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문제 정의
- 따라서 본 연구는 국내 사람과 동물에서 널리 사용되어 온 각종 항균제에 대하여 가금유래 병원성 대장균의 약제별 내성빈도와 접합을 통한 R plasmid의 전달눙 등을 파악하고, 아울러 분리균의 O혈청형과 약제 내 성형 간의 상관성 분석을 통하여 금후 가금 대장균 중의 역학적 조사를 위한 기초자료를 얻고자 본 실험을 수행하였다.
- 최근 가금유래 병원성 대장균의 항균성 약제별 내성 빈도와 접합을 통한 R plasmid의 전달능 등을 파악하고, 아울러 분리균의 0혈청형과 약제내성형 간의 상관성 분석을 통하여 금후 가금 대장균증의 역학적 조사를 위한 기초자료를 얻고자 국내 가금 농장에서 분리한 203주를 대상으로 시험한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
제안 방법
- 준하였다. 512 ㎍/ml부터 1 pg/ml까지 계단 회석된약제가 함유된 Mueller Hinton agar(MHA; Difco, USA) 평판배지위에 trypticase soy broth(TSB; Difbo, USA)에서 37℃로 18~20시간 배양한 균액을 생리식염수로 100 배 회석하여 multi-inoculator로 접종하고 37℃에서 18~24 시간 배양한 다음 접종부위에서 균의 발육유무를 보아 MIC를 결정하였다. 시험에 사용한 항균제는 ampicillin (Ap; USB, USA), aztreonam(Az), ceftazidime(Cd), cefbta-xime(Ct), cefepime(Cf; Boryung Inc, Korea), cefoxitin (Cx), kanamycin(Km; Duchefa, Netherlands), gentamicin (Gm), amikacin(Ak), nalidixic acid(Na), ciprofloxacin(Ci, Fluka, Switzerland), chloramphenicol(Cm), tetracycline(Tc; Sigma Chemical, USA), streptomycin(Sm), sulfisoxazole (Su) 및 trimethoprim(Tp; ICN Biomedicals, USA)등 16종이었다.
대상 데이터
- 512 ㎍/ml부터 1 pg/ml까지 계단 회석된약제가 함유된 Mueller Hinton agar(MHA; Difco, USA) 평판배지위에 trypticase soy broth(TSB; Difbo, USA)에서 37℃로 18~20시간 배양한 균액을 생리식염수로 100 배 회석하여 multi-inoculator로 접종하고 37℃에서 18~24 시간 배양한 다음 접종부위에서 균의 발육유무를 보아 MIC를 결정하였다. 시험에 사용한 항균제는 ampicillin (Ap; USB, USA), aztreonam(Az), ceftazidime(Cd), cefbta-xime(Ct), cefepime(Cf; Boryung Inc, Korea), cefoxitin (Cx), kanamycin(Km; Duchefa, Netherlands), gentamicin (Gm), amikacin(Ak), nalidixic acid(Na), ciprofloxacin(Ci, Fluka, Switzerland), chloramphenicol(Cm), tetracycline(Tc; Sigma Chemical, USA), streptomycin(Sm), sulfisoxazole (Su) 및 trimethoprim(Tp; ICN Biomedicals, USA)등 16종이었다. 공시균에 대한 MIC가 Ak, Ct 및 Km에서 64 μg/ml.
- 2003년 4월부터 2005년 12월까지 강원도, 경기도, 경상북도, 경상남도 및 충청북도 등에 소재하는 가금 사육 농장으로부터 경북대학교 조류질병학 연구실에 병성감정 의뢰되어 가금 대장균증으로 진단된 가금의 실질 장기로부터 세균을 분리하여 성 둥 에 의해 생화학적 성상 검사와 O혈청형 조사를 통하여 대장균으로 동정된 203주를 실험에 제공하였다.
