Parasitic Realm of Red Queen; byontae

무화과와 기생충

2009-07-22T09:53:00.000+09:00

성경에 나온 무화과 나무의 저주 때문에도 유명해진 무화과(fig, Ficus)는 이름에서도 말하고 있다시피 꽃이없다는 오해를 사고 있는 나무다. 사실 무화과에도 꽃이 있고, 이 꽃은 우리가 먹는 무화과 열매 안에 있는 독특한 형태를 지니고있다. 즉 꽃도 없이 열매를 맺는다는 오해는 잘못된 것이다. 여튼 이러한 독특한 구조 덕택에 무화과는 다른 일반적인 수분법과는상당히 다른 과정을 거치게 되는데 여기에 무화과와 공생관계에 있는 말벌(wasp)이 중요한 역할을 수행한다. 일반적으로 다른식물들이 하는 것 처럼 바람을 이용해 꽃가루를 날려보내거나 꿀을 먹기 위해 오는 곤충들을 통해 수분을 시키는 것은 꽃이 열매안에 있기 때문에 힘들기 때문이다. 이 복잡한 공생관계는 이 공생 말벌에 기생하는 또 다른 기생말벌에 의해 영향을 받는 복잡한균형을 형성하고 있다. 그렇다면 일단 무화과가 어떻게 번식하는지 부터 알아보도록 하자.

-각각의 말벌 종들은 특화된 무화과 종의 열매에 들어가기 위해 개성있는 머리 모양을 지니고 있다.

무화과는 꽃을 피울 시기가 되면 그림 맨 오른쪽에 보이듯 작은 열매를 형성한다. 이 열매의 꼭지에는 작은 구멍이 있어 공생관계에있는 말벌이 들어올 수 있도록 되어있다. 또 이 구멍은 각 무화과종에 따라 달라 특정한 머리 모양을 가진 말벌만이 드나들 수있도록 특화되어 있는 것이 특징이다. 이렇게 한 종의 말벌이 한 종의 무화과와 특화되어 말벌이 엉뚱한 다른 종의 무화과에 들어가꽃가루를 낭비시키지 않도록 하는 안전장치를 만들어 놓는 것이다. 여튼 다른 무화과 나무 열매에서 태어나 그 나무의 꽃가루를 잔뜩뭍힌 말벌 암컷이 익지 않은 무화과 열매 안으로 들어와 무화과 열매를 수정시키고 자신도 그 꽃 안에서 알을 낳는다. 이렇게 낳은알은 내부에서 혹을 형성하여 자라게 되고, 동시에 열매 안에 있는 꽃들도 수분이 되어 점차 열매가 익어가기 시작한다. 이렇게 약한달 정도의 시간이 흐르면 이들 중 날개 없는 수컷이 먼저 성장해 긴 수정관을 이용해 아직 고치 속에 있는 암컷 말벌들을수정시킨다. 이렇게 수정된 암컷들은 약 하루 이틀 뒤 고치를 깨고 나오게 된다. 이렇게 암컷이 태어날때가 되면 무화과 열매안에서는 이미 수정되어 씨앗을 생성하기 시작한 꽃들과 말벌이 알을 낳지 않은 나머지 꽃들이 수꽃이 되어 꽃가루를 만든다. 즉말벌 암컷이 열매를 떠날 시기가 되면 무화과도 꽃가루를 생성하여 다른 무화과 열매를 수정시켜 번식할 준비를 하는 것이다. 그림맨 오른쪽에 보이듯 작은 구멍을 뚫고 무화과를 빠져나간 암컷들은 자신이 태어난 무화과 열매의 꽃가루를 뒤집어 쓴 채 다른 무화과열매를 수정시키는 것이다.

이렇게 복잡한 생활사를 거쳐 수정되는 무화과와 말벌의 공생관계는 얼핏 유지되기 쉽지 않을 것 처럼 보인다. 말벌이 길고 단단한산란관을 진화시켜 무화과 외부에서 산란관만 밀어넣고 알만 낳은 채 도망가 버리면 그만이기 때문이다. 이 경우 무화과는 말벌 좋은일만 시켜주고 자신은 아무 이득도 챙기지 못하게 되는 것이다. 실제로 일부 말벌들은 이렇게 열매 안으로 완전히 들어가지 않고알만 입구 근처에 있는 꽃들에만 알을 살짝 낳는 행동을 하는 것이 관찰되었다. 이런 일들이 빈번하게 일어난다면 무화과에게 이런생활 주기를 고집할 이유가 사라지게 되고, 결국 공생관계는 무너지고 말것이다. 하지만 여기서 기생충이 공생관계를 유지하는데중요한 역할을 한다. 이렇게 무화과와 공생하는 말벌들에 기생하는 다른 기생말벌들이 있다. 이 기생말벌들은 말벌들이 들어갈 수있는 무화과의 관 입구에 머리모양이 맞지 않아 들어갈수는 없지만, 긴 산란관을 이용해 입구 근처에 산란해 놓은 다른 말벌의알들에 자신의 알을 낳아 기생시킨다. 때문에 무화과 외부에서 산란하는 말벌들의 알은 그만큼 기생말벌의 위협에 자주 노출되게되고, 되도록이면 기생말벌이 칩입할 수 없는 무화과 깊숙한 곳에서 산란하는 행동양식이 더 선호되기 된다. 이처럼 기생충은공생관계를 유지시키는데도 중요한 역할을 수행하고 있는 것이다.

+)그런데 만약에 식용으로 사용되는 무화과도 이런 식으로 수분이 이루어진다면 안에 말벌 유충의 시체나 탈피한 허물, 알껍질 등으로 꽉 차 있을텐데 과연 우리가 먹는 것은?!

Reference:
1.Dunn DW, Segar ST, Ridley J, Chan R, Crozier RH, Yu DW, Cook JM. A rolefor parasites in stabilising the fig-pollinator mutualism. PLoS Biol.2008 Mar 11;6(3):e59
2. JM Cook, JY Rasplus Mutualists withattitude: coevolving fig wasps and figs. TRENDS in Ecology andEvolution Vol.18 No.5 May 2003

세상에는 얼마나 많은 기생충이 있을까.

2009-07-14T15:21:00.000+09:00

기생충 글을 올리면서 여러번 받은 질문은 '대체 세상에는 얼마나 많은 기생충이 있을까?'라는 질문이었다. 린네가 무려 300여년전 현대적인 의미의 분류학을 제창하면서(1) 지금까지 세상에는 얼마나 많은 종이 있을까라는 질문에 답하기 위해 많은 생물학자들이힘을 합쳤지만, 아직도 우리가 얼마나 다양한 생물종과 함께 살아가는지 제대로된 예측조차 하지 못하는 상황이다. 그나마 우리주변에서 흔히 볼 수 있는 온대 지방의 포유동물이나 조류가 가장 잘 보고되어 있는 편이고, 열대 지방의 파충류, 절지동물류,단세포 진핵생물들, 박테리아, 아키아, 바이러스 등으로 내려가면 그야말로 이건 총체적 난국이다. 그나마 지난 20여년간 생물종의다양성을 파악하기 위한 다양한 노력이 이루어지기는 했지만, 여전히 열대지방 박물관에서 이쪽 분야 분류학에 종사하고 있는 사람들의숫자는 250년 전 린네가 분류학을 제창했을때 유럽의 분류학자 숫자와 엇비슷할 정도로 열악한 수준이다. 열대지방의 생물종이온대지방보다 훨씬 다양하다는 것을 고려해 보면, 이러한 지역적, 계통적 불균형은 우리가 전체 생물종의 추정치를 내는데도 큰오차를 가져오게 된다. 게다가 현재 우리가 주로 사용하는 '종의 정의' 자체가 불완전한데서 오는 오차 역시 상당한 수준일것이다.

이러한 다양한 한계들에도 불구하고 위의 그래프는 린네 이후 시대에 따라 변화해 온 지구상에 존재하는 전체 생물종의 추정치를보여주고 있는데, 가장 최근 추정치는 약 6백만종 가량으로 수렴되고 있다. 최근 기생충이 생태계에서 차지하는 중요성이 부각되면서기생충의 분류에도 다양한 연구가 이루어 졌는데, 현존하는 생물종 중 약 40% 가량이 기생충이거나 삶의 일부를 기생형태로 지내는것으로 추정되고 있다.(2) 적지 않은 수치이다. 추정치 약 6백만종 중 현재 보고된 종이 약 140만종인데, 지금까지 보고된종 전체를 합치더라도 지구상에 존재하는 기생충 만큼도 되지 않는 것이다.
그렇다면 하나의 종은 몇개의 기생충을 가지고있을까? 사실 각 종의 크기나 생태, 방어능력과 생존환경에 따라 기생충의 부담이 다르기 때문에 일반적인 통계를 내기는 힘들다.하지만 기생충과의 관계가 제일 잘 연구되어 있는 포유동물과 조류의 예를 보자면, 포유동물의 경우에는 한 종에 평균 약 두종의촌충, 두종의 흡충, 네종의 선충, 한종의 구두충(acanthocephalan)이 기생하며, 조류의 경우에는 한 종에 평균 약세종의 촌충, 두종의 흡충, 세종의 선충, 한종의 구두충이 기생하는 것으로 알려져 있다.(3,4) 이것은 해부학적으로 쉽게관찰할 수 있는 다세포 기생충만을 헤아린 것이고 혈액에 기생하는 단세포 기생충이나 바이러스, 박테리아등을 합치면 훨씬 더 많은수가 될 것이다. 선충류(helminths)는 그나마 숙주에서 분리와 관찰이 쉽고 오래 연구되어온 기생충이라 잘 알려진 것이라이만큼 알려져 있는데, 약 4만5천여 종의 척추동물에 기생하는 선충들이 7만5천종 이상이며, 지구상에 약 30여만종의 기생형선충들이 살아가고 있는 것으로 추정되고 있다.(5) 최근에는 'cryptic-species', 즉 외형적으로는 구분하기 어렵지만유전적으로는 전혀 다른 종이 기존에 우리가 알던것 보다 훨씬 다양하다는 것이 알려지면서, 기존에 단지 외형적으로 구분하던 한종의 선충이 실제로는 아홉종이 넘는 종으로 이루어져 있다는 것이 알려지는 등 기생형 선충의 다양성이 새로이 부각되고 있다.선충의 이러한 다양성은 어떻게 생각하자면 우리가 가장 넓은 다양성을 가지고 있다고 생각해왔던 곤충의 그것을 뛰어넘는 수준이 될수도 있는 것이다.

그렇다면 얼마나 다양한 기생충이 우리와 함께 살아가고 있는지 아는 것이 왜 중요할까. 앞서이야기 했다시피 기생충은 지구에 분포하는 다양한 생물종의 상당부분을 차지하고 있으며, 생태계를 유지하고 순환시키며 진화의원동력이 되는 중요한 부분이다. 이러한 다양성을 이해하고 인정하지 않고서는 사실상 생태계를 이해하고 보호한다는 것이 사실상불가능한 이야기가 되는 것이다. 현재 생물관리의 중요성과 절박성이 커지고 있는 가운데 단순히 생물종을 보호하는 것에서 벗어나생태계를 자체 유지 가능한 형태로 관리하는 것을 궁극적인 '생태계 보호'의 모토로 삼는 현재의 정책에서는 이러한 기생충의 역할은더더욱 중요해진다. 더욱이 생물 한종에만 하더라도 벌써 몇 종의 선충, 흡충, 촌충, 구두충 등이 기생하여 살아간다고 언급했다.일부 기생충은 여러 종의 숙주를 가질 수도 있겠지만, 여러 기생충들은 단 한 종의 숙주에만 특화되어 살아간다. 만약 이 숙주가급속히 멸종한다면? 숙주가 사라진 기생충은 자연히 사멸하고 말것이다. 이렇게 된다면 다만 그 숙주와 기생충 만이 사라지는 것이아니라, 이 기생충의 중간 숙주 역할을 하던 다양한 생물종들도 큰 영향을 받게 될 것이다.

