Group B 연쇄상 구균의 병독성에 관한 연구 : 마우스에서 계대감염을 통한 독력 증강 현상

Abstract

[영문]

[한글]

Group B β-hemolytic streptococcus(이하 GBS)는 주로 소와 인간에게 질병을 일으키는

균주로서 정상 성인의 상기도, 비뇨 생식기 및 위장관계에 기회균주로 존재하면서 숙주

의 방어기전이 저하되었을 때 각종 질환을 일으키는 것으로 보고되어 있다. 1960년대 이

후 여러 연구자들이 GBS에 의한 신생아 감염외 증가 추세를 보고하고 있고 이와 같이 신

생아에 있어서 GBS감염이 증가하는 원인을 규면하기 위한 연구와 GBS의 독력에 대한 연구

가 활발히 진행되어 왔으나 아직도 독력에 대한 자세한 성질과 신생아에 호발하는 이유는

밝혀져 있지 않다.

따라서 본 연구에서는 carrageenan처리 마우스에 GBS의 계대 감염을 통해 GBS의 독력을

증강시켜 마우스에 대한 독력이 높은 균주를 개발하고, 마우스에 높은 독력을 보인 균주

의 전자 현미경적 성상, 성인 및 신생아 구강 상피 세포에 대한 GBS의 부착능, 또한 성인

및 신생아 과립 백혈구의 GBS에 대한 탐식능을 비교 관찰하여 GBS의 독력에 따른 감염기

전의 일부를 추구하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

1. 실험실 원형인 GBS D136C군주를 carrageenan전처치 마우스에 3회까지 계대한 후(GBS

D136C-CM^^3) 다시 균을 분리하여 정상 마우스에 9회 계대한 바(GBS D136C-CM^^3 M^^9)

그 독력을 증강시킬 수 있었으며, GBS D136C-CM^^3계대균주의 경우 빠른 치사로 인해 그

조직 병리 소견이 미미하였으나 GBS D136C-CM^^3 M^^9계대균주로 감염된 마우스에서 관찰

된 조직 병리소견은 인체 감염시와 유사한 것을 관찰하였다.

2. 실험실 원형인 GBS D136C군주와 GBS D136C-CM^^3 M^^9계대균주의 미세 구조를 투시

전자현미경에 의하여 비교 관찰한 바 GBS D136C균주는 세포벽 표면이 조밀하고 매끄러운

반면 GBS D136C-CM^^3 M^^9계대군주는 그표면이 느슨하고 불규칙적이며 비정형의 돌출물

로 둘러싸여 있어 두 균주 사이에는 세포외벽에 형태착적 차이가 있음을 관찰하였다.

3. 독력이 약한 GBS D136C-CM^^3계대균주를 사용하여 신생아 및 성인의 구강상피 세포

에 대한 GBS의 부착능을 비교 측정한 바 신생아나 성인간에 유의한 차이가 없었다.

4.마우스에 높은 독력을 지닌 GBS D136C-CM^^3 M^^9계대 균주와 독력이 약한 GBS D136C

-CM^^3계대 균주가 신생아 구강 상지 세포에 부착하는 정도를 관찰한 결과 GBS D136C-CM^

^3 M^^9계대균주가 GBS D136C-CM^^3계대 균주보다 더 높은 부착능을 가진 것을 관찰하였

다.

5. 신생아 및 성인 말초혈액의 과립 백혈구의 GBS D136C CM^^3 M^^2-3계대균주에 대한

탐식능에는 차이를 관찰할 수 업었으며 이들 탐식에 신생아 및 성인 혈청이 미치는 효과

또한 유의한 차이가 없었다.

이상의 결과로 보아 carrageenan처리 마우스 및 정상 마우스에 계대 접종을 통해서 독

력을 증강시킬 수 있었으며 독력이 증가된 GBS에서는 구강 상피 세포에 대한 부착능이 증

가하며 GBS세포 외벽의 구조적 변화가 있음을 관찰할 수 있었다.

A Study on Enhancement of Virulence of Group B Streptococcus by Successive Passages

in Mouse

Kwang Ho Kim

Department of Medical Science The Graduate School, Yonsei University

(Directed by Professor Joo Deuk Kim, M.D.)

Streptococcus agatactiae, group B streptococcus by Lancefield classification on

the basis of cell wall carhorhydrate composition, is a microorganism of bovine and

human origin. Although there are biochemical and serological differences between

bovine and human strains, both are known to be causative agents of progenic

infections. In human, the group B streptococci, member of normal flora in upper

respiratory tract, gastrointestinal tract and especially in female genitourinary

tract, can cause severe progenic infections suck as pneumonia, pueperal fever,

meningiditis.

For the lasts decade, group B streptococcus sp. has emerged as an important

etiologic agent in human infection, particularly in neonatal sepsis and its related

diseases. The reasons for the rapid emergence of group B streptococcus aa one of

major causative agents of neonatal infections remain unclear. In addition, route of

infection and natures of pathogenicity and virulence of group B streptococcus are

yet obscure.

In this study, attempts to enhance the virulence of group B streptococus were

made by successive animal passages of the bacterium in mice with an aid of

immunosuppressive agent, carrageenan. And then, histopathologic studios of various

organs of mouse showing a typical GBS infection, cytology of the low-virulent and

the high-virulent strains of GBS by transmitted electronmicroscopr, degree of

adherence of such strains to buccal epithelial cells and phagocrtic ability of

human granulocrtes to such strains of GBS were made in order to understand the

nature of group B streptococcus in causing the septic infection to human.

The results of the study are summarized as follows.

1. It was possible that the virulence of laboratory prototype D136C strain of GBS

would be increased significantly by successive passages in rouse. For the first

three passages, the group of carrageenan treated morose was used for the GBS

inoculation and thereafter, group of normal mouse was used for the further

successive passages of GBS. During the first three or four passages, GBS did not

elicit noticeable histopathologic signs of GBS infection in organ of mouse, but

further passages of GBS in mouse elicited histopathologic signs similar to those

seen in GBS infection of neonates. There was also a noticeable difference in LD^^50

between the laboratory prototype D136C strain and the strain passaged in mouse, for

instance 2.4×10**7 bacterium for the prototype and 4.7×10**5 bacterium for the

strain passaged twelve times in mice.

2. Electronmicroscopy of the low-virulent prototype D137C and the highly virulent

strain passaged in mousse revealed certain difference in the structure of outer

layer of bacterial cell wall, that is, smooth and denser layer of cell wall in the

prototype strain and fluffy and loosened layer of cell wall in the highly virulent

strain of GBS.

3. There was no significant difference in the adherence of the low virulent GBS

to either neonatal or adult buccal membrane epithelial cells in vitro.

4. The highlr virulent GBS strain passaged in mousse was found to be more

adherent than the low-virulent GBS strain to neonatal buccal epithelial cells.

5. There seemed not to be meaningful difference in phagocytic activity to GBS

between neonate and adult granulocytes. And such phargocytic activities were not

affected by source of added sera, either neonatal serum or adult serum.

Therefore it ia suggested that mouse would he suitable as an experimental animal

for GBS type Ⅲ infection to atudy the nature of virulence. And the structural

changes of GBS cell wall is related to the degree of virulence to certain extent.

The colonizing capacity of GBS strain to buccal epithelial cells might be counted

as a factor for the onset of GBS infection.