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문제 정의
- Typhimurium은 여러 종류의 항생제에 대한 내성을 가지고 있고 다제 내성 균주 역시 세계적으로 보고되고 있다(Kim 등, 2000; Shahada 등, 2007; Futagawa, 2008). 따라서 이번 연구에서는 돼지 임상시료에서 분리한 S. Typhimurium 59주에 대한 항생제 내성 양성을 분석하여 질병 치료를 위한 항생제의 적절한 사용에 활용하고자 한다.
제안 방법
- Boiling 법으로 추출한 DNA와 negative control (DNase/RNase free water), positive control을 real time PCR premix가 15 μL 포함되어 있는 각각의 strip tube에 5 μL씩 분주하고 CFX 96 real-time system (Bio-rad, USA)장비를 사용하여 결과를 판독하였다.
- 각 항생제에 37°C에서 24시간 반응시킨 후 발육억제대를 측정하여 판정하였다.
- 설사, 폐사 등의 임상증상으로 의뢰된 돼지의 소장, 대장, 분변 및 환경시료에서 세균을 분리하였고 VITEK-2 Compact 시스템(BioMérieux, France)과 PowerCheckTM Salmonella Triplex Real-time PCR Kit (Kogenebiotechnology, Korea)를 사용하여 제조사의 매뉴얼에 따라 real- time PCR을 실시하여 S. Typhimurium을 확인하였다(Table 1).
대상 데이터
- 2011년 6월에서 2016년 5월까지 경상북도 동물위생시험소로 의뢰된 양돈장 임상시료에서 분리한 59주를 실험에 사용하였다. 설사, 폐사 등의 임상증상으로 의뢰된 돼지의 소장, 대장, 분변 및 환경시료에서 세균을 분리하였고 VITEK-2 Compact 시스템(BioMérieux, France)과 PowerCheckTM Salmonella Triplex Real-time PCR Kit (Kogenebiotechnology, Korea)를 사용하여 제조사의 매뉴얼에 따라 real- time PCR을 실시하여 S.
- 이번 실험에 사용된 항생제로는 Ampicillin (A, 10 μg), Amoxicillin/clavulanic acid (Au, 30 μg), Cephalothin (Cf, 30 μg), Chloramphenicol (C, 30 μg), Gentamicin (Gm, 10 μg), Kanamycin (K, 30 μg), Nalidixic acid (Na, 30μg), Streptomycin (S, 300 μg), Trimethoprim/sulfamethoxazole (T/S, 1.25/23.75 μg), Tetracycline (T, 30 μg) 등 10종의 BBLTM Sensi-DiscTM (BD, USA)제품을 사용되었다.
이론/모형
- 59주의 S. Typhimurium에 대한 항생제 감수성 검사는 Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) M100-S22 guidelines (CLSI, 2012)에서 제시하는 Disk agar method에 따라 실시하고 결과를 분석하였다. 이번 실험에 사용된 항생제로는 Ampicillin (A, 10 μg), Amoxicillin/clavulanic acid (Au, 30 μg), Cephalothin (Cf, 30 μg), Chloramphenicol (C, 30 μg), Gentamicin (Gm, 10 μg), Kanamycin (K, 30 μg), Nalidixic acid (Na, 30μg), Streptomycin (S, 300 μg), Trimethoprim/sulfamethoxazole (T/S, 1.
성능/효과
- 2011년 6월에서 2016년 5월까지 돼지 임상재료에서 분리한 S. Typhimurium 59주에 대한 항생제 감수성 검사 결과 59주 모두 2종 이상의 항생제에 내성을 가지는 다제내성균으로 나타났다. Streptomycin과 tetracycline에 대해서는 100%의 내성을 보였고 chloramphenicol에 대해서도 40.
- Typhimurium 59주를 대상으로 실시한 항생제 감수성 검사 결과는 Table 2와 같다. 59주 모두 최소한 1종 이상의 항생제에 대하여 내성을 가지고 있었으며 특히 sterptomycin과 tetracycline에 대해서는 59주 모두 100%의 내성을 나타내었다. Chlorampenicol, trimethoprim/sulfamethoxazole, ampicillin에서 각각 40.
- 3%에 해당하는 45개의 균주는 3가지 이상의 항생제에 내성을 보였다. 5개의 균주는 이 실험에 사용된 10종의 항생제 중 무려 8종에 내성을 나타내었고 24개의 균주가 4가지 이상의 항생제에 내성을 가진 것으로 확인되었다. 특히 10종의 항생제에 대해 59개의 균주는 21 타입의 항생제 내성 패턴이 나타났는데 8종의 항생제에 내성을 보인 5주는 3가지 패턴(ACSTNaGmKNaCf 2주, ACSTGmAuKT/S 2주, ACSTGmKCfT/S 1주)을 보였고 가장 많은 14개의 균주가 타입 21 (ST)에서 내성이 관찰되었다(Table 3).
- 59주 모두 최소한 1종 이상의 항생제에 대하여 내성을 가지고 있었으며 특히 sterptomycin과 tetracycline에 대해서는 59주 모두 100%의 내성을 나타내었다. Chlorampenicol, trimethoprim/sulfamethoxazole, ampicillin에서 각각 40.7% (24/59), 35.6% (21/59), 30.5% (18/59)의 높은 내성을 보였고 kanamycin, gentamycin, cephalothin, amoxicillin/clavulic acid에서는 25.4% (15/59), 11.9% (7/59), 11.9% (7/59), 10.2% (6/59)였으며 nalidixic acid에서 6.8% (4/59)로 가장 낮은 내성을 보였다.
