황색 포도상구균은 급성 구강 감염에 있어서의 병원균이다. 그러나 그러한 황색 포도상구균의 병원성 기전은 완전히 이해되지 않았다. 이전 실험에서 황색 포도상구균의 단백질 A와 골격근의 액틴 필라멘트는 인체 상피 세포로의 황색 포도상구균의 침입에 관여한다. 구강 내 감염에 있어서의 황색 포도상구균의 병원성 기전을 조사하기 위해 인체의 치은 섬유모 세포에 대한 침입이 연구되고 있다. 급성 구강 감염을 가진 환자로부터 분리된 ATCC 25923 황색 포도상구균과 OPT 2 황색 포도상구균의 침입은 시간(0-120분)에 의존한다는 사실을 밝혀냈다. 60분을 초과하는 배양시간은 다시 배양된 균집락수 증가를 가져왔다. 배지에 접종한 세균의 숫자가 증가할 때 (100?10,000,000 cfu/ml/well), 직선적으로 증가한다. 단백질 A가 결핍된 Wood 46 황색 포도상구균의 침입은 단백질 A가 발현된 균주(ATCC 25923과 OPT 2)의 침입보다 훨씬 낮았다. 액틴 필라멘트의 합성을 방해하는 Cytochalasin D는 인체 치은 섬유모세포로 황색 포도상구균 (ATCC 25923과 OPT 2)이 침입하는 것을 방해한다. 이러한 결과는 구강내 감염을 일으키는 황색 포도상구균의 병원성 기전이 세포내 침입에 관여하고, 황색 포도상구균 단백질 A와 골격근의 액틴 필라멘트가 인체 치은 섬유모세포로의 황색 포도상구균의 침입 조절에 관여한다는 것을 보여준다.
Methicillin 내성 포도상구균은 전세계적으로 사람과 동물에서 중요한 병인체로 주목 받고 있다. 본 연구는 국내 말과 말을 취급하는 사람에서의 methicillin 내성 포도상구균 발생현황을 조사하고자 실시하였다. 국내 경주마 목장에 소재하는 총 195두의 말과 18명의 말을 취급하는 사람(8명의 수의사, 7명의 말 관리사, 3명의 동물병원 직원)을 대상으로 하였다. 면봉을 이용하여 한쪽 비강에서 시료를 채취하여 세균수송배지에 보관 후 5% 양 혈액배지에서 $37^{\circ}C$ 3일간 배양하여 포도상구균 존재여부를 확인하였다. 포도상구균은 16S rRNA 유전자 분석을 실시하여 동정하였으며, 동정된 포도상구균은 coagulase 검사를 실시하였다. Methicillin 저항성을 확인하기 위하여 oxacillin 디스크 검사와 함께 mecA 유전자 존재를 PCR을 통하여 확인하였다. 검사를 실시하였던 말 195두 중 64두가 포도상구균으로 동정되었으며, 이중 29두(44.6%)가 methicillin 내성 포도상구균으로 확인되었다. 말을 취급하는 18명 중 14명의 시료에서 포도상구균이 동정되었으며, 이중 12명(85.7%)의 시료에서 methicillin에 내성을 가지고 있는 포도상구균으로 확인되었다. 말과 사람에서 동정된 모든 methicillin 내성 포도상구균은 coagulase 음성으로 확인되었다. 또한 항생제의 사용기간이 긴 개체에서 사용기간이 짧았던 개체군보다 methicillin 내성 포도상구균이 높은 것으로 나타났다(p = 0.002). 본 연구결과는 사람과 말 사이에서 인수공통전파가 일어날 수 있음을 시사한다.
