임균의 항균제 내성 및 분자 역학적 연구 = Antimicrobial susceptibility and the molecular epidemiological characteristics of Neisseria gonorrhoeae isolates in Korea

국문 초록 (Abstract)

임균은 전 세계적으로 흔한 성인성 질환인 임질, 요도염 및 난관염 등의 원인균이다. 1990년대 초반까지 WHO와 CDC는 임균 감염증의 치료제로 fluoroquinolone 등의 항균제를 권장하였으나, 최근이 약제에 고도내성인 임균이 보고되고 있다.
임균의 fluoroquinolone 내성은 이 약제의 표적인 DNA gyrase 와 topoisomerase IV를 지배하는 유전자인 gyrA와 parC의 변이에 의한 것으로 알려져 있으나, 국내 분리 균주에서 gyrA와 parC 유전자 변이 및 분자 역학적 연구를 수행한 예는 매우 드물다.
본 연구에서는 1999-2001년에 우리나라의 특수직업 여성 및 본원 내원 환자에서 분리된 임균을 대상으로, 1) β-lactamase 생성시험, NCCLS 디스크 확산법 및 한천 희석법으로 항균제 내성 양상을 규명하고, 2) gyrA와 parC 유전자의 quinolone resistance-determining region(QRDR)의 염기서열을 분석하여 내성기전을 규명하고, 3) pulsed-field gel electrophoresis(PFGE)를 통한 국내분리 임균과 외국 분리주의 분자 역학적 성상을 규명하고자 하였다.
디스크 확산법으로 penicillin G에 감수성인 균주는 없었고, tetracycline에는 모든 균주가 내성이었다. 반면에 ceftriaxone과 spectinomycin에 내성인 균주는 없었으며, 소수의 균주가 spectinomycin에 중간이었다. Ciprofloxacin에는 대부분의 균주가 비감수성이었는데, 내성인 균주의 비율은 점차 증가하여 1999년 분리주 중에는 16%이었고, 2001년에는 40%이었다.
한천희석법으로 시험한 ceftriaxone의 MIC 범위는 ≤0.008-0.12μg/ml로 가장 낮았다. Ciprofloxacin의 MIC 범위는 non-PPNG에 대해서는 ≤0.008-32 μg/ml이었으나, PPNG에 대해서는 ≤0.008-0.5 μg/ml이었다. 2000년 분리주의 ciprofloxacin의 MIC_(50)는 0.5μg/ml이었는데, 1993년과 1996년 분리주에 대한 MIC50 보다 각각 32배와 4배가 상승하였다.
Ciprofloxacin 고도내성 균주 중 GyrA에서는 91번째 serine이 phenylalanine으로, 95번째 aspartic acid가 glycine으로, ParC에서는 87번째 serine이 arginine으로 주로 치환되었다.
우리나라와 국외 분리 ciprofloxacin 내성 임균의 PFGE형 분석 에서 같은 아형을 관찰할 수 없었다. 또한 A형인 균주가 ciprofloxacin 고도 내성 국내 분리주 중 1주 관찰되었고, 감수성 혹은 중간인 국내외 분리주에서도 관찰되었다.
우리나라 특수직업여성 및 환자에서 분리된 임균 중 spectinomycin, ceftriaxone에 내성인 균주는 없었고, PPNG의 비율은 크게 저하되었다. 임질의 경구 치료제인 ciprofloxacin에 고도 내성인 균주가 현저히 증가하고 있어서, 이 약제를 임균 치료에 경험적으로 사용하기 어려울 것으로 판단되었다. 국내 ciprofloxacin고도 내성 임균은 역학적 양상이 외국 분리 균주와 상이하였기 때문에, 국외로부터 유입되었기 보다는 유전자 변이에 의한 선택으로 출현된 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Neisser a gonorrhoeae is a frequent cause of sexually transmitted disease worldwide, and there is a high prevalence of penicillin- or tetracycline-resistant strains. Recently, a high-level of resistance to fluoroquinolone in N. gonorrhoeae has been reported.
The fluoroquinolone-resistant mechanisms of N. gonorrhoeae were reported to be point mutations of gyrA and parC, which encode quinolone resistance-determining region (QRDR), fluoroquinolone target. However, as far as the author is aware, there are only a few reports on the resistance mechanisms and molecular epidemiological studies of Korean isolates.
The aims of this study were 1) to determine the antimicrobial susceptibilities by using the NCCLS disk diffusion and agar dilution method, 2) to determine the sequences of the QRDR of gyrA and parC, and 3) to conduct a molecular epidemiological analysis on the strains isolated from Korea and other countries.
None of the isolates were susceptible to penicillin G, and all strains were resistant to tetracycline. However, there were no ceftriaxone- or spectinomycin-resistant strains. A marked increase in ciprofloxacin-resistant isolates was noted, from 16% in 1999 to 40% in 2001.
The MIC range of ceftriaxone was ≤0.008-0.12 μg/ml, and the MIC ranges of ciprofloxacin were ≤0.008-32 μg/ml for the non-PPNG strains, but were ≤0.008-0.5 μg/ml for the PPNG strains. The MIC_(50) of ciprofloxacin was 0.5 μg/ml in this study, which had increased 32- and 4-fold in compared with those isolates in 1993 and 1996, respectively.
The strains with a high-level ciprofloxacin-resistance carried mainly a double substitution in gyrA and a single substitution in parC. The level of fluoroquinolone resistance appeared to correlate with the location and number of mutations in gyrA and parC.
Analysis of the PFGE profiles showed different genotypic profiles among the ciprofloxacin-resistant strains isolated from Korea and other countries.
In conclusion, no spectinomycin- or ceftriaxone-resistant N gonorrhoeae strains isolated in Korea were detected. Because of the high prevalence of ciprofloxacin-resistant N. gonorrhoeae, fluoroquinolones are no longer recommended for the empiric treatment of gonorrhea in Korea. Because the results of PFGE analysis patterns showed differences between the isolates in Korea and those in other countries, the increase in the number of fluoroquinolone-resistant strains was more likely to be due to the domestic clonal spread rather than importation from abroad.

목차 (Table of Contents)

• 차례
• 국문요약 = 1
• I. 서론 = 4
• II. 재료 및 방법 = 7
• 1. 시험대상 균주 = 7
• 2. 항균제 감수성 양상 규명 = 7
• 3. gyrA 및 parC 유전자 quinolone resistancedetermining region 염기서열 분석 = 8
• 4. 임균 분리주의 역학 조사 = 9
• III. 결과 = 12
• 1. 임균의 분리양상 = 12
• 2. 항균제 감수성 = 12
• 3. Quinolone resistance-determining region 염기서열 = 19
• 4. 임균 분리주의 역학 = 21
• IV. 고찰 = 29
• V. 결론 = 35
• 참고문헌 = 36
• 영문요약 = 44