[논문]보육시설 급식실 실내 환경에서 분리된 식중독 미생물의 항생제 내성 특성

김중범; 김종찬

doi:10.5668/jehs.2012.38.5.415

보육시설 급식실 실내 환경에서 분리된 식중독 미생물의 항생제 내성 특성
Antibiotic Resistance of Food-Borne Pathogens Isolated from an Indoor Environment of a Lunchroom in a Child Care Center 원문보기

韓國環境保健學會誌 = Journal of environmental health sciences, v.38 no.5, 2012년, pp.415 - 423

김중범 (경기도보건환경연구원 보건연구부) , 김종찬 (서울과학기술대학교 환경공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Objectives: This study was performed in order to evaluate antibiotic resistance and analyze the multiple antibiotic resistance of food-borne pathogens isolated from indoor air and an air cleaner at a lunch room in a child care center. Methods: An antibiotic test of food-borne pathogens, including four Staphylococcus aureus and 23 Bacillus cereus was conducted through the disk diffusion method from Clinical and Laboratory Standard Institute. Results: All Staph. aureus was resistant to Ampicillin and Penicillin, while B. cereus was also resistant to Ampicillin, Cefepime and Penicillin. All isolates showed Vancomycin susceptibility but three out of four Staph. aureus and all B. cereus were resistant to Oxacillin. Staph. aureus and B. cereus presented two or more multiple antibiotic resistances. Conclusions: The results indicated that food-borne pathogens isolated from indoor air and an air cleaner at a lunch room in a child care center showed multiple antibiotic resistances. The repeated control of indoor environment quality is required and continuous surveillance of antibiotic resistant strains is demanded.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

따라서 본 연구에서는 어린이집 급식실 내 설치된 공기청정기의 미생물 오염도를 조사하고 급식실 실내 공기와 공기청정기에서 분리된 식중독 미생물의 항생제 내성 패턴을 분석하여 집단식중독 발생 시 초기 치료에 필요한 정확한 항생제 내성 정보를 제시하고자 하였다.

가설 설정

1)Oxacillin resistance means methicillin resistance.

제안 방법

대장균군수는 Desoxycholate Lactose agar (Difco, USA)를 무균적으로 분주하여 냉각 시킨 후 35℃에서 24시간 배양하였다. 1개 평판 당 300개 이하의 집락을 형성하는 평판을 선택하여 공기청정기 필터 100 cm² 당 집락수로 계산하였으며, 검출한계는 1 log CFU/100 cm²이었다.
cereus가 식품 중에서 증식하며 구토독소 (Emetic toxin)을 생산하여 발생한다.³⁵⁾ 토양 상재균인 B. cereus의 경우 신선편의식품의 소비 증가와 더불어 지속적으로 식중독을 발생시키고 있어²⁾ 식중독 환자의 초기 치료를 위해 분리균주의 항생제 다제 내성을 분석하였다. 본 실험에 사용된 Staph.
Bacillus cereus는 시험용액 100 µL를 Bacillus Cereus Rapid agar (BACARA; AES Chemunex, France)에 도말하여 35℃에서 18시간 배양한 후 분홍색의 혼탁한 환을 갖는 집락을 선별하여 Blood agar (Komed, Korea)에 도말하였으며, β-hemolysis를 나타내는 균주에 대하여 Gram stain, Catalase test를 실시한 후 Vitek 2 compact system (bioMerieux, France)을 이용 생화학시험을 하여 B. cereus를 동정하였다.
cereus로 동정된 균주의 항생제 내성 실험은 Clinical and Laboratory Standard Institute (CLSI)에서 추천하는 디스크 확산법으로¹⁷⁾ 실시하였으며 본 실험에 사용된 항생제는 모두 Oxoid사의 디스크를 사용하였고 그 종류는 Table 1에 나타내었다. Muller Hinton broth (MHB; Oxoid, England)에 분리균주를 접종하여 35℃에서 24시간 배양한 후 MacFarland scale No. 0.5 BaSO₄ 표준비색관 (1.175% BaCl₂ 0.5 mL+0.36 N H₂SO₄ 99.5 mL:106CFU/mL)과 동일한 탁도를 나타내도록 배양액을 멸균 생리식염수로 희석하였다. 희석된 배양액을 Muller Hinton agar (MHA; Oxoid, England) 전체에 멸균 면봉을 이용하여 골고루 도말한 다음 실온에서 10분간 정치시켜 습기를 제거한 후 항생제 디스크를 30 mm 간격으로 MHA 배지 표면에 부착시켜 35℃에서 24시간 배양하였다.
cereus에 관한 항생제 내성기준이 설정되어 있지 않아 Staph. aureus 균의 항생제 내성 검사 기준을 적용 판단하였다. 항생제 내성 실험의 대조균주로는 Staph.
수도권 소재 어린이집 11곳을 실험대상 보육시설로 선정하였고 대부분의 어린이집이 공간적 제약으로 인해 보육실에서 급식을 제공하고 있어 보육실 내 설치된 공기청정기 필터를 실험대상으로 하였다. 미생물 오염도 실험을 위하여 각각의 공기청정기 필터에 가로, 세로가 10 cm의 멸균 가스켓을 부착한 후 Pipette Swab (Saline 10 mL; 3 M, Korea)의 멸균 면봉을 이용 세밀히 닦아서 시료를 채취하였다. 채취한 시료는 Saline 10 mL에 무균적으로 넣어 균질화한 후 시험용액으로 사용하였다.
배양액을 MacConkey agar (Oxoid, England)에 획선 도말하여 35℃에서 24시간 배양한 후 흰색 집락을 선별하여 Kligler iron agar (KIA; Oxoid, England)와 TSA (Oxoid, England)에 도말하여 35℃에서 24시간 배양하였다. 배양 결과 K/A, gas 양성과 H2S를 생산한 집락에 대하여 O 혼합혈청 응집실험을 실시하여 혈청응집 양성반응을 나타낸 집락에 대하여 생화학시험을 실시하였다. 생화학실험은 Vitek 2 compact system (bioMerieux, France)을 이용 Salmonella spp.
어린이집 급식실 내 설치된 공기청정기의 미생물 오염도를 분석하고자 일반세균수, 대장균군수 및 진균수를 실험하였으며, 그 결과는 Table 2에 나타내었다. 일반세균수의 경우 평균 3.

