개의 지아르디아 감염

서론

더 나은 진단 방법이 가능해지면서 단세포 기생충인 Giardia duodenalis가 요즘 개와 고양이에서 자주 발견된다. 그러나 감염의 중등도는 무증상부터 다양한 위장관 증상을 유발하는 정도까지 다양할 수 있으며, 임상의는 이 기생충에 대해 예를 들어 진단 기술의 민감도와 특이도, 치료의 필요 여부, 그리고 최선의 치료 옵션 등에 관해 많은 의문을 가질 수 있다. 게다가 치료 후에도 임상 증상이 지속되거나 성공적인 치료와 임상 증상의 개선에도 불구하고 분변 검사상 양성인 경우가 발생할 수 있으므로 이 기생충이 많은 의문을 제기할 수 있다는 점을 고려하면 Giardia 감염의 진단, 치료 및 관리는 명확하고 모호하지 않게 하는 것이 중요하다. 서로 다른 출처(기생충학자, 소화기 질환 전문의, 실험실 또는 Giardia 치료용으로 등록된 약물 제조업체 등)에서 얻은 답변들은 때로는 혼란스러울 수 있다. 따라서 모든 상황에 유효한 일반적인 조언을 제공하는 것은 쉽지 않지만, Giardia 감염에 대해 통합된 접근 방식은 더 나은 통제로 이어지고 다른 위장관 문제를 초기 단계에 인식할 수 있게 한다. 이 글은 이러한 접근 방식을 기반으로 한 정보 제공을 목표로 하고 있다.

역학

편모충류 Giardia duodenalis (동의어 G. lamblia, G. intestinalis)는 포유동물(사람 포함), 조류, 파충류 및 양서류의 원생동물 장내 기생충으로 전 세계적으로 발생한다. 유전자형 분석을 통해 이 기생충은 8개의 그룹(A에서 H 집합(assemblage)으로 알려짐)로 나눌 수 있는데, 일반적으로 명확한 숙주 특이성을 나타낸다. 집합 A와 B는 인간에서 발견되며, C와 D는 개에서, 그리고 F는 고양이에서 발견된다.집합 A와 B는 때때로 개와 고양이에서 발견되지만, C, D 또는 F는 현재까지 인간에서는 거의 보고되지 않았다 1,2.

사람에서의 Giardia 유병율은 서구 국가의 0.4-7.5%에서 개발도상국의 8-30% 범위이며 3, 전 세계적으로 10억 명 이상의 사람들이 이 기생충에 감염된 것으로 추정된다 4.인간, 개, 고양이의 감염률은 국가, 생활 환경 및 진단 방법에 따라서 크게 다르다. 유럽에서는 반려견에서의 유병률이 3-7%로 보고되어 있지만, 사육장(kennel)에서는 46%까지 높아질 수 있다 3,5. 개발도상국에서는 반려견의 10-30%에서 이 기생충이 발견될 수 있다 3. 네덜란드의 한 연구에서 증상이 없는 381마리의 개를 조사한 결과, 사냥개의 Giardia 유병률(65%)이 가장 높은 것으로 나타났으며, 같은 연구에서 무작위로 선택된 반려견의 유병률은 8%였다. 또 다른 연구에서는 진단 실험실로 보내진 위장관 증상이 있는 192마리 개의 분변 샘플에서 25%의 유병률이 보고되었다 6.

