국내에서 유행하는 세균성 이질균의 fluoroquinolone계 항균제 내성 기전에 대한 유전학적 특성 연구

초록

목적 : 1991년 이후 국내에서 분리된 Shigella속 균주 중, fluoroquinolone에 대해 내성을 보이는 균주를 대상으로 하여 Quinolone계 항균제의 표적효소인 DNA gyrase와 topoisomeraseⅣ의 변이 등 Quinolone계 항균제 내성 기전을 확인. 방법 : 1991년부터 2002년까지 국내에서 분리된 Nalidixic acid(NA) 항균제에 내성 Shigella속 261주을 대상으로 ciprofloxacin(CIP), norfloxacin(NOR), ofloxacin(OFX), sparfloxacin(SPX), levofloxacin(LVX) 등의 MIC값을 측정하여 fluoroquindone계 항균제에 대한 내성 균주를 선별하였다. 이후, 선별된 균주에 대해서는 quinolone계 항균제의 표적효소인 DNA gyrase와 TopoisomeraseⅣ를 암호화하는 gyrA·B 유전자와 parC·E 유전자의 염기서열 중, QRDR에 대한 PCR을 수행하고 그 증폭산물에 대한 염기서열 분석을 통해 wild type의 염기서열과 비교하여 추정되는 아미노산 서열의 변이 여부를 확인 하였다. 또, Efflux pump 억제제인 carbonyl cyamide-m-chlorophenyldrazone(CCCP)에 반응하는 fluoroquinolone계 항균제 내성균주는 real time PCR을 이용하여 efflux pump을 암호화하는 유전자의 상대적 발현정도를 정량하여 비교하였다. 결과 : 선별된 내성균주 중 S. flexneri 021787과 S. flexneri 021895는 fluoroquinolones계 항균제에 대해서도 높은 내성을 가지고 있었다. S. flexnerif 021787은 gyrA 유전자의 Ser83 위치의 serine이 leucine으로 대치되고 parC에 80번 위치의 serine이 isoleucin으로, 91번 위치의 arginine이 glutamine으로 대치되어 총 3개 위치에서 변이가 확인되었고, S. flexneri 021895 경우는 S. flexneri 021787에서의 3개의 변이위치 외에도 gyrA에 87번 위치의 aspartic acid가 glycine추가로 대치되어 총 4개 위치에서 변이가 확인되었다. 이 두 균주에 efflux pump 억제제인 CCCP를 첨가시 fluoroquinolones계 항균제에 대한 감수성이 증가되는 것이 확인되어, efflux pump의 관여를 확인한 결과, S. flexneri 021787경우에는 fluoroquinolones계 항균제 존재 시에 RND transporters의 AcrA, AcrB, TolC, MFS transporter의 MdfA, MATE transporter의 YdhE의 발현량이 증가함이 확인되었다. 결론 : S. flexneri 021787과 S. flexneri 021895의 fluoroquinolones계 항균제에 대한 높은 내성은 항균제 표적 유전자 위치의 변이와 efflux pumps의 관여가 조합이 되어 나타난 내성으로, 특히 Shigella에서 MdfA가 fluoroquinolones계 내성에 관여함을 최초로 확인하였다.

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