Candida albicans 바이오필름 형성에 세균의 존재가 미치는 영향

Abstract

바이오필름 (biofilm)은 미생물들이 여러 외부 물질로 둘러싸인 구조로 생체 또는 무생물 표면에 형성될 수 있어 인체 내 지속 감염이나 삽입 의료 기구 관련 감염의 주 원인이 된다. 임상적으로 바이오필름 감염은 진균과 세균이 동시에 존재하는 복합 균주 감염 (polymicrobial disease)으로 알려져 있다. Candida albicans (C. albicans)는 두형태성 진균으로 건강한 사람의 점막에 정상적으로 서식하는 편리공생균이나 면역이 저하된 사람에게는 기회 감염을 유발 할 수 있으며 최근 병원 내 감염의 주 원인균 중 하나로 주목을 받고 있다. 따라서 C. albicans의 발병력 인자 (virulence factor)인 바이오필름 형성에 다른 세균이 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 이를 위해 C. albicans와 각각 세균의 단독 바이오필름 형성과 C. albicans 와 세균의 복합 균주 배양시 바이오필름 형성을 확인하였고 열처리로 죽인 사균으로도 복합 균주 배양을 하였다. 바이오필름 구조를 주사전자현미경으로 관찰을 하였고 C. albicans의 세포 부착과 균사 형성에 관련된 유전자 (SAP5, ALS3, ECE1, HWP1) 발현 분석을 위해 real-time reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR)을 시행하였다. 또 실제 임상에 사용하는 삽입 의료 기구인 요카테터에도 적용해서 각 재질 간 C. albicans 단독 바이오필름 형성과 C. albicans와 세균의 복합 균주 배양 시 바이오필름 형성능을 측정하였고 주사전자현미경 관찰을 하였다. 바이오필름 형성능력이 낮은 C. albicans와 높은 C. albicans 모두 다른 세균과 함께 배양한 경우 C. albicans 단독 배양한 것에 비해 바이오필름 형성이 저하되는 것을 확인하였다. C. albicans를 사균체과 함께 배양해도 C. albicans의 바이오필름 형성이 감소되는 것을 관찰하였다. C. albicans와 세균을 함께 배양한 경우 형성된 바이오필름을 주사전자현미경으로 관찰하였을 때 C. albicans 사이 사이에 세균이 끼어있는 형태를 보이고 두께가 얇으며 밀집도가 낮고 현저히 균사체가 감소되었다. C. albicans와 다른 세균을 함께 24시간 배양한 경우 SAP5, ALS3, ECE1, HWP1 발현이 감소하였다.결론적으로 세균은 C. albicans의 바이오필름 형성을 저해하며 이 기전은 세균이 C. albicans의 균사체 형성에 관계하는 유전자 발현을 억제하며, 세균체가 C. albicans의 바이오필름 발달 과정 중 물리적으로 구조 형성을 억제하는 것으로 사료된다. 실제 임상에서 사용하는 요카테터에 같은 실험을 했을 때 plate와 동일하게 6종의 세균 모두 C. albicans 의 바이오필름 형성을 억제하였고 생균이 사균보다 억제효과가 더 큰 것으로 나타났다. 요카테터 재질 간 비교 시에는 silicone 재질이 가장 바이오필름 형성이 적었다. 따라서 감염 측면에서 보자면 다른 재질 보다 silicone 재질의 요카테터를 선택하는 것이 바람직하다고 사료된다.