결핵의 발병·전염 그리고 역학

결핵균 발병

폐 안의 주요 감염부는 초기 감염부이며 영어로 Ghon focus라 부른다. 일반적으로 하부엽의 상부나 상부엽의 하부에 위치한다. 결핵의 감염은 미코박테리아가 폐포에 도달하는 데에서 시작하는데, 세균은 침입하여 폐포대식세포(alveolar macrophages)의 엔도솜 안에서 증식한다. 세균은 증식을 허용하지 않는 수지상 세포에 의해 처리되며, 이 세포들은 세균을 일부인 종격 림프절로 옮길 수 있다. 이들은 혈류를 타고 결핵이 증식할 수 있는 폐의 다른 부분의 조직이나 기관인 상부엽의 윗부분, 신장, 뇌, 주변의 림프절, 뼈로 확산된다. 신체의 모든 부분이 질병의 영향을 받을 수 있으나, 심장, 췌장, 골격근, 갑상선에는 영향을 주는 경우가 드물다.

결핵균이 손상된 조직으로부터 혈류에 진입하게 되면 신체에 전파되며, 많은 감염원을 만들어낸다. 이들은 모두 조직 안의 작고 흰 결절처럼 보이며 심각한 형태의 결핵은 어린이나 고령자에서 가장 많이 발견되며, 속립 결핵이라 불린다. 속립 결핵이 있는 환자는 치료하지 않으면 사망률이 거의 100%이며, 조기에 치료하면 사망률은 10% 정도로 줄어든다.

결핵은 육아종 염증 상태의 하나로 분류되기도 하며 대식세포들, B 임파구, T 임파구와 섬유아세포들은 모여 육아종을 형성하는 세포에 속하며, 감염된 대식세포를 둘러싼 임파구도 그러하다. 육아종은 미코박테리아의 전염을 막으며, 면역계 세포의 소통을 위한 국소(局所) 환경을 제공한다. 육아종 내에서는, T 임파구가 감마 인터페론과 같은 사이토킨(cytokine)을 분비하는데, 이는 대식세포를 활성화하여 감염된 세균을 파괴하게 한다. 세포 장애성 T세포(Cytotoxic T cell)는 perforin과 granulysin을 분비하여 감염된 세포들을 직접 죽일 수 있다.

세균은 항상 육아종과 함께 제거되는 것은 아니며, 휴면기가 되어 잠복하게 될 수 있다. 결핵 육아종의 또 다른 특징은, 결절 안에서 세포가 괴사를 일으켜 비정상적으로 죽게 된다는 것이다. 맨눈으로는 부드러운 흰 치즈의 질감처럼 보이는데, 이를 건락괴사(caseous necrosis)라 한다.

많은 환자들에서 감염은 차고 이지러진다. 조직 파괴와 괴사는 치료와 섬유 형성으로 균형을 이룬다. 병에 걸린 조직은 흉터와 치즈처럼 흰 괴저성 물질로 채워진 공동으로 대체된다. 병세가 활발할 때에는, 이러한 공동 중 어떤 것들은 기관지와 연결되어 기침할 때 나오기도 한다. 여기에는 살아있는 세균이 포함되며, 전염을 일으킬 수 있다. 적절한 항생제를 사용하면 세균을 죽여 치료할 수 있다. 치료하게 되면, 감염되었던 영역들은 흉터로 대체된다.

치료받지 않으면, 결핵의 감염은 대엽성 폐렴으로 진행할 수 있다.

결핵균에 감염된 약 90%는 증상이 없이 잠복 중이며, 10%만이 평생 동안 결핵으로 진행될 가능성이 있다.

전염방법

전염은 결핵이 활성화된 환자에게서만 발생한다. 한 사람으로부터 다른 사람으로의 전염될 가능성은 보균자가 내뱉는 전염성 방울의 숫자, 노출 기간, 통풍의 유효성, 결핵균의 독성에 좌우된다. 연쇄적인 전파는, 병이 활동 중인 환자를 격리하고 효과적인 항결핵 치료를 받게 하여 막을 수 있다. 치료가 2주간 진행되면, 내성이 없는 활성화된 결핵은 더 이상 전염되지 않게 된다.

결핵은 활동성 결핵 환자가 기침을 하거나, 대화, 콧물을 흘리거나, 가래를 뱉을 때에 발생하는 지름 0.5에서 5 µm의 미세한 방울을 매개로 전염된다. 한 번의 재채기는 4만 개까지의 작은 방울을 발생시킬 수 있다. 각각의 방울들은 질병을 전파할 수 있는데, 결핵은 10개 미만의 세균을 들이마셔도 감염될 수 있을 만큼 적은 양으로 전파가 가능하기 때문이다.