이생태계의 그물은 기생충의 중요성을 단적으로 보여준다. 노란색은 기생충 종이며 빨간색은 자유 생활 종인데, 생태계의 먹이 그물에서약 75% 가량이 직간접적로 기생충과 관련이 있다고 한다.(6) 또한 생태계는 우리의 생각들처럼 생산자가 일차 소비자에게먹히고, 일차 소비자가 이차소비자에게 먹히며 단계가 올라갈수록 수가 줄어드는 단순한 피라미드 형태가 아니라, 기생충을 고려한상태에서는 기생충이 생태계의 각 단계를 여러 숙주들을 통해 옮겨 다니며 계층 간격을 없애고 숫자 역시 자신의 피식자들을 뛰어넘는정 반대의 모형을 보여준다. 또한 기생에 실패한 상당수의 기생충들은 자신이 기생하는 숙주의 면역계의 파괴되어 그들의 먹이가되기도 하는 정 반대의 역할을 수행하기도 하기 때문에, 기존의 단순한 계층적 시스템으로 생태계를 이해하려는 시도는 크게변화되어야 하는 것이 아니냐는 주장도 나오고 있다.
이처럼 기존에는 기생충은 일부의 생활형태라는 상식을 뛰어넘어 오히려기생형 생물들이 생태계의 절반 가까이를 차지하고 있으며, 생태계를 유지하고 그 구조를 형성하며 결속시키는데 주요한 역할을 한다는것이 점차 밝혀지고 있다. 또한 생물종의 멸종은 단순히 그 생물의 멸종만으로 끝나는 것이 아니라 그에 기생하는 수 많은기생충들을 함께 멸종시키고 있다는 것을 고려해 보자면 과연 생태계를 이해한다는 것은 쉬운 일이 아님을 새삼 깨닫게 된다.

Reference:
1. Linnaeus C (1735) Systema Naturae: Sive Regna Tria Naturae Systematice Proposita per Classes, Ordines, Genera, and Species
2.Rohde K (1982) in Ecology of Marine Parasites, Australian EcologySeries, ed Heatwole H (Univ of Queensland Press, St Lucia, QLD,Australia), p 245.
3. Poulin R, Morand S (2004) in Parasite Biodiversity (Smithsonian, Washington, DC), p 216.
4. Poulin R, Morand S (2000) The diversity of parasites. Q Rev Biol 75:277–293.
5.Brooks DR, Hoberg EP (2000) Triage for the biosphere: The need andrationale for taxonomic inventories and phylogenetic studies ofparasites. Comp Parasitol 67:1–25.
6. Lafferty, KD et al. (2008) Parasites in food webs: The ultimate missing links. Ecol Lett II:533–546.

교과서 오류 시리즈: 상리공생과 악어새

2009-07-13T21:07:00.000+09:00

공생 관계에 있는 각각의 동물들이 모두 이익을 얻는다는 상리 공생의 가장 대표적인 예로 악어와 악어새의 공생을 꼽는 경우가 많다.하지만 과연 그럴까? 악어와 악어새의 관계는 아마 역사상 가장 오래된 상식 속 생물학 오류 중 하나로 꼽을 수 있을 것이다.악어와 악어새의 관계는 그리스 역사가인 헤로도토스(기원전 484?~기원전 425?) 시대까지 거슬러 올라간다. 당시 기록을 보면악어새가 악어의 입을 들락거리며 악어의 이빨에 끼인 여러가지 찌거기들을 청소해준다는 이야기가 나온다. 악어는 악어새가 이빨을청소해 주어서 좋고, 악어새는 악어 입 주변에서 안전하게 지낼 수 있으므로 서로 이익을 얻는다는 것인데, 사실 지금까지 악어와악어새가 이러한 관계를 맺고 있다는 것이 한번도 과학적으로 입증되거나 확실히 목격되어 정식 기록으로 남겨진 바가 없다. 즉기원전 400년대에 만들어진 이야기가 지금까지 상리공생의 대표적인 예로 손꼽히고 있는 것이다. 무려 2500년이나 묵은오류인것이다. 사실 상식적으로 생각해보면, 코모도드래곤 부터 개까지 입 안에 병독성 강한 박테리아를 주렁주렁 달고도 멀쩡히 잘살아가고 오히려 그것을 사냥에 이용하기까지 하는데다 다른 이빨있는 동물들은 저런 '치과의사'없이도 잘만 살아가는데 악어라고 해서달리 저런 공생관계가 필요할까 하는 생각이 든다. 또한 턱을 주로 사용하여 사냥을 하는 악어의 경우 이빨과 턱이 특히 중요하기때문에 이러한 공생관계가 필요한 것이 아닐까 가정해 보더라도, 오히려 악어의 경우 이렇게 이빨의 중요성 때문에 평생 50회 이상3000개 이상의 이빨을 교환하므로 딱히 치과의사가 필요할것 같지는 않다.

사실 공생 관계에서 상리 공생관계인지, 편리 공생 관계인지, 아니면 기생 관계인지를 명확히 규명하는 것은 대단히 힘들다. 각각의 생물이 살아가는데는 수많은변수가 존재하고, 서로 밀접하게 관계하는 두 생물 사이에 모든 관계를 정량적으로 측정해서 어느쪽이 이득을 얻고 어느쪽이 잃는것이 많은지를 알아내는것은 사실상 불가능 하다고 보는것이 옳겠다. 또한 이러한 공생관계는 외부적 압력을 통해 안정되는 경우가많기 때문에, 외부적 압력이 사라지면 서로의 이익을 향해 나아가면서 공생관계가 무너지는 경우도 왕왕 있다. 몇몇 예를 보도록하자. 고래의 몸에 붙어 이동성을 얻는 따개비는 편리 공생의 예 중 하나이다. 고래에게 따개비는 해를 입히지 않지만, 따개비는고래를 통해 먼거리를 손쉽게 이동할 수 있기 때문이다. 그러나 곰곰히 들여다보면 과연 따개비가 고래에게 아무런 해도 입히지않을까 하는 의문이 든다. 따개비는 선박에서도 큰 골칫거리다. 배의 아래에 달라붙어서 마찰을 높이기 떄문에 연료 소모를 늘리고배의 속도를 늦추기 때문이다. 그래서 많은 선박들은 따개비가 붙을 수 없는 페인트를 바르는 등 여러가지 조치를 취하고 있다.고래라고 다를리 없다. 고래의 몸체에 붙은 따개비는 필연적으로 물과의 마찰을 높이게 될것이고, 장기적으로 고래의 에너지 소모를높이고 포식자에게 쫓기는 과정에서 부정적인 효과를 나타낼 수도 있는 것이다. 그렇다면 과연 따개비와 고래의 관계는 기생관계로보아야 할까 아니면 편리 공생의 관계로 보아야 할까.

아프리카 사하라에 서식하는 코뿔소와찌르레기(red-billed oxpeckers) 역시 대표적인 공생관계의 예로 꼽힌다. 하지만 정말 그럴까? 찌르레기는 코뿔소를비롯한 아프리카에 서식하는 다양한 포유동물에 서식하는 진드기를 잡아먹어 외부 기생충 감염을 줄여주고, 자신은 비교적 덩치가 큰동물에 자리 잡아 포식자를 피할 수 있는 공생관계의 대표적인 예로 많이 소개되어왔다. 하지만 최근 한 연구에 따르면 사실 일견공생관계처럼 보이는 찌르레기와 코뿔소의 관계는 사실 찌르레기가 코뿔소에 기생하고 있는것에 가까운것이 아니냐는 견해를 보여주고있다. 이 연구에서는 오랜기간에 걸쳐 찌르레기의 식습관을 관찰했는데, 찌르레기가 가장 선호하는 음식은 피이며, 다른외부기생충들을 잡아먹는 시간은 동물의 상처를 헤집에 피를 먹는 시간에 비하면 현저하게 떨어지는것이 관찰되었다. 외부 기생충을먹는것 역시 외부 기생충 안에 풍부한 혈액을 먹기 위한것이 아닐까 의심되었다. 또한 외부기생충을 잡아먹고, 그 기생충들이만들어놓은 상처를 다시 헤집어 피를 마시면서 그 상처에 다시 외부기생충이 꼬이는 악순환을 반복시켜 자신의 먹을거리가 항상유지되도록 만든다는것 역시 발견되었다. 물론 외부기생충이 옮길수 있는 각종 질병을 생각해본다면 다소 이익이 될 수도 있지만,기존에 우리가 믿어왔던것 처럼 서로가 공생하는 관계라고 보기는 힘들지 않을까.

이처럼 우리가 알지 못하는 이면에서로의 이익을 추구하는 과정이 숨어있는 경우도 있지만, 외부적 압력 때문에 어쩔 수 없이 공존의 길을 선택하는 경우도 있다.아프리카 사바나에 서식하는 개미와 아카시아 나무는 서로 상리 공생관계를 형성하고 있다. 아카시아 나무는 일부로 가지 속을 비우고수액을 흘려 개미들이 살곳과 먹을것을 제공해주고, 개미는 이 나무 근처에 다가오는 모든 생물을 공격해 나무를 초식동물들로부터안전하게 보호한다. 일견 아름다운 공생관계처럼 보인다. 하지만 공공의 적이 사라지게 된다면 어떻게 될까. 1990년대 이후밀렵과 서식지 파괴로 아프리카 지역에서 대형 초식동물은 자취를 감추기 시작했다. 개미와 아카시아의 관계가 극적으로 틀어지기시작한것도 이 무렵이다. 아카시아 나무가 위협을 느낄만한 거대 초식동물들이 적어지자, 아카시아 나무는 개미에게 자신의 수액과공간을 할애할 필요가 없어졌다. 따라서 잠차 나무들은 개미가 살 수 있는 속이 빈 가지를 만드는 것을 그만두기 시작했고,개미들을 위한 수액 공급도 줄이기 시작했다. 개미라고 가만히 있을리 없다. 개미들은 아카시아 나무를 공격하여 속을 파내고 수액을파먹기 시작했다. 이처럼 공공의 적이 사라지자, 이로인해 유지되던 공생관계도 무너져 버리게 된것이다.

반면이제까지는 기생관계로 생각했지만, 사실은 숙주에게 이익을 주고 있는 관계도 밝혀지고 있다. 북아메리카에서 발견되는 일부 진딧물들안에는 몇몇 종의 박테리아들이 공생하고 있다. 일부는 진딧물에게 필수 아미노산을 제공해 주는 등 이익을 주지만, 일부 박테리아는그저 먹이만 축내고 있거나 20도 이하에서는 진딧물이 제대로 성장하지 못하도록 방해하는 등 해를 입히는 존재로 생각되었다.하지만 최근 연구에 따르면 진딧물의 천적 중의 하나인 기생말벌이 진딧물 안에 알을 낳았을 때 이러한 박테리아들이 기생말벌의 알을공격해 진딧물을 보호해 준다는 것이 밝혀지기도 했다. 그러므로 진딧물은 여러가지 불리함을 감수하고서라도 이러한 박테리아와 함께살아가는 것이다. 이처럼 기존에 단순한 편리, 상리 공생 관계로 설명하기에는 보다 복잡한 이면이 숨겨져 있음이 차츰 드러나고있다. 아직 이러한 공생관계나 기생관계의 이면에 숨겨진 진실을 밝혀내는 연구는 이제 막 시작이므로 다 많은 기존의 상식들이무너지고 또 새로이 정립되리라 생각된다.

진드기 조심

2009-07-13T20:33:00.000+09:00

이번달 EID에 한국 내 쯔쯔가무시증(Scrub typhus) 급증에 관한 이야기가 실렸다. 2009 한국에서 조심해야할 기생충에서 잠시 언급한 적이 있지만, 근래들어 주5일제 도입, 1박2일의 영향(!!!??), 레져활동에 대한 관심이 늘어난 탓으로진드기(tick)이나 응애(mite)에 의해 직접적인 피해를 입거나 이들이 전염시키는 질병에 감염되는 예가 늘고 있다.쯔쯔가무시증은 Orientia tsutsugamushi에 의해 일어나는 감염성 질환으로 고열과 두통, 발진,기침, 근육통 등이 일어나는 것이 특징이다. 지나치게 놀고 와서 앓는 몸살이라고 가볍게 생각할 것이 아니라 증상이 지속되면병원에 가보는 것이 좋다. 최근에는 항생제가 좋아져서 적절한 치료가 이루어질 경우 치사율이 2%도 되지 않지만, 치료하지 않고놔둘 경우 폐렴이나 뇌염, 심근염 등으로 인해 치사율이 40%까지 올라갈 수 있다.

한국에서 쯔쯔가무시증은 Leptotrombidium에속하는 응애에 의해 전염된다. 크기가 대단히 작기 때문에 진드기처럼 응애를 육안으로 식별해서 물렸는지 물리지 않았는지를 판단하기쉽지 않다. 또 개개인의 차이가 있기는 해도 물리면 발진이 일어나는데, 흔히 사람들이 풀독이 올랐다 혹은 옻독이 올랐다 정도로잘못 판단하는 경우가 많기 때문에 일단 몸에 정체불명의 발진이 일어난 다면 병원으로 고고씽. 일단 수풀이 우거진 야외활동을 하고나서 발진이 나고 간지럽고 몸살기운이 생긴다면 일단 집에서 연고 바르고 누워 쉴 것이 아니라 그냥 병원을 가는 것이 옳다.

