[논문]경기도내 수계시설에서 분리된 레지오넬라균의 분포현황 및 Legionella pneumophila serogroup 1의 유전학적 다양성 연구

이현경; 박용배; 황선일; 김영수; 박난주; 박광희; 윤미혜

doi:10.7845/kjm.2017.7027

경기도내 수계시설에서 분리된 레지오넬라균의 분포현황 및 Legionella pneumophila serogroup 1의 유전학적 다양성 연구
Distribution of Legionella species from water systems and genetic diversity of L. pneumophila serogroup 1 in Gyeonggi-do 원문보기

Korean journal of microbiology = 미생물학회지, v.53 no.3, 2017년, pp.156 - 162

이현경 (경기도보건환경연구원 미생물팀) , 박용배 (경기도보건환경연구원 미생물팀) , 황선일 (경기도보건환경연구원 미생물팀) , 김영수 (경기도보건환경연구원 미생물팀) , 박난주 (경기도보건환경연구원 미생물팀) , 박광희 (경기도보건환경연구원 미생물팀) , 윤미혜 (경기도보건환경연구원 미생물팀)

초록
AI-Helper

레지오넬라증은 인공수계환경이 레지오넬라균에 오염되었을 때 에어로졸의 전파에 의하여 집단 발생되는 심각한 폐렴과 높은 치명률을 일으키는 호흡기질환이다. 본 연구에서는 경기도내 수계시설로부터 147주의 레지오넬라균을 검출하였고, 시설별, 수계환경별 분포현황을 조사하였다. 분리한 레지오넬라균 중에서 Legionella pneumophila의 검출률은 85.7%로 높게 나타났으며, 혈청군을 분석한 결과 L. pneumophila serogroup (sg) 1이 주로 검출되었다. Non-L. pneumophila 중에서는 L. wadsworthii이 가장 많이 검출되었다. L. pneumophila sg 1의 유전학적 다양성을 분석하기 위해 pulsed field gel electrophoresis (PFGE)와 sequence-based typing (SBT) 방법을 사용하여 비교 분석하였다. 32주에 대해 PFGE 분석 결과 22개의 PFGE pattern을 보였고, SBT 분석 결과 9개의 유형으로 나누어졌다. PFGE와 SBT 분석에서 모두 크게 3개 group으로 분류되어 매우 유사한 결과를 나타냈다. SBT 유형 중 ST1이 가장 우점하였고, 2개의 새로운 유형도 찾아낼 수 있었다. SBT는 데이터베이스가 잘 구축되어 있어 균주 간의 유전학적 유형분석을 쉽고, 간단하게 할 수 있기 때문에 레지오넬라증의 분자역학적 연구에 유용한 방법임을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Legionnaires' disease (LD) is a severe and potentially fatal pneumonia caused by colonization of human-made water system and subsequent aerosolization and inhalation of Legionella bacteria. A total of 147 Legionella strains was isolated from environmental water sources from public facilities in Gyeonggi-do, South Korea. The distribution of Legionella isolates was investigated according to facility type, and sample type. L. pneumophila was distributed broadly throughout Gyeonggi-do, accounting for 85.7% of the isolates, and L. pneumophila serogroup (sg) 1 predominated in all of the public facilities. L. wadsworthii predominated among non-L. pneumophila species. We performed comparative analyses of L. pneumophila sg 1 isolated from environment water of public facilities in Gyeonggi-do by pulsed field gel electrophoresis (PFGE) and sequence-based typing (SBT). Thirty-two isolates were classified into 22 types by PFGE and 9 sequence types (STs) by SBT and categorized into 3 groups. ST1 was the most prevalent sequence type and two STs obtained in this study had unique allelic profiles. The use of SBT data from different countries for epidemiology study of LD constitutes a technically uncomplicated and relatively easy method for strain subtyping, especially compared to other contemporary techniques.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

pneumophila sg 1으로 동정된 균주들을 대상으로 PFGE와 SBT를 실시하여 유전학적 특성을 비교 분석하였다. 이를 통해 경기도내 환경수계에서 분리된 레지오넬라균의 우세종을 파악하고 향후 집단발생시 환자와 환경수계 분리균주간의 상관관계 규명, 감염원의 추적 및 감염경로 규명을 통해 레지오넬라증의 발생 및 확산 방지에 필요한 기초자료를 마련하고자 한다.