긴밀한 접촉이 있는 사람 및 지속적으로 잦은 접촉이 있는 사람들은 특히 감염될 위험이 높으며 감염률은 22%에 이른다. 결핵이 활성화되었으나 치료받지 않은 환자는 매년 10~15명의 다른 사람들을 감염시킬 수 있다. 또 다른 위험군으로 결핵이 만연한 지역에 거주하는 이들, 의료 지원이 열악하거나 소득이 낮은 이들, 비위생적인 바늘로 약물을 주사하는 이들, 위험성이 큰 인종·민족적 소수 집단, HIV/AIDS 등으로 면역이 결핍된 환자들, 고위험군의 성인에 노출된 어린이들, 면역억제제를 복용하는 사람들, 이러한 고위험군의 고객들의 치료하는 의료 서비스 종사자들을 들 수 있다.

결핵은 결핵에 감염된 고기를 먹음으로써 전염될 수도 있다. 'Mycobacterium bovis'는 소에 결핵을 일으킨다.

결핵의 역학

2007년, 결핵 10만 명당 전파된 수는 사하라 사막 이남의 아프리카에서 가장 높았고, 아시아에서도 상대적으로 높았다.

선진국에서 결핵은 비교적 흔치 않으며, 주로 도시에서 발생한다. 영국에서는 10만 명당 15명이 발생하며, 서유럽에서 가장 높은 발병률은 10만 명 중 30명인 포르투갈과 스페인이다. 2007년, 결핵의 발생률이 가장 높은 곳은 10만 명당 1,200명이 발생한 스와질란드였으며 인도에서는 2백만 명이 발생하여 발생 수가 가장 많았다. 중국에서는 10만 명당 98명, 브라질에서는 10만 명당 48명이 발생한다. 미국에서는 2007년 10만 명 당 4명이 발병하였다. 캐나다에서는 일부 지방에서 여전히 유행하고 있다.

세계 인구의 약 1/3이 결핵균에 감염되어 왔으며, 매초 1명의 비율로 새로 감염된다.

사람이 결핵에 걸리기 쉽게 하는 몇 가지 알려진 인자가 있다. 전 세계적으로 가장 중요한 인자는 HIV이다. 사하라 사막 이남에서는 결핵이 HIV와 함께 감염되는 것이 특별한 문제가 되는데, 이는 해당 지역에서 HIV의 발생 빈도가 높기 때문이다. 하루 20개비 이상의 흡연 또한 결핵의 발병 위험을 2~4배 늘린다. 진성 당뇨병 또한 개발도상국에서 증가하고 있는 중요한 위험 요소 중 하나이다. 결핵 발병의 위험을 높이는 다른 질병으로는 호지킨 림프종, 급성 폐 질환,  말기 간염, 영양실조, 알코올 중독 등이 있다.

결핵균에 감염됐다고 해서 모두 결핵에 걸리는 것은 아니며, 많은 경우 감염의 증상이 없다. 2007년에는 약 1,370만 명이 활동적인 결핵에 걸렸으며, 930만이 새로 발병하였고, 180만이 결핵으로 죽었다. 연간 발생률은 아프리카의 10만 명당 363명에서 아메리카의 10만 명당 32명까지 차이가 있다. 결핵은 가임 연령의 여성에 있어서는 가장 위험한 질병이며, HIV/AIDS 환자에 있어서는 죽음에 이르는 주요 원인이다.

HIV 감염의 증가와 TB 통제 프로그램의 방치로 결핵이 활동을 재기하게 되었다. 항생물질에 대한 내성을 갖는 변종 세균의 출현 또한 이러한 신종 유행의 한 원인이 되는데, 2000년에서 2004년 사이에 20%의 결핵이 표준 치료에 내성이 있었으며, 2%는 2차 약제들에 내성이 있었다. 새로운 결핵이 발병하는 정도는 인접한 국가 간에도 크게 달라지는데, 이는 의료 서비스 체계의 차이 때문이다.

결핵의 발생 정도는 나이에 따라 다르며 아프리카에서 결핵은 주로 청소년들과 청년들에 영향을 준다.

식습관 또한 위험도를 바꿀 수 있다. 런던의 인도 아대륙으로부터의 이주민 중에 채식주의자 힌두교 아시아인들은 결핵에 걸릴 위험성이 매일 생선과 고기를 먹는 이슬람교 신자들보다 8.5배 높았다. 인과관계는 자료를 통해 입증되지 않았으나,  이러한 위험의 증가는 미량 영양소 결핍에 의한 것일 수 있다. 결핍된 영양소는 비타민 B12, 비타민 D,  철일 수도 있다. 심층적인 연구에서는 비타민 D 부족과 결핵에 걸릴 위험성 증가와의 관련성에 대한 더 많은 증거가 제공되었다. 세계적으로, 일부 개발도상국에서 흔한 심각한 영양실조는 면역계에 손상을 주어 활동적인 결핵이 발생할 위험을 크게 증가시킨다. 인구 과밀과 함께, 부족한 영양은 결핵과 부가 강한 관련성을 갖는 원인일 수 있다.

빈곤 국가의 죄수들은 부족한 영양과 과밀한 수용 상태로 공공 의료 서비스를 받아 HIV/AIDS와 결핵과 같은 감염병에 걸리기 쉽다. 1990년대 초에는 동유럽의 여러 나라에서 죄수들의 결핵 발생이 보고되었다. 죄수들 간 결핵의 확산은 일반인에 비해 훨씬 높으며 일부 국가에서는 40배까지 높았다.