황색포도상구균은 병원에 의한 감염, 혈류 감염을 포함하는 중요한 병원체이다. 특히, 포도상구균의 혈액 수집의 신속한 동정과 메치실린 내성이 일어나게 되면 폐혈증으로 추측되어 진다. 본 저자는 적은 양의 핵산을 등온증폭반응에 적응시켜 증폭산물을 SYBR Green I을 결합하여 염기서열에 특이적으로 검출할 수 있는 새로운 방법을 제시하고 있다. 그리고 이 독특한 유전자 증폭방법은 등온의 상태에서 하나의 효소만으로 증폭이 가능하다. 포도상구균-등온증폭반응은 황색포도상구균에 특이적인 protein A를 암호화하는 spa 유전자와, 메치실린 내성인 pennicillin-binding protein-2를 암호화하는 mecA 유전자를 타겟으로 하여 MRSA와 MRSE를 검출하였다. 본 연구에서는 등온증폭법을 사용하여 황색포도상구균과 표피포도상구균의 임상샘플을 검출하였다. 황색포도상구균과 표피포도상구균을 10배위 정량 희석하여 시리즈별로 샘플을 만들어 실험을 수행하였다. 칩을 기반으로 하는 LAMP법은 포도상구균 감염여부를 쉽고, 빠르고, 정확하게 민감도 있는 검출을 가능하게 해 주었고, 샘플을 측정할 수 있는 한계값을 넘는 상황에 특이적으로 적용할 수 있다.
본 연구는 갈색 해조류(Sargassum fluitans)로부터 추출한 alginate를 사용하여 제조한 Ag- 및 Cu-alginate에 대한 최적의 은 및 구리 첨가량을 구하여 항균성 능을 측정하고, 기존의 상품으로 판매되고 있는 항균제의 성능과 비교하였다. 포도상구균과 대장균의 성장은 pH 7에서 가장 활발하였으며, 포도상구균은 pH에 매우 민감하였으나, 대장균은 pH 변화에 대한 저항력을 어느 정도 나타내었다. 포도상구균은 배양 초기에 일정기간의 사장시간(dead time)이 경과한 후 급격하게 성장하였고, 대장균은 약 20분 이내의 사장시간이 경과한 후 완만하게 성장하였다. 해조류로부터 추출한 alginate를 정제하여 제조한 Ag-alginate의 경우, 포도상구균 및 대장균에 대해서 0.006 wt.% 은을 첨가한 배양액에서 우수한 항균 성능을 나타내었으며, 포도상구균보다 대장균에 대하여 더 강한 항균력을 나타내었다. Cu-alginate의 경우, 대장균에 대해서 0.006 wt.% 이상의 구리를 첨가한 배양액에서 우수한 항균성 능을 나타내었으나, 포도상구균에 대해서는 0.015 wt.%의 구리를 첨가한 배양액에서 우수한 항균성 능을 나타내었으며, Ag-alginate에 비해서 포도상구균 및 대장균에 대한 항균성 능이 현저하게 감소하였다.
본 연구는 갈색 해조류로부터 추출한 alginate를 사용하여 제조한 Ag-alginate에 대한 최적의 은 첨가량을 구하여 항균성능을 측정하고, 기존의 상품으로 판매되고 있는 항균제의 성능과 비교하였다. 포도상구균과 대장균의 성장은 pH 7에서 가장 활발하였으며, 포도상구균은 pH에 매우 민감하였으나, 대장균은 pH 변화에 대한 저항력을 어느 정도 나타내었다. 포도상구균은 배양 초기에 일정기간의 사장시간 (dead time)이 경과한 후 급격하게 성장하였고, 대장균은 약 20분 이내의 사장시간이 경과한 후 완만하게 성장하였다. 해조류로부터 추출한 alginate를 정제하여 제조한 Ag-alginate의 경우, 포도상구균 및 대장균에 대해서 $0.006\;wt.{\%}$ 은을 첨가한 배양액에서 우수한 항균성능을 나타내었으며, 포도상구균보다 대장균에 대하여 더 강한 항균력을 나타내었다. 그러나 미역 및 다시마로부터 추출한 alginate를 정제하지 않고 제조된 Ag-alginate의 경우, 포도상구균 및 대장균에 대한 항균성능은 현저하게 감소되었다. 국내에서 수입되어 항균섬유용으로 많이 사용되고 있는 Agzeolite계 제품의 항균력과 비교하여도 유사한 항균성능을 나타내고 있으므로 Ag-alginate는 수술용 봉합사, band, gauze, 붕대 등과 같은 의료용 섬유에 사용이 가능하다고 판단된다.