제안 방법

본 연구에서는 2015년 1월부터 12월까지 경기남부지역의 환경수계시설에서 분리된 레지오넬라균의 시설별, 수계환경별 분포현황을 조사하고, L. pneumophila sg 1으로 동정된 균주들을 대상으로 PFGE와 SBT를 실시하여 유전학적 특성을 비교 분석하였다. 이를 통해 경기도내 환경수계에서 분리된 레지오넬라균의 우세종을 파악하고 향후 집단발생시 환자와 환경수계 분리균주간의 상관관계 규명, 감염원의 추적 및 감염경로 규명을 통해 레지오넬라증의 발생 및 확산 방지에 필요한 기초자료를 마련하고자 한다.

대상 데이터

본 연구는 2015년 1월부터 12월까지 경기남부지역 다중이용시설의 냉각탑수, 탕내 냉･온수, 샤워기 냉･온수, 화장실 수도 냉･온수, 분수 953건을 대상으로 조사하였다.

데이터처리

php). 분석된 7개 유전자의 concatenated sequence로 MEGA v 5.01 (Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 5.01) software (Tamura et al., 2011)를 이용하여 clustal W (1.6) method로 서열 정렬 후, maximum likelihood tree를 구축하였고, bootstrap 값은 1,000회의 resampled data로부터 추론하였다.

이론/모형

전기영동이 완료되면 SYBR gold 염색시약(Invitrogen)으로 30분간 염색 후, 증류수에 1시간 동안 탈색 후, DNA Image Visualizer (Bio-Rad)로 관찰하였다. PFGE 분석은 BioNumerics software (Applied Maths)를 이용하였고, dendrogram은 UPGMA (unweight pair group method of average linkage)법으로 유연관계를 비교․분석하였다.
SBT는 Gaia 등(2005)의 방법을 이용하여 flaA, pilE, asd, mip, mompS, proA, neuA, 7개 유전자를 사용하였으며, 염기서열분석은 European Working Group for Legionella Infections(EWGLI)의 SBT database를 이용하였다. 분리된 32주의 SBT 유형을 분석한 결과, 9개의 유형으로 나눌 수 있었다(Table 3).

성능/효과

7개 유전자의 서열을 조합해서 phylogenic tree를 구축한 결과 분리된 32주가 94.8~100%로 유전적인 상동성이 높게 나타났으며(Fig. 1), PFGE pattern을 바탕으로 한 dendrogram과 마찬가지로 97% 이상 상동성을 기준으로 3개의 group으로 분류되었다. ST1과 ST304로 판정된 20주가 99.
본 연구를 통해 L. pneumophila sg 1에 다양한 유전자형이 존재함을 확인할 수 있었고, PFGE 뿐 아니라 SBT도 역시 국내에서 분리된 레지오넬라균의 유연관계를 분석하는 분자유전학적 분석에 좋은 방법임을 확인할 수 있었다. 특히 SBT는 데이터베이스가 잘 구축되어 있어 다른 지역에 분리된 균주들과도 비교분석 할 수 있고, 지역특이적인 새로운 균주도 찾을 수 있다는 점에서 강점이 있다고 생각된다.