생활 주기

Giardia는 직접적인 생활주기를 갖고 있다.감염성 포낭(cyst)이 음식물, 음수 또는 환경으로부터 섭취된 후, 운동성 영양형(trophozoite)이 소장의 전방 부위에서 탈낭되어 배쪽(ventral) 흡인 컵으로 점막에 부착한다. 무성증식이 일어난 후, 영양형은 소장의 하부로 이동하여 낭포화되고, 이후 몇 주에서 몇 달 동안 (때로는 간헐적으로) 대량으로 대변으로 배출된다 (그림 1). 운동성 영양형은 장 통과가 가속되는 경우(즉, 설사) 신선하고 아직 따뜻한 대변에서 볼 수 있지만, 위를 통화할 때는 살아남지 못하므로 감염되지 않는다(그림 2). 불운동성 포낭(cyst)는 매우 저항성이 있으며 (따라서 지속적으로 환경적 감염 수준이 높게 유지되며), 배출 후 즉시 감염성을 가진다(그림 3). 분변-경구(feco-oral) 오염은 포낭을 섭취함으로써 발생하며, 이는 식분증 또는 대변에 오염된 털, 음식물, 토양 또는 음수를 통해 발생할 수 있다. 인간의 경우 매우 낮은 수(10-100)의 포낭(cyst)으로도 감염이 일어날 수 있다고 보고되었다 7.감염은 수주부터 수개월 동안 활성 상태로 유지될 수 있으며 급성, 만성 또는 무증상일수도 있다. 개에서 잠복기는 4-16일이며, 감염 시점부터 대변에서 기생충을 처음 발견할 수 있는 시점까지의 최소 기간(충체잠복기(prepatent period))은 평균 7일이다. 포낭은 환경에서 수개월 동안 생존할 수 있지만, 햇빛과 건조에 민감하며 동결-해동 주기에 의해 그 수가 크게 감소한다 5,8; 환경이 더 춥고 습할수록 포낭은 더 오랫동안 감염성을 유지한다.

Giardia의 무증상 보균자 9 는 장기간 눈에 띄지 않게 환경을 오염시킬 수 있다. 감염은 개체의 부분 면역을 유도하여 임상 증상을 감소시키며, 결국 감염이 사라지고 그 후 숙주는 재감염에 대해 제한적인 저항성을 보이는 것으로 추정된다 5.

임상 증상

Giardia 감염은 대개 본질적으로 무증상이며 종종 자기한정적(self-limiting)이지만, 만성적이고 간헐적인 묽은 변이나 점액성 변, 심지어 수양성 설사를 유발할 수 있다. 또한, 특히 체내 면역력이 떨어진 동물, 자견, 동시 감염이 있는 경우 또는 사역견에서 식욕부진, 구토, 쇠약, 피로 등이 발생할 수 있다. 어린 자견이 감염된 경우 성장 및 발달 지연이 관찰될 수 있다. 

장 단계(intestinal level)에서 급성기에는 염증이 거의 관찰되지 않는다. 소화불량, 흡수불량, 분비장애가 임상적인 특징이다. 증상의 심각성은 Giardia 균주, 숙주 면역력, 연령 및 영양 상태, 그리고 기타 감염 여부 등 다양한 요인에 따라 크게 달라진다. 그러나 숙주가 충체부하(worm burden)가 있는 경우, 이는 Giardia 증식 제한으로 이어지며 현미경 검사에서 발견되는 포낭의 수가 적어진다 10. 따라서 구충제를 사용한 치료는 Giardia 감염에 대한 감수성을 증가시킬 수 있는데, 아마도 기생충 유발(worm-induced) T-helper 2 활성이 Giardia에 대한 높은 면역 반응을 나타내기 때문일 것이다 11,12. 비록 이 기생충은 점막을 침범하지 않지만, 사람에서 성장 지연과 쇠약을 초래할 수 있는 위장관 내부 및 외부의 변화 뿐만 아니라, 위장관 및 몸의 다른 곳에서의 만성 감염후 변화도 보고되고 있다 13. 

Giardia의 유병률이 매우 다양하다는 점을 고려하면, 개의 임상 증상과 관련하여 이 기생충이 얼마나 자주 원인이 될 수 있는지 예측하는 것은 어려울 수 있다. 다양한 배경(즉, 가정견, 보호소견, 사냥견 및 실험실견)에서 조사한 1,291마리의 개를 대상으로 한 최근 연구에서, 가정견들이 설사를 하면 Giardia 양성 반응을 보일 가능성이 훨씬 더 높았지만, 감염이 무른 변과 유의한 관련성은 없는 것으로 밝혀졌다. 켄넬에 있는 자견과 개는 테스트에서 기생충에 양성 반응을 보일 가능성이 훨씬 더 높았고, 이러한 연관성은 여러 진단 검사법에 걸쳐 일관되게 나타났다. 임상 증상이 있는 자견과 개는 가장 많은 수의 Giardia 포낭을 배설하는 것으로 보고되었다 10.