쯔쯔가무시증은 한국, 일본, 중국, 대만 등 거의 동북아시아 지역에 집중적으로 나타나고, 한국에서는 7-8월경 부터 감염자가나타나기 시작해 90% 이상의 감염례가 9-10월 사이에 집중되어 있다. 한국에서는 2001-2006년 사이 총 23929건의쯔쯔가무시증 감염이 보고되었는데 2001년도에는 약 1500건 가량 보고되었던 것이 2006년에 들어서는 6000여건 정도로늘어 약 4배 가량 증가했을 정도로 최근들어 쯔쯔가무시 감염례가 급증하고 있다. 그럼에도 불구하고 사람들이 쯔쯔가무시증은시골이나 휴전선 근처에서나 간간히 발생하는 드문 질환으로 알고 있고, 쯔쯔가무시증이 쥐에 의해 전염되는 줄 알고 있는 사람도많기 때문에 조심할 필요가 있겠다. 일단 야외활동을 할 때는 옷에 DEET를 충분히 뿌리고 긴팔, 긴바지를 입고 살이 드러나지않도록 하고 가는 것이 쯔쯔가무시병을 예방할 수 있는 가장 좋은 방법.

Reference:
1. S.-S. Kwean et al. Rapid Increase of Scrub Typhus, South Korea, 2001–2006. EID, Volume 15, Number 7–July 2009

집은 적당히 더러운게 목숨에 좋다

2009-07-13T00:55:00.000+09:00

일부 무리지어 사는 진딧물들을 보면 자신들의 허물을 무리 안에 그대로 두는 모습을 볼 수 있다. 이러한 허물은 생활 공간을 차지할뿐만 아니라 오히려 기생말벌이 진딧물 무리를 찾아내는 지표 역할도 하는데 왜 이런 허물을 그대로 놔두는 것일까. 어머니가 자기머문 자리는 항상 깔끔히 정리해 두라는 말씀을 귓등으로 흘려 들은걸까? 이것은 진딧물의 허물이 기생말벌의 지표가 된다는 것과관련이 있다. 잘 벗어놓은 허물과 이렇게 허물을 정리하지 않은 집은 진딧물의 목숨을 구하기도 하기 때문이다.
기생말벌이진딧물 무리를 공중에서 확인하고 알을 낳으러 내려오는 과정에서는 진딧물과 허물을 제대로 구분하지 못한다. 따라서 진딧물 대신에빈 허물을 움켜잡는 경우가 종종 있다. 즉 허물은 일종의 디코이로 작용하여 기생말벌이 무리 내에서 적당한 진딧물을 찾지 못하고시간을 허비하게 하는 역할을 수행하는 것이다. 진딧물이 무리지어 살아가는 것은 희석효과(dilution effect)를 위한것도 크다. 이렇게 다량의 개체가 무리지어 있다보면 무리 내에서 음식이나 공간을 위한 경쟁이 일어나지만, 반면 각각의 개체가포식자나 기생충을 만날 확률이 줄어들기 때문에 전반적으로 경쟁력이 상승하게 되는 것이다. 물론 이것은 개체로 있을때나 무리로있을 때나 포식자가 개체를 찾아내는 확률이 별 다른 차이가 없을때, 그리고 포식자나 기생충이 숙주나 먹이가 무리로 있다고 해서특별히 더 많이 잡아먹거나 공격도가 상승하지 않는 다는 전제에서 이루어진다. 지금까지는 대부분 포식자나 무리내의 개체간의관계만을 보았을 뿐이지만, 최근에는 무리 내에 다른 환경적 조건을을 통한 디코이 효과(decoy effect)도 이러한 무리형성과 발전에 중요한 요소로 작용한다고 보고 있다. 진딧물의 허물이 좋은 예다. 기생말벌은 진딧물 무리에 도착하면 진딧물을더듬이로 더듬어 살은 통통한지, 알을 낳아 애벌레들이 걱정없이 자라날 수 있도록 크기는 충분한지 등을 확인한다. 만약 마음에드는 진딧물이 없으면 새로운 진딧물 무리를 찾아 떠나는데, 만약 기생말벌이 허물을 더듬이로 더듬어 보면 뭔가 이상하다는 것을느끼고는 무리를 떠나버리기도 하기 때문이다. 따라서 무리 내에 허물을 남겨두고 우연히 기생말벌이 이 허물을 더듬어 본다면 나머지진딧물들은 일정량의 보호효과를 얻게 되는 것이다.
물론 진딧물이 이렇게 한다고 집에서 옷 허물 벗어놓고 '언젠가는 이게 내 목숨을 구할거라니까?'라고 하시면 부인이나 어머니께 매우 아프게 혼납니다.

Reference:
1.Frederic B Muratori, David D Damiens, Thierry Hance and Guy Boivin, Badhousekeeping: why do aphids leave their exuviae inside the colony?. BMCEvolutionary Biology 2008, 8:338
2. Wilkinson MHF: Decoys in Predation and Parasitism. Comments on Theoretical Biology 2003, 8:321-338.

진드기 잡던 이야기

2009-07-13T00:54:00.000+09:00

Commented by 아즈모 at 2009/06/24 21:06

어떻게 진행될지는 잘 모르겠지만 진드기 잡으러도 다닐거 같네요.
그런데 진드기는 어떻게 채집하지;

아즈모님의 말씀 때문에 문득 생각난 진드기 잡던 이야기. 한국에서는 야생에서 진드기 집단을 먹여살릴만한 야생동물이 별로 없는탓인지 진드기 피해가 적은 편이지만, 미국이나 유럽에서는 진드기에 물리거나 그로 인해 라임병, 발열성 질환 등 다양한 질병에감염 될 수 있기 때문에 진드기 분류와 샘플링을 꽤 중요하게 가르치는 편이다. 진드기를 잡는데는 여러가지 방법이 있겠지만, 가장간단하고 별 장비 없이 진드기를 채집할 수 있는 방법은 넓다란 천을 이용한 flagging이나 dragging이다.

약1x1 혹은 1.5x1.5정도 되는 천을 막대에 고정해 바닥에 끄는 것을 dragging(윗쪽 그림)이라 하고 막대에 묶어 덤불안을 휘젓는 것을 flagging이라 한다. 이렇게 천을 나무나 풀에 대고 쓸거나 흔들면 이것이 진드기에게는 진동에 의해 마치지나가는 숙주처럼 느껴지기 때문에 곧잘 이 위로 뛰어 든다. Dragging의 경우에는 약간 긴 풀숲 같은 지역이나 넓은지역에서 채집해야 할때 사용하기 좋다. Flagging의 경우에는 관목숲 처럼 바닥에 천을 대고 끌기 어려운 상황에서 사용하는것이 좋다. 천은 적어도 약 30초-1분가량 풀숲에 닿아있어야 충분히 진드기가 달라붙을 시간을 줄 수 있고, 또 너무 오래 놔둘경우 진드기가 다시 떨어져 나가는 경우가 있으므로 너무 오래 닿아있는 것도 좋지는 않다. 천은 여러가지를 사용해 보았지만 합성섬유보다는 일반 면을 사용하는것이 가장 좋았고 목욕 타월 처럼 너무 두꺼운 경우에는 진드기를 제거하기 어렵거나 잘 달라붙지않았다. 흰 천을 사용하는 이유는 진드기가 딱히 선호해서라기 보다는 다른 색 천을 사용할 경우 달라붙은 진드기를 찾기가 힘든경우가 많아서다(...)

-제가 싼 똥은 아닙니다(....?!)

이렇게 수풀과 접촉한 천은 뒤집어놓고 진드기가 달라붙었나 꼼꼼히 살펴보는 것이 관건. 사실 이 부분이 제일 고생인데 매 1분마다천을 뒤집어 다른 곤충이나 잡풀들, 나뭇조각들을 일일히 제거하고 하는 일이 좀 까다롭다. 사실 지역에 따라 진드기들이 좋아하는장소가 다르기 때문에 어디가 잘 잡히는 핫스팟인지는 채집을 해 나가는 과정에서 알아내야할 부분이지만, 일반적으로는 습하고 너무그늘지지 않은 지역을 좋아하므로 약간 키 큰 수풀들이 우거지게 자라는 곳이나 양치식물 덤불 등에서 제일 잘 잡히는 것을경험했다. 혹시나 집 주변에 진드기가 사나 궁금하신 분들은 한번 시도해 보시는 것도 좋지 않을까요?

장전! 발사!

2009-07-12T11:56:00.000+09:00

앞서 이야기 한 것 처럼기생말벌의 숙주가 되는 애벌레나 진딧물들은 자신의 흔적을 감추기 위해 노력한다. 자신들의 허물이나 배설물의 흔적과 냄새는기생말벌이 숙주를 찾아내는 좋은 지표가 되기 때문이다. 따라서 일부 진딧물들은 일정량의 배설물이 쌓이면 그 자리를 떠나 다른줄기를 찾아가기도 하고, 일부 애벌레들은 나뭇잎에 갉아 먹은 흔적이 눈에 띄게 늘었을 경우 다른 잎으로 옮겨가 버리기도 한다.또 다른 애벌레들이 사용하는 방식 중 하나는 실로 나뭇잎을 엮어 집을 만들고, 자신의 몸을 그 안에 숨겨버리는 것이 있다.

-Epargyreus clarus 애벌레가 집을 만드는 모습.

이렇게 교묘한 집을 만들어 자신의 몸을 숨길 경우 기생말벌이 시각적인 지표로 이 애벌레를 찾아내기는 쉽지 않다. 하지만 우리가주로 고려하는 먹고 자는 것은 자리를 옮기거나 잎을 접어 감추거나 하더라도, 생명유지에 가장 중요한 일과 중 하나인 싸는것은?!생물의 일상을 고려할 때 주로 먹고 자는 장소만 생각하지 어떻게 싸고 어디서 싸는지는 잘 고려하지 않는다. 하지만 지난 포스팅들에서 여러번 언급한바 있지만, 얼마나 어떻게 어디에 싸는가 역시 기생충 감염이나 천적의 위험을 피하는 중요한 요소 중 하나이다.이렇게 집을 만들어 살아가는 애벌레의 경우에는 필연적으로 자신의 주위에 똥더미를 쌓아가게 마련이다. 이렇게 쌓인 똥덩이는 비단주변 사람들에게 그닥 좋지 못한 인상을 심어준다는 단점 이외에도 감염의 위험을 높이고, 이렇게 쌓인 똥이 냄새 등 후각적,화학적 지표로 활약할 수 있다는 것이다. 실제로 많은 기생말벌들이 이런 애벌레의 배설물을 후각적 지표로 사용하여 숙주를 찾는것이 관찰되기도 했다.
다른 애벌레들이야 똥이 쌓이면 이동해 버리면 그만이지만, 이렇게 집을 만들고 사는 애벌레들은그럴수가 없다. 집을 만드는 과정에서 소모되는 에너지나 시간, 노력이 상당하기 때문이다. 따라서 배설물이 쌓인다고 지속적으로이동하면서 새로운 집을 만들다보면 결국 그 많은 에너지 소모를 견디지 못하고 경쟁에서 밀리고 말것이다. 이렇게 해서 탄생한것이바로 '배설물 발사!'!!!!(1)

-발사!!!

이런 배설물 발사 행동은 주로 잎을 말아 집을 만드는 애벌레들에서 주로 발견되는 것으로 알려져 있다. 이런 애벌레들은 항문 부위에단단한 볏이 있는데, 평소에는 이것이 항문을 막고 있다 배설할 때가 되면 혈압을 올려 압력을 통해 동글동글 단단한배설물(frass)을 멀리 날려보내는 것이다. 얼마나 멀리 날려보낼 수 있는가에 대해서는 아직 약간의 논란이 있지만, 수cm에불과한 애벌레가 1.3m/s의 속도로 자신의 몸의 40배에 달하는 거리인 153cm까지 날려보낸 기록이 있다.(2) 사람으로치자면 단순히 항문의 힘으로 약 70m 거리에 자신의 똥을 날려보낸것과 비슷한 것이다(.........) 그렇다면 이런 과정은어떻게 진행 되는 것일까.

