항생제 사용으로 인한 쉬가독소 유전자의 전파 위해성 연구

초록

ㅁ 연구목표 항생제 사용으로 인한 쉬가독소 프로파아지의 전파 규명 및 독소 분비 변화 규명 ㅁ 연구내용 및 결과 ㅇ 1차년도에는 항생제 계열별 다양한 항생제를 대상으로 prophage 전이를 진행하고자 하였으며, 장출혈성대장균은 5개의 그룹으로 구분하였다. A group은 O157이 포함되고, HUS 발병을 유도한다. B group은 HUS 발병과 관련이 있지만, O157:H7 보다 드물게 나타난다. C group은 산발 적인 HUS 발병과 연관되고, D group은 설사를 유발하지만, HUS 발병과 관련이 없으며, E group은 인간 질병을 유발하지 않는 그룹이다. ㅇ 그러나 2차년도에 연구책임자가 변경되며 항생제를 설사 환자에게 주로 사용하는 경험적 항생제로 제한하였으며, 장출혈성대장균은 전세계적으로 발생 빈도에 따라 3가지 그룹으로 구분하여 prophage 전이 연구를 진행 하였다. ㅇ Prophage Dorner와 Recipient 그룹의 대장균은 5가지 항생제에 대한 MIC를 측정하였으며, 이를 기준으로 이후 연구에서 항생제 농도를 결정하였다. 항생제 농도별 독소 유전자 발현량은 Ciprofloxacin과 Levofloxacin 에서 1/4 MIC 농도에서 증강하는 결과를 보였으나, Azithromycin의 경우 독소 유전자의 발현이 증가하지 않는 결과를 보였다. ㅇ Prophage 전이는 독소 유전자 발현 결과와 유사하게 Ciprofloxacin과 Levofloxacin에서 높은 전이를 확인하였으며, Azithromycin의 경우에는 전이가 낮은 것을 확인하였다. 또한 Dorner의 혈청형보다는 Recipient의 혈청형이 전이에 중요한 역할을 하는 것이 규명되었다. 그리고 전이된 prophage의 전이 후 chromosome insertion site는 주요 4개 site에 삽입됨이 증명되었다. ㅇ 마우스 감염실험에서도 Ciprofloxacin이 Azithromycin에 비해 57배의 전이를 유발하는 것이 확인되었으며, 본 연구에서는 20개의 다양한 혈청형으로 전이가 되는 것이 확인되었다. 또한 전이된 독소 유전자는 세포 독성이 다양한 패턴을 보였으나 명확한 기전은 추가연구가 필요한 실정이다. ㅁ 기대효과 및 활용방안 ㅇ Prophage 매개 독소 유전자의 전파 규명을 통해 이를 억제 할 수 있는 기작 연구의 기초 자료 제공 ㅇ 기존의 항생제 중 독소 분비 및 전파에 관여하지 않는 항생제 발굴을 통한 장출혈성대장균의 치료용 항생제 발굴

ㅇ In the first year, we attempted to conduct prophage transfer targeting various antibiotics by antibiotic class, and E. coli was divided into five groups. Group A includes O157 and induces HUS. Group B is associated with HUS, but is less common than O157:H7. Group C is associated with sporadic HUS, group D causes diarrhea but is not associated with HUS, and group E does not cause human disease. ㅇ However, in the second year, the principal investigator changed, and antibiotics were limited to empirical antibiotics mainly used for diarrhea patients, and E. coli was divided into three groups according to the frequency of occurrence worldwide to conduct prophage transfer research. ㅇ Prophage Dorner and Recipient groups of E. coli measured MIC for five antibiotics, and based on this, the antibiotic concentration was determined in subsequent studies. The expression of toxin genes according to antibiotic concentration showed an increase at 1/4 MIC concentration in Ciprofloxacin and Levofloxacin, but in the case of Azithromycin, the expression of toxin genes did not increase. ㅇ Similar to the results of toxin gene expression, high transfer was confirmed in Ciprofloxacin and Levofloxacin, and low transfer was confirmed in the case of Azithromycin. In addition, it was revealed that the serotype of the Recipient played a more important role in transfer than the serotype of the Dorner. In addition, it was proven that the chromosome insertion site of the transferred prophage was inserted into the four main sites after transfer. ㅇ In a mouse infection experiment, Ciprofloxacin was confirmed to induce 57 times more metastasis than Azithromycin, and in this study, it was confirmed that it was transferred to 20 different serotypes. In addition, the transferred toxin gene showed various patterns of cytotoxicity, but further research is needed to determine the exact mechanism.