- 대부분 크기가 크고, gram양성 이며, endospore를 생성하는 간균. (간혹 gram 음성의 비병원성 균도 존재)
- 일반적으로 간균끼리 연결되어 죽절상^[대나무 마디] 또는 체인 모양^[single, pair 형태로도 존재함]
- 대부분 catalase 양성이며, 호기성 또는 조건 호기성, 운동성을 지님
- B. anthracis, B. mycoides는 예외적으로 운동성을 가지지 않음
- B. anthracis : 탄저균, 치명적인 패혈증을 유발
사진 >> 균체 내에 하얗게 보이는 부분이 endospore (균체 외부에도 존재)
Bacillus vs. Clostridia
Bacillus Anthracis(탄저균)
- 제2종 가축전염병
- lecithinase acivity(유광반응: 난황배지가 유백색으로 혼탁)가 약하고 느리다.
- gamma phase에 용해된다.
- penicillin에 susceptible하다.
- 호기성 균으로, hemolysis를 일으키지 않는다.
- 운동성이 없다.^[원래 Bacillus는 운동성 있는데, B. anthracis 는 예외적으로 없다.]
발병 및 병원성
Capsule
- 매우 두꺼움
- Poly-D-Glutamic Acid로 구성됨
- 다른 세균의 capsule은 주로 polysaccharide로 구성됨
- 세균 보호
Complex Toxin (Holotoxin)
- 3개의 단백질로 구성: PA(Protective Antigen), EF(Edema Factor), LF(Lethal Factor)
- Protective Antigen(PA)
- EF나 LF 붙잡음
- Edema Toxin : PA+EF
- EF가 Calmodulin-dependent Adenylate Cyclase로 작용해서 ATP → cAMP로 변환
- cAMP가 증가하면 세포내 수분 축적, 조직 전체에 부종 유발
- Lethal Toxin : PA+LF
- Macrophage가 TNF-α & IL-1β^[둘은 전형적으로 염증을 촉진하는 cytokine]를 대량으로 생산하게끔 함
- 괴사를 유발하여 세포 죽음
- zink metalloprotease로 혈액 응고 저하를 일으킴
- complex toxin이 작용하면 혈관 내피세포에 심한 손상 → 혈액이 누출되어 부종이 촉진됨 →혈액 누출이 심해지면 동물 혈압이 급격히 감소하여 shock 발생할 수 있음
임상 증상
- 매우 급성으로 진행됨
- 소와 양 등의 반추동물에서 주로 패혈증을 유발, 폐사된 채로 발견되는 경우가 대부분
- 죽기 전의 증상(antemortem sign) : petechiae(전신출혈),
- 임신한 동물은 살아남더라도 유산, 장에서 출혈을 유발하여 dysentery(적리;출혈성 설사) 나타남
- 소의 postmortem 증상
- rapid bloating (배에 가스가 급격히 차며 빵빵해짐)
- incomplete rigor mortis (사후 강직이 없음)
- widespread ecchymotic hemorrhage (전신에 걸친 출혈)
- 검은색의 굳지 않은 피(dark unclotted blood)가 opening(눈, 코, 입, 항문 등의 천연공)에서 흘러나옴
- 부검하면 splenomegaly(비장 비대, 4-5배) 관찰
- 양의 증상
- splenomegaly와 부종이 덜하지만, 소보다 susceptibility가 높음
- 돼지 : 저항성이 비교적 높음
- 패혈증이 드물고, 간혹 유발되면 치사율이 높음
- only 돼지 : 목 부위가 많이 부음, 심하면 질식까지 유발
- lymphadenitis(림프절 비대), 장에 감염되는 경우 dysentery 발생
- 말 : 체구가 커서 증상이 더딤
- 부종과 림프절 비대
- pharynx가 부음
- spore를 섭취해서 장에 감염될 경우 colic(산통;심한 복통), enteritis, dysentery 유발
- 개 : 상대적으로 저항성이 강함, 돼지와 증상 유사
진단
- 폐사체 특징 : bloated(배가 빵빵), 빠른 부식, 사후 경직 없음, 검은색의 굳지 않은 피
- 부검이 금지되어 있음. 오염, 전염 위험성. 특히 야외에서 하면 절대 안됨. (부검 시 혈액을 통해 어마어마한 양의 세균이 흘러나옴. 탄저균이 공기 중에 노출되면 즉시 spore로 변하고, 토양 오염됨.)
- 소량의 혈액을 뽑아서 진단해야 함. 이 때도 혈액이 흘러나오지 않도록 지혈.
- 최근에는 PCR 많이 사용
- 폐사 직후 균의 80%는 혈액에, 20%는 비장에 존재함.
치료
- 고용량의 Penicillin G, Oxytetracycline에 의해 사멸됨
예방
사람의 탄저병
- 피부 상처를 통해 spore 감염
- 농양이 형성되고, 심한 괴사가 진행됨
- 조기에 치료하지 않으면 괴사 부위가 점점 커지다가 패혈증으로 사망