이론/모형
- 공시균의 각 항균제별 최소억제농도(Minimal inhibitory concentration; MIC)는 평판 희석법으로 측정하였으며, 검사방법 및 내성균의 판정은 National Committee for Clinical Laboratory Standards [38] 및 \bogd 둥 [44]의 기준에 준하였다. 512 ㎍/ml부터 1 pg/ml까지 계단 회석된약제가 함유된 Mueller Hinton agar(MHA; Difco, USA) 평판배지위에 trypticase soy broth(TSB; Difbo, USA)에서 37℃로 18~20시간 배양한 균액을 생리식염수로 100 배 회석하여 multi-inoculator로 접종하고 37℃에서 18~24 시간 배양한 다음 접종부위에서 균의 발육유무를 보아 MIC를 결정하였다.
성능/효과
- 시험균 203주의 각종 항균제에 대한 약제별 내성 빈도를 알아보기 위하여 사람과 가축에서 상용되고 있는 Ap 등 16중의 항균제에 대하여 약제 감수성 시험을 실시한 결과 Tc에 내성을 가진 균이 93.6%로 가장 많았으며, 다음으로 Na, Sm, Ap, Ci, Su, 및 Tp에 대하여 각각 92.6%, 81.8%, 77.3%, 70.9%, 66.5%, 58.1%가 내성을 나타내어내성율이 높았으나, Cm, Km 및 Gm에는 각각 20.7%, 18.7% 및 14.8%로 낮게 나타났다. 다음 Az, Cd, Ct 및 Cx의 약제에 대해서는 각각 1.
- 8%로 낮게 나타났다. 다음 Az, Cd, Ct 및 Cx의 약제에 대해서는 각각 1.5-0.5%로 극소수만이 내성을 가졌으며 Ak와 Cf에 대해서는 전 균주가 감수성을 나타내었다{Table 1).
- 4%이었다. 다제내성균 중에는 께 및 6제 내성균이 각각 2기% 및 24.6%로 가장 많았고, 다음으로 8제 및 5제 내성균이 각각 14.3% 및 10.8%로 비교적 많은 것으로 나타났다.
- 이들 내성균의 내성양상은 매우 다양하여 57종의 상이한 내성유형이 나타났으며, 그 중 Tc, Sm, Su, Ap, Tp, Ci, Na의 7제 내성균이 20.2%로 가장 빈번하였으며, 다음으로 Tc, Sm, Ap, Tp, Ci, Na의 6제 내성균이 9.9%로 비교적 많았다.
- 한편 1종 이상의 약제에 내성을 가진 시험균 2 이주를 대상으로 E. coli RG488 및 E coli J53을 피전달균으로 하여 접합에 의한 내성전달시험을 실시한 결과 그중 33.8%(68주)가 시험균 내성양상의 전부 또는 일부를피전달균에 전달하여 34종의 내성유형을 나타내는 86주의 transconjugants가 확인되었다.
- 내성균 201주의 약제별 내성빈도와 접합에 의한 내성전달율올 비교해보면 Table 3에서와 같이 Tc, Sm 및 Ap에 내성인 균은 각각 94.5%, 82.6% 및 78.1 %로 많았으나, 이들 중 내성 전달균은 각각 33.7%, 35.5% 및 36.3%로적었다. 다음으로 Su 및 Tp에 내성인 균 역시 각각 67.
- 6%로 적었다. 반면에 Cm, Km 및 Gm에 대한 내성균은 각각 20.9%, 18.9% 및 14.9%로 적었으나, 내성 전달균은 각각 45.2%, 42.1% 및 43.3%로 비교적 많았으며, 더욱이 Cd, Cx, Ct 및 Az에 대해 내성인 균은 1.5%0.5%로 극히 적었던 반면에 이들 약제의 내성은 모두 피전달균에 전달되었다.