A와 B에서는 대변이 배출되기 전 anal comb(항문 볏)가 resting position(휴식상태)에 놓여져 있는 것을 볼수 있다. 이어서 대변이 배출되면서 항문 볏이 안쪽으로 접혀 들어가고(D), 이렇게 접혀들어간 항문 볏을 통해 대변이 살짝 위로들어 올려진다(E). 이어서 압력에 의해 대변이 45도 각도로 아름다운 포물선을 그리며 날아가고 나면 다시 항문 볏은 원상태로돌아온다.(3) 이렇게 나름 복잡한 과정을 거쳐 대변을 발사하여 자신의 머문 자리 조차도 아름다운 애벌레가 되는 것이다.

애벌레도 이럴진데 공중 화장실에서 대변 발사하시는 분들도 머문 자리는 좀 아름답게 해놓고 가는 매너가 필요할 듯.

Reference:
1. Wotton, R.S. & Malmqvist, B. (2001). Feces in aquatic ecosystems. Bioscience, 51, 537–544.
2.Martha R. Weiss. Good housekeeping: why do shelter-dwellingcaterpillars fling their frass? Ecology Letters, (2003) 6: 361–370
3.Caveney S, Faecal firing in a skipper caterpillar is pressure-driven. JExp Biol. 1998 Jan;201 (Pt 1):121-33.

뛰는 기생충 위에 나는 식물

2009-06-21T14:02:00.000+09:00

다른 말벌의 먹이를 낚아채는 기생말벌도 있고, 기생말벌에 기생하는 기생말벌도 있고, 하여튼 이렇게 날고 기는 놈들 머리꼭대기에서 놀고 있는 기생말벌도 다른 생물들에게 이용당하는 경우가 있다. 그것도 다른 기생말벌이나 기생충이 아닌 식물에게.식물은 보통 항상 일정량의 휘발성 물질을 발산하는데, 다른 곤충이나 동물의 공격을 받으면 더욱 다양한 휘발성 물질을 내뿜는다.이러한 위험 신호는 주변 동종 식물들에게도 인식되어 방어 기전을 활성화 시키는 등의 역할을 수행하기도 한다.
하지만이러한 휘발성 물질은 비단 식물간의 의사소통에만 이용되는 것이 아니라 곤충들의 행동에도 다양한 영향을 끼친다. 사과 나무들은자신을 먹는 응애(mite)가 피해를 입히면 다른 육식성 응애를 끌어들여 이 넘들을 처단하기도 하며,(1) 목화나 옥수수 나무중 일부는 좀 더 고상한 방법을 사용하는데, 초식성 애벌레에게 공격을 받을 경우 휘발성 물질을 통해 기생말벌을 끌어들인다.(2)이러한 휘발성 물질을 통해 기생말벌들은 손쉽게 자신들의 아이를 키워줄 애벌레를 찾게 되고, 이렇게 기생말벌의 부화기가 된애벌레는 더 이상의 생식활동이 불가능해지므로 장기적으로 식물에게 이익이 된다. 이러한 식물의 구조신호는 기생말벌에게도 도움이되는데, 사실 기생말벌이 자신의 부화기가 될 애벌레를 단순히 시각적 정보를 이용해 찾는 것은 대단히 힘들기 때문이다. 숙주가 될애벌레들은 보통 잎 아래에 숨어 대단히 교묘한 위장을 하고 숨어있으니 단순한 시각 정보로는 찾기 힘들고, 때문에 이런 식물의구조신호를 통해 자신의 숙주가 되어줄 애벌레를 손쉽게 찾아내는 것이다.(3) 이렇게 식물과 기생말벌은 어찌보면 매우 간접적이지만효과적인 공생관계를 이룩하고 있다.

한가지 특이한 점은 식물이 여러가지 환경적인 요인에 의해 생길 수 있는 피해와 애벌레에 의해 입는 피해를 구별하여, 애벌레에의해피해를 입는 상황에서만 기생말벌이나 다른 육식성 곤충을 끌어들이는 휘발성 물질을 생산한다는 것이다. 사실 이러한 휘발성물질은생산하는 것은 식물에게 있어서도 상당한 에너지를 소모하는 일이므로 이러한 구별 능력은 상당히 중요한 작용을 하게된다.(4) 또 더욱 교묘한 점은, 식물이 각각의 초식 애벌레에 따라 다른 휘발성 물질을 생성하며, 또 기생말벌은 이러한 다른휘발성 물질을 감지하여 자신이 특화된 애벌레에 손상을 입은 식물에게만 이끌린다는 것이다. 예를들어 Cardiochiles nigriceps라는 기생말벌은 Heliothis virescens라는 애벌레에만 알을 낳는다. 실제 외부환경에서 이루어진 실험에서 Heliothis virescens와 Helicoverpa zea, 두 종류의 애벌레를 식물에 풀어 놓았는데 기생말벌은 정확히 자신의 숙주인 Heliothis virescens가 있는 나무에만 가서 앉았다. 즉 식물이 휘발성 물질을 내뿜는다 하더라도 피해를 입히는 피해자의 종류에 따라 각각 다른 휘발성 물질을 내뿜고, 기생말벌은 이를 구분할 수 있다는 이야기.(5)
기생말벌이 더욱 대단한 점은 다른 여러 식물들이 내뿜는 휘발성 물질을 '학습'할 수 있다는 것이다. 각각의 식물이 뿜어내는구조신호는 전반적으로 비슷하지만, 식물의 종류에 따라 휘발성 물질의 양이나 조합, 세부구조가 조금씩 다른 경우가 많다. 이렇게다양한 구조신호는 기생말벌에게 대단히 혼란스러운 상황이 될 수도 있다. 기생말벌은 매 회 산란시 이러한 휘발성 물질의 특징을기억해 두었다 다음 산란 때도 사용한다. 그래서 한번 산란을 성공한 기생말벌의 경우 더 빠르고 정확하게 숙주를 찾아낼 수 있고,아직 한번도 산란을 해보지 않은 말벌의 경우에는 이렇게 다양한 휘발성 물질에 익숙하지 못해 숙주를 찾는 시간이 더 오래걸린다.도둑질도 해본놈이 잘한다는 말이 딱 들어맞는 경우랄까.(6)

Reference:
1.Takabayashi J, Dicke M (1996) Plant-carnivore mutualism throughherbivore-induced carnivore attractants. Trends Plant Sci 1: 109–113
2. Tumlinson JH, Lewis WJ, Vet LEM (1993) How parasitic wasps find their hosts. Sci Am 268: 100–106
3.McCall PJ, Turlings TC, Lewis WJ, Tumlinson JH (1993) Role of plantvolatiles in host location by the specialist parasitoid Microplitiscroceipes cresson (Braconidae: Hymenoptera). J Insect Behav 6: 625–639
4.Cortesero AM, De Moraes CD, Stapel JO, Tumlinson JH, Lewis WJ (1997)Comparisons and contrasts in host-foraging strategies of two larvalparasitoids with different degrees of host specificity. J Chem Ecol 23:1589–1606
5. De Moraes CM, Lewis WJ, Pare´ PW, Alborn HT, TumlinsonJH (1998) Herbivore-infested plants selectively attract parasitoids.Nature 393: 570–573
6. Du Y, Poppy GM, Powell W, Wadhams LJ (1997) Chemically mediated associative learning in the host foraging behavior of
the apid parasitoid Aphidius ervi (Hymenoptera: Braconidae). J Insect Behav 10: 509–522

차도살기생충(借刀殺寄生蟲)

2009-06-11T16:57:00.000+09:00

이전 '적의 적은 나의 친구다.'라는 포스팅에서 많은 곤충들이 필수 공생관계에 있는 박테리아와 함께 한다는 이야기를 했다. 이렇게 공생관계에 있는 박테리아들은곤충에게 필수 영양소를 제공해주기도 하고 다른 기생충의 감염에서 방어해주기도 하며 대사력을 증진시켜주기도 하는 등 곤충의 생활에필수적인 영향력을 행사하고 있다. 그래서 과학자들은 생각했다. 곤충을 직접 죽이다보면 저항력도 금새 획득하고 오히려 다른 이로운곤충까지 피해를 입는 등 여러가지 폐해가 많다. 그렇다면 이 필수 공생관계에 있는 박테리아를 공략하면 어떨까. 이름하야차도살기생충지계(借刀殺寄生蟲之計)!!

체체파리 처럼 사람의 피에 전적으로 모든 영양원을 의존하는 곤충의 경우 여러 필수영양소가 결핍된다. 따라서 이러한 영양소를제공해줄 수 있는 공생 박테리아의 존재는 필수적이다. 이러한 예는 다른 동물들에서도 많이 보이는데, 수액만 먹고 사는진드기라던지 특정 개미에게 부족한 아미노산과 비타민을 공급해주는 박테리아들이 있다. 또 소의 위장에서 섬유질의 소화를 돕는박테리아 역시 좋은 예이다. 이처럼 필수적인 박테리아를 죽인다면? 곤충 역시 필수 영양소 결핍으로 비실비실해지거나 죽음을맞이하게 된다. 체체파리는 아프리카에서 수면병을 옮기는 매개체로 연간 수만명이 아프리카에서 이 질병으로 사망하고 있다. 연구에따르면 이러한 공생 관계에 있는 박테리아의 종류를 바꿔치기 하거나 그 특성을 조절하여 이러한 질병 매개곤충의 수명과 전염력,생식력을 크게 낮추었다고 한다.(1,2) 이 연구에서는 공생관계에 있는 박테리아의 독성을 높여 이전에는 공생관계에 있던 곤충을죽이거나 약하게 만드는 말그대로 차도살기생충계를 보여주고있다. 이처럼 지금까지 우리가 소가 닭보듯 하던 공생 박테리아를 타겟으로질병에 대한 새로운 공격방식을 제시하고 있는것이다.
물론 시간이 지나면 박테리아와 곤충이 평형을 이루어 서로 공생관계로돌아갈 수도 있겠지만, 그 사이에 현재 사용중인 살충제나 다른 생물학적 방제 작업, 그리고 질병 관리가 철저히 이루어진다면지금보다 훨씬 더 좋은 결과를 이루어낼 수도 있는것이다. 또한 이러한 연구는 비단 체체파리 뿐만 아니라, 일단 개발된다면 다른공생 박테리아를 가진 대부분의 곤충에 적용하여 널리 사용할 수 있고 일반 기생충에까지 그 영역을 확장해 기생충을 직접적으로노리기 보다는 공생관계에 있는 필수적인 다른 생물을 동시에 공략함으로서 특정 구제방식에 기생충이 손쉽게 저항성을 획득하는것을미연에 방지할 수 있다.

Reference:
1. Aksoy S, Maudlin I, Dale C,Robinson AS, O’Neill SL (2001) Prospects for control of Africantrypanosomiasis by tsetse vector manipulation. Trends Parasitol 17:29–35.
2. Brownstein JS, Hett E, O’Neill SL (2003) The potential ofvirulent Wolbachia to modulate disease transmission by insects. JInvertebr Pathol 84: 24–29.

톡소플라즈마증과 자동차사고의 상관관계

2009-06-11T16:51:00.000+09:00

이번달 BMC Infectious Diseases에 재미난 연구 결과가 실렸다. 톡소플라즈마증(Toxoplasmosis)이RhD- 혈액타입을 가진 사람의 교통사고 발생률을 증가시킨다는 이야기가 바로 그것이다.(1) 톡소플라즈마증의 경우 이 기생충의독특한 능력 때문에 여러가지 떡밥을 생산해내고 있는 장본인인데, 그 떡밥들에 대해 자세히 언급해 놓은 이전 포스팅들을 참고해주시길 바라며.(임신과 Toxoplasmosis, The Puppet Master, 기생충은 인간 행동에 영향을 줄까?)뭐 간단히 요약해보자면, 톡소플라즈마의 경우 대단히 성공적인 기생충으로 전체 인구의 약 10-60%가 한번 이상 이 기생충에감염된 적이 있으며 온혈동물의 대부분이 이 기생충에 감염될 수 있을 정도로 기생충계의 마당발이라고 해도 손색이 없는 친구이다.이 기생충이 독특한 점은 바로 숙주의 행동을 어느정도 조종한다는 점인데, 톡소플라즈마에 감염된 쥐의 경우 최종숙주인 고양이에도달하기 위해 쥐가 고양이 오줌 냄새에도 별 다른 두려움을 느끼지 못한다던지 회피 행동을 하지 않는다던지 하는 행동을 보인다고한다. 인간의 경우에도 아직까지 논란이 많지만 감염시 정신분열증 발병확률이 올라간다는 등 여러가지 설들이 많이 있기 때문에톡소플라즈마증을 통해 인간이 질병 감염에 어떤 식으로 행동 변화를 일으키는지, 혹은 정신질환의 원인균이 있지는 않을지에 대한논란의 중심에 서있어 왔다.

