보고서 정보
주관연구기관 |
서울대학교 Seoul National University |
연구책임자 |
권혁준
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2007-04 |
과제시작연도 |
2006 |
주관부처 |
농림부 |
사업 관리 기관 |
농림수산식품기술기획평가원 |
등록번호 |
TRKO201300026747 |
과제고유번호 |
1380003091 |
사업명 |
농림기술개발 |
DB 구축일자 |
2013-09-28
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초록
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○ 연구결과
본 연구의 결과 국내 APEC의 주된 혈청형은 O78의 빈도가 상대적으로 높았고 (19.8%), O18(3.0%), O1 (2.0%), O115 형 (2.0%)이 동정되었으나 72.3%는 동정되지 않았다. 다약제 내성은 2000-2005년 사이 급증하였고, 테트라사이클린 내성의 원인은 tetA (tetB), 스트렙토마이신 내성은 strA/strB, 암피실린 내성은 TEM1/2, 퀴놀론 내성은 gyrA (83, 87번 아미노산), parC(80번 아미노산)의 돌연변이가 주된 원인이었으며, class 1 integro
○ 연구결과
본 연구의 결과 국내 APEC의 주된 혈청형은 O78의 빈도가 상대적으로 높았고 (19.8%), O18(3.0%), O1 (2.0%), O115 형 (2.0%)이 동정되었으나 72.3%는 동정되지 않았다. 다약제 내성은 2000-2005년 사이 급증하였고, 테트라사이클린 내성의 원인은 tetA (tetB), 스트렙토마이신 내성은 strA/strB, 암피실린 내성은 TEM1/2, 퀴놀론 내성은 gyrA (83, 87번 아미노산), parC(80번 아미노산)의 돌연변이가 주된 원인이었으며, class 1 integron은 스트렙토마이신(aadA1a, aadA2, aadA5), 겐타마이신 (aadB), 트리메토프림 (dfr) 내성 유전자를 보유하고 있었다. class 1 integron의 내성 유전자 발현율을 조절하는 공통 프로모터 (P1/P2)는 그 강도에 차이 (P1/P2 > hybrid P1 > weak P1)가 있을 것으로 예상되었다. 이러한 항생제 내성 유전자의 패턴은 돼지나 사람의 경우와 차이를 보여 APEC와 항생제 내성 전파와의 관련성은 낮은 것으로 판단된다.
국내 APEC는 독소 (LT, ST)를 가지고 있지 않았으며, fimC는 91.7%, iucD는 71.1%, tsh는 62.8%, fyuA는 47.1%, irp2는 46.3%의 양성률 (121개 야외 균주 검사)을 보였고, iss는 77.6% (83/107)의 양성률을 보여 국내 APEC의 상당수는 기관을 통한 침습성 (fimC, tsh)이 있고, 체내에서의 증식성 (iucC, irp2, fyuA)이 있으며 혈청 저항성 (iss)을 가지고 있는 것으로 사료되었다. 동물접종 실험 결과 모든 유전자를 가진 경우 병원성이 높게 발현 되었고, 나이에 상관없이 수당 109cfu (colony forming unit) 이상을 피하 접종해도 전형적인 병변을 보여 대장균 증 재현이 가능하였다. 이러한 대장균 증 모델은 신규 항생제, 예방-치료용 파아지 및 백신 효능 평가 시 유용할 것으로 사료 된다.
국내 APEC는 비교적 다양한 유전형의 프로파아지를 게놈 상에 보유하고 있었으며, 27종의 프로파아지 형으로 분류할 수 있었다. 이러한 프로파아지 분류법은 대장균의 진화 및 질병의 역학 연구의 한 방법으로서 유용할 것으로 사료되며 본 연구에서 확보된 데이터베이스 및 계통분석법은 프로파아지 뿐 아니라 파아지 분류에 유용할 것으로 판단된다.
본 연구에서는 병원성이 높은 O78 형의 APEC인 E123에 특이적인 파아지 4종 (φWAO78-1, φWAO78-2, φWAO78-3, φSSO78)과 O1 형의 APEC에 특이적인 파아지 5종 (φBJO1, φBJO1-M, φBJO1-S, φYIO1, φYJO1)을 분리하였으며, φWAO78-1의 게놈 염기서열의 일부를 분석한 결과 살모넬라 파아지인 φSETP3와 φKS7과 유사하였으나 유전자 배열 및 염기서열 유사성 면에서 뚜렷한 차이를 보였다. φWAO78-1 및 φBJO1의 제품화를 위해 최적의 숙주세균 배양조건과 moi를 결정하였으며 제품의 안전성에 가장 중요한 숙주 세균의 살균은 열처리나 클로로포름 처리를 통해 달성할 수 있었고, 생산 단계별 품질관리를 통한 안전성 향상이 기대된다. 본 연구의 파아지를 숙주세균과 혼합하여 주사하는 경우 숙주세균만 접종한 경우 대비 폐사율 및 병변 감소 효과가 뚜렷해 임상적으로도 의미가 있을 것으로 기대된다.
