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국내 Bordetella pertussis 분리균주에서 Agglutinogen과 Fimbriae 혈청형 변이 분석
정상운,문유미,성화영,강연호,유재연,Jung, Sang-Oun,Moon, Yu-Mi,Sung, Hwa-Young,Kang, Yeon-Ho,Yu, Jae-Yon 한국미생물학회 2008 미생물학회지 Vol.44 No.3
Bordetella pertussis는 유아의 호흡기감염질환인 백일해의 원인균으로 배신도입에 의해 발생률이 크게 낮아졌다. 그러나 최근에 일부 백신접종률이 높은 국가에서 증가된 백일해 발생건수가 보고되고 있으며, 그 추정 원인 중에 하나는 백신주와 유행주 사이의 유전형 흑은 혈청형 변이 이다. 따라서 분리주에 대한 변이 현황을 유전형 혹은 혈청형 분석을 통하여 확인하는 것이 필요하고 국내에서 백일해 발병증가에 대한 가능성을 추정해야 한다. 이에 본 연구에서는 $1999\sim2006$년 사이에 분리된 국내 백일해 분리균주의 변이 양상을 agglutinogen과 fimbriae에 대한 혈청형 조사를 통해 확인하였다. 그 결과 agg 1과 fim 2가 국내 분리주에서 가장 많이 발견되는 혈청형이었고, 두 항원 모두 시대에 따른 혈청형 변이 현상이 확인되었으며, 특히 agglutinogen의 경우는 백신균주(agg 1,2)와는 다른 유형(agg 1)이 증가되는 유형으로 나타났다. 그러나 fimbriae의 경우는 백신균주(fim 2)와 동일한 유형이 증가되어 차이를 나타내었다. 이러한 결과는 백일해 발병증가가 나타나는 국가들에서도 확인되는 현상으로 국내에서의 백일해 발병증가에 대한 보다 정확한 예측을 위해서는 항원결정기 유전자에 대한 변이정도 및 정상인에서의 항체가 분포양상 등에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다. Bordetella pertussis is pathogenic bacteria causing pertussis, a infectious respiratory disease for the infants. The incidence rate of pertussis was significantly decreased after introduction of vaccine. However, increased pertussis cases are recently reported in several countries with high vaccine coverage. One of the inferred reasons is genotype or serotype variation between circulating strains and vaccine strains. Therefore, it is required to confirm the variation status of the isolates by genotype or serotype analysis and the possibility of pertussis outbreak in Korea should be estimated. For this, the serotype variations of the isolates from $1999\sim2006$ were investigated in agglutinogen and fimbriae. As the result, the most frequent serotype in the isolated strains was agglutinogen 1 and fimbriae 2 serotypes. Moreover, serotype transition from vaccine serotypes to non-vaccine serotypes was observed. Especially, the transition pattern of agglutinogen serotype was directed to increase a different type (agg 1) from the vaccine type (agg 1,2). However, in case of fimbriae, the same type (fim 2) with vaccine strain was increased. These results were also observed in other countries with increasing incidence of pertussis. For more predictable results to know increasing possibility of pertussis incidence in Korea, the studies on genetic variations of antigenic determinant genes and prevalence of antibody titer in normal population should be performed in the further.
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Jung, Sang-Oun,Moon, Yu-Mi,Sung, Hwa Young,Kang Yeon Ho,Yu, Jae-Yon 대한감염학회 2008 감염과 화학요법 Vol.40 No.1
Background : Polymerase-chain reaction (PCR) detection is useful to diagnosis of pertussis at initial stage because the growth rate of Bordetella pertussis (B. pertussis) is relatively slow. Currently, the primer set for the insertion sequence IS481 (BP primer) is used widely for PCR detection of B. pertussis. However, the cross-reactivity of BP primer set with Bordetella holmesii (B. holmesii) was reported recently. Therefore, discrimination of B. pertussis and B. holmesii is needed in PCR step. For this reason, we developed new primer sets based on 16S rDNA sequence for diagnostic use and estimated the efficiency of these new primer sets. Materials and Methods : The specific PCR primers were designed from the aligned sequence matrix of 16S rDNA genes of various Bordetella species. The specificity of designed primers were estimated using clinically important 4 Bordetella species, B. pertussis, B. holmesii, Bordetella parapertussis (B. parapertussis) and Bordetella bronchiseptica (B. bronchiseptica). The sensitivity to B. pertussis of designed primers was also estimated and compared with BP primer set. Results : As the results, the developed new primer set successfully distinguished B. pertussis and other Bordetella species containing B. holmesii. In the sensitivity assay, the detectable limits of 16S-F2/16S-R1 primer set for B. pertussis were revealed as 5 pg of genomic DNA and 10^5 cells/mL of cell suspension, In addition to these, identical results between BP with primer and new primer were obtained in clinical samples. Conclusion : In this study, the specific primer set for B. pertussis was developed based on 16S rDNA sequence and this primer set did not show cross-reactivity to B. holmesii. In addition to these, the applicability of this primer set to the clinical specimens was also confirmed. 목적 : 백일해의 원인균인 B. pertussis는 성장속도가 늦기 때문에 PCR 검출방법은 백일해 진단의 초기단계에서 유용하다. 현재 BP primer가 PCR 검출에 광범위하게 사용되나 BP primer는 최근에 B. holmesii와의 교차반응성이 보고되었다. 따라서 PCR 단계에서 B. pertussis와 B. holmesii이 감별이 필요하다. 이러한 이유로 본 논문에서는 16S rDNA sequence를 기반으로 하는 진단용 primer를 새로 고안하였고, 그 효용성을 측정하였다. 재료 및 방법 : 특이적 PCR primer들은 다양한 Bordetella 속의 16S rDNA 유전자들의 정렬된 서열 집합체로부터 고안되었다. 고안된 primer의 특이도는 임상적으로 중요한 4개 Bordetella 종 (B. pertussis, B. holmesii, B. parapertussis, B. bronchiseptica)을 사용하여 평가하였다. 민감도 또한 평가하였고 그 결과를 BP primer와 비교하였다. 결과 : 결과적으로, 새롭게 개발된 primer는 B. holmesii를 포함하는 다른 Bordetella 종들로부터 B. pertussis를 성공적으로 감별하였다. 민감도분석에서는 B. pertussis에 대한 16S-F2/16S-R1 primer의 검출한계는 5 pg의 genomic DNA와 10^5 cells/mL의 세포부유액까지 였다. 또한 임상검체에 대해서 BP primer set와 동일한 결과가 확인되었다. 결론 : 본 연구에서 오직 B. pertussis에 대해 특이적인 PCR primer를 16S rDNA를 기반으로 하여 개발하였고, 이는 B. holmesii와의 교차반응성을 나타내지 않았다. 또한 본 연구에서 새롭게 개발된 primer의 임상검체에 대한 적용성도 확인되었다.
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