초록 ▼

인플루엔자 바이러스를 비롯한 호흡기 감염의 병증 발전과 예후는 감염된 병원체와 숙주의 상호 작용에 따라 다양한 발전 양상을 보인다. 동일한 인플루엔자 바이러스 type에 감염되었더라도 병원체와 숙주간의 상호 작용, 세균과 바이러스 간의 복합 감염이나 연속 감염 등에 의한 숙주 면역능 변화 등의 차이에 의해 종종 중증 환자의 증례를 유발하기도 한다. 따라서 병원체-숙주 상호 작용에 관여하는 유전 정보의 분석을 통해 동일한 병원체의 감염에 의해서 중증화된 증례를 보이는 원인을 분석하여 치료 대책을 모색할 필요가 있다. 이에 본 연구에서

인플루엔자 바이러스를 비롯한 호흡기 감염의 병증 발전과 예후는 감염된 병원체와 숙주의 상호 작용에 따라 다양한 발전 양상을 보인다. 동일한 인플루엔자 바이러스 type에 감염되었더라도 병원체와 숙주간의 상호 작용, 세균과 바이러스 간의 복합 감염이나 연속 감염 등에 의한 숙주 면역능 변화 등의 차이에 의해 종종 중증 환자의 증례를 유발하기도 한다. 따라서 병원체-숙주 상호 작용에 관여하는 유전 정보의 분석을 통해 동일한 병원체의 감염에 의해서 중증화된 증례를 보이는 원인을 분석하여 치료 대책을 모색할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 차세대 염기서열 분석법을 활용한 메타지놈 분석과 DB 구축을 통해, 인플루엔자 감염과 관련되는 호흡기내 바이러스 및 세균 커뮤니티에 대한 기초 자료를 구축하고자 하였다. 차세대 염기서열 분석법을 활용한 메타지놈 분석방법을 토대로 호흡기 환자 검체 98점, 분변검체 5점, 건강인 검체 34점에 대해 바이러스와 세균 커뮤니티 분석을 실시하여 바이러스 101건, 세균 141건의 메타지놈 sequencing 결과를 산출하였다. 또한 연구대상 바이러스 7종 (Influenza, Parainfluenza, RSV, Rhino, Adeno, Metapneumo, Corona)에 대해 typing DB를 구축하고 이를 활용하여 동정하는 방식으로 bioinformatic pipeline을 정립하여 자동적인 virus typing 기능을 구현하였다. Sequencing 결과 전반적으로 배양 및 PCR에 기초한 진단과 유사한 결과가 metagenome을 통해 나타났고, CRV, PIV, RHV에서의 복합 감염률이 높은 것으로 확인되었다. 그 외에 TTV, shamonda/shimbu, granulovirs 등 호흡기에 우점하여 존재하는 바이러스 종을 비롯하여 100여종의 바이러스/파지 커뮤니티를 확인하였다. 세균 메타지놈 분석 결과 한국인 상기도에 6개의 oropharyngeal type이 존재한다는 것과, Streptococcus pseudopneumoniae가 우점종이라는 것을 밝혀내었다. 감염 바이러스 종류와 세균 군집간의 상관성은 없는 것으로 확인되었다. Moraxella nonliquefaciens가 환자그룹에서만 발견되는 것에 착안하여 유전체 분석을 수행한 결과 병원성에 필요한 유전자 세트와 항생제 내성을 보유하고 있는 것이 확인되었다. 추후 M. onliquefacien의 병원성 확인을 위해 추적 검체를 사용한 확인 연구가 필요하다.

Abstract ▼

The advancement and prognosis of respiratory infections including influenza viral infection varies depending on the interaction of infected pathogens and the host.
Co-infections or serial infections sometimes occur severe cases depending on the host immunity or microbial interactions. Study for t

The advancement and prognosis of respiratory infections including influenza viral infection varies depending on the interaction of infected pathogens and the host.
Co-infections or serial infections sometimes occur severe cases depending on the host immunity or microbial interactions. Study for the cause of severe cases arisen by host-pathogenic interactions is important to find the way of treatment. Thus in this study, to discover the microbial community which interact with influenza infection, a metagenomic analysis of upper respiratory tract virus and bacteria was performed using next-generation sequencing technique. We analyzed large number (98 patient, 5 stools from influenza patients, and 34 healthy people) of respiratory samples. As a result, 101 viral libraries and 141 bacterial libraries were successfully sequenced. For automatic virus typing, viral DB for the target viruses including Influenza, Parainfluenza, RSV, Rhino, Adeno, Metapneumo and Corona was constructed together with the analytic pipeline. Overall, the detected virus was correlated well with PCR based diagnosis, with high co-infection rate in CRV, PIV and RHV samples. In addition, several dominant viruses including TTV, shamonda/shimbu and granulovirs were discovered. In total, over 100 viral and phage species were observed in the viral community of upper respiratory tract. From the bacterial metagenome data, 6 oropharyngeal types present in Korean upper respiratory tract were discovered. The dominant bacterial species residing in healthy respiratory tract was revealed as Streptococcus pseudopneumoniae. Any obvious correlation between the type of causal agent and the bacterial community of infected host was not observed. A bacterial species Moraxella nonliquefaciens was discovered as patient specific. The genome sequencing was performed and revealed that virulence gene sets and β-lactamase resistancy are present in this species implying the possibility of opportunistic pathogen in virus infected respiratory tract.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 목차 ... 3
• 최종결과보고서 요약문 ... 4
• Summary ... 5
• 학술연구용역과제 연구결과 ... 6
• 제1장 최종 연구개발 목표 ... 6
• 1.1 목표 ... 6
• 1.2 목표달성도 및 관련분야에 대한 기여도 ... 9
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 10
• 제3장 최종 연구개발 내용 및 방법 ... 12
• 제4장 최종 연구개발 결과 ... 18
• 제5장 연구결과 고찰 및 결론 ... 53
• 제6장 연구성과 및 활용계획 ... 55
• 6.1 활용성과 ... 55
• 6.2 활용계획 ... 56
• 제7장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 57
• 제8장 기타 중요변경사항 ... 57
• 제9장 연구비 사용 내역 ... 58
• 9.1 연구비 사용 내역 ... 58
• 9.2 연구분담표 ... 59
• 제10장 참고문헌 ... 60
• 제11장 첨부서류 ... 63
• 끝페이지 ... 110