[논문]서해안 패류양식장 인근 육상오염원에서 분리한 장구균의 Vancomycin 내성 유전자 검출 및 항생제 내성 특성

정연겸; 박보미; 황진익; 김민주; 오은경

doi:10.5657/kfas.2022.0505

서해안 패류양식장 인근 육상오염원에서 분리한 장구균의 Vancomycin 내성 유전자 검출 및 항생제 내성 특성
Detection of Vancomycin Resistance Genes and Antibiotic Resistance Characteristics of Enterococcus spp. Isolated from Inland Pollution Sources Near Shellfish Farms on the West Coast of South Korea 원문보기

한국수산과학회지 = Korean journal of fisheries and aquatic sciences, v.55 no.5, 2022년, pp.505 - 513

정연겸 (국립수산과학원 서해수산연구소) , 박보미 (국립수산과학원 서해수산연구소) , 황진익 (국립수산과학원 서해수산연구소) , 김민주 (한국식품연구원) , 오은경 (국립수산과학원 서해수산연구소)

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, 143 strains of Enterococcus spp. were isolated from inland pollution sources near shellfish farms on the west coast of South Korea. Not all isolated Enterococcus spp. strains possessed vancomycin resistance genes (VanA and VanB). However, since vancomycin-resistance Enterococcus (VRE) have been detected not only in the clinical field but also out in the world, it is possible that the VRE gene may be transferred to other bacterial strains commonly found in coastal waters where seafood is produced. It is important to monitor trends in the appearance of VRE. In addition, antimicrobial resistance patterns of isolates were examined in this study. Overall antimicrobial resistance rates were high: ciprofloxacin (32.2% of isolates resistant), chloramphenicol (30.8%), quinupristin/dalfopristin (19.6%), and tylosin (15.4%). Eight E. faecium strains (6.2%), out of the 129 strains assessed, showed multidrug resistance. All multidrug-resistant E. faecium showed resistance to erythromycin, quinupristin/dalfopristin, tetracycline, and tylosin, in all 14 strains. All multidrug-resistant E. faecalis showed resistance to erythromycin, quinupristin/dalfopristin, tetracycline, and tylosin. Both multidrug-resistant E. faecium and multidrug-resistant E. faecalis showed common resistance to erythromycin, quinupristin/dalfopristin, tetracycline, and tylosin.

주제어

표/그림 (8)

그림 Fig. 1. Sampling station of inland pollution sources (●) in Garorim Bay and Iwon-myeon of Taean-gun and Seosan-city Area in South Korea
표 Table 1. Concentration range and breakpoints of antimicrobial agents used for MIC test against Enterococcus spp.
표 Table 2. Number of Enterococcus spp. strains isolated from inland pollution sources in Garorim Bay and Iwon-myeon of Taean-gun and Seosan-city Area in South Korea
표 Table 3. Genotype analysis of VanA and VanB of Enterococcus spp. strains isolated from inland pollution sources in Garorim Bay and Iwon-myeon of Taean-gun and Seosan-city Area in South Korea by using Real-time PCR
표 Table 4. Antimicrobial resistance of Enterococcus spp. strains isolated from inland pollution sources in Garorim Bay and Iwon-myeon of Taean-gun and Seosan-city Area in South Korea
그림 Fig. 2. Antimicrobial resistance of Enterococcus faecium and E. faecalis strains isolated from inland pollution sources in Garorim Bay and Iwon-myeon of Taean-gun and Seosan-city Area in South Korea. AMP, Ampicillin; CHL, Chloramphenicol; CIP, Ciprofloxacin; DAP, Daptomycin; ERY, Erythromycin; FFC, Florfenicol; GEN, Gentamicin; KAN, Kanamycin; LNZ, Linezolid; SAL, Salinomycin; STR, Streptomycin; SYN, Quinupristin/dalfopristin; TET, Tetracycline; TGC, Tigecycline; TYL, Tylosin (Tartrate/Base); VAN, Vancomycin.
표 Table 5. Multiple antimicrobial resistance (MAR) of Enterococcus faecium isolated from inland pollution sources in Garorim Bay and Iwon-myeon of Taean-gun and Seosan-city Area in South Korea
표 Table 6. Multiple antimicrobial resistance (MAR) of Enterococcus faecalis isolated from inland pollution sources in Garorim Bay and Iwon-myeon of Taean-gun and Seosan-city Area in South Korea