- Typhimurium 59주에 대한 항생제 감수성 검사 결과 59주 모두 2종 이상의 항생제에 내성을 가지는 다제내성균으로 나타났다. Streptomycin과 tetracycline에 대해서는 100%의 내성을 보였고 chloramphenicol에 대해서도 40.7%의 비교적 높은 내성을 가지고 있음을 확인하였다. 내성패턴 분석에서는 10종의 항생제 중 8종에 대하여 내성을 가지는 5개의 균주에서 3가지 내성패턴(ACSTNaGmKNaCf 2주, ACSTGmAuKT/S 2주, ACSTGmKCfT/S 1주)을 확인할 수 있었다.
- 7%의 비교적 높은 내성을 가지고 있음을 확인하였다. 내성패턴 분석에서는 10종의 항생제 중 8종에 대하여 내성을 가지는 5개의 균주에서 3가지 내성패턴(ACSTNaGmKNaCf 2주, ACSTGmAuKT/S 2주, ACSTGmKCfT/S 1주)을 확인할 수 있었다.
- 돼지에서 분리된 59균주 모두 2종 이상의 항생제에 내성을 가진 것으로 확인되었고 그 중 76.3%에 해당하는 45개의 균주는 3가지 이상의 항생제에 내성을 보였다. 5개의 균주는 이 실험에 사용된 10종의 항생제 중 무려 8종에 내성을 나타내었고 24개의 균주가 4가지 이상의 항생제에 내성을 가진 것으로 확인되었다.
- 5%의 내성을 확인한 Moon 등(2016)의 결과와 유사하게 나타났다. 마지막으로 본 연구에서 100%의 항생제 내성을 보인 streptomycin과 tetracycline의 경우 S. Typhimurium 42주에서 각각 90.5%와 95.2%의 내성을 나타낸 Moon 등(2016)의 결과와 매우 유사함을 확인할 수 있었다.
- 이번 연구에서 가장 많은 8종의 항생제에 내성을 보인 5주는 3가지 패턴(ACSTNaGmKNaCf 2주, ACSTGmAuKT/S 2주, ACSTGmKCfT/S 1주)을 보였고 6종의 항생제에 내성을 보인 5주는 각기 다른 5개의 패턴(ACSTAuT/S, CSTNaGmAu, CSTNaKCf, CSTGmAuK, CSTKCfT/S)으로 나타나 항생제 내성 패턴의 다양함을 확인할 수 있었다. 또한 sterptomycin과 tetracycline에 대해서는 100%의 내성을 보이고 다른 항생제에 대해서는 50%이하의 균주에서 항생제 내성을 보였는데 이와 같은 결과로 돼지에서는 사료 첨가제나 질병 치료를 위해 특정한 몇가지 항생제를 주로 사용하고 있음을 확인할 수 있었고 또한 국내에서 항생제 사용의 계속적인 관리와 지속적인 항생제 내성 조사가 필요함을 알 수 있었다.
- Typhimurium의 출현 역시 최근 여러 나라에서 보고되고 있다. 이번 연구에서 돼지유래 S. Typhimurium 59주를 국내에서 많이 사용되는 10종의 항생제에 대한 감수성 검사를 실시한 결과 모든 균주가 2종 이상의 항생제에 내성을 가지는 다제내성균으로 확인되어 근래의 연구들과 유사함을 알 수 있었다(Chen 등, 2004; Shahada 등, 2007; Graziani 등, 2008).
- 최종 확인된 균주들은 항생제 감수성 검사를 실시할 때까지 −70°C에서 보관하였다.
- 5개의 균주는 이 실험에 사용된 10종의 항생제 중 무려 8종에 내성을 나타내었고 24개의 균주가 4가지 이상의 항생제에 내성을 가진 것으로 확인되었다. 특히 10종의 항생제에 대해 59개의 균주는 21 타입의 항생제 내성 패턴이 나타났는데 8종의 항생제에 내성을 보인 5주는 3가지 패턴(ACSTNaGmKNaCf 2주, ACSTGmAuKT/S 2주, ACSTGmKCfT/S 1주)을 보였고 가장 많은 14개의 균주가 타입 21 (ST)에서 내성이 관찰되었다(Table 3).
후속연구
- 이번 연구에서 가장 많은 8종의 항생제에 내성을 보인 5주는 3가지 패턴(ACSTNaGmKNaCf 2주, ACSTGmAuKT/S 2주, ACSTGmKCfT/S 1주)을 보였고 6종의 항생제에 내성을 보인 5주는 각기 다른 5개의 패턴(ACSTAuT/S, CSTNaGmAu, CSTNaKCf, CSTGmAuK, CSTKCfT/S)으로 나타나 항생제 내성 패턴의 다양함을 확인할 수 있었다. 또한 sterptomycin과 tetracycline에 대해서는 100%의 내성을 보이고 다른 항생제에 대해서는 50%이하의 균주에서 항생제 내성을 보였는데 이와 같은 결과로 돼지에서는 사료 첨가제나 질병 치료를 위해 특정한 몇가지 항생제를 주로 사용하고 있음을 확인할 수 있었고 또한 국내에서 항생제 사용의 계속적인 관리와 지속적인 항생제 내성 조사가 필요함을 알 수 있었다.
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