대상 데이터

어린이집 급식실 내 설치된 공기청정기의 미생물 오염도를 조사하고 급식실 실내 공기와 공기청정기에서 분리된 식중독 미생물의 항생제 내성 패턴을 분석하여 집단식중독 발생 시 초기 치료에 필요한 정확한 항생제 정보를 제시하기 위하여 Staph. aureus 4주와 B. cereus 23 균주의 항생제 내성을 실험하였다. 공기청정기 필터의 식중독 미생물 실험결과 Salmonella spp.
항생제 내성 실험의 대조균주로는 Staph. aureus ATCC 25922을 사용하였다.
, Staph. aureus, B. cereus를 실험하였으며, 그 결과는 Table 3에 나타내었다. Salmonella spp.
수도권 소재 어린이집 11곳을 실험대상 보육시설로 선정하였고 대부분의 어린이집이 공간적 제약으로 인해 보육실에서 급식을 제공하고 있어 보육실 내 설치된 공기청정기 필터를 실험대상으로 하였다. 미생물 오염도 실험을 위하여 각각의 공기청정기 필터에 가로, 세로가 10 cm의 멸균 가스켓을 부착한 후 Pipette Swab (Saline 10 mL; 3 M, Korea)의 멸균 면봉을 이용 세밀히 닦아서 시료를 채취하였다.
항생제 내성 실험에 사용된 식중독 미생물은 어린이집 급식실 공기청정기에서 분리된 식중독 미생물과 어린이집 급식실 실내공기에서 분리되어 실험실에 보관되어 있던 Staphylococcus aureus 4주와 Bacillus cereus 21주를 포함하여 실험하였다. 보관균주는 Tryptic Soy broth (TSB; Oxoid, England)에 접종하여 35℃에서 18시간 배양한 후 Tryptic Soy agar (TSA; Oxoid, England)에 획선 도말한 후 35℃에서 18시간 배양하여 항생제 내성 실험에 사용하였다.

