자유생활아메바의 isoenzyme양상과 병원성과의 상관성에 관한 연구

Abstract

[영문]

[한글]

자유생활아메바인 Acanthamoeba species와 Naegleria species의 일부는 인체에 침범하

여 치명적인 원발성 아메바성 뇌수막염(primary amoebic meningoencephalitis)을 유발하

는 것으로 국내에서도 감염예가 보고된 바 있다(Ringsted et at., 1976).

자연계에 분포하는 이들 자유생활아메바의 병원성은 아메바의 주(株, strain), 배양조

건, 숙주의 연령이나 면역 방어능력에 따라 다르다. 병원성의 감별은 동물실험 (Culberts

on et al.,1959: Cursons et al., 1977)외에도 형태학적 소견(Singh and Das, 1970), 면

역학적 반응(Culbertson et al., 1966: Willaert, 1976; Stevens et al., 1977)등이 이용

되어 왔으며, 한등(1982)은 isoenzyme의 전기영동주행양상에 의한 병원성 감별을 시도한

바 있다.

본 연구에서는 국내에서 분리배양한 자유생활아메바 Acanthamoeba species 9주(YM 2,3,

4 FA 1∼6) 및 Naegleria species 5주(FN 1∼5). 그리고 인체 부검 예에서 분리한 A. cul

bertsoni와 N. fowleri 및 이질아메바(HK-9주)를 대상으로 starch-gel전기영동을 시행하

고 glucose phosphate isormerase(E.C. 5.3.1.9. GPI), L-malate: NADP**+oxidoreductase

(malic enzyme, E.C.1.1.1.40. ME), phosphoglucomutase(E.C.2.7.5.1. PGM) 및 hexokinas

e (E.C.2.7.1.2. HK)의 4가지 isoenzyme의 주행양상을 관찰하고 마우스에 대한 병원성과

관련하여 비교관찰한 바 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. GPI의 주행양상

병원성이 확인된 A. culbertsoni, N. fowleri 및 이질아메바(HK-9주)에서는 주행양상이

느린 α 또는 이보다 좀 빠른 β의 하나 또는 두개의 발색대가 관찰되었고 YM2, YM3, YM

4 및 FN 1, FN2, FN3 및 FN 5에서는 α 또는 β의 발색대가 관찰되었으며, 특히 FN 5의

주행양상은 A. cutbertsoni나 N. fowlers의 주행양상과 같았다. 그러나 FAI∼6 및 FN 4의

주행-은 발라 다른 아메바의 주행양상과 쉽게 구별되었다.

2. PGM의 주행양상

병원성인 A. culbertsoni, N. fowlers 및 이질아메바의 주행양상은 같았으며 FN 5와 FN

2역시 이들과 같았다. 다른 아메바들의 주행은 없거나(YM 2, YM 3 및 YM 4) 또는 아주

빠르거나 느려서 이들과 쉽게 구별되었다.

3. ME의 주행양상

모두 하나의 발색대가 관찰되었으나 병원성 유무와 상관없이 다소 다른 주행양상을 보

였다.

4. HK의 주행양상

이질아메바에서만 빠르고 느린 두개의 발색대가 관찰되었을 뿐 다른 아메바에서는 모두

하나의 발색대가 관찰되었으며 이질아메바의 느린 발색대와 비슷한 양상을 보였다. 그러

나 FN 2는아주 느린 발색대가 관찰되었다.

5. 마우스(ICR주)에 대한 병원성

자유생활아메바의 비강내 접종후 뇌수막염 발병으로 인한 치사율은 Acanthamoeba spec

ies인 YM 4가 60%이었고, A. culbertsoni, 100%, N. fowleri, 60%, FN 216.7%, FN 5 10%

이었다.

이상의 결과로 보아 자유생활아메바의 HK의 주행양상으로 이질아메바와 감별할 수 있으

며 자유생활아메바의 병원성은 GPI의 α 또는 β 발색대로 구별될 수 있고 특히 PGM의 주

행양상으로 병원성 Naegleria species의 감별이 가능할 것으로 생각된다.

Correlation of Isoenzyme Patterns and the Pathogenicity of Free-living Amoebae

Collected in Korea

Young-Joong Kim

Department of Medical Science The Graduate School, Yonsei University

(Directed by Professor Chin-Thack Soh, M.D.)

Some free-living amoebae, Naegleria species and Acanthamoeba species, have teen

known as the causative agents of human primary amoebic meningoencephalitis since

the first case descriptions by Fowler and Carter in 1965.

For identification of the pathogenicity of the free-living amoebae experimental

animal infection (Culbertson et al., 1959; Cursons et al., 1977), morphological

identification (Singh and Das, 1970), imimmunotaxonomical approaches (Culbertson et

al., 1966; Willert, 1976: Stevens et al., 1977) and studies on the electrophoretic

pattern of isoenzyme (Han et al., 1982) have teen tried. The present study

attempted to assess the correlatoin between the isoenzyme patterns of the amoebae

and their pathogenicity.

The starch-gel electrophoresis zymodeme patterns of 4 isoenzymes, namly glucose

phosphate isomerase (E.C. 5.3.1.9. GPI), phosphoglucomutase (E.C. 2.7.5.1. PGM),

malic enzyme (E.C. 1.1.1.40. ME) and hexokinase (E.C. 2.7.1.2. HK) were examined

and analysed in order to elucidate the pathogenicity of free-living amoebae

collected from rice paddy, river, waste sewage, pond, swimming pool and air. The

known pathogenic A. culbertsoni, N.fowlers and Entamoeba histolytica (HK-9 strain)

were also assayed as references. Each free-living amoeba was experimentally

inoculated into mice.

The results obtained are as fellows:

1. Slow α and β bands were observed as GPI patterns in the YM-2, YM-3, YM-4 and

newly isolated FN-1, FN-2, FN-3 and FN-5, which coincided with the known pathogenic

reference strains : A. culbertsoni, N. fowleri, and E. histolytica.

2. The identical patterns of PGM in FN-2 and FN-5 may help to distinguish the

patio-genic Naegieria species from the nonpathogenic species.

3. A common band of ME was observed in all the amoebae tested.

4. HK patterns were observed as a single band in all free-living amoebae.

5. Mortalities of mice inoculated with free-living amoebae were 16.7% in FN-2 and

10% in FN-5 respectively. The pathological findings included severe edema and

congestion of brain observed macroscopically. Acute inflammatory cell infiltrations

were noticed surrounding infecting amoebae in the brain parenchyma.

The results obtained in this study suggest that GPI and PGM patterns in

starch-gel electrophoresis may contribute to distinguish pathogenic free-living

amoebae from non-pathogenic ones.