후속연구

3% (28주)를 차지하였다. 부산지역 다중이용시설의 수계시설에서 분리된 L. pneumophila를 대상으로 15가지 혈청군의 분포현황을 조사한 연구결과에서도 sg 1에서 sg 6 이외의 혈청군들이 다수 분리되었고(Hwang et al., 2014), 2008년 다중이용시설에서 분리된 레지오넬라균의 다양성을 연구한 국립보건연구원에서도 sg 7부터 sg 15까지 다양하게 분리되었으며(Lee et al., 2010), 특히 sg 7과 sg 10은 각각 6.2%와 2.7%를 차지하는 등 분리율이 높게 나타났으므로, 추후 sg 7에서 sg 15까지의 혈청군 분석도 필요할 것으로 생각된다.
특히 SBT는 데이터베이스가 잘 구축되어 있어 다른 지역에 분리된 균주들과도 비교분석 할 수 있고, 지역특이적인 새로운 균주도 찾을 수 있다는 점에서 강점이 있다고 생각된다. 향후 SBT 방법을 통한 레지오넬라균들의 연도별, 시설별, 수계환경별 데이터를 계속적으로 축적한다면 집단적 또는 산발적 환자발생시 신속, 정확하게 그 감염원을 추적할 수 있을 것이라 여겨진다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	L. pneumophila sg 1의 subtyping은 무엇을 주로 사용하는가?	이렇게 다양한 L. pneumophila sg 1의 subtyping은 pulsed field gel electrophoresis (PFGE)나 sequence-based typing (SBT)을 주로 사용하고 있다(Guo et al., 2015; Essig et al.
	L. pneumophila sg 1의 유전학적 특성을 PFGE와 SBT를 이용하여 비교 분석한 결과 SBT는 어떤 장점이 있었는가?	pneumophila sg 1에 다양한 유전자형이 존재함을 확인할 수 있었고, PFGE 뿐 아니라 SBT도 역시 국내에서 분리된 레지오넬라균의 유연관계를 분석하는 분자유전학적 분석에 좋은 방법임을 확인할 수 있었다. 특히 SBT는 데이터베이스가 잘 구축되어 있어 다른 지역에 분리된 균주들과도 비교분석 할 수 있고, 지역특이적인 새로운 균주도 찾을 수 있다는 점에서 강점이 있다고 생각된다. 향후 SBT 방법을 통한 레지오넬라균들의 연도별, 시설별, 수계환경별 데이터를 계속적으로 축적한다면 집단적 또는 산발적 환자발생시 신속, 정확하게 그 감염원을 추적할 수 있을 것이라 여겨진다.
	레지오넬라증이란?	레지오넬라증은 인공수계환경이 레지오넬라균에 오염되었을 때 에어로졸의 전파에 의하여 집단 발생되는 심각한 폐렴과 높은 치명률을 일으키는 호흡기질환이다. 본 연구에서는 경기도내 수계시설로부터 147주의 레지오넬라균을 검출하였고, 시설별, 수계환경별 분포현황을 조사하였다.

참고문헌 (25)

Amemura-Maekawa, J., Kikukawa, K., Helbig, J.H., Kaneko, S., Suzuki-Hashimoto, A., Furuhata, K., Chang, B., Murai, M., Ichinose, M., Ohnishi, M., et al. 2012. Distribution of monoclonal antibody subgroups and sequence-based types among Legionella pneumophila serogroup 1 isolates derived from cooling tower water, bathwater, and soil in Japan. Appl. Environ. Microbiol. 78, 4263-4270.

상세보기
Backer, K., Harmsen, D., Mellmann, A., Meier, C., Schumann, P., Peters, G., and von Eiff, C. 2004. Development and evaluation of a quality-controlled ribosomal sequence database for 16S ribosomal DNA-based identification of Staphylococcus species. J. Clin. Microbiol. 42, 4988-4995.

상세보기
Bartram, J., Chartier, Y., Lee, J.V., Pond, K., and Surman, S. 2007. Legionella and prevention of legionellosis world health organization, Geneva, WHO.
Choe, K.W., Kim, S.M., Kim, Y.S., Kim, H.J., and Woo, J.H. 1990. A case of Legionnaires' disease, Korean. J. Inf. Dis. 22, 93-96.
Enrhard, J., Alabi, A.S., Kuczius, T., Tsombeng, F.F., Becker, K., Kremsner, P.G., Schaumburg, F., and Esen, M. 2015. Population structure of Legionella spp. from environmental samples in Gabon, 2013. Infect. Genet. Evol. 33, 299-303.

상세보기
Essig, A., Baum, H., Gonser, T., Haerter, G., and Luck, C. 2016. Microbiological diagnosis and molecular typing of Legionella strains during an outbreak of legionellosis in Southern Germany. Int. J. Med. Micriobiol. 306, 109-114.

상세보기
Fraser, D.W., Tsai, T.R., Orenstein, W., Parkin, W., Beecham, H.J., Sharrar, R.G., Harris, J., Mallison, G.F., Martin, S.M., McDade, J.E., et al. 1977. Legionnaires' disease : Description of an epidemic of pneumonia. N. Engl. J. Med. 297, 1189-1197.

상세보기
Gaia, V., Fry, N.K., Afshar, B., Luck, P.C., Meugnier, H., Etienne, J., Peduzzi, R., and Harrison, T.G. 2005. Consensus sequence-based scheme for epidemiological typing of clinical and environmental isolates of Legionella pneumophila. J. Clin. Microbiol. 43, 2047-2052.

상세보기
Guo, J., Liang, T., Hu, C., Lv, R., Yang, X., Cui, Y., and Song, Y. 2015. Sequence types diversity of Legionella pneumophila isolates from environmental water source in Guangzhou and Jiangmen, China. Infect. Genet. Evol. 29, 35-41.