톡소플라즈마증 감염의 경우 면역계에 별다른 이상이 없는 사람의 경우 별다른 증상없이, 혹은 가벼운 감기 정도의 증상만 앓고 지나가게 되지만, 최근 몇몇 연구에 따르면 이러한 톡소플라즈마증이 사람들의 반응시간을 느리게 한다는 결과가 발표된 적 있다.(2) 또한 이러한 반응시간의 지연이 교통사고 위험률을 2.6배나 상승시킨다는주장도 있어왔다.(3,4) 이러한 반응 시간 지연과 관련하여 RhD 혈액타입이 중요한 역할을 한다는 것 역시 밝혀졌는데,RhD+ 타입의 사람들은 이러한 반응시간에 별다른 영향을 받지 않지만, RhD- 타입의 경우 감염시 반응시간에 큰 차이를보인다는 것이었다.(5) 사실 보통의 경우라면 이러한 반응시간 지연 때문에 일상생활에 지장을 받거나 하는 경우는 별로 없겠지만,자동차 운전의 경우에는 짧은 시간 일어나는 반응에 의해 생사가 갈릴 수도 있다. 이 가설을 확인하기 위해 연구팀은 체코에서3980명의 징병자를 대상으로 조사를 했는데, RhD- 타입인 사람들 중 톡소플라즈마 감염자들은 교통사고의 위험이유의미하게(비감염자 및 RhD+ 타입과 비교 감염량에 따라 최고 여섯배) 증가한 것을 확인했다.

만약 이 가설이사실이라면 이후 자동차 보험에는 톡소플라즈마 감염 유무가 필수 검사 항목으로 추가될 지도 모르겠다. 또 이러한 반응시간 지연이톡소플라즈마 감염으로 인한 조직 손상 때문이 아니라 톡소플라즈마에 의한 직접적인 숙주 조절이라면 이전에 언급되었던톡소플라즈마증으로 인한 성격 변화 등의 가설 역시 진지하게 재검토될 필요가 있을것 같다. 하지만 해당 논문에서도 언급하고있다시피, 연구 및 조사 방법상의 한계점이 많았기 때문에 아직까지 완전히 받아들이기는 조금 이른것이 아닌가 생각이 든다. 어쨋든이렇게 또 한번 톡소플라즈마 떡밥은 한동안 마르지 않을 것을 다시 한번 증명해 주시는구나.

Reference:
1.Jaroslav Flegr et al: Increased incidence of traffic accidents inToxoplasma-infected military drivers and protective effect RhD moleculerevealed by a large-scale prospective cohort study. BMC InfectiousDiseases 2009, 9:72
2. Havlíček J, Gašová Z, Smith AP, Zvára K,Flegr J: Decrease of psychomotor performance in subjects with latent'asymptomatic' toxoplasmosis. Parasitology 2001, 122:515-520.
3.Flegr J, Havlíček J, Kodym P, Malý M, Smahel Z: Increased risk oftraffic accidents in subjects with latent toxoplasmosis: aretrospective case-control study. BMC Infect Dis 2002, 2:art-11.
4.Yereli K, Balcioglu IC, Ozbilgin A: - Is Toxoplasma gondii a potentialrisk for traffic accidents in Turkey? Forensic Sci Int 2006, 163:34-37.
5.Novotná M, Havlíček J, Smith AP, Kolbeková P, Skallová A, Klose J,Gašová Z, Písačka M, Sechovská M, Flegr J: Toxoplasma and reactiontime: Role of toxoplasmosis in the origin, preservation andgeographical distribution of Rh blood group polymorphism. Parasitology2008, 135:1253-1261.

기생충 박물관

2009-06-11T16:07:00.000+09:00

한국건강관리협회에 있는 기생충 박물관에 다녀왔다. 한국건강관리협회의 전신이 60년대 만들어진 '한국기생충박멸협회'라 이런 박물관이있는듯. 알기로는 한국에 기생충 박물관은 여기밖에 없다길래 책에 필요한 사진도 촬영 할 겸, 구경도 해볼겸 겸사겸사방문해보았다. 강서구청 건너편에 있는데 화곡역에서 걸어가니 조금 멀고, 걷는게 싫으신 분들은 화곡역이나 근처 역에서 버스타고가시는 것을 추천.
일단 방문해본 소감은, '너무 소박하다'정도. 사실 기생충이라는 것이 요즘은 표본 얻기도 쉬운 일이아니라 그렇게 많은 기대를 하고 있지는 않았지만, 그래도 방 하나 크기에 기생충 표본 종류도 그렇게 많지 않아 사진촬영을위해서나 정말 관심이 있어서가 아닌 이상에는 부러 방문하기에는 조금 아쉬움이 많이 남는 곳이다. 더불어 방문자가 거의 없는지,아침에 사진촬영이 가능한지 문의하기 위해 전화했더니 평소에는 잠궈 놓으니 미리 전화하시기를 잘했다는 이야기를 했다. 방문 전에전화는 필수일듯. 더불어 4층에 내리면 그냥 병원인데 한 구석 방에 전시실을 만들어 놓은 형태이니 괜히 당황하지 마시길.

60-70년대 사용하던 각종 채변봉투나 기생충 검사 장비들이 놓여있어 아직 19세 꽃다운 나이이신 분들은 아마 옛생각이 새록새록 나실것같다. 표본은 제법 여러개 있기는 하지만 회충, 촌충, 흡충 등에 치우쳐져 종류가 그렇게 많지는 않고 겹치는 것이 많아 약간지루한 느낌이 든다. 또 자세한 설명이 등이 적혀있질 않아 일반인들은 조금 뜬금없다는 생각이 들지도 모르겠다. 게다가 표본이오래되어 변색된것도 많고, 또 보존제가 새어나와 표본이 손상된것도 몇개 있어 안타까웠다. 사실 인간에게서 얻은 표본들은 이제다시 얻기 쉽지 않을텐데 조금 더 세심하게 보존해줬으면 하는 소박한 바람이 있다.
재미있기는 재미있었는데 여기에도 기생충 설명에 몇몇 오류가 보여 다음 포스팅에서 가열차게 분쇄해볼 작정. 기대해주세요.

주사 맞으실 시간입니다.

2009-06-10T07:34:00.000+09:00

앞서 포스팅에서도 여러번 등장 했었지만, 기생말벌의 기생능력은 실로 놀랍기 그지 없다. 숙주의 행동을 변화시켜 자신을 보호하게만들고, 숙주의 발달과 성장, 성에 이르기까지 숙주의 생활사 전반에 영향을 끼치는 모습은 섬뜩하기까지 하다. 그런데 이런 것들은일단 기생말벌이 숙주 안에 자리 잡고 난 후의 이야기이고, 처음에 어떻게 숙주의 몸 안에 그렇게 아늑하게 자리잡을 수 있는걸까.곤충의 면역체계는 꽤 뛰어난 편이라서 만약 숙주의 면역체계를 속이지 못할 경우 기생말벌의 알이나 애벌레는 단단한 숙주의 조직에둘러싸여 결국 빛을 보지 못하게 될 것이다. 그리고 기생말벌은 숙주의 이러한 면역체계를 속이기 위해 자신만의 생화학무기를개발해냈다.

-기생말벌 알의 외부. 작은 점들이 모두 바이러스(VLP)들이다.

기생말벌이 숙주의 몸 안에 알을 낳을때, 알만 집어 넣는 것이 아니다. 일부 기생말벌(Ichneumonidae,Braconidae)의 경우 자신의 몸 안에 있는 바이러스나 바이러스 비슷한 물질들(VLP; virus likeparticles)들을 알과 함께 숙주 안에 밀어 넣는다. 이 바이러스들은 polydnavirus(PDV)에 속하는 바이러스들로기생말벌에게서는 어미에게서 알로 수직전파된다. 이 바이러스들은 각각의 기생말벌 종과 함께 진화하여 서로 독특한 형태와 형질을지니고 있는데, 대부분 독자적으로 여러번 진화한 것으로 추정된다.
VLP의 경우에는 Ichneumonidae에 속하는일부 기생말벌에게서만 발견되는 물질로, 바이러스와 비슷한 형질이나 모습을 보이나 DNA가 없거나 PDV와는 많이 다른바이러스들이 속해있는 경우가 많다. 하지만 PDV던 VLP던 기생말벌의 알이 숙주의 면역체계를 회피하는데 중요한 역할을 행한다.또한 이러한 바이러스들은 기생말벌 감염의 증상을 일으키는데도 한 몫 단단히 하고 있다. 이러한 바이러스들은 숙주의 면역체계를교란시키고 나아가 숙주의 성장, 행동, 발달 등 다양한 면에 걸쳐 방해 공작을 수행하는데, 실질적으로 숙주를 조종하고변화시키는데는 기생말벌 자신만큼이나 이 바이러스들이 중요한 역할을 담당하고 있는 것으로 추정되고 있다. 또 이런 바이러스들의행동은 원주인인 기생말벌과 긴밀하게 진화해와 기생말벌의 독과 함께 주입되지 않을 경우에는 희생자인 숙주에게 별 다른 해를 끼치지못하고, 또 반대로 기생말벌의 경우에도 이런 바이러스들이 완전히 제거된 상태로 숙주에게 주입되는 경우 거의 성장하지 못하는모습을 보였다. 즉 기생말벌이나 바이러스나 서로의 존재 없이는 제대로 번식하기 힘든 필수적인 관계를 유지하고 있는 것이다.아직까지 정확히 어떤 방식으로 이러한 바이러스가 숙주의 면역체계를 교란시키는지 정확히 밝혀지지 않았지만, VLP의 경우외부물질을 인식하는 숙주의 단백질과 비슷한 단백질을 포함하고 있어 VLP를 뒤집어쓴 기생말벌의 알을 외부물질이라고 인식하지못하게 하는것 같다.

이미 언급한 바 있는 기생충들의 구급상자인 항생제와 숙주와 함께 살며 기생말벌에 방어책을제공해주는 박테리아의 예처럼 기생말벌 역시 자신만의 생화학무기를 가지고 열심히 살아가고 있는 것이다. 이처럼 인간이 처음발견했다고 생각했던 여러가지 과학기술들이 사실은 자연에서 한번 이상은 나타났었던 것들을 우리가 답습해 가고 있을 뿐이라는 것을새삼 느끼게 된다.

Reference:
1. Reineke A, Asgari S, SchmidtO. "Evolutionary origin of Venturia canescens virus-like particles."Arch Insect Biochem Physiol. 2006 Mar;61(3):123-33.Click here to read
2.Asgari S. "Venom proteins from polydnavirus-producing endoparasitoids:their role in host-parasite interactions." Arch Insect Biochem Physiol.2006 Mar;61(3):146-56. Review.
3. Desjardins C, Eisen JA, Nene V."New evolutionary frontiers from unusual virus genomes." Genome Biol.2005;6(3):212. Epub 2005 Mar 2. Review.

전염병의 귀환

2009-06-10T07:32:00.000+09:00

100년의 기회, 미래를 잡아라'라는 책이 있다고 한다. 그런데 관련 글을 보다보니 본문에 좀 어처구니 없는 소리를 적어 놓은것 같아 떡밥 분쇄에 나서볼까 한다.

"셋째로 항생제에 대한 세균성 병원체의 저항력이 증가했다. 이것은 오래 전부터 심각한 문제를 제기하고 있다. 하지만 근본적인해결책은 보이지 않는다. 그런데 항생제가 듣지 않으면 이미 소문의 세계로 사라졌던 과거의 전염병들이 전부 되돌아올 수 있다.콜레라, 결핵, 심지어 페스트까지 창궐할 수 있다." - 안드레아스 에쉬바흐, 「100년의 기회, 미래를 잡아라」, 리얼북,214p

물론 터무니 없는 소리는 아니다. 기생충이 우리의 삶에 깊은 영향을 끼쳐온 것 처럼, 우리역시 기생충의 삶에 깊은 영향을 미쳐왔고 인간 생활은 수많은 기생충을 박멸해 내는 쾌거를 이루기도 했지만, 기생충이 살 수 있는또 다른 터전을 마련해 주기도 했다. 하지만 인간이 기생충에 대항해 싸워온 무기가 항생제 뿐만은 아니다. 아니, 오히려 전염성질환에 의해 사망하는 사람의 숫자를 현격히 떨어뜨린 장본인은 공중 보건 및 위생의 향상에 있었다. 특히 위의 글에서 예로 든콜레라나 페스트는 더더욱 그러하다.
Vibrio cholerae에 의해 걸리는 콜레라는 물로 전파되는수인성 전염병으로, 상하수도의 분리와 수도시설 및 공급되는 수돗물에 적절한 소독처리를 하여 콜레라에서 안전한 마실 물을 공급받게되면서 수도시설이 갖추어진 국가에서는 찾아보기 힘든 질환이 되었다. 게다가 심하지 않은 콜레라의 경우 치료법은 항생제를사용하기보다는 적절한 수분공급을 해주는 것이 우선시 된다. 페스트 역시 Yersinia pestis에 의해일어나는 질병으로 흑사병으로도 잘 알려져 있다. 이 질병은 쥐와 벼룩을 통해 전파되는데, 역시 이러한 전염 매개체가 우리의생활에서 멀어지면서 보기 드문 질환이 되었다. 결핵의 경우에는 교육과 함께 항생제가 큰 역할을 했지만, 다른 두 질병의 경우에는다른 공중 보건의 발전이 질병의 쇠퇴를 가져온 예이다.

