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Dec 04, 2023

청소년 염증성 여드름 병변의 피부 세균 불균형과 Cutibacterium 여드름 생물막

과학 보고서 12권,

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 21104(2022) 이 기사 인용

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심상성 여드름은 젊은 청소년의 80% 이상이 영향을 받는 흔한 염증성 질환입니다. 큐티박테리움 아크네스(Cutibacterium 여드름)는 여드름 병변의 발병에 중요한 역할을 하지만 그 메커니즘은 잘 알려져 있지 않습니다. 이 연구는 청소년 여드름의 여러 피부 부위에서 미생물군집을 탐색하고 C. 여드름 분리균의 성장과 지속성을 촉진하는 생물막 생성의 역할을 탐구하는 것을 목표로 했습니다. 미생물군 분석에서는 여드름 환자와 건강한 피험자(HS)의 비염증성(NI) 병변보다 염증성 병변(LA)에서 알파 다양성이 현저히 낮은 것으로 나타났습니다. 종 수준의 차이는 NI와 HS보다 LA에서 C. 아크네스가 과잉되었기 때문에 발생했습니다. 계통형 IA1은 HS보다 여드름 환자의 피부에서 더 많이 나타납니다. 지질 수송 및 대사에 관여하는 유전자뿐만 아니라 숙주 조직 집락화와 관련된 잠재적 병독성 인자가 분리 부위와 독립적으로 모든 IA1 계통에서 검출되었습니다. 또한, IA1 분리주는 항생제 내성의 상당한 증가를 보여주는 다른 계통형보다 초기 부착 및 바이오매스 생산에 더 효율적이었습니다. 전반적으로, 우리의 데이터는 LA의 부위별 세균 불균형과 독성 및 내성이 높은 C. 여드름 계통에 의한 집락화가 미생물의 보편적인 보균에도 불구하고 인구의 일부에서 여드름 발생에 기여할 수 있음을 나타냅니다. 더욱이, 특히 생물막 형성 C. 여드름을 표적으로 하는 새로운 항균제는 여드름의 피부 미생물군을 조절하는 잠재적 치료법이 될 수 있습니다.

심상성 여드름은 털피지선 단위의 만성 염증성 피부 질환으로 전 세계 청소년의 67~95%에 영향을 미칩니다1,2,3. 성인에서는 특히 여성에게서 유병률과 발병률이 증가했습니다4,5,6. 여드름의 심리적 영향은 상당하여 삶의 질에 해로운 영향을 미칩니다7,8. 여드름은 피지 생성이 증가하여 주로 얼굴과 등과 가슴에 구진, 농포 또는 결절과 같은 비염증성(NI) 면포와 염증성 병변(LA)이 발생하는 것이 특징입니다9. 병인은 안드로겐 조절 하에서 피지 생성의 변화, 각질화 과정의 변화, 염증 매개체의 방출 증가와 관련이 있습니다10,11,12,13. Cutibacterium 여드름에 의한 세균불균형 및 모낭 집락화는 염증성 여드름의 병태생리학과 연관되어 있습니다14,15. 그러나 C. 여드름의 역할은 건강한 피부의 피지 부위와 염증성 여드름 병변 모두에 편재되어 분포되어 있고 다양한 개인의 피부에서 밀도가 매우 다양하기 때문에 여전히 불분명합니다15. 일반적으로 독성이 낮은 박테리아이자 인간 피부 공생균으로 간주되지만 C. 여드름은 침습성 피부 및 연조직 감염 및 임플란트 관련 감염과 관련된 기회 감염 병원체로 간주될 수 있습니다16,17,18. 실제로 C. 아크네스는 리파제, 프로테아제 및 CAMP(Christine Atkins Munch-Petersen) 인자와 같은 여러 독성 인자를 생성하여 염증과 숙주 조직 손상을 유발할 수 있습니다19,20,21,22,23,24. 게다가, 털피지선 단위에서의 C. 아크네스 증식은 각질세포, 피지세포 또는 말초 혈액 단핵 세포에 의한 다양한 전염증성 사이토카인의 상향 조절을 유도할 수 있습니다25,26,27,28. C. 아크네스 균주는 6가지 계통형 IA1, IA2, IB, IC, II 및 III으로 분류되며, 이는 다양한 신체 분포, 임상 조건, 항균제 감수성 프로필 및 염증 특성과 상관관계가 있습니다29,30,31,32. C. 아크네스 IA1은 중등도 내지 중증 여드름에서 분리된 우세한 계통형입니다. 대조적으로, IB, II 및 III 계통형은 연조직 및 의료용 임플란트 감염에서 더 일반적으로 분리됩니다33,34,35. 특히, IA1 분리물은 건강한 피부와 관련된 다른 계통형보다 배양된 각질세포에서 β-defensin 2의 더 큰 생산과 더 높은 리파제 활성 수준을 포함하여 더 독성이 강한 프로필을 나타냅니다36,37. 이러한 관찰은 여드름 환자의 계통형 다양성의 명백한 손실과 IA1 독성 균주의 우세는 미세 환경 변화와 관련된 모낭 내의 생물 불균형 이동을 반영할 수 있음을 시사합니다. 특히, 생물막 생성은 특정 C. 여드름 계통형과 연관되어 있으며, 따라서 여드름 환자에서 관찰되는 털피지선 단위의 만성 집락화와 연관 가능성이 있음을 시사합니다39,40,41,42. 이전 연구에서는 C. 여드름이 여드름 환자의 모낭에서 생물막을 형성한다는 사실이 입증되었으며43, 이는 이 상태가 미생물총의 항상성 불균형으로 이어질 수 있음을 시사합니다15. 실제로 항생제 치료 후 만성 세균 지속성과 재발은 생물막 관련 집락화를 강력하게 나타냅니다. 생물막은 여드름 항생제 치료 중 C. 여드름 지속성을 보장하는 주요 요인으로 간주되지만45 초기 박테리아 부착 및 생물막 형성을 촉진하는 요인은 아직 확인되지 않았습니다46. 본 연구에서는 NI와 LA의 중증 여드름 환자와 건강한 대상자(HS)를 대상으로 C.acnes 집락화 과정과 피부 미생물군과의 관계를 분석했습니다. 게다가, 우리는 메타게놈 접근법을 사용하여 초기 부착의 역학, 생물막 바이오매스의 전체 양 및 형태와 관련하여 C. 여드름 분리주의 유전적 배경과 계통형 의존적 생물막 생성을 특성화했습니다. 마지막으로, 우리는 또한 C. 여드름 분리주의 항생제 내성에 대한 생물막의 기여도 조사했습니다.