결핵균의 rpoB유전자 PCR-SSCP법에 의한 Rifampicin 내성의 신속 진단

Rapid detection of Rifampicin- resistant M, tuberculosis by PCR-SSCP of rpoB gene

연구배경: Rifampicin(RFP)은 항결핵 단기지료의 근간이 되는 약제로서 RFP에 대한 내성을 다제약제내성의 지표로 보기도 한다. rpoB유전자는 RFP이 결합하여 약리작용을 나타내는 RNA poly-merase의 ${\beta}$-subunit을 coding하는 유전자이다. 다른 보고들에 의하면 RFP내성균주에서 rpoB유전자의 돌연변이가 관찰되고 특히 점돌연변이가 중요한 기전임이 알려지고 있다. 이에 저자는 rpoB유전자의 점돌연변이를 쉰게 관찰할 수 있는 PCR-SSCP법 을 이용하여 신속하게 RFP에 대한 내성여부를 확인할 수 있는지에 대하여 알아보았다. 방법: 전통적인 약제내성검사상 RFP에 내성을 보이는 25 배양균주와 RFP에 감수성인 27 배양균주 그리고 표준균주인 H37Rv를 대상으로 하였다. TR8, TR9 primer를 이용하여 rpoB 유전자의 511 codon에서 533 codon 부위를 포함하는 157bp의 DNA를 증폭한 후 폴리 아크릴아마이드젤 전기영동으로 PCR-SSCP를 시행하여 band의 이동양상을 비교하였다. 그리고 H37Rv 와 다른 band의 양상을 보인 균주에서 direct sequencing을 시행하여 H37Rv의 염기서열과 비교하였다. 또한 임상결과를 추적할 수 있었던 19예에서 임상결과와 전통적인 감수성검사 결과, 그리고 PCR-SSCP결과를 비교하였다. 결과: 1) PCR-SSCP결과로 RFP감수성 27균주 모두에서 H37Rv와 동일한 band의 양상을 보였고, RFP내성 25균주 모두에서 H37Rv와 다른 band의 양상을 보여서 전통적인 RFP 감수성검사와 rpoB유전자의 PCR-SSCP 사이에 100% 일치하는 결과를 보여주었다. 2) rpoB 유전자 돌연변이의 주된 기전은 점돌연변이였다. 3) rpoB 유전자의 PCR-SSCP 결과는 전통적인 RFP감수성검사나 항결핵치료의 임상경과와 잘 일치하였다. 결론: 결핵균 rpoB 유전자의 PCR-SSCP에 의한 돌연변이의 확인은 RFP내성 결핵균의 신속한 진단에 아주 유용한 검사로 기대된다. 향후 직접임상검체를 대상으로 한 연구가 필요하리라 사료된다.

Background : Rifampicin(RFP) is a key component of the antituberculous shon-course chemotherapy and the RFP-resistance is a marker of multi-drug resistant(MDR) M. tuberculosis. rpoB gene encodes the ${\beta}$-subunit of RNA polymerase of M. tuberculosis which is the target of RFP. Recent reports show that rpoB gene mutations are the cause of RFP resistance of M. tuberculosis and the main mechanism of rpoB gene mutation is point mutation. And PCR-SSCP is a rapid and easy method for detecting point mutations. So we performed PCR-SSCP of rpoB gene of M. tuberculosis and compared the result with traditional RFP sensitivity test. Method : The 27 RFP sensitive M. tuberculosis culture isolates and 25 RFP resistant isolates were evaluated. The RFP sensitivity test was done at the Korean Tuberculosis istitute. The DNA was extracted by bead beater method and was amplified with primers TR-8 and TR-9 in a 20ul PCR reaction containing 0.1ul(luCi) [${\alpha}-^{32}P$] - dCTP. After amplification, SSCP was done using non-denaturaring polyacrylamide gel electrophoresis. Then direct sequencing was done in cases of different eletrophoretic mobility compared with that of H37Rv. In 19 cases, we compared PCR-SSCP results with patient's clinical course and the results of traditional RFP sensitivity test. Results : 1) All 27 RFP sensitive M. tuberculosis isolates showed the same electrophoretic mobility compared with that of H37Rv. And all 25 RFP resistant M. tuberculosis isolates showed different electrophoretic mobility. 2) The mechanism of rpoB gene mutation of M. tuberculosis is mainly point mutation. 3) The PCR-SSCP results correlate well with traditional RFP sensitivity and patient's clinical response to antituberculous treatment. Conclusion: The PCR-SSCP of rpoB gene is a very sensitive and rapid mehod in detecting RFP- resistant M. tuberculosis.