- 본 연구에서 제시된 가금병원성 대장균의 항균제 내성율은 최근 국내 건강 닭 분변에서 분리한 대장균에 비해 대부분의 항균제에 대한 내성율이 높은 것으로 나타났다 [6, 15, 17], 근년 국내 축산 및 수산 분야에서 항균제 사용량은 2001년부터 2006년까지 매년 약 1.500톤의 항균제가 사용되었으며, 이들 항균제 중 양계 분야에서 사용량은 전체 사용량의 19-24% 정도로 돼지 (54-57%) 다음으로 많은 실정이다 [12-14, 20]. 이러한 많은 항균제의 사용은 가금의 병원성 세균은 물론 장내 정상 세균의 항균제 내성율을 높이는 요인으로 보고되고 있으며 [22, 23], 특히 국내 가금에서 발생 및 피해가 많은 병원성대장균 감염중과 같은 질병의 치료 및 예방을 위하여 보다 많은 항균제에 노출되었기 때문에 본 연구에서와 같은 결과가 초래된 것으로 사료된다.
- 국내 사람과 동물에서 상용되고 있는 항균제별 약제내성율을 비교해 본 결과 본 연구에서 Tc에 대한 내성율이 93.6%로 가장 높게 나타났다. 외국의 경우 캐나다 88% [40], 미국 87% [48], 스리랑카 80.
- [시actant 항균제중 Ap에 대한 내성율은 국내 병계유래균에서 1980년대와 1990년대에 28.9-38.9%로 낮게 나타났으나 [2, 4, 5, 7], 본 연구 결과에서 77.3%로 높게 나타난 바, 2000년 이후에 Ap에 대한 내성욜이 크게증가된 것임을 확인할 수 있었다. 한편 Az, Cf, Ct, Cx 및 Cd에 대한 내성율은 0-1.
- 한편 육계, 산란계 및 오리 등 가금 품종별로 분리 균의 항균제 내성율을 비교해보면 전체적으로는 품종에 따른 분리균의 내성율에 큰 차이가 없다고 하겠으나, Sm, Ap 및 Ci 약제에 있어서는 육계 유래 분리균의 내성율이 각각 89.6%~83.2%로 높았던 반면에 산란계 유래 시험균은 각각 51.1%~7.8%의 비교적 낮은 내성율을 나타내었다.
- 가금 품종별 항균제 내성양상을 비교한 결과 전체적으로는 품종에 따른 분리균의 내성율에 큰 차이가 없다고 하겠으나, Sm, Ap 및 Ci 약제에 있어서는 육계 유래 분리 균의 내성율이 산란계 유래균에서 보다 높은 내성율을 나타내었으며, 특히 Ci에 대한 내성율이 산란계 유래 균(37.8%)에 비해 육계 유래균(83.2%)에서 현저히 높았다. 근년 Ci를 비롯하여 사람에서 중요한 치료제로 사용되어 온 fluoroquinolone계 약제가 가축 및 가금 유래 균에서 높은 내성율을 나타내고 있으며, 식육이나 알 둥 축산물을 통해 내성유전자가 사람에게 전달될 가능성이 있는 것으로 밝혀짐에 따라 미국과 유럽연합 등의 국가들에서는 중요하게 규제 관리하고 있으며, 특히 산란 중인 닭에서는 이들 약제의 사용이 금지되었다 [46], 우리나라에서도 2001년부터 이와 같은 조치를 취하였다 [I].
- 본 연구에 공시된 203균주 중 2종 이상의 약제에 내성 올 나타내는 다제내성균은 96.6%로 매우 많았으며, 이 중 7제(27.1%) 내성균이 가장 많았고, 다음으로 6제 (26.6%) 및 8제(14.3%) 내성균의 순이었으며, 또한 10 제 내성균도 3주가 분리되었다. 1980년대에 국내 가금 병원성 대장균의 경우 주로 3V제 내성균의 출현이 가장 빈번한 것 [2, 3, 5]과 비교하여 본 연구에서는 7제 내성균이 가장 많아 최근 가금 병원성 대장균에서 다제내성이 상당히 심각한 수준임을 알 수 있었다.