위의 그래프는 미국에서 연간 감염성 질환으로 사망하는 사람을 보여주는데,(1) 공중보건에 대한 개념이 확립되기 시작한 1900년대초반부터 꾸준히 줄어들어 항생제가 처음으로 사용되기 시작한 1940년대에 이르러 이미 그 수가 크게 줄어있음을 확인할 수 있다.이러한 좋은 예가 바로 메디나충이다. 천연두 이후 두번째로 인간이 박멸해낸 질병으로 등록될 가능성이 높은 이 기생충 감염 질환은, 단순히 물을 걸러먹거나끓여먹고 오염된 물에 접촉하는 것을 막는 교육 만으로 질병 퇴치를 이룩해 냈다. 즉 엄청난 기술력이나 뛰어난 약품 없이도 질병에대한 충분한 이해가 기반이 된다면 특정 질환을 몰아낼 수 있음을 단적으로 보여주는 예인 것이다. 물론 항생제가 감염성 질환을물리치고 그 귀환을 막는데 큰 역할을 한것은 사실이지만, 항생제의 효능이 줄어든다고 갑자기 세계적 대재앙이 다가오거나 하는 일은힘들것이라는 이야기이다.

항생제 저항성 병원균의 등장은 심각하게 받아들일 필요가 있지만, 옳지 않은 사실로 필요없는 공포심을 조장하는 "숭고한 왜곡"은 지양해야 하는 것이 아닌가 생각한다. 또한 이러한 공포심 조장으로 이번 H1N1 독감 사건 처럼 쓸데 없는 사회적/경제적비용의 소모가 일어나게 할 필요는 없지 않을까. 미래를 예측 한다는 사람이 논문까지는 아니어도 위키 정도는 찾아보고 글을 썼으면하는 소박한 바람이 있다.

Reference:
1. Armstrong GL, Conn LA,Pinner RW (1999) "Trends in infectious disease mortality in the UnitedStates during the 20th Century." Journal of the American MedicalAssociation, 281, 61–66.

충격과 공포의 Pfiesteria piscicida

2009-06-10T07:27:00.000+09:00

한때 기생충 좋아한다는 사람들 사이에서 이 그림이 유행한 적이 있었다. 변신과 적응의 귀재, 24가지로 변신하는 초특급 기생충! Pfiesteria piscicida!라면서 말이다. 노스캐롤라이나와 메릴랜드에서 수백만마리의 물고기를 죽음으로 몰고가고 연구하던 사람들이 그 독을 들이마시고기억상실증에 걸렸다가 심하면 죽기도 했다는 둥 어쨋다는 둥 저쨌다는 둥 하는 이야기가 돌았는데, 세상에 그렇게 위험한 생물이어째서 잘 알려지지 않은걸까.
사실을 말하자면 P. piscicida 역시 앞서 포스팅했던 칸디루 전설처럼 미디어와 인터넷이 만들어낸 과장된 공포의 산물이다. 저 24개의 생활사도 사실 P. piscicida와 비슷한 다른 dinoflagellates들이 샘플 채집 중에 채집된 것이며 잠복해있다 물고기를 덮쳐 단물만 쏙 빨아먹는다는 아메바 단계도 사실은 존재하지 않는다는 쪽의 연구결과들이 많이 나오고 있다.(1) 더불어 물고기의 움직임을 둔화시키고 질식시키며 사람에게서 기억상실증 등 여러가지 장애를 초래할 수 있다는 그 무시무시한 독 역시 한번도 그 정체가 밝혀진 적이 없다.(2,4)(Free Radical Toxin이 발견되었다) CDC나 NIH등 다양한 공인된 질병관련 사이트들을 둘러보아도 P. piscicida가 대중들에게 공포심을 불러일으키고 있어 주의깊게 살피고 있다는 이야기 뿐, 실제로 사람에게 해를 입힌다는것이 확인되거나 한 적은 없다는 입장을 보이고 있다.
물론 P. piscicida나다른 수중 미생물들이 일으키는 Harmful Algal Bloom(HAB, 한국에서는 적조현상으로 대표되는 유해조류의 폭발적인증가)현상은 수산업계에도 큰 타격을 미치고 인간에게도 오염된 물을 섭취했을때 피부질환, 장염, 간이나 신장 손상등을 일으킬수있어 조심해야 하기는 하지만, 아직 검증되지도 않은 생명체에게 과도한 공포심을 조성시키는것은 상식인으로 해야할 일은 아니라고본다.

저번에 Slapton 지역으로 현장실습 갔을때 근처 호수에 유해조류 때문에 접근할 수 없다는 경고문을 발견하고 찍은 사진.이런곳이 의외로 좀 있다. 강 하구에 담수와 해수가 섞이는 지역에 이런 현상이 자주 발생한다고 한다. 마지막으로Science에서 P. piscicida의 정체와 위험성에 대한 논의가 오고간 적이 있는데 관심 있으신 분들은 한번 읽어볼만 하겠다.(3)

그러면 간단 요약.
1. Pfiesteria piscicida의 위험성은 아직 완벽하게 분석되지 않았다.
2. 현재 알려진 위험성들은 연구 초기 내용들이고 현재에는 독성이나 24개의 변신물에 대해서는 회의적인 입장.
3. 그러므로 공포심의 재생산을 원하시는 분들은 다른 떡밥을 찾아보시길.
오늘도 보람찬 떡밥 분쇄 완료.

Reference;
1.Peglar MT, Nerad TA, Anderson OR, Gillevet PM. "Identification ofamoebae implicated in the life cycle of Pfiesteria and pfiesteria-likedinoflagellates." J Eukaryot Microbiol. 2004 Sep-Oct;51(5):542-52.
2.Vogelbein WK, Lovko VJ, Shields JD, Reece KS, Mason PL, Haas LW, WalkerCC. "Pfiesteria shumwayae kills fish by micropredation not exotoxinsecretion." Nature. 2002 Aug 29;418(6901):967-70.
3. Burkholder J. "Ongoing controversy over Pfiesteria." Science. 2004 Apr 2;304(5667):46-7;
4.Moeller PD, Beauchesne KR, Huncik KM, Davis WC, Christopher SJ,Riggs-Gelasco P, Gelasco AK. "Metal complexes and free radical toxinsproduced by Pfiesteria piscicida." Environ Sci Technol. 2007 Feb15;41(4):1166-72.

말라리아가 암 발병 가능성을 높인다?

2009-06-10T07:25:00.000+09:00

Commented by Charlie at 2008/05/06 13:52

어쨌거나, 작년에 기생충 연구를 하신다는 어떤 교수님이 말라리아에 걸리셔서 검진을 오신적이 있는데, 그분도 검사를 해보니대장암말기셨었거든요.. 이번에 byontae님 이야기를 들으니 이쪽에 무슨 연관이라도 있는게 아닌가..하는 생각이 드네요.
나이들이 있으셔서 그런지, 아니면 연구때문에 그런 싸인들을 넘기셔서 그런지는 모르지만 byontae님도 조심하세요. 몸 건강이 제일입니다.

지난해 8월 암으로 돌아가신 교수님 이야기를 언급 한 적이 있다. 관련 이야기를 언급한 다른 포스팅에 Charlie님이 말라리아와 암이 연관이 있는것이 아닌가 하는 말씀을 적어주셨었는데, 혹시나가 역시나라고 실제로 암과 말라리아에 깊은 연관이 있다는 연구가 있다.
Burkitt'slymphoma(버킷 임파종)이라고 림프계에 생기는 암이 있는데 적도부근 아프리카 어린이들에게서 매우 자주 발견되는 암이다. 이암이 크게 관심을 끌었던 이유는 Epstein-Barr virus(EBV)가 이 암의 발병확률을 크게 높인다는 연구결과가 있었기때문인데,(1) 이후 후속 연구들은 말라리아로 인한 면역계의 약화가 EBV가 더 쉽게 세포를 공격할 수 있게 해주고, 따라서암의 발생 확률이 증가한다는 가설을 내놓았다.(2) 이 가설은 Burkitt's lymphoma(버킷 임파종)의 대다수가말라리아 유행지역에서 발견된다는 점에 의해 뒷받침 되고 있는데 아직까지 얼마나 큰 영향을 미치고 있느냐에 대해서 논란이 좀있다.
어쨋든 말라리아의 유행이 바이러스의 침입을 돕고, 결과적으로 면역체계가 크게 약화된 숙주에게서 말라리아와바이러스가 같이 번성하며 치명적인 암을 유발시키는 일종의 연쇄반응이 일어난다고 볼 수도 있겠다. 여튼 이렇게 설마가 사람잡는다고, 혹시나 했던 일이 사실인것으로 밝혀지고나니 괜히 이 바닥이 역시 만만한게 아니구나 하는 생각이 들기도 하고. 그런상황에서 끊임없이 필드에서 일하시는 분들이 참 대단하다 느껴지기도 한다.

Reference;
1.Ambinder RF. "Human lymphotropic viruses associated with lymphoidmalignancy: Epstein-Barr and HTLV-1." Hematol Oncol Clin North Am. 1990Aug;4(4):821-33. Review.
2. McNally RJ, Parker L. "Environmentalfactors and childhood acute leukemias and lymphomas." Leuk Lymphoma.2006 Apr;47(4):583-98. Review.

톡소플라즈마의 위험

2009-06-10T07:23:00.000+09:00

임신과 Toxoplasmosis

이전 포스팅에서 톡소플라즈마증은 임신 중이거나 면역력 저하가 있는 사람이 아니라면 감기 정도의 증상만 앓고 지나간다는 이야기를했는데 꼭 그런 것 만도 아니었다. 이번달 EID(Emerging Infectious Diseases)에는 아마존 지역 기생충발병에 관한 특집 기사들을 실었다. 그 중 French Guiana 지역에서 1998년에서 2006년 사이 발병한 44건의심각한 톡소플라즈마증에 대한 보고가 실렸다. 환자들은 모두 HIV에 감염되거나 면역계에 이상이 없는 건강한 사람들이었는데급작스런 증상 발현으로 모두 병원에 입원했다. 이 가운데 약 1/3의 환자들이 발병 이후 심각한 호흡 장애를 일으켜 ICU로옮겨졌으며 1명이 사망했다.

1998년 이전까지는 겨우 2건 정도가 보고되던것이 왜 갑자기 이렇게 늘어났는지에대한 조사는 더 이루어질 필요가 있겠지만, 유럽이나 미국지역에서 흔하게 발견되는 톡소플라즈마가 아마존 지역에서 이렇게 병독성이강한 질병으로 변했는지는 숙주에 대한 특화가 떨어져서 인것으로 추정되고 있다. 북유럽이나 미국 지역에서 발견되는 톡소플라즈마는유전적으로 거의 동일한 세 종류의 strain이 존재할 뿐이고 모두 경미한 증상만을 일으킨다. 반면에 아마존 지역에는 울창한 숲속에 다양한 종의 동물들이 서식하며, 따라서 각각의 숙주에 기생하는 톡소플라즈마 strain의 다양성도 대단히 큰 편이다.따라서 다른 숙주에 대한 특화도가 떨어지는 톡소플라즈마가 인간을 감염시키면서 더욱 심한 병독성을 나타내게 되었다는것이 가장설득력 있는 해설이다.

아마존 지역의 의료활동이 여의치 않다는것을 생각해보면 지난 10여년간 보고된것은 44건뿐이지만, 실제로는 더 많은 사람들이 심각한 톡소플라즈마증으로 고생했을 가능성도 배제할 수 없으므로 유럽/미국 지역에서 알려진톡소플라즈마와는 별개의 질병으로 보고 다루어야 한다는 이야기도 나오고 있다.

