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문제 정의
- 본 연구는 소아 요로감염으로 입원한 환자에서 E. coli 의 계통 분류 및 독성인자를 조사함으로써 급성 신우신 염과 방광염에 따른 세균의 특성 차이, 그리고 급성 신우신염 환자에서 방광요관 역류의 동반 여부에 따른 차이를 분자 유전학적 수준에서 분석하고자 하였다. E.
- 본 연구는 소아에서 요로감염을 일으키는 E. coli의 계통 분류 및 독성인자의 종류를 조사하고, 소아의 요로감염에서 임상적 진단 및 방광요관 역류의 동반 여부에 따른 세균성 요인의 분포에 대하여 분석하고자 하였다.
제안 방법
- 99mTC-DMSA 신 스캔은 치료를 시작한 1주일 이내에 시행하였으며, 부분 또는 미만성 결손이 있으면 급성 신우신염으로 진단하였고, 결손이 보이지 않으면 방광염으로 간주하였다18). 또한 VCUG 를 통하여 방광요관 역류 여부를 조사하였다.
- C2 3가지에 대하여 시행하였는데, Biometra TG-radient 96 (Biometra, Göttingen, Germany)를 이용하여 94℃에서 5분간 변성, 94℃에서 30초, 55℃에서 30초, 72℃에서 30초의 30회 증폭 시행 후, 72℃에서 7분간 신장시켰다.
- 독성인자를 알아보기 위한 multiplex PCR은 fimH (type 1 fimbriae), sfa (S family fimbriae), papA (P family fimbriae), hylA (hemolysin A), cnf1 (cytotoxic necrotizing factor I) 등 5가지에 대하여 시행하였고, 94℃에서 5분간 변성, 94℃에서 30초, 58℃에서 30초, 72℃에서 30초의 36회 증폭을 거친 후 마지막으로 72℃에서 5분간 신장시켰다11). 증폭된 산물은 0.
- 99mTC-DMSA 신 스캔은 치료를 시작한 1주일 이내에 시행하였으며, 부분 또는 미만성 결손이 있으면 급성 신우신염으로 진단하였고, 결손이 보이지 않으면 방광염으로 간주하였다18). 또한 VCUG 를 통하여 방광요관 역류 여부를 조사하였다.
- 소변 배양을 통해 분리된 E. coli로부터 계통 분류 및 독성인자 분석을 위해 다중 중합효소연쇄반응(multiplexpolymerase chain reaction, multiplex PCR)을 시행하였다. 먼저 DNA 추출을 위해 Luria Bertani media broth (Sigma-Aldrich, Yongin, Korea) 3 mL에 E.
- 신장 초음파, 99m Technetium-dimercaptosuccinic acid (99mTC-DMSA) 신 스캔, 배뇨성 방광 요도 조영술 (Voiding cystoureterography, VCUG)을 요로감염이 발병한 모든 환자에서 실시하여, 요로감염의 범위 및 관련된 해부학적 이상 여부를 조사하였다. 99mTC-DMSA 신 스캔은 치료를 시작한 1주일 이내에 시행하였으며, 부분 또는 미만성 결손이 있으면 급성 신우신염으로 진단하였고, 결손이 보이지 않으면 방광염으로 간주하였다18).
- 요로감염은 38℃ 이상의 발열 및 농뇨(소변 침사 현미경 검사상 백혈구 수≥5개/HPF, leukocyte esterase 양성), 세균뇨(질산염 양성, 세균 양성) 소견이 모두 있는 경우 의심하였고, 요 카테터 또는 무균 채뇨백을 통해 소변 검체를 채취하여 배양 검사를 시행했을 때 단일 세균이 105 colony-forming units (CFU)/mL 이상 배양된 경우로 확진하였다.
- 요로감염을 일으킨 E. coli 균주 33례를 대상으로 계통 분류를 시행하고 5가지 독성인자를 분석하였다. 본 연구에서는 A, B1, B2, D의 4가지 계통 분류 중 A군과 B1군은 없었고, B2군(26례, 84.
- coli colony를 10 µL 접종한 후, 37℃ 회전 배양기에서 16시간 이상 배양한 다음 bacterial cell (1×108)을 500 µL 씩 micro tube에 넣고 상온에서 10,000 rpm으로 1분 동안 원심 분리한 후 media를 제거하여 sample (cell pellet)을 준비하였다. 이후 Solgent kit (Solgent, Daejeon, Korea)를 사용하여 DNA 를 분리하였다.
- 이후 급성 신우신염 또는 방광염 등 대상 환자의 진단에 따른 원인 E. coli의 계통 분류 및 독성인자를 분석하였고, 요로감염의 위험인자로서 세균성 요인과 숙주 요인의 상관 관계를 알아보기 위해 급성 신우신염 환자에서 방광요관 역류 여부에 따른 원인 E. coli의 특성을 조사하였다.
- . 증폭된 산물은 0.9% agarose gel에서 전기 영동을 시행하여 관찰하였다.
대상 데이터
- 2010년 10월부터 2013년 4월까지 충남대학교병원 소아청소년과에 열을 동반한 요로감염으로 입원했던 5세 미만의 환자 중 소변에서 E. coli가 검출 된 33명 (남아 18명, 여아 15명)의 환자를 대상으로 하였다. 요로감염은 38℃ 이상의 발열 및 농뇨(소변 침사 현미경 검사상 백혈구 수≥5개/HPF, leukocyte esterase 양성), 세균뇨(질산염 양성, 세균 양성) 소견이 모두 있는 경우 의심하였고, 요 카테터 또는 무균 채뇨백을 통해 소변 검체를 채취하여 배양 검사를 시행했을 때 단일 세균이 105 colony-forming units (CFU)/mL 이상 배양된 경우로 확진하였다.