본 연구는 Lightcycler (Roche)를 이용한 Real-Time PCR(LC-PCR)기법을 통하여 원유시료에서 신속, 정확하게 황색포도상구균을 검출하는 기법을 개발하고자 하였다. coagulase 전구체를 coding하는 113 bp의 coa 유전자의 증폭, melting curve 분석 및 DNA염기서열을 분석하여 황색포도상구균 특유의 유전자 검출하는 기법을 개발하였다. 또한 분리된 균주중 메치실린에 내성을 나타내는 균주를 검출하고자 penicillin-binding protein, PBP2a (mecA)를 coding 하는 209 bp의 mecA 유전자의 증폭, melting curve 분석 및 DNA염기서열을 분석하여 메치실린내성 황색 포도상구균을 real-time PCR 기법으로 검출하는 기술을 개발하였다. 본 실험에 따르면 647개의 원유시료중 6개의 시료에서 황색포도상구균이 검출되었으며 이중 2개의 시료에서 분리된 황생포도상구균이 메치실린내성 황색포도상구균임을 확인하였다. 또한 DNA 검출한계는 10 fg으로 기존 PCR에 비해 매우 감도가 우수한 것을 확인하였다. 또한 3개의 원유시료에서 돼지나 소의 삼출성 피부염의 원인균인 Staphylococcus chromogenes가 분리되었다.
황색포도상구균이 정상인 피부의 경우 $2{\sim}25%$에서 검출되는 반면 아토피 피부염이 있는 소아와 어른에 있어 $78{\sim}100%$의 높은 비율로 검출되며, 황색포도상구균과 초항원으로 작용하는 독소가 아토피 피부염의 악화 및 발병기간에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 아토피 피부염 환자 피부의 황색포도상구균의 분석과 함께 아토피 피부염 환자의 연령, 성별, 발병 연령과 투병기간, 악화되는 계절 및 진물과 황색포도상구균과의 관계에 대하여 알아보고자 실시하였다. 아토피 피부염 환자 대부분(84%)에서 병변부에 S. aureus가 집락을 형성하고 있는 것으로 나타났으며, 대부분의 아토피 피부염 환자의 피부에 S. aureus가 분포하고 있음을 알 수 있었고 아토피 피부염 병변부의 진물과 S. aureus의 밀접한 관계를 확인할 수 있었다. 따라서 아토피 피부염 환자의 피부에서 황색포도상구균 및 초항원독소를 차단한다면 아토피 피부염의 개선에 많은 도움이 될 것으로 사료된다.
우리나라 식중독 발생 중에 중요한 원인이 되고 있는 황색포도상구균에 대해 초밥, 김밥, 식육 제품, 크림이 포함된 빵, 케이크 류, 냉면의 다양한 식품 종류에서 평균적으로 매년 5.3% 분리율을 보였으며 가열 과정을 거친 식품에서도 황색포도상구균이 완전히 사멸하지 않고 남아 있음을 알 수 있었다. 또한 유통 과정 및 판매과정이 식품 오염의 매우 중요한 원인이 되므로 냉장을 유지하는 유통 판매과정이 필요하며 소비자도 식품을 구매하고는 바로 섭취를 하거나 섭취하기 전 까지는 냉장 유통을 유지하여야 한다. 황색포도상구균의 한국 식품위생법 기준치 100 cfu/g 이상으로 검출된 시료는 김밥이 1.5%, 냉면이 1.5%, 초밥이 0.5%이고 평균 균수는 냉면이 7,682 cfu/g로 가장 높았다. 초기에 균에 의해 오염된 식품은 냉장 유통 과정을 거치지 않는다면 오염균이 급격하게 증식되어 식중독을 유발할 가능성이 매우 높으므로 초기 오염에 대한 철저한 관리가 요구되어진다. 황색포도상구균은 온도에 영향을 받으며 계절별로 여름철에 황색포도상구균의 오염이 높았으나 상대적으로 관리가 소홀해지는 겨울철에도 주의를 요한다. 식품에서 황색포도상구균은 장독소 SEA가 표현형, 유전형 우점형 이였으며 총 150주 (33.1%)에서 장독소 유전자가 검출되었으며 sea=sei, seh 순으로 검출되었다. 식품별로는 독소 유전자 유형이 다양하게 검출되었으며 특히 tst 유전자가 10주(3.6%) 검출되었다. SED 독소는 표현형과 유전형이 일치 하지 않았다(p>0.05). 새로운 독소들에 대한 PCR 법에 의한 독소 유전자 검출로 분리주를 구별은 신뢰할 수 있었다. 최종적으로 우리나라 식품에서 분리된 황색포도상구균의 특징을 연구를 통해서 향후 식중독 발생 예방 방지를 위해서 사용할 수 있는 기초 자료를 제공하고자 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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