포인트
바이오필름의 특징을 묻는 문제는 "항생제 내성 증가", "면역 회피", "만성 감염 유발", "쿼럼 센싱 관련성"이 정답 포인트입니다. "독소 생산 증가" 또는 "급성 감염 유발"과 같은 선택지는 대부분 오답으로 출제됩니다.