AI 본문요약
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문제 정의

더불어, 수환경에서 VRE를 포함한 항생제 내성 장구균에 대한 정보를 축적하는 것도 중요하기 때문에 vancomycin뿐만 아니라 여러 항생물질에 대한 항생제 내성 및 다제 내성 양상을 파악하고자 하였다. 9개소의 육상오염원 배출수로부터 분리된 장구균 143개 균주의 16종 항생제에 대한 내성을 확인한 결과 항생제 내성률은 ciprofloxacin (32.
본 연구에서는 서해안의 패류양식장 인근의 육상오염원을 대상으로 장구균을 분리하고, 분리된 균주에 대해 VRE 유전자를 확인하여 수산 분야로의 영향 가능성을 확인하고자 하였다. 더불어, 수환경에서 VRE를 포함한 항생제 내성 장구균에 대한 정보를 축적하는 것도 중요하기 때문에 vancomycin뿐만 아니라 여러 항생물질에 대한 항생제 내성 및 다제 내성 양상을 파악하여 장구균에 대한 항생제 내성 연구의 기초자료로 활용하고자 하였다.
본 연구에서는 서해안 패류양식장 인근 해안으로 배출되는 육상오염원을 대상으로 장구균을 분리하고, 분리된 균주에 대해 VRE 유전자를 확인하여 수산 분야로의 영향 가능성을 확인하고자 하였다. 육상오염원 배출수 9개소의 육상오염원으로부터 분리된 총 143개 장구균의 vancomycin 내성 유전자 확인을 위한 Real-time PCR 결과 Van A와 Van B가 모두 검출되지 않았다.
본 연구에서는 서해안의 패류양식장 인근의 육상오염원을 대상으로 장구균을 분리하고, 분리된 균주에 대해 VRE 유전자를 확인하여 수산 분야로의 영향 가능성을 확인하고자 하였다. 더불어, 수환경에서 VRE를 포함한 항생제 내성 장구균에 대한 정보를 축적하는 것도 중요하기 때문에 vancomycin뿐만 아니라 여러 항생물질에 대한 항생제 내성 및 다제 내성 양상을 파악하여 장구균에 대한 항생제 내성 연구의 기초자료로 활용하고자 하였다.

제안 방법

배양 후 검은색의 전형적인 독립 콜로니를 선택하여 Tryptone soya agar (Oxoid, Basingstoke, UK) 평판에 획선도말하여 37°C에서 18–24시간 순수배양한 후 VITEK2 System (BioMerieux, Marcy, France)으로 생화학동정하여 최종 확인하였다.
순수분리된 143개 균주의 DNA를 자동핵산추출기인 EMAG(Biomerieux, Marcy, France)로 추출하였다. 시료를 용해액(lysis buffer)에 첨가 후 분해하여 시료 내에 존재하는 핵산을 유리시키는 것과 동시에 핵산분해효소를 비활성화시켰다.

대상 데이터

시험 시료

시험에 사용된 시료는 2021년 11월부터 2022년 4월까지 서해안의 패류양식장 중 패류 생산량이 많은 태안군, 서산시를 면하고 있는 가로림만과 태안군 이원면에 위치한 패류양식장과 인근하고 있는 육상오염원 배출수 중 해역의 위생상태에 직접적 영향을 줄 수 있는 것으로 파악되는 조사 지점 9개소를 선정하였다(Fig. 1).