그러니 아마존 강물에서 수영하다 칸디루에 물릴 가능성 보다 수영하다 동물 똥에 오염된 강물이 입으로 들어가 톡소플라즈마증에 걸려 거시기 아픈것 보다 훨씬 위험한 호흡 장애를 일으켜 아마존 관광이 아니라 ICU 관광 다녀오실 수 있으니 조심하시라는 말씀.

Reference;
1.B. Carme et al. 2009 "Severe Acquired Toxoplasmosis Caused by WildCycle of Toxoplasma gondii, French Guiana." Emerging InfectiousDiseases. 4(15):656

충격과 공포의 스위스 병원

2009-06-10T07:22:00.001+09:00

요즘 심심파적 삼아 읽고 있는 Emerging Infectious Diseases Journal에 꽤 충격적인 이야기가 올라와서 이야기 해본다.
일단 내용 링크; Cockroaches (Ectobius vittiventris) in an Intensive Care Unit, Switzerland

Universityof Geneva Hospitals은 2200개의 병상을 가지고 있는 대형 병원인데(한국 삼성의료원이 1950개 정도로 알고있음) 2006년 8월 25일 30여마리의 바퀴벌레가 ICU(집중치료실)의 산소마스크 안이나 천장 조명에 숨어있다 환자들에게떨어지는 것(?!!!!!)을 발견했다. 즉각 시행된 조사에서 바퀴벌레가 Ectobius vittiventris종인것으로 판명, 풀숲 등 외부에서만 서식하는 종으로 확인 되어 외부에서의 오염으로 결론지어졌다. 더 충격적인 사실은 당시 해당병원 ICU는 1층에 위치해 ICU의 창문이 병원 휴양림과 바로 인접해 있었다. 그런데 원래 ICU는 밀폐된 공간이어야 하는것아닌가, 했더니만 야간 당직자들이 담배를 피우기 위해 열리지 않게 고정된 창문을 드라이버로 뜯어내고 틈을 만들어 담배를 피우고있었다고.(............) 곰곰히 생각을 해보니 외부 생활을 하는 바퀴벌레가 건물 안에서 많이 움직이지는 않았을것같고, 처음 오염된 장소에 머물렀다고 생각해 봤을때 당직자들이 환자 바로 옆에서 창문 뜯고 담배 피우고 있었다는 이야기. 아니창문 뜯고 ICU에 intubation되어있는 환자들 옆에서 담배를 피우는것도 환장할 노릇인데 고농도 산소가 공급되는 공간에서담배를 빨고 있다니 이건 뭐 자살시도인가.

직업윤리 부재, 안전 불감증, 안이한 관리 이런건 다 제껴놓더라도 이건 뭐 그냥 인간성 결여 아닌가. 그나마 흔히 발견되는 독일바퀴나 미국바퀴처럼 E. vittiventris가 병원균을 옮기는 종이 아니라 천만다행이었지만.

철분 많은 시금치를 남용한 뽀빠이는 어떻게 되었는가.

2009-06-10T07:22:00.000+09:00

Commented by albireo at 2009/02/20 07:51

'whywe get sick'에서도 철분이야기를 재미있게 읽었던 기억이 납니다. 근데 예전부터 왜 철분이 그렇게 필요하고 왜철분을구하기가 그렇게 힘든지가 항상 궁금했습니다. 혹시 이 주제로 후속 포스팅을 하실 생각은 없으신지요? ;)

철분이란 모든 생물에게 있어 양날의 칼이다. 강력한 redox potential을 가지고 있는 Fe2+/3+는 호흡 활동중에생성되는 free radicals(유리기:반응성이 높은 독성 물질)과 결합해 세포에 손상이 가는것을 막아준다. 하지만 반대로흡수된 철분을 배출할 수 있는 경로가 없기 때문에 철분의 누적이 독이 될 수도 있다. 따라서 생물들은 철분의 필요/과잉,redox potential/누적 독성의 균형을 잘 맞추어 가는데 복잡다양한 메카니즘들을 개발해 냈다. 병원체의 숙주는 외부에서철분을 섭취하기 때문에 문제가 없지만, 병원체는 숙주 체내의 철분을 이용하는 방법 밖에 없다. 병원체의 성장과 증식에 있어철분은 꼭 필요한 존재이고, 숙주에게 있어 역시 철분은 중요한 존재일 뿐더러 철분을 방치할 경우 병원체에게 좋은 일만 시켜주는꼴이 되기 때문에 서로 뺏고 빼았는 치열한 철분전쟁이 시작되게 된것이다.

병원균이 숙주의 몸에 침입하면, 숙주의가장 기본적인 면역반응인 염증반응(inflammation)이 일어나는데 이 반응이 하는 첫번째 일중 하나가 바로 해당 장소에서철분을 빼내는것이다. 숙주는 철분과 결합하는 단백질을 분비해서 철분을 선점하려 하는데, 이에 대항해 병원균은 더 친화력이 좋은siderophores등의 단백질을 분비해 다시 철분을 빼앗아 오거나, 숙주의 heme이나 단백질 자체를 흡수해 버린다. 또한병원균 감염으로 인한 숙주 세포의 산소결핍은 pH 변화를 일으키는데, pH가 낮아지면 숙주의 철분 결합 단백질인transferrin의 친화력이 감소되어 병원균이 사용할 수 있는 철분의 양이 늘어난다.

여러 병원균의 감염,대표적으로 말라리아 감염의 경우 환자들은 철분결핍 증상을 흔히 나타내는데 이는 병의 원인이 아니라 일반적인 병원균의 활동으로인한 증상 중의 하나이다. 또한 어떻게 생각한다면 낮은 철분 수치는 체내 병원균의 전파와 감염의 확대를 막는 자연적인방어기제라고 볼 수도 있겠다. 따라서 의사가 환자의 증상 완화를 위해 철분을 과다하게 투여하는 경우 환자에게 도움이 되기는 커녕병원균에게 도움이 되는 일만 해주는 경우가 생기는 것이다. 따라서 철분 많은 시금치를 남용한 뽀빠이는 당시 유행하던 결핵에걸렸으나 과도한 철분 섭취로 인해 병을 악화시켜 매우 고생했다는 슬픈 이야기로 결론지어볼까 한다.(믿으시면 골룸)

+)그리고 한가지 짚고 넘어갈 점: 시금치에 철분이 많다는 것은 미신이고, 다른 채소에 비해 철분 함량이 딱히 높은것도 아니다. 또한 체내 흡수도도 떨어지기 때문에 시금치로 철분을 보충하는것은 사실 힘든 이야기.

Reference:
1.Salyers AA, Whitt DD. Virulence factors that damage the host. In:Bacterial Pathogenesis. A Molecular Approach. New York: ASM Press;1994. p. 47-62.
2. Griffiths E, Chart H. Iron as a regulatory signal in Iron and Infection 2nd ed. Edited by JJ Bullen and Griffiths E. 1999.

한번물리면 사망률 80% 아마존의 자이언트 모기

2009-06-10T07:21:00.000+09:00

한번물리면 사망률 80% 아마존의 자이언트 모기

일단, 그딴거 없다(........)
현존하는 모기중 가장 큰 모기는 Toxorhynchites spp.에 속하는 모기들로 몸길이 7mm, 날개길이 12mm 이상의 대형 모기다. 하지만 피를 빨지는 않고 유충은 다른 모기의 유충을 잡아먹고, 성충은 나무 수액이나 꿀을 먹으며 살아간다. Toxorhynchites spp.의유충이 다른 유해한 모기 유충을 잡아먹기 때문에 생물학적 방제종으로 자주 쓰이기도 한다. 크기가 꽤 겁난다는 점 때문에 사람들이무서워 할 수 있다는 점을 제외하면 인간에게 해를 끼치기는 커녕 다른 피빠는 모기 수를 줄이는 이로운 모기 종.

트랙백된 글에 있는 모기를 보면 얼추 성인 남성 손 한뼘은 되어보이는데, 그렇다면 몸길이 약 25cm 이상이라는 말. 현재 알려진 가장 큰 곤충은 Goliathus spp.,Goliath Beetle로 더 잘 알려진 갑충으로 몸길이 15cm, 날개길이 17cm, 몸무게 100g 정도. 뭐 그런건둘째치고 상식적으로 생각을 해 봤을때 모기의 최대 장점은 눈에 띄지 않고 희생자를 흡혈할 수 있다는 점인데, 몸길이 25cm의모기가 날아다닌다면 흡혈이나 제대로 하고 다닐 수 있겠나.

본격 하우스 MD 까는 포스팅 (4)

2009-06-10T07:17:00.000+09:00

시즌3 에피4

baylisascariasis에 걸린 자폐증 어린이 이야기. Raccoon roundworm(Baylisascaris procyonis)은 북아메리카에서 대단히 흔한 장내 기생충중 하나로 약 60-80%의 Raccoon이 감염되어있다고 한다. 대변에 섞여 나오는알은 건조, 열, 각종 약품에 대단히 저항력이 높고 매우 끈끈하기 때문에 애초에 기생충 알이 전파될만한 대변, 동물과의 접촉을삼가는것이 좋다.
최종숙주인 Raccoon 이외에도 많은 수의 척추동물을 감염시키는데, 다른 숙주에게 섭취될 경우visceral larva migrans를 비롯한 다양한 증상을 동반한다. 흔히 CNS를 침범하여 숙주의 뇌와 장기에 영구적인장애를 일으킨다. 드라마에 나오는것 처럼 기생충 자체는 Albendazole에 잘 반응하여 치료가 가능하지만, CNS 감염의경우 기생충이 죽은 후에도 지속적인 염증반응과 larva가 움직이면서 생기는 물리적인 손상을 입혀 치료 후에도 예후가 좋지않다.
드라마에 나온 아이는 ocular LM (눈에 larva가 들어가는것)만 있는것으로 나오는데, ocularLM의 경우 laser photocoagulation과 albendazole 투여로 쉽게 치료 가능하다. 하지만 보통 CNS에침범하는 케이스가 더 많으므로 더 이상의 검사를 하지 않은것은 좀 이상한 부분이다. 더불어 드라마에서 보이는것으로만 눈에 적어도10여마리 이상의 larva가 침범한것으로 보이는데, 저정도의 숫자라면 시력에 많은 손상이 가지 않았을까 하는 생각이다. 그리고드라마에 나오는 기생충의 모습은 나름 고증에 충실한 것으로 보이지만, larva의 크기는 약 70 µm 안팎으로 저것보다 훨씬작고, larva의 형태도 성충의 모습에서 따온것 처럼 보인다.

+)Reference
1. Pai PJ et al, "Full recovery from Baylisascaris procyonis eosinophilic meningitis." Emerg Infect Dis. 2007 Jun;13(6):928-30.
2. Murray WJ et al, "Raccoon roundworm encephalitis." Clin Infect Dis. 2004 Nov 15;39(10):1484-92

시즌2 에피21

Naegleria fowleri에걸려 Foreman이 죽도록 고생하는 이야기. 드라마에서는 죽도록 고생하는 설정으로 나오지만, 사실 Primary amoebicmeningoencephalitis 라면 죽도록 고생하다가 죽는게 정상이 아니었을까 싶다. Amphotericin B가 기본적인treatment guidline이긴 해도 약 자체의 Nephrotoxicity와 poor prognosis 때문에 사망률도높고 치료를 한다 하더라도 완전히 회복하기는 쉽지 않다. 드라마에서 Foreman의 아버지에게 '뇌에 영구적인 손상은 남지 않을것이다'라는 이야기를 하는데, 병의 진행을 봐서는 이미 뇌내에 상당한 손상이 가해진 후로 보인다. 드라마는 드라마.

+)드라마는 드라마일뿐 오해하지 말자.
까는건 까는것일뿐 오해하지 말자.