진단

Giardia 기생충의 검출을 위해 몇 가지 테스트를 사용할 수 있다 6,14  

• 분변 도말(따뜻하고 묽은 대변을 이용하여 움직이는 영양형의 유무를 즉시 관찰)
• 수동 부양법(Passive flotation technique)
• 원심분리 침사부유법(Centrifuge-sedimentation flotation, CSF) 
• 신속 (ELISA) 현장진료(point-of-care) (벤치탑) 검 (종종 분변 내 포낭벽 단백질 검출을 기반으로 함)
• 면역형광검사(Immunofluorescence test, IFT)/직접면역형광분석(direct immunofluorescence assay, DFA)
• 중합효소연쇄반응 (Polymerase chain reaction, PCR) 

각 방법의 상대적 민감도는 그림 4에 표시되어 있다. IFT 및 PCR 검사는 전문 실험실에서만 수행할 수 있다. 

적어도 한 연구에서 이용 가능한 다양한 진단방법을 검토한 바 있다. 573마리 개의 분변 샘플에 대해 다양한 방법(원심분리 침사 부유법, 현미경 분석, 직접 면역 형광 분석, 신속 효소 면역 크로마토그래피 검사 및 qPCR)을 사용하여 G. duodenalis의 존재 여부를 조사했다. 모든 테스트는 높은 특이도를 보였는데, 신속 검사(rapid assay)가 가장 높은 상대적 특이도(99.6%)를 나타내었고, qPCR이 가장 낮은 특이도(85.6%)를 나타냈다.상대적 민감도는 훨씬 더 다양했는데, qPCR이 가장 높은 민감도(97.0%)를 보였고, CSF가 가장 낮은 민감도(48.2%)를 나타냈다. DFA는 신속현장진단분석(rapid point-of-care assay)보다 더 민감했지만, 특이도는 약간 낮았다. 높은 특이도가 요구되는 상황에서는 포낭 식별 또는 포낭벽 검출을 위해 현미경 검사가 포함된 방법을 사용해야 하지만 6, 설사에 관한 임상 증례에서 진단에 이러한 방법이 필요한지에 대해서는 논란의 여지가 있다.

다양한 진단 검사의 민감도와 특이도가 100%가 아니기 때문에 음성인 검사가 감염의 완전한 배제를 의미하지 않으며, 양성 결과도 Giardia 감염의 존재를 보장하지는 않는다. 영양형은 설사가 심한 경우에 주로 검출되며, 포낭은 적당한 양으로 때때로 배출된다.반면, 진양성(true positive) 검사 결과가 항상 Giardia가 임상 증상의 원인이라는 것을 의미하는 것은 아니며, 단지 포낭(또는 포낭벽 단백질)이 존재하는 것을 의미할 뿐이다. 임상 증상이 없는 건강한 152마리 가정견을 조사한 연구에서는 CSF를 사용하여 15%의 동물에서 Giardia 포낭을 분변에서 발견하였으며 15, 설사 또는 구토 증상을 보이는 8,685마리의 개를 대상으로 한 연구에서는 신속 ELISA 검사에서 24.8%의 동물이 Giardia 양성 반응을 보였다 16.