상세보기
Hwang, I.Y., Park, E.H., Park, Y.K., Park, S.H., Sung, K.H., and Jo, H.C. 2014. Distribution of Legionella pneumophila from environmental water systems of public facilities in Busan. Rep. Busan Inst. Health Environ. 241, 40-46.
Jeon, S.J., Lee, S.D., Jung, J.H., Jin, Y.H., Jeong, H.W., Kim, Y.E., Kim, K.S., Oh, Y.H., and Jung, K. 2014. Molecular epidemiology of Legionella pneumophila isolated from water supply systems in Seoul, Korea, from 2012 to 2014. Rep. Seoul Inst. Health & Environ. 50, 287-300.
Kang, S.J., Kang, Y.H., Kwon, D.H., Kim, K.C., Kim, K.S., Kim, D.S., Kim, B.S., Kim, S.H., Kim, S.S., Kim, S.H., et al. 2005. Laboratory diagnosis of infectious diseases, pp. 202-220. National institute of health, Korea Centers for Disease Control and Prevention, 3rd ed.
Kim, J.S., Lee, S.O., Shim, H.S., Oh, T.K., Cho, M.K., and Oh, H.B. 1985. An outbreak of Legionellosis in ICU of K Hospital, Korea. Korean J. Epidemiol. 7, 44-58.
Kozak-Muiznieks, N.A., Lucas, C.E., Brown, E., Pondo, T., Taylor, T.H., Frace, M., Miskowski, D., and Winchell, J.M. 2014. Prevalence of sequence types among clinical and environmental isolates of Legionella pneumophila serogroup 1 in the United States from 1982 to 2012. J. Clin. Microbiol. 52, 201-211.

상세보기
Kubota, M., Tomii, T., Tachikawa, Harada, R., Seo, Y.R., Kaji, R., Takeshima, Y., Hayashi, M., Nishimura, T., and Ishihara, K. 2007. Legionella longbeachae pneumonia infection from home garden soil. Nihon Kokyuki Gakkai Zasshi 45, 698-703.

상세보기
Kwon, Y.O., Kwon, S.M., Hong, H.G., Bang, S.J., Kim, J.K., Lim, Y.S., Nam, S.J., Kim, G.H., and Lee, J.B. 2012. Surveillance of Legionella species contamination on water supply systems of public facilities in Northern Gyeonggi-do. Rep. Gyeonggi Inst. Health & Environ. 25, 239-248.
Lee, M.H., Lauri, A.H., and George, E.N. 2012. Legionellosis-Untied States, 2000-2009. Am. J. Transplant 12, 250-253.

상세보기
Lee, H.K., Shim, J.I., Kim, H.E., Yu, J.Y., and Kang, Y.H. 2010. Distribution of Legionella species from environmental water sources of public facilities and genetic diversity of L. pneumophila serogroup 1 in South Korea. Appl. Environ. Microbiol. 76, 6547-6554.

상세보기
Mentasti, M. and Fry, N.K. 2012. Sequence-based typing protocol for epidemiological typing of Legionella pneumophila version 5.0. ESGLI. 1-11.
Miyamoto, H. 2003. Prevention measures against Legionella infection in a circulating hot water bath. J. UOEH 25, 61-77.

상세보기
Qin, T., Zhou, H., Ren, H., Guan, H., Li, M., Zhu, B., and Shao, Z. 2014. Distribution of sequence-based types of Legionella pneumophila serogroup I strains isolated from cooling towers, hot springs, and potable water systems in China. Appl. Environ. Microbiol. 80, 2150-2157.

상세보기
Seung, H.J., Jung, J.H., Kim, S.J., Jin, Y.H., Lee, S.M., Kim, M.S., and Kim, J.G. 2007. Molecular epidemiology study of Legionella pneumophila isolated from water systems in Seoul. Rep. Seoul Inst. Health & Environ. 43, 283-293.
Steele, T.W., Moore, C.V., and Sangster, N. 1990. Distribution of Legionella longbeachae serogroup 1 and other Legionella in potting soils in Australia. Appl. Environ. Microbiol. 56, 2984-2988.
Tamura, K., Peterson, D., Peterson, N., Stecher, G., Nei, M., and Kumar, S. 2011. MEGA5: Molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods. Mol. Biol. Evol. 28, 2731-2739.

상세보기
Tijet, N., Tang, P., Romilowych, M., Duncan, C., Ng, V., Fisman, D.N., Jamieson, F., Low, D.E., and Guyard, C. 2010. New endemic Legionella pneumophila serogroup 1 clones, Ontario, Canada. Emerg. Infect. Dis. 16, 447-454.

상세보기

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증