성능/효과

faecalis는 14균주(IW-1 7균주, JG-155 7균주) 모두 다제 내성을 나타냈다. 14균주 모두 항생제 4종에 대해 내성을 나타냈는데, 모두 erythromycin, quinupristin/dalfopristin, tetracycline, tylosin에 내성을 보여 E. faecium과 다제내성 경향이 같았다.
더불어, 수환경에서 VRE를 포함한 항생제 내성 장구균에 대한 정보를 축적하는 것도 중요하기 때문에 vancomycin뿐만 아니라 여러 항생물질에 대한 항생제 내성 및 다제 내성 양상을 파악하고자 하였다. 9개소의 육상오염원 배출수로부터 분리된 장구균 143개 균주의 16종 항생제에 대한 내성을 확인한 결과 항생제 내성률은 ciprofloxacin (32.2%), chloramphenicol (30.8%), quinupristin/dalfopristin (19.6%), tylosin (15.4%) 순으로 높았으며, 임상 분야에서의 항생제 내성 경향과 본 연구에서 조사한 육상오염원에서의 항생제 내성 경향과의 직접적인 연관은 없는 것으로 판단된다. 또한, 항생제 내성 패턴 및 다제 내성에 대해서도 확인해 보았는데, E.
2%), E. faecalis는 14개 균주 모두 다제 내성을 나타내었는데, 이 중 erythromycin, quinupristin/dalfopristin, tetracycline, tylosin은 다제 내성균 22개 균주 모두 내성을 나타내고 있어, 위 4가지 항생제가 가로림만, 태안군 이원면에 위치한 패류양식장 인근 육상오염원 배출수에서 대표적으로 내성을 나타내는 항생제로 판단된다. 장구균의 항생제 내성 및 다제 내성 양상을 파악해 본 결과 아직은 전체적으로 큰 문제는 없으나, 적절한 관리 여부에 따라 크게 문제가 될 수도 있음을 보여주고 있기 때문에 적절한 항생제 사용, 사용량 저감 등 지속적인 관리와 모니터링이 필요할 것으로 판단된다.
E. faecium 129균주 중 8개의 균주(6.2%)는 MAR index가 0.2 이상, 즉 4종 이상 항생제에 대해 내성을 나타냈고, 이 중 erythromycin, quinupristin/dalfopristin, tetracycline, tylosin은 다제 내성균 8개 균주 모두 내성을 나타냈다. E.
한편, MIC을 이용한 항생제 내성 시험 결과 E. faecium 1균주에서 vancomycin 내성을 나타내었는데, 본 연구에서는 Van A gene, Van B gene에 대한 장구균의 vancomycin 내성유전자만을 확인하였고, 검출되지 않았음을 확인하였다. 따라서 향후 Van A gene, Van B gene 외에 추가적인 vancomycin 내성유전자 확인이 이어져야 할 것으로 판단된다.
가로림만, 태안군 이원면 인근 육상오염원 배출수 9개소의 육상오염원으로부터 분리된 총 143개 장구균의 vancomycin 내성 유전자 확인을 위한 Real-time PCR 결과 모든 균주에서 VanA와 VanB가 검출되지 않았다(Table 3).
본 연구에서는 서해안 패류양식장 인근 해안으로 배출되는 육상오염원을 대상으로 장구균을 분리하고, 분리된 균주에 대해 VRE 유전자를 확인하여 수산 분야로의 영향 가능성을 확인하고자 하였다. 육상오염원 배출수 9개소의 육상오염원으로부터 분리된 총 143개 장구균의 vancomycin 내성 유전자 확인을 위한 Real-time PCR 결과 Van A와 Van B가 모두 검출되지 않았다. 하지만 VRE가 가장 문제시되는 임상 분야뿐만 아니라 임상 외 분야에서도 VRE 유전자가 검출되고 있다고 보고되기 때문에 수산 분야에서도 VRE 유전자가 전이될 수 있는 경로가 있고, 그 위험성이 존재하고 있는 만큼, 지속적인 관심과 경향 파악이 중요하다고 판단된다.

후속연구

faecium 1균주에서 vancomycin 내성을 나타내었는데, 본 연구에서는 Van A gene, Van B gene에 대한 장구균의 vancomycin 내성유전자만을 확인하였고, 검출되지 않았음을 확인하였다. 따라서 향후 Van A gene, Van B gene 외에 추가적인 vancomycin 내성유전자 확인이 이어져야 할 것으로 판단된다.
faecium), 여러 종류의 시료(DS-196, IW-1, JG-155, TA3-18, WB-101)에서 동일하게 나타났기 때문에 위 4가지 항생제가 가로림만, 태안군 이원면에 위치한 패류양식장 인근 육상오염원 배출수에서 대표적으로 내성을 나타내는 항생제로 판단된다. 또한 1개 균주에서 MAR index가 0.69로 상당히 높은 다제 내성을 가지고 있는 점은 적절한 관리 여부에 따라 크게 문제가 될 수도 있음을 보여주고 있기 때문에 지속적인 관리와 모니터링이 필요할 것으로 판단된다.
faecalis는 14개 균주 모두 다제 내성을 나타내었는데, 이 중 erythromycin, quinupristin/dalfopristin, tetracycline, tylosin은 다제 내성균 22개 균주 모두 내성을 나타내고 있어, 위 4가지 항생제가 가로림만, 태안군 이원면에 위치한 패류양식장 인근 육상오염원 배출수에서 대표적으로 내성을 나타내는 항생제로 판단된다. 장구균의 항생제 내성 및 다제 내성 양상을 파악해 본 결과 아직은 전체적으로 큰 문제는 없으나, 적절한 관리 여부에 따라 크게 문제가 될 수도 있음을 보여주고 있기 때문에 적절한 항생제 사용, 사용량 저감 등 지속적인 관리와 모니터링이 필요할 것으로 판단된다.

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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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