Molecular Diagnostic Detection of Staphylococcus aureus and Antibiotic Resistance Genes Isolated from Urine Specimens of Long-Term Care Patients = 장기요양병원 환자의 소변 검체에서 분리된 황색포도알균과 항생제 내성 유전자의 분자진단학적 검출

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Staphylococcus aureus is a major cause of healthcare- and community-associated infections. In this study, S. aureus–targeted screening qPCR and molecular detection of mecA and vanA/B were used to assess the potential presence of resistance gene–harboring bacteria in urine specimens, with 16S rRNA sequencing performed for selected isolates to evaluate mixed colonies and species-level discordance. Among 105 urine specimens collected from a long-term care facility in the Republic of Korea (Nov 2024–Jan 2025), 121 isolates were analyzed; 6/121 (5.0%) were qPCR screen-positive and 6/121 (5.0%) were confirmed as S. aureus. Among the 6 qPCR screen-positive isolates, mecA gene was detected in 1 and vanA/B genes in 5; however, 16S rRNA sequencing of selected gene-positive isolates identified non–S. aureus species including Enterococcus faecalis and Staphylococcus haemolyticus, and mixed sequencing peaks were observed in 1 clinical isolate, consistent with mixed colonies discordance. Microscopy bacteriuria grade correlated positively with the microscopic WBC score (Spearman’s ρ= 0.54, p < 0.001), whereas dipstick protein tended to be lower in Gram-positive recovery (Spearman’s ρ= −0.27, p < 0.005), highlighting that potential limitations of dipstick interpretation occur alone when gram-positive urinary pathogens are involved. Overall, these findings provide data relevant to infection control and antibiotic stewardship in long-term care settings.

국문 초록 (Abstract)

황색포도알균(Staphylococcus aureus)은 의료관련 (HA) 및 지역사회획득 (CA) 감염의 주요 원인균 중 하나이다. 본 연구에서는 S. aureus 표적 스크리닝 qPCR과 mecA 및 vanA/B 유전자 탐지를 통해 요 검체 내 내성유전자 보유 균의 존재 가능성을 평가하였고, 일부 분리주에 대해 16S rRNA 유전자 시퀀싱을 시행하여 혼합 집락 또는 종 수준 불일치 가능성을 추가로 확인하였다. 대한민국 장기요양시설 환자에서 2024년 11월부터 2025년 1월까지 수집한 소변 105 검체를 분석한 결과, BAP 배양에서 68건에서 균 성장이 관찰되었고 37건에서는 관찰되지 않았다. 총 121개 분리주 중 6/121 (5.0%) 는 qPCR 스크리닝 양성이었고 6/121 (5.0%) 는 S. aureus로 확인되었다. qPCR 스크리닝 양성 6개 분리주 중 mecA는 1개(16.7%), vanA/B는 5개(83.3%)에서 검출되었으며, 선택된 6개 분리주에 대한 16S rRNA 시퀀싱에서는 Staphylococcus haemolyticus 1주 및 Enterococcus faecalis 4주가 종 수준에서 동정되었다. 나머지 분리주에서는 혼합 시퀀싱 피크가 관찰되어 종 불일치가 관찰 되었다. 따라서 vanA/B 검출만으로는 VRSA의 증거로 해석되지 않았으며, 특히 높은 MIC를 보이는 분리주에 대해 확인적 검사 (순수 재스트리킹, 반복 MIC 및 반복 종 식별) 와 함께 반코마이신 MIC 결과를 해석했다. qPCR 스크리닝 양성 분리주 중 vanA/B가 검출된 5개 분리주에 대한 반코마이신 MIC 측정 결과, 4주는 ≤1 μg/mL, 1주는 256 μg/mL로 확인되었다. 동일 코호트에서 현미경적 세균뇨 반정량 등급은 WBC 점수와 중등도의 양의 상관관계를 보였으며 (Spearman’s ρ= 0.54, p < 0.001), 이는 요 침사 내 세균량이 증가할수록 백혈구 수치도 증가하는 경향을 시사한다. 반면, 소변 딥스틱 단백질 점수는 그람양성 감염에서 유의하게 낮게 나타났고 (Spearman’s ρ= −0.27, p < 0.005), 딥스틱 결과만을 단독으로 해석할 경우 그람양성 요로 병원균에 의한 감염이 과소 인지될 수 있음을 뒷받침한다. 결론적으로, 본 연구는 장기요양시설 환경에서 S. aureus 및 항균제 내성 관련 균주의 특성을 기술하고, 감염관리 및 항생제 사용 관리(antibiotic stewardship)를 위한 기초 자료를 제공한다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. Introduction 1
• Ⅱ. Materials and methods 4
• Ⅲ. Results 22
• Ⅳ. Discussion 42
• References 48
• Abstract in Korean 53