이론/모형

Staph. aureus와 B. cereus로 동정된 균주의 항생제 내성 실험은 Clinical and Laboratory Standard Institute (CLSI)에서 추천하는 디스크 확산법으로¹⁷⁾ 실시하였으며 본 실험에 사용된 항생제는 모두 Oxoid사의 디스크를 사용하였고 그 종류는 Table 1에 나타내었다. Muller Hinton broth (MHB; Oxoid, England)에 분리균주를 접종하여 35℃에서 24시간 배양한 후 MacFarland scale No.
식중독 미생물은 식품공전과 김 등의 방법에 따라 실험하였다.^14,16) Salmonella spp.
일반세균수, 대장균군수 및 진균수는 식품공전과 김 등의 방법에 따라 실험하였다.^14,15) 시험용액은 10단계 희석법에 따라 희석하여 희석액과 시험용액을 멸균 Petri dish 2매에 각각 1 mL씩 분주한 후 일반세균수는 Plate Count agar (Difco, USA), 진균수는 Potato Dextrose agar (Difco, USA)를 무균적으로 분주하여 냉각 응고시킨 후 각각 35℃에서 48시간 및 25℃에서 5일간 배양하였다.

성능/효과

3% 이었다는 보고에 비해 매우 높은 OX 항생제 내성을 나타낸 것이다.^1,13,32) B. cereus의 경우 23균주 모두 OX 항생제에 내성을 나타내는 Methicillin 내성균주로 판명되어 어린이집 유아 손과 휴대 수저집 및 농장 환경과 설사환자에서 분리된 B. cereus 중 Methicillin 내성 균주는 각각 100, 100, 96.0, 93.2% 이었다는 보고와 유사한 결과를 나타내었다.^15,16,25,32) 실험에 사용된 Staph.
aureus도 질병 관련성이 보고되고 있다.³⁴⁾ B. cereus는 설사형과 구토형 식중독을 일으키며 설사형은 B. cereus가 소장에서 증식하며 장독소 (Enterotoxin)를 생산하여 발생하고 구토형은 B. cereus가 식품 중에서 증식하며 구토독소 (Emetic toxin)을 생산하여 발생한다.³⁵⁾ 토양 상재균인 B.
6%) 나타났다. 6가지 항생제에 다제 내성을 나타낸 B. cereus는 총 5균주 (21.5%)로서 AM-FEP-CTT-E-OX-P 항생제가 1균주, AM-FEP-CTT-OX-P-TE 항생제가 1균주, AM-FEP-E-OX-P-RD 항생제가 1균주, AM-FEP-OXP-RD-TE 항생제가 1균주 및 AM-FEP-CTT-OX-P-TE 항생제가 1균주로 나타났다.
Cefepime (FEP) 항생제에는 50% 감수성과 50%의 내성을 나타내었고 Cefotetan (CTT) 항생제에는 25%의 감수성과 75%의 내성을 나타내었다. B. cereus 항생제 내성 실험결과 CIP, C, CN, IPM 항생제에 100%감수성을 나타내었으며 AM, FEP, P 항생제에 100%내성을 나타내었다. 그 외 CTT, E, RD 및 TE 항생제는 각각 감수성 (34.
aureus는 모두 항생제 다제 내성을 나타내었다. B. cereus의 경우 FEP-OX-P 항생제 등 3가지 항생제에 1균주 (4.3%)가 다제 내성을 나타내었고 AM-FEP-OX-P 항생제 등 4가지 항생제에 10균주 (43.6%)가 다제 내성을 나타내었으며 AMFEP-CTT-OX-P 항생제와 AM-FEP-OX-P-RD 항생제 등 5가지 항생제에 각각 6균주 (23.6%)와 1균주 (4.3%)가 다제 내성을 나타내어 5가지 항생제에 다제 내성을 나타내는 B. cereus는 총 7균주로 (30.6%) 나타났다. 6가지 항생제에 다제 내성을 나타낸 B.