Abstract
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The extraintestinal infection of avian pathogenic E. coli (APEC) induces colibacillosis in chickens. It is characterized by polyserositis, septicemic shock, and cellulitis, and is responsible for enormous economic losses and frequent antibiotic treatment. The spread of antibiotic resistances among b
The extraintestinal infection of avian pathogenic E. coli (APEC) induces colibacillosis in chickens. It is characterized by polyserositis, septicemic shock, and cellulitis, and is responsible for enormous economic losses and frequent antibiotic treatment. The spread of antibiotic resistances among bacteria has been recognized as an increasing problem in the veterinary and medical fields, but development of new antibiotics requires huge resources, time and money. Furthermore conventional antibiotics cause side effects due to nonspecific activity. Bacteriophage (hereafter phage) therapy has been considered to be effective for various bacterial diseases and safe for animal, human and environment. In the present study we aimed at development of preventive phage therapy for curing colibacillosis in chickens. To fulfill the aim firstly we explored for serotype, antibiogram, antibiotic resistance, virulence genes, in vivo pathogenicity and profile of prophages of APEC. Secondly we characterized phages specific to virulent O1 and O78 APEC in the aspects of host range, ultrastructure, heat-stability, acid-resistance, and genome structure. Finally we optimized factors (media, multiplicity of infection and host bacteria inactivation method) affecting yield of phage production and preservation of product. The results were summarized as belows.
The major serotype was O78 (19.8%) followed by O18 (3.0%), O1 (3.0%), and O115 (2.0%) but 72.3% was untypable. Antibiograms and relevant genotypes of Korean avian pathogenic E. coli (101 isolates) between 1985 and 2005 were assessed via disc diffusion test, PCR, restriction enzyme analysis (REA), and sequencing. Tetracycline (81.7%), streptomycin (81.7%), enrofloxacin (69.2%) and ampicillin (65.4%) were highly resistant antibiotics, and among them most of tetracycline, streptomycin, enrofloxacin and ampicillin resistances were associated with tetA and/or tetB, aadA and/or strA-strB, mutations in gyrA and/or parC, and TEM, respectively. Class 1 integrons were detected in 40 isolates (39.6%), and a variety of gene cassettes conferring streptomycin (aadA), gentamicin (aadB) and trimethoprim (dfr) resistances were identified: aadA1a (27.5%), dfrV-orfD (2.5%), aadB-aadA1a (2.5%), dfrⅠ-aadA1a (47.5%), dfrⅩⅦ-aadA5 (12.5%), and dfrⅫ-orfF-aadA2 (7.5%). In addition, several types of common promoters (Pant) of the gene cassettes (hybrid P1, weak P1, or weak P1+P2) and single nucleotide polymorphisms (SNPs) in aadA1a were identified. The results of a chronological analysis demonstrated significant and continuous increases in resistances to several antibiotics (tetracycline, streptomycin, enrofloxacin, ampicillin and trimethoprim/sulfamethoxazole), and frequencies of the relevant resistance genes (tetA, strA-strB, and TEM), mutations in gyrA and parC, and multi-drug resistantAPEC strains during the period 2000-2005.
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제 출 문 ... 2
- 연구개발보고서 초록 ... 3
- 요 약 문 ... 5
- SUMMARY(영문요약문) ... 7
- CONTENTS(영 문 목 차) ... 9
- 목 차 ... 10
- 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 11
- 제 1 절 연구개발의 목적 ... 11
- 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 11
- 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 16
- 1) 국내 타 연구기관의 연구내용 및 결과 ... 16
- 2) 국외 타 연구기관의 연구내용 및 결과 ... 16
- 3) 현 기술 상태의 취약성 ... 17
- 4) 기술 도입의 타당성 ... 19
- 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 20
- 1. 연구개발 내용 ... 20
- 2. 연차별 연구개발 목표와 내용 ... 21
- 3. 연구개발 방법 ... 22
- 4. 연구개발 추진체계 ... 28
- 5. 연구결과 ... 28
- 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 68
- 1. 연구 목표 달성도 ... 68
- 2. 기대성과 ... 69
- 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 72
- 1. 추가연구의 필요성 ... 72
- 2. 활용방안 및 기업화 추진방안 ... 72
- 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 73
- 1. 박테리오파아지 분류를 위해 확보한 박테리오파아지 및 프로파아지 정보 ... 73
- 2. Phylogenetic tree constructed by nucleotide sequence of terminase of bacteriophages and prophages [MegAlign package (Windows version 3.12e; DNASTAR, Madison, WI)]. ... 77
- 3. 그람음성 세균의 박테리오파아지 Terminase (large subunit) 아미노산 다중배열 ... 78
- 제 7 장 참고문헌 ... 92
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