- 전체 대상 환자 33명 중 남자가 18명, 여자가 15명으로 남녀의 성비는 1.2:1이었고, 중앙 연령은 4개월(0-49개월)이었다. 급성 신우신염으로 진단된 환자는 26명으로 전체의 78.
데이터처리
- 통계 분석에는 SPSS Statistics version 17.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 사용하였고, Independent two sample t-test와 Pearson Chi-square test 또는 Fisher’s exact test를 시행하여 P 값이 0.05 미만인 경우를 통계적으로 유의하다고 판정하였다.
이론/모형
- C2 3가지에 대하여 시행하였는데, Biometra TG-radient 96 (Biometra, Göttingen, Germany)를 이용하여 94℃에서 5분간 변성, 94℃에서 30초, 55℃에서 30초, 72℃에서 30초의 30회 증폭 시행 후, 72℃에서 7분간 신장시켰다. 0.9% agarose gel에서 전기 영동을 통해 PCR 산물을 확인하였으며, 기준 모드 법(reference method)을 사용하여 계통 분류를 결정하였다(Table 2).
성능/효과
- coli 의 계통 분류 및 독성인자를 조사함으로써 급성 신우신 염과 방광염에 따른 세균의 특성 차이, 그리고 급성 신우신염 환자에서 방광요관 역류의 동반 여부에 따른 차이를 분자 유전학적 수준에서 분석하고자 하였다. E. coli의 계통 분류는 B2가 급성 신우신염군에서 92.3%, 방광염에서 57.1%로 D보다 우세한 분포를 보였다. 이 결과는 선행 연구인 신우신염 또는 방광염에 이환된 성인 여성의 소변과 건강한 여성의 대변에서 채취한 E.
- 급성 신우신염에 이환된 환자는 총 대상 환자 33명 중에 26명이었으며, 급성 신우신염 군과 방광염 군으로 나누어 비교하였을 때, 두 군 모두 연령의 중앙값이 4개월로 양 군 간 연령에는 유의한 차이가 없었다. 성별은 급성 신우신염 군에서 남:녀 1.
- 2%)만을 관찰할 수 있었다. 독성인자 분석에서 fimH와 sfa는 요로감염이 있는 모든 환자에서 관찰되었으며, hylA과 cnf1는 각각 21례(63.6%), papA 12례(36.4%)의 분포를 나타내었다.
- coli를 계통 분류 후 분포를 비교한 Johnson 등20)의 결과와 유사하였다. 독성인자 분석에서는 급성 신우신염군과 방광염 군에서 fimH 및 sfa가 모든 환자에서 관찰되었고, 다른 3가지 독성인자들도 양 군에서 비슷한 분포를 보였다. 급성 신우신염의 경우, E.
- coli의 계통 분류 및 독성인자의 빈도를 분석하였을 때, 계통 분류에서는 양 군 간 B2와 D의 분포에 있어 큰 차이를 보이지 않았다. 독성인자는 fimH, sfa, hylA 및 cnf1의 경우 양 군 간 차이를 보이지 않았으며, papA 또한 방광요관 역류가 동반된 경우 20%, 동반되지 않은 경우 43.8%로 방광요관 역류가 없는 군에서 다소 높은 비율을 차지였으나, 통계적 유의성은 없었다(P=0.399, Table 4).
- coli 균주 33례를 대상으로 계통 분류를 시행하고 5가지 독성인자를 분석하였다. 본 연구에서는 A, B1, B2, D의 4가지 계통 분류 중 A군과 B1군은 없었고, B2군(26례, 84.8%)과 D군(7례, 15.2%)만을 관찰할 수 있었다. 독성인자 분석에서 fimH와 sfa는 요로감염이 있는 모든 환자에서 관찰되었으며, hylA과 cnf1는 각각 21례(63.
- 원인균인 E. coli의 계통 분류에서는 급성 신우신염 군에서 B2가 92.3%, D가 7.7%로 나타났고, 방광염 군에서는 B2가 57.1%, D가 42.9%를 보여 분포에서 다소 차이가 있었다(P=0.052). E.
후속연구
- 그러나 본 연구는 국내 소아 요로감염 환자로부터 다중 중합효소연쇄반응을 통해 요로 병원성 E. coli의 계통 분류와 독성인자의 역학적 분포를 제시한 것에 의의가 있으며, 이를 통해 소아 요로감염의 발생 기전을 이해하는데 도움이 될 수 있을 것이다. 또한 앞으로 국내 소아 요로감염에서 원인 세균의 계통 분류 및 독성 유전자 등의 세균성 요인과 함께 방광요관 역류 등의 숙주 요인들이 어떤 상호 작용을 끼칠지에 대한 추가적인 연구를 진행하는데 기초 자료가 될 것으로 생각된다.
- coli의 계통 분류와 독성인자의 역학적 분포를 제시한 것에 의의가 있으며, 이를 통해 소아 요로감염의 발생 기전을 이해하는데 도움이 될 수 있을 것이다. 또한 앞으로 국내 소아 요로감염에서 원인 세균의 계통 분류 및 독성 유전자 등의 세균성 요인과 함께 방광요관 역류 등의 숙주 요인들이 어떤 상호 작용을 끼칠지에 대한 추가적인 연구를 진행하는데 기초 자료가 될 것으로 생각된다.
- 의 연구가 있으며, 방광 요관 역류를 동반하지 않은 군에서 P fimbriae의 operon gene인 papGII의 분포에 유의한 차이가 있었다. 본 연구에서도 P fimbriae와 연관된 papA의 분포에 차이가 있어, 이에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 생각된다.
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