B. cereus의 항생제 내성 실험결과 AM, FEP, P 항생제에 100% 내성을 나타내었는데 이러한 결과는 농산물 재배환경과 설사환자 및 식품 중에서 분리된 B. cereus가 AM과 P 항생제에 100% 내성을 나타내었다는 보고와23-25) 일치하는 결과이고 FEP 항생제의 경우 어린이 휴대 수저집과 어린이 손 및 설사환자로부터 분리된 B. cereus가 100, 100, 97.7%의 내성을 나타내었다는 보고와15,16,25) 매우 유사한 결과로서 대부분의 B. cereus가 β-lactamase를 생산 β-lactam계 항생제에 내성을 나타낸다는 보고와 일치하는 결과였다.
aureus 4균주 중 3균주에서 Oxacillin 내성을 나타내어 Methicillin Resistance Staph. aureus (MRSA)가 75%로 나타났으며 B. cereus의 경우 실험에 사용된 23균주 모두 Methicillin 내성을 나타내었다. 분리된 Staph.
cereus 균주 모두 VA 항생제에 감수성을 나타내었으나 Staph. aureus 4균주 중 3균주가 MRSA로 나타났고 B. cereus의 23균주 모두 Methicillin 내성을 나타내었다. Staph.
Staph. aureus 항생제 내성 실험결과 AM, P 항생제에 내성을 나타내었고 B. cereus 항생제 내성 실험결과 AM, FEP, P 항생제에 내성을 나타내었다. Staph.
Staph. aureus 항생제 내성 실험결과 Ciprofloxacin (CIP), Chloramphenicol (C), Clindamycin (DA), Erythromycin (E), Gentamicin (CN), Imipenem (IPM), Rifampin (RD), Tetracycline (TE), Trimethoprim/Sulfamethoxazole (SXT) 항생제에 100% 감수성을 나타내었고 Ampicillin (AM), Penicillin (P)에 100% 내성을 나타내었다. Cefepime (FEP) 항생제에는 50% 감수성과 50%의 내성을 나타내었고 Cefotetan (CTT) 항생제에는 25%의 감수성과 75%의 내성을 나타내었다.
와 Staph. aureus는 검출되지 않았으나 B. cereus가 11개 공기청정기 필터 중 2개에서 (18.2%) 검출되어 공기청정기 필터의 주기적인 청소가 필요한 것으로 판단되었다. Staph.
Staph. aureus는 모두 2개 이상의 항생제에 다제 내성을 나타내었고 B. cereus는 모두 3개 이상의 항생제에 다제 내성을 나타내어 감염 시 치료에 사용할 수 있는 항생제가 제한적인 것으로 나타났다. 따라서 항생제 내성은 더 이상 병원 실내 환경만의 문제가 아니며 어린이집 급식실 실내 환경도 지속적이고 체계적인 관리가 필요하며 보육시설 실내 환경에서 분리된 식중독 미생물에 대한 체계적인 항생제 내성 연구가 필요한 것으로 판단된다.
와 Staph. aureus의 경우 공기청정기 필터 모두에서 검출되지 않았으나 B. cereus의 경우 11개 공기청정기 필터 중 2개 (18.2%)에서 검출되어 어린이집 급식실에 설치된 공기청정기는 B. cereus에 가장 많이 오염된 것으로 나타났다.
cereus 항생제 내성 실험결과 CIP, C, CN, IPM 항생제에 100%감수성을 나타내었으며 AM, FEP, P 항생제에 100%내성을 나타내었다. 그 외 CTT, E, RD 및 TE 항생제는 각각 감수성 (34.8, 69.6, 4.3, 52,2%), 중간 내성 (21.7, 21.7, 17.4, 39.1%), 내성 (43.5, 8.7, 78.3, 8.7%)을 나타내었으며, DA 및 SXT 항생제는 각각 82.6, 78.3%의 감수성과 17.4, 12.7%의 중간 내성을 나타내었다. 분리된 Staph.
진균수의 경우 전체 11개 공기청정기 필터 모두에서 검출되었으며 평균 2.13± 2.11 log CFU/100 cm2를 나타내어 어린이집 급식실 실내공기 중 일반세균수가 가장 높은 오염도 나타내었다.