Giardia 포낭은 간헐적으로 배출될 수 있기 때문에, 특히 동물이 중간 정도의 포낭만 배설하는 경우에는 원심분리 침사부유법을 사용한 분변검사에서 위음성 결과를 얻을 수 있다. 그러나 분변을 연속적으로 3일 동안 검사하면 신뢰도가 증가한다. 이는 하나의 샘플만으로도 신뢰할 수 있는 결과를 얻을 수 있는, 점점 더 흔해지는 신속벤치탑(rapid benchtop) 검사에는 적용되지 않는다. CSF 방법의 장점은 다른 기생충의 존재 여부에 대한 정보를 제공할 수 있다는 것이며, 반면에 많은 신속 검사에서는 Giardia만 검출된다. 실제로 연구에 따르면, 설사를 보이는 개들에서 복합 감염이 종종 발견되기 때문에 7, 일반 분변검사가 가치를 더할 수 있다. 또한, 기생충 감염 뿐만 아니라(그림 5), Cystoisospora spp.와 같은 원충 감염도 고려되어야 한다(그림 6). 신속 검사의 경우, 생존 가능한 포낭이 남아 있지 않은 경우에도 장 내에 포낭벽 단백질이 여전히 존재하는 경우 위양성 결과가 나올 수 있는데, (소장에서 분변 배설까지의 이동 시간으로 인해) 단백질이 감염이 끝난 후에도 1~2일 동안 여전히 검출될 수 있다. 실제로 다른 진단 방법에서 음성으로 확인된 동물들 중에는 치료 후 임상증상이 없는 상태에서도 신속 벤치탑 검사에서 양성으로 종종 나타난다. 

Giardia는 무증상 개에서도 나타날 수 있으므로, 항상 임상 증상이 결정적인 요인이 되어야 하는데, 임상 증상을 보이지 않는 건강한 개에서 영양형, 포낭 또는 포낭벽 단백질이 발견되는 경우에는 동물을 모니터링하는 것은 유용하지만 치료를 시작할 필요는 없다. 그러나 검사 결과가 양성인 무증상 동물이 음성인 감수성 동물 군집에 들어가게 될 경우 상황은 매우 달라질 수 있다.

분변 도말에서 영양형이 검출되거나, CSF 또는 신속 벤치탑 검사에서 양성이면서 임상 증상이 일치하는 동물들의 경우 치료는 유용한 조치이다. 보호소와 켄넬에서는 개는 종종 Giardia 감염을 암시하는 지속적이거나 반복적인 증상을 보이며 자주 양성 반응을 보일 수 있다.분변에서 발견된 포낭의 수와 감염의 심각도 간에는 명확한 상관관계가 없다. 분변에 영양형이 존재하는 경우도 동일하게 적용되며, 이러한 발견이 반드시 심각한 감염을 의미하는 것은 아니지만 Giardia의 존재 또는 다른 원인으로 인해 장을 통한 이동이 가속화됨(즉, 설사)을 의미한다. 

치료

가정견

펜벤다졸(50mg/kg q24H)의 3일 치료(three-day course)는 일부 국가에서 개의 Giardia 감염 치료법으로 승인되어 있으며, 일차 선택 약물이다 17,18,19; 그러나 어떤 경우에는 3일 치료만으로 충분하지 않을 수 있으며, 자가감염/재감염의 위험도 존재한다. 따라서 더 긴 기간(예: 최대 10일)의 치료가 때때로 권장되지만, 이는 많은 국가에서 제조업체의 권장 범위를 벗어날 수 있다 20. 임상에서 감염을 다룰 때, 털에서 포낭을 제거하기 위해 환자의 회음부, 뒷다리와 엉덩이를 세척(예: 클로르헥시딘 샴푸 사용)할 수 있다. 이는 환경으로 인한 재감염 위험이 매우 낮고 동물 세척 자체로 인한 자가감염 가능성이 상대적으로 높은 경우에 특히 유용하다. 배변 후에는 분변을 가능한 빨리 치우는 것이 항상 권장된다.

치료 후 1주일이 지나도 충분한 개선이 없고, 동시 감염과 같은 다른 원인들이 배제된 경우에는 치료를 반복할 수 있다. 필요하다면, 메트로니다졸(5일간 25mg/kg q12H 또는 약물 안내문에 따라 조정)이 대안이 될 수 있다. 이 약물을 사용하면서 기억해야 할 것은 때때로 신경학적 부작용이 발생할 수 있다는 것인데, 25mg/kg q24H의 용량도 효과적이며 부작용의 위험을 크게 감소시킨다는 일부 증거도 있다 5,16. 메트로니다졸은 항생제 내성 문제로 인해 조심해서 사용해야 한다.