본격 하우스 MD 까는 포스팅 (3)

2009-06-10T07:16:00.001+09:00

시즌2 에피16

세상에 맛있는것에는 모두 알러지가 있는데다 얼마전 심장 이식까지 받은 꽤나 불운한 소녀의 이야기. 결국에는 tick bite에의한 anaphylactic shock를 일으킨것으로 밝혀진다. Dr. 하우스는 엘리베이터에서 자신이 맞다는것을 증명하기 위해급하게 tick을 찾는데, 저렇게 손으로 잡아 뽑는다. 하우스 자신이 그 장면에서 말하다시피 이쪽이 "Way moredramatic."할지도 모르겠지만, 실제로 저따위로 tick을 잡아뽑았다가는 mouth part가 남아 지속적인anaphylactic shock를 일으키거나 2차 감염을 일으킬 가능성이 높다.

tick의 mouth part는 마치 작살처럼 생겨서 한번 박히면 왠만하면 빼내기 쉽지 않다. 저렇게 손가락으로 무작정 잡아 뽑아낼경우 몸만 빠져나오고 mouth part는 상처에 그대로 남는 경우가 왕왕 생기는데, 일단 핀셋으로 mouth part를 단단히붙잡고 조심스럽게 제거하는것이 기본적인 가이드라인이다.

시즌2 에피12

ATV 사고로 전신화상을 입은 청소년 이야기. 감염과 화상 조직 제거를 위해 구더기를 사용하는데 그걸 딱히 까려는건 아니고, 혹시나 오해하시는 분들이 생길까봐. 구더기로 상처를 치료하는 방법에 쓰이는 구더기는(maggot therapy) Phaenicia sericata단 한종으로 죽은 괴사조직만 먹는 구더기이다. 아무 구더기나 상처 치료한다고 가져다 붙였다가는 죽은 조직이고 살아있는 건강한조직이건 구분없이 먹어치울 가능성도 높고, 의료용으로 무균상태로 키워진 구더기와 길바닥에 굴러다니는 구더기의 위생상태는천지차이이므로 그런 상식밖의 행동을 하시는 분들이 없기를 바랄 뿐이다.
더불어 거머리도 중금속 중독 및 접합 수술 이후혈액응고 방지를 위해 의료용으로 심심찮게 사용되는데, 이것 역시 의료용으로 무균상태로 키워진다. 논바닥에서 거머리 주워다가 몸에아무렇게나 붙였다가는 그다지 좋은 결과를 보기 힘들지 않을까.

+)설마 자기 몸에 구더기를 가져다 붙이거나 거머리를 가져다 붙이는 사람이 있을까, 하는 생각을 하시는 분들이 있을지 모르겠지만 사람이 급해지면 얼마나 멍청해질수 있는지 깜짝 놀라실걸.

본격 하우스 MD 까는 포스팅 (2)

2009-06-10T07:16:00.000+09:00

시즌2 에피10

양극성 장애를 지닌 환자가 치료 때문에 해외에 나갔다가 cerebral malaria에 걸린 환자의 이야기다. 일단 슬라이드지적부터. 말라리아를 현미경 슬라이드로 확진하는 경우에는 thin blood smear를 사용하는데 저 슬라이드는 심지어빨갛지도 않다(.......) 대충 봐서는 tissue smear나 faecal smear처럼 보이는데 말라리아와는 아무상관없는 이야기고. 더불어 말라리아는 적혈구 안에 들어가있지 저렇게 꿈틀거리지도, 저렇게 크지도 않다. 더불어 환자가 말라리아에감염된것은 꽤 오래전 이야기로 보이는데 그렇다면 잠복기가 긴(몇주-1년) P. vivax에 감염되었을 가능성이 높다. 보통 cerebral malaria를 일으키는것은 적혈구의 sequestration을 일으키는 P. falciparum일 경우가 많은데, 이 경우 incubation period가 훨씬 짧다.

시즌1 에피17

상원의원에 출마한 흑인 환자가 나오는 에피소드인데, 톡소플라즈마가 발견되어 AIDS로 진단을 내린다. 여기까지는 괜찮은데 보면톡소플라즈마를 fungi라고 말하는 장면이 나온다. 이 장면 이외에도 여러번 unicellular protozoa를fungi라고 표현하는데 무슨 20세가 초에서 튀어나온것도 아니고, 아직도 저런걸 헷갈리다니 의사 맞는건가. Protozoa는분류학상 실제로 존재하는 classification은 아니지만, 그렇다고 아무렇게나 끼워맞출수 있는것도 아니다. 작가는 기초생물학 부터 다시 보고 오시길.

본격 하우스 MD 까는 포스팅

2009-06-10T07:15:00.000+09:00

개인적으로 메디칼 드라마 중에서는 하우스 MD 만한게 없는것 같다.
물론 드라마에서 리얼리티를 찾는건 좀 추잡한 일이지만 우리 할머니의 지론에 따르면 '드라마는 씹어줘야 제맛.'
전에 볼때는 몰랐는데 기생충 전공하고 나서 보니 꽤 어설픈 부분이 많다. 그럼 본격적으로 한번 까볼까.

시즌1 에피1

무려 파이럿 에피소드의 주인공이 tape worm(촌충)에 의한 neurocysticercosis라니. 작가도 제법 센스 있다. 간단히 말하자면 장에 있어야할 촌충의 알이 우연찮게 장벽을 뚫고 혈류에 들어가 뇌를 비롯한 다른장기에 기생하게 되는것을 말한다. 보통의 경우에는 cyst를 형성해 숙주의 면역체계의 영향을 받지 않기 때문에 별 이상을일으키지 않는데 숙주의 면역체계에 이상이 생기거나 기생충이 죽어가면 그 지역에 inflammation이 일어나 큰 손상을일으키게 된다. 그런데 마지막에 진단 내리고 Albendazole로 간단히 치료할 수 있다는 말을 하는데 실상이 그렇게 간단한것만은 아니다. 앞서 말했다시피 neurocysticercosis의 증상들은 기생충이 죽어가기 때문에 일어나는데Albendazole로 기생충을 제거할 경우 뇌에 있는 죽은 기생충들 때문에 inflammation이 일어나 영구적인 손상을입힐수 있기 때문이다. 아직도 neurocysticercosis 환자를 적극적으로 치료하는것인 환자에게 이익인가 아닌가에대해서는 제법 논란이 있는것으로 알고 있다.(1)

시즌4 에피13

이번 에피소드의 주인공은 Chagas disease다.American trypanosomiasis로도 불리는데, 수면병을 일으키는 기생충과 비슷한 기생충이 triatominebug에 의해 전파되어 걸리게 된다. acute phase는 보통 asymptomatic으로 진단이 어렵고 chronicphase는 십수년후에나 드러나는데 보통 신경계 이상이나 심장 기형등으로 사망에 이른다. 드라마에 등장하는 정황으로 봤을때환자는 chronic phase에 들어선것 같은데 간단히 치료가 가능하다는 이야기가 나온다. 내가 알기로는 chronicphase chagas disease에는 treatment가 존재하지 않는다.(clinical phase에 있는 약이 있을지는모르겠다만) 물론 증상을 완화시키거나 manage할수는 있지만 chagas disease자체는 치료가 불가하다.

1.Del Brutto OH et al, "Meta-analysis: Cysticidal drugs forneurocysticercosis: albendazole and praziquantel." Ann Intern Med. 2006Jul 4;145(1):43-51.

+)아마도 계속.

Manhole

2009-06-10T07:14:00.000+09:00

맨홀은 기생충을 주제로한 만화책이다. 기생충을 주제로 하는 만화책은 그렇게 많은 편은 아니지만 기생수라는 훌륭한 예가 있는 만큼심심치않게 찾아볼수 있는 만화적 요소가 되어가고 있는듯 하다. 3권의 짧은 내용임에도 제법 많은 리서치와 짜임새 있는 구성을보여주는 괜찮은 만화책. 하지만 일용할 포스팅을 위해 오늘도 까보도록 하겠다.

Loa loa life cycle

맨홀은 Filariasis를 주인공으로 등장시키는데 Loa Loa 와 Wuchereria bancrofti가 제일 대표적인 예이다. 아프리카나 동남아시아, 인도 등지에서 악명을 떨치는 기생충인데 Loa loa의 경우에는 실명을, Wuchereria bancrofti의 경우에는 lymphatic filariasis로 진행되어 상피병을 유발시켜 영구적인 장애를 일으킨다. 만화 초반에서 기생충이 피부, 또는 안구 근처를 움직여가는것을 보여주는데 이것은 Loa loa의 대표적인 증상이다.. 보통 피하에 머물며 아무 증상도 나타내지 않지만, 가끔 성체가 이동하면서 눈이나 피부에 흉터, 간지럼증을 유발시킨다.
부검중 보건의는 clinical symptom만을 보고 Loa loa의 일종으로 설명을 하긴 하지만 만화에서처럼 모기에 의해 전염되는것이 아니라 흡혈파리에 의해 전염되는 것이 다르다.(만화에서도 언급이 되지만) 또한 Loa Loamicrofilariae가 spinal fluid(척수액)에서는 발견되나 뇌에서 발견된 예는 없는것으로 알고 있다.(주1) 또한subcutaneous tissue(피하조직)에 머무는 기생충의 대다수는 주로 조직을 더 깊이 뚫고 들어갈 만한 기능을 갖추기못했기 때문에 그런 경우가 많다. 따라서 갑자기 피하조직 정도에서나 이동이 가능한 Loa loa가 혈류를 타고BloodBrain Barrier를 건너 시상하부까지 파먹었다는것은 쉽게 이해하기 힘든 전개이다. 또한 Toxoplasma같은unicellular parasite를 제외한 기생충의 경우 대부분 뇌를 비롯한 CNS으로 옮겨가는것은 번식, 성장등에 크게제한을 받기 때문에 꺼려지는 행동이라 할 수 있다.

Wuchereria bancrofti life cycle

Lifecycle에서도 보이다시피 filariasis는 파리, 모기 등 매개채의 소화기(midgut)에서 thoracic muscle로이동해 가면서 성장하기 때문에 전파와 감염에 있어 매개체의 존재는 필수라 할 수 있다. 따라서 만화에 나오는것 처럼microfilariae를 바로 눈 안에 안약 형태로 집어넣거나 감염자의 피를 뒤집어 쓰는것으로는 2차감염의 확률이 낮을것으로보인다.(주2)
만화 안에서 보건의는 약을 먹어봐야 microfilariae의 움직임을 72시간 정도 억제하는것에불과하다고 이야기 하긴 하지만, 대부분 혈액내 microfilariae의 숫자가 적은 감염 초기에는 ivermectin과DEC(Diethylcarbamazine)를 같이 처방해 microfilariae를 완전히 처리하는것이 가능하다.ivermectin과 DEC(Diethylcarbamazine)이야 동물들에도 많이 쓰이는 편이고 구하기 어려운 약도 아닐텐데엉뚱한 약을 처방하는 보건의는 과실치사 및 근무태만으로 반만년 콩밥만 먹이는것이 바람직해보인다.

또한 만화에도나오지만 lymphatic filariasis의 가장 큰 특징은 매개체인 모기의 흡혈주기에 맞추어 주간/야간으로만 말초혈액에microfilariae가 출현한다는 사실이다. 따라서 lymphatic filariasis를 blood smear로 진단할때는microfilariae의 출현주기에 맞추어 혈액견본을 채취해야한다는 것이다. 하지만 여기서 작가가 간과한 사실 하나는,만화에서의 매개모기는 오스트레일리아에서, filariae는 아프리카에서 가져왔다는 사실인데 이 경우 전염성이 급격히 떨어질 수있다. 기생충의 특이성(specificity)는 대단히 높기 때문에 예를 들어 서부 인도의 filariae/동부 인도의 모기의전염도와 동종 서부인도 filariae/동종 서부 인도 모기의 전염도가 몇배씩 혹은 아예 전염성을 상실하는 경우가 왕왕 있기때문이다.

그러므로 결론; 잘 만든 만화이긴 하지만 애초에 감염자의 혈액 자체로 filariasis감염을 일으키는것이 불가능하므로 인간을 정화시킨다는 원대한 계획 개좌절. 더불어 혹시 감염이 된다 하더라도 감염 초기에DEC/Ivermectin을 몇번 먹으면 치료 가능하므로 인간을 정화시킨다는 원대한 계획 또 한번 개좌절. 그래도 혹시 치료가안된다 하더라도 Vector/Parasite specificity가 너무 떨어지므로 전염성이 낮아 인간을 정화시킨다는 원대한계획은 또 한번 개좌절. 결론은 악당 아저씨 좀 안습.

*주1; High load Loa Loa micrifilariae 환자를 ivermectin으로 치료한 후 encephalopathy로 사망한 케이스가 있긴하다.

*주2; 수혈을 통해서 microfilariae가 다른 사람에게 옮겨진 예는있지만, microfilariae가 adult worm으로 성장하거나 지속적인 감염을 일으켜 사망/질병을 일으킨 예는 없다고알려져 있다. 다만 혈액 안의 microfilariae로 인한 알러지 반응으로 어느정도 피해를 입을수는 있다는 보고가 있다.