후속연구

⁷⁾ 그러나 무분별한 항생제 사용으로 항생제 내성 미생물이 증가하고 있고⁸⁾ 식중독 미생물이 항생제 내성 유전자를 획득하여 집단 식중독을 발생시킬 가능성 증대되고 있어 공중보건학적으로 문제가 제기되고 있다.¹⁾ 또한, 급식시설의 주요 식중독 오염원 중 하나가 공기 등 실내 환경이라고 보고되고 있어⁹⁾ 면역력이 취약한 영유아들이 보육시설 급식 환경에 오염된 식중독 미생물에 감염되어 집단 식중독이 발생할 경우 신속한 초기 치료를 위해 어린이집 급식환경에서 분리된 식중독 세균에 대한 정확한 항생제 내성 정보가 필요하다 하겠다. 그러나 현재까지의 연구 동향을 살펴보면 초등학교 및 고등학교 실내 환경에서 공기 중 미생물 분리 및 특성,^10,11) 유치원생을 포함한 서울 및 광주 지역 학생들의 손에서 분리된 미생물의 항생제 내성 연구,^12,13) 초등학교 급식환경에서 분리된 미생물의 항생제 내성 연구⁷⁾ 등에 국한되어 있고 어린이집 급식실 실내 환경에서 분리된 식중독 미생물에 관한 항생제 내성 연구는 매우 미약한 실정이다.
Staph. aureus와 B. cereus의 항생제 내성 실험결과를 볼 때 항생제 내성은 더 이상 병원 실내 환경만의 문제가 아니며 어린이집 급식실도 공기 질 등 실내 환경을 지속적이고 체계적으로 유지관리 하여야 할 것으로 판단되었다.
5%로 낮게 나타났으나 분리균주 모두 3개 이상의 항생제에 다제 내성을 나타내었다. 따라서 면역력이 취약한 보육시설의 영유아에게 실내 환경에 오염되어 있던 항생제 다제 내성 균주가 감염되어 식중독이 발생할 경우 치료가 매우 곤란하므로 보육시설의 실내 환경 관리에 각별한 주의가 필요하며 보육시설 실내 환경에서 분리된 식중독 미생물에 대한 체계적인 항생제 내성 연구가 필요한 것으로 판단된다.
cereus는 모두 3개 이상의 항생제에 다제 내성을 나타내어 감염 시 치료에 사용할 수 있는 항생제가 제한적인 것으로 나타났다. 따라서 항생제 내성은 더 이상 병원 실내 환경만의 문제가 아니며 어린이집 급식실 실내 환경도 지속적이고 체계적인 관리가 필요하며 보육시설 실내 환경에서 분리된 식중독 미생물에 대한 체계적인 항생제 내성 연구가 필요한 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	식중독 발생 초기 원인균을 사멸시켜 치료에 결정적 역할을 하는 항생제의 문제점은 무엇인가?	5,6) 항생제는 식중독 발생 초기 원인균을 사멸시켜 치료에 결정적인 역할을 수행하며 식중독에 의한 사회적 손실을 축소하는데 유용하게 사용되고 있다.7) 그러나 무분별한 항생제 사용으로 항생제 내성 미생물이 증가하고 있고8) 식중독 미생물이 항생제 내성 유전자를 획득하여 집단 식중독을 발생시킬 가능성 증대되고 있어 공중보건학적으로 문제가 제기되고 있다.1) 또한, 급식시설의 주요 식중독 오염원 중 하나가 공기 등 실내 환경이라고 보고되고 있어9) 면역력이 취약한 영유아들이 보육시설 급식 환경에 오염된 식중독 미생물에 감염되어 집단 식중독이 발생할 경우 신속한 초기 치료를 위해 어린이집 급식환경에서 분리된 식중독 세균에 대한 정확한 항생제 내성 정보가 필요하다 하겠다. 그러나 현재까지의 연구 동향을 살펴보면 초등학교 및 고등학교 실내 환경에서 공기 중 미생물 분리 및 특성,10,11) 유치원생을 포함한 서울 및 광주 지역 학생들의 손에서 분리된 미생물의 항생제 내성 연구,12,13) 초등학교 급식환경에서 분리된 미생물의 항생제 내성 연구7) 등에 국한되어 있고 어린이집 급식실 실내 환경에서 분리된 식중독 미생물에 관한 항생제 내성 연구는 매우 미약한 실정이다.
	식중독이란 무엇인가?	식중독이란 자연독, 유해 화학물질, 식중독 미생물이 함유된 식품을 섭취하여 발열, 구토, 설사, 복통의 증세를 나타내는 건강장애 상태를 지칭하며1) 국내 식중독 발생은 식품위생 및 안전을 확보하기 위해 노력하였음에도 불구하고 지속적으로 발생하고 있다. 식품의약품안전청의 집단 식중독 발생보고를 보면 2002년 77건, 2,939명에서 2010년 271건 7,218명으로 발생건수는 3.
	원인시설별 집단 식중독 발생보고에 의하면 식중독 발생의 주요 원인이 되는 시설은 어디인가?	5%, 가정집 1.1%로 학교 집단급식소가 주요 식중독 발생장소로 보고되었고2) 학교 등 집단급식소가 식중독 발생의 주요 원인으로 분석되었다.

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Kim JB, Jeong HR, Park YB, Kim JM, Oh DH. Food poisoning associated with emetic-type of Bacillus cereus in Korea. Foodborne Pathog Dis. 2010; 7(5): 555-563.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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