- 3%) 내성균의 순이었으며, 또한 10 제 내성균도 3주가 분리되었다. 1980년대에 국내 가금 병원성 대장균의 경우 주로 3V제 내성균의 출현이 가장 빈번한 것 [2, 3, 5]과 비교하여 본 연구에서는 7제 내성균이 가장 많아 최근 가금 병원성 대장균에서 다제내성이 상당히 심각한 수준임을 알 수 있었다.
- 1% [5], Kanai 둥 [35}은 닭 유래 대장균에서 48%로 보고하였다. 본 연구에서는 공시한 내성균 2 이주 중 33.8%가 내성양상의 전부 또는 일부를 피전 달 균에 전달하여 R plasmid에 의한 내성 전달율이 상기 보고자들과 비교하여 다소 낮게 나타났다. 연구자에 따라서 이러한 R plasmid 전달율의 차이는 시험균의 종류 및 분리 원 그리고 연구자의 시험방법 둥 여러가지 요인에 의한 결과로 생각된나.
- 이상의 연구의 결과로 보아 국내 가금 병원성 대장균의 항균제 내성은 일부 항균제에 있어서 심각한 수준에 이르고 있으며, 또한 다제내성균 출현율도 높아 가금의 질병 치료에도 어려울 뿐만 아니라, R plasmid를 통한 세균 간의 내성 전달이 사람의 건강에 유해를 초래할 가능성이 있음으로 미국 및 유럽 선진국에서와 같이 가금 유래 세균의 약제 내성 방지를 위한 항균제 오. 남용에 대한 규제 및 엄격한 취급 등에 관한 대책을 시급히 강구하여야 할 것으로 사료된다.
- Tetracycline에 대해 내성인 균이 93.6%로 가장 많았으며, 다음으로 nalidixic acid 92.6%, streptomycin 81.8%, ampicillin 77.3%, ciprofloxacin 70.9%, sulfisoxazole 66.5% 및 trimethoprim 58.1 %의 순으로 높은 내성을 나타내었다.
- 시험균의 99.0%가 한 종류 이상의 약제에 내성을 가졌으며 총 57종의 내성유형을 나타내었다. 그 중 Tc, Sm, Su, Ap, Tp, Ci, Na의 7제 내성균이 20.
- 내성전달 시험 결과 내성균 2이주 중 33.8%가 R plasmid에 의해 피전달균에 내성을 전달하였다.
- O헐청형별로 약제 내성 유형을 분석한 결과 분리 빈도가 높았던 O78, O88 및 O15에서 Tc, Sm, Su, Ap, Tp, Ci, Na(7제) 유형의 다제내성균이 가장 많았다.
- Table 2에서 시험균의 약제내성을 내성약제수별로 비교해 보면 공시균의 99.0%가 1종 이상의 약제에 내성을 가지고 있었으며 이 중 2~10종의 약제에 내성을 가진다 제 내성균이 %.6%이었고, 단제내성균은 2.4%이었다. 다제내성균 중에는 께 및 6제 내성균이 각각 2기% 및 24.
후속연구
- 따라서 앞으로 가축 및 가금에서 2~3세대 cephalosporin계 약제에 대한 내성균 및 R plasmid 등에 대한 광범위한 모니터링이 신속히 이루어져야 할 것으로 사료된다.
- 유사한 결과를 얻었다. 분리된 078 대장균 중에서 Tc, Sm, Su, Ap, Tp, Ci, Na(7제) 내성균이 가장 많았으며 또한 이 내성유형은 088 및 015에서도 가장 많은 분포를 차지하는 것으로 나타나, 앞으로 분자 역학적 차원에서 이들 혈청형에 따른 약제내성유형과의 상관성 여부에 관한 보다 심도 있는 연구가 요구된다.
- 본 연구 결과 국내 가금 병원성 대장균의 높은 항균제 내성율 및 다제내성화 경향을 확인할 수 있었으며, 향후 식용동물에서 사람으로 전파될 가능성이 있는 병원성 세균 내 항균제 내성의 모니터링과 항균제 오. 남용에 대한 규제 및 대책이 신속히 수립되어야 할 것으로 사료된다.
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