한 가정에 여러 마리의 개가 있다면, 재감염은 환자 자체나 환경에서만 발생하는 것뿐만 아니라 가정 내의 무증상 보균 동물들로 인해서도 발생할 수 있다는 점을 명심해야 하며, 가정 내 다른 동물들도 검사하는 것이 현명한 것일 수 있다. 

약물 치료 외에도 소화가 잘 되는 위장관 식이는 회복을 보조하는데 도움이 될 수 있으며, 특히 메트로니다졸을 사용한 경우에는 장내 미생물에 부정적인 영향을 줄 수 있기 때문이다. 일부 간행물에서는 Giardia 및 Clostridium spp.의 빠른 성장과 증식을 방지하기 위해 섬유질 함량이 낮고 저탄수화물, 고단백 식이를 권장하기도 한다. 그러나 조섬유 함량이 높고 소화율이 낮은 식이로도 개선되는 경우도 있다. 숙주의 면역 및 가능한 약물 치료와 함께 기질 변화는 면역 균형이 역전되고 숙주가 스스로 감염을 제어할 정도로 Giardia의 성장을 늦출 수 있다. 

지아르디아증의 예후는 일반적으로 좋지만 어린 동물, 탈수된 동물 또는 노령 동물 및 면역력이 저하된 동물은 합병증의 위험이 증가할 수 있다. 예를 들어, Giardia 영양형의 부착은 장 상피의 밀착 접합(tight junction)을 파괴하여 잠재적으로 이차적인 세균 감염을 일으킬 수 있다 21. 경험적으로 모든 조치에도 불구하고 일부 만성 감염 증례는 치료에 거의 또는 전혀 반응하지 않고 지속될 수 있다. 동물이 치료되었고 Giardia가 더 이상 존재하지 않지만 임상 증상이 지속되는 경우 추가 조사가 권장되는데, 예를 들어 다른 원충 감염, 만성 장염 및 식이 알러지가 있을 수 있다. 

켄넬

Giardia 감염이 확인된 켄넬 환경에 있는 대규모 동물 그룹의 경우, 동물들을 더 작은 그룹으로 나누거나 개별적으로 사육하는 것이 좋다. 이 상황에서는 환경 오염을 최대한 줄이기 위해 Giardia 테스트에서 양성인 무증상 동물을 치료하는 것도 유용하다. 치료가 종료된 후에는 동물들을 씻긴 후, 깨끗하고 건조하며 소독이 된 우리로 옮겨야 한다. 이후 동물들이 오염되었을 가능성이 있는 물에 접근하지 못하도록 주의를 기울여야 한다.

한 연구에서는 시험견 그룹에서Giardia 관리에 대해 보고했는데 22,개별적으로 기른 비글을 3일 동안 페반텔(febantel) (펜벤다졸의 전구체)/프라지콴텔(praziquantel)/피란텔(pyrantel) 의 조합으로 치료하였다. 매끄러운 에폭시 바닥의 스테인레스 스틸로 만들어진 우리는 제4급 암모늄 화합물이나 차아염소산나트륨 용액(표백제)으로 매일 소독하였다. 후자의 물질은 흔히 사용되는데, 효과가 충분하지 않다고 정기적으로 보고되고 있다. 그럼에도 불구하고, Giardia는 치료 17-24일 후에 여러 마리 개에서 다시 나타났으며, 모든 개에서 다시 설사가 발생했다. 재치료 마지막 날에 개를 씻은 후 깨끗한 우리로 옮겼을 때 문제가 사라졌다.

환경

재발했을 경우에는(특히 켄넬에서), 가능한 환경을 관리하여 감염 압력(infection pressure)을 낮추는 시도를 할 수 있다. 개가 다른 동물의 분변을 먹거나 오염된 정원 연못이나 물웅덩이에서 물을 마시는 경우 쉽게 재감염이 발생할 수 있다. 따라서 실행 방안은 상황에 따라 달라진다. 

