임상에서 분리된 vanA유전자를 지닌 Enterococcus faecalis의 내성유전자 구조분석

Abstract

배경 : 1986년 영국과 프랑스에서 반코마이신 내성 장알균 (Vancomycin-resistant enterococci, VRE)이 처음 보고된 이후 VRE의 분리빈도는 전 세계적으로 증가하였다. 이중 가장 흔히 분리되는 VanA형 VRE는 획득형 내성으로 Vancimycin과 Teicoplanin에 고도내성을 보여 병원 감염에서 감염관리의 주된 대상이다. 그중 임상에서 분리되는 Enterococcus species 의 많은 부분을 Enterococcus faecalis 가 차지하고 있음에도 불구하고 실제 VanA형 VRE의 대부분이 Enterococcus faecium 인 이유를 두 종간의 유전적 관련성과 함께 vanA 내성 유전자의 구조의 차이 및 병독성 인자인 esp 유전자의 유무 등의 분자생물학적 분석을 통하여 원인을 알아내고 향후 VRE의 감염관리에 참고자료로 이용하고자 하였다.

대상 및 방법 : 2001년 1월부터 2011년 9월까지 아주대학병원 진단검사의학과에 세균검사가 의뢰된 임상 검체중에서 VanA형 반코마이신 내성 Enterococcus faecalis 로 동정된 44균주를 대상으로 하였다. Disk diffusion법 및 E-test법을 이용하여 감수성 검사를 실시하여 최저발육저지농도를 측정하고 연쇄중합효소반응법 (PCR)으로 내성 유전자형을 확인 하였다. vanA 유전자 집단 (vanA gene cluster;Tn1546)의 내부를 대상으로 부분별 16개의 primer를 준비하여 PCR을 시행하여 구조를 분석하고, Insertion sequence (IS)유전자의 삽입이 의심되는 부분에 대해 DNA 염기서열 분석기를 이용하여 염기서열을 분석하였다. 균 분석은 Sma I 으로 균의 DNA를 절단한 후 CHEF-DRⅡ를 이용하여 전기영동 시킨 후 균주들 간의 유전적 연관성을 Bio-gene software를 이용하여 분석하였다. 장알균의 병독성 인자로 알려진 esp 유전자의 시발체를 이용하여 esp 의 유무 검색을 시행하였다. 결과 : vanA내성 유전자 구조 분석 결과는 5가지 유형으로 구별되었다. prototype과 동일한 I형 1균주(2.3%), Ia형 1균주(2.3%), Ib형 1균주 (2.3%), Ⅱa형 33균주 (75.0%), Ⅱb형 8균주 (18.1%)로 분류 하였다. 모든 균주에서 IS1542 와 IS1216V 가 삽입되어 있었다. vanA 내성유전자 구조분석 결과 모든 균주에서 Enterococcus faecium의 vanA 유전자와 구조적인 차이가 거의 발견 되지 않았다. 병독성 인자 esp유전자 검색 결과는 34균주(77.2%)에서 그 존재를 확인 할 수 있었고 PFGE를 이용한 균 분석 결과는 균주 간 유전적 연관성이 없는 것으로 분석되었다.

결론 : 수집된 44개의 E. faecalis균주의 vanA 내성 유전자 구조분석 결과와 염기서열 분석 및 esp유전자 유무 검색결과는 E. faecium과 비교 했을 때 유의할 만한 차이를 발견 하지 못했다. 유전형 분석 결과도 유전적 관련성이 없는 균주들이 동일한 내성유전자의 구조를 가지는 형태로 나타나 내성 유전자의 수평이동에 의한 VRE의 주요 전파 기전을 확인 할 수 있었다. 장알균중 VRE 발현비율의 두 종간의 차이는 내성유전자의 구조적 차이보다는 Vancomycin을 제외한 대부분의 항생제에 감수성인 E. faecalis에 비해 대부분의 항생제에 내성을 갖는 E. faecium의 내성기전에 의한 것이라 생각된다.