집안의 매끄러운 표면을 청소하고 완전히 건조시킨 후, 제4급 암모늄 화합물로 소독하여 포낭을 비활성화하는 것이 중요하다. 그러나 이러한 제품들은 개인 용도로는 널리 보급되어 있지 않으며, 비누 잔류물이 없는 깨끗한 환경에서만 작동한다. 효과적인 소독을 위해서는 약품이 표면과 충분한 시간, 대개 최소 5분 이상 접촉해야 하므로 항상 제조업체의 사용 설명서를 참고해야 한다. 카펫과 직물 가구는 뜨거운 물이나 스팀으로 관리(70°C에서 5분 또는 100°C에서 1분)할 수 있으며8, 표면이 이러한 방법을 견딜 수 있는지 확인하기 위한 사전 테스트가 권장된다. 뜨거운 물(식기 세척기, 세탁기)을 사용하여 의류, 침구, 장난감, 그릇을 소독할 수도 있으며, 처리 시간은 온도에 따라 달라진다. 45°C의 물은 20분 안에 소독되지만, 70°C에서는 5분이면 된다. 건조기와 햇빛도 소독 과정에 크게 기여할 수 있다. 감염된 개를 운반하는 데에 사용되는 모든 차량(예: 개 산책 서비스)도 소독해야 한다. Giardia는 지표수를 통해서도 감염될 수 있으므로, 개가 밖에서 물을 마시거나 풀 등을 핥는 것을 최대한 방지해야 한다. 

후속 조치 및 재감염 가능성

최소 7일의 잠복기를 고려하여, 임상 감염에 대한 분변 검사를 치료 종료 후 8~10일 이내에 반복하는 것이 권장된다. 재검사는 동물이 여전히 임상 증상이 있거나, Giardia가 없는 폐쇄된(감수성) 집단으로 이동할 경우에만 실제로 유용하다. 증상이 지속되면 다른 원인의 가능성을 고려해야 하지만, 재감염이나 불충분한 효능 또는 순응도 부족으로 인해 재발은 잠재적인 문제가 될 수 있다. 따라야 할 다양한 진단 및 치료 절차에 대한 요약이 그림 7에 나와 있다.

Giardia는 인수공통 질병인가?

개와 고양이의 Giardia가 인간에게도 감염될 수 있다고 언급되는 경우가 많은데, 이 기생충은 실제로 인수공통 질병일까? 사실, 개나 고양이로부터 인간으로의 전파 위험은 매우 낮다 23,24. 개에서의 특정 Giardia 집합(C와 D)와 고양이에서의 집합(F)은 인간에게서 거의 발견되지 않는다 3. 반대로, 인간에서의 집합은 개와 고양이 개체군에서 순환할 수 있으며, 인간은 개와 고양이에게 감염원이 될 수 있으며, 그 후에는 이 동물들이 차례로 인수공통 감염 위험성을 가진다.가족 구성원과 반려동물이 모두 Giardia 감염을 암시하는 증상을 보이는 경우, 인간 집합 A 또는 B의 상호 감염이 가능하다. 반려동물이 Giardia 감염으로 진단된 경우, 수의사는 가족 구성원 중 위장관 증상이 있는지 문의할 수 있으며, 대답이 긍정적인 경우 의사와의 상담을 조언할 수 있다.

결론

진료를 받기 위해 병원에 내원한 개들의 Giardia 진단에는 분변검사, 원심분리 침사부유법 및 신속 벤치탑 검사가 모두 사용될 수 있다. 만약 임상 증상이 있고 Giardia 검사가 양성이라면, 펜벤다졸이 첫 번째 선택 치료제이지만, 증상이 없는 건강한 동물은 일반적으로 치료가 필요하지 않을 수 있다. 재발이 있는 경우, 환자의 엉덩이 주변을 씻겨주는 것이 유용할 수 있으며, 환경, 음식 및 물그릇을 청소 및 소독하고 개가 주변 환경에서 지표수를 마시거나 분변을 먹는 것을 방지하는 것도 중요하다. 그러나 개에서 사람으로의 Giardia 전파 가능성은 매우 낮다