• Mass Spectrometry Letters
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• 제5권4호
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• pp.110-114
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• 2014

The method of direct mass spectrometry profiling is reliable and reproducible for the rapid identification of clinical isolates of bacteria and fungi. This is the first study evaluating the approach of MALDI-TOF mass spectrometry profiling for rapid identification of carbapenemase-resistant enterobacteriaceae (CRE). Proof of concept was achieved by the discrimination of CRE using MALDI Biotyper MS based on the protein. This profiling appears promising by the visual observation of consistent unique peaks, albeit low intensity, that could be picked up from the mean spectra (MSP) method. The Biotyper MSP creation and identification methods needed to be optimized to provide significantly improved differences in scores to allow for subspecies identification with and without carbapenemases. These spectra were subjected to visual peak picking and in all cases; there were pertinent differences in the presence or absence of potential biomarker peaks to differentiate isolates. We also evaluated this method for potential discrimination between different carbapenemases bacteria, utilizing the same strategy. Based on our data and pending further investigation in other CREs, MALDI-TOF MS has potential as a diagnostic tool for the rapid identification of even closely related carbapenemases but would require a paradigm shift in which Biotyper suppliers enable more flexible software control of mass spectral profiling methods.

• 대한의생명과학회지
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• 제30권3호
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• pp.101-112
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• 2024

This review provides an overview of carbapenem-resistant Enterobacterales (CRE) studies. CRE, called superbugs, has a high mortality rate and an increased resistance rate in several countries. The bacteria representing CRE are Klebsiella species and Escherichia spp., and they cause urinary tract infections (UTIs) and bloodstream infections (BSIs). CRE acquires resistance due to several mechanisms, typically divided into carbapenemase-producing (CP)-CRE and non-CP-CRE. Furthermore, although there are several antibiotics developed to treat CRE, they have their limitations; thus, antibiotic combination therapies or novel treatments are being developed. Therefore, since research on CRE and the use of appropriate antibiotics is important, some CRE-resistant mechanisms that enhance them are discussed. This review article was written using information obtained from Google Scholar and the National Center for Biotechnology Information website.

• Journal of Microbiology
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• 제44권4호
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• pp.423-431
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• 2006

Among 53 Acinetobacter baumannii isolates collected in 2004, nine imipenem-resistant isolates were obtained from clinical specimens taken from patients hospitalized in Busan, Korea. Nine carbapenemase-producing isolates were further investigated in order to determine the mechanisms underlying resistance. These isolates were then analyzed via antibiotic susceptibility testing, microbiological tests of carbapenemase activity, pI determination, transconjugation test, enterobacterial repetitive consensus (ERIC)-PCR, and DNA sequencing. One outbreak involved seven cases of infection by A. baumannii producing OXA-23 ${\beta}-lactamase$, and was found to have been caused by a single ERIC-PCR clone. During the study period, the other outbreak involved two cases of infection by A. baumannii producing IMP-1 ${\beta}-lactamase$. The two clones, one from each of the outbreaks, were characterized via a modified cloverleaf synergy test and an EDTA-disk synergy test. The isoelectric focusing of the crude bacterial extracts detected nitrocefin-positive bands with pI values of 6.65 (OXA-23) and 9.0 (IMP-1). The PCR amplification and characterization of the amplicons via direct sequencing showed that the clonal isolates harbored $bla_{IMP-1}$ or $bla_{oxA-23}$ determinants. The two clones were characterized by a multidrug resistance phenotype that remained unaltered throughout the outbreak. This resistance encompassed penicillins, extended-spectrum cephalosporins, carbapenems, monobactams, and aminoglycosides. These results appear to show that the imipenem resistance observed among nine Korean A. baumannii isolates could be attributed to the spread of an IMP-lor OXA-23-producing clone. Our microbiological test of carbapenemase activity is a simple method for the screening of clinical isolates producing class D carbapenemase and/or class B $metallo-{\beta}-lactamase$, in order both to determine their clinical impact and to prevent further spread.

• 대한임상검사과학회지
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• 제52권1호
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• pp.18-27
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• 2020

카바페넴내성장내세균속균종(carbapenem-resistant Enterobacteriaceae, CRE)과 카바페넴분해효소 생성 장내세균과(carbapenemase-producing Enterobacteriaceae, CPE)의 정확한 구분과 CPE의 빠른 탐지는 임상 감염의 치료 및 관리에 중요하다. 선별방법은 주로 선택적 배지에서의 직장 면봉 표본 배양 후 카바페넴분해 효소의 활성도, 신속한 카바페넴의 불활성화 방법, 측방유동면역분석(lateral flow immunoassay, LFI), 메트릭스보조레이저 탈착/이온화이온사이클론 공명 질량분석법(matrix assisted laser desorption/ionisation time of flight mass spectrometry, MALDI-TOF MS)을 통해 표현형을 측정하는 분자기반 방법들이다. CRE, 특히 CPE의 적절한 시기에 정확한 탐지는 감염의 임상 치료 및 예방에 필수적이다. 다양한 표현형 검출방법 및 유전자-기반 검출방법이 카바페넴의 신속한 검출을 위해 이용 가능하며, 이들은 임상 미생물학 실험실에서 일상적으로 사용된다. 신속한 처리 시간으로 현장에서 치료를 위한 검사 방법을 사용하는 CRE에 대한 능동적인 감시활동에서 카바페넴분해효소를 생성하는 CRE의 탐지는 중요한 가치를 갖는다. 따라서 카바페넴분해효소의 확산을 통제하기 위해서는 전세계의 많은 검사실에서 신뢰할 수 있고 신속하고 고효율적이며, 간편하고 저비용의 검사법을 사용해야 할 것이다. 환자의 적용에서도 최적의 효과를 가지려면 CRE에 대한 신속한 검사를 통해 항균제의 관리 개입이나 다양한 형태의 임상 의사의 치료에 결정적인 지원을 재현성있게 나타나야 할 것이다. 최적의 검사법을 위해서는 보완되는 검사법을 결합하여 다양한 내성 박테리아 종을 감별하고 다양한 종류의 카바페넴분해효소의 유전적 다양성을 발굴하여 최상의 감염관리 전략을 포괄하는 시스템이 마련되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.413-419
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• 2021

본 연구의 목적은 확장 스펙트럼 𝛽-락타마제(ESBL) 항생제가 그람 음성 세균에 의한 감염을 치료하고 예방하는데 사용하고 있으며 임상에서 심각한 감염을 치료하는데 선택하는 마지막 옵션 역할을 한다. 미생물의 확장 스펙트럼 𝛽-락타마제(ESBL) 및/또는 카르바페네마제(Carbapenemase) 내성에 대한 보고는 전 세계적으로 확산되는 것으로 보고되며 항생제 치료에 많은 제한을 주는 요인으로 다약재 내성과 관련이 있기 때문에 보건 서비스에 큰 관심을 가지고 있다. 본 연구는 국내 시장에서 구매하여 분리한 육류로부터 세균을 분리 동정하여 항생제 저항성 테스트인 디스크 확산법을 사용하여 내성균을 분리 실험하였고, PCR과 DNA 시퀜싱방법을 수행아였다. 결과는 PCR을 수행하여 항생제 내성유전자와 유전자를 생산하는 ESBL의 존재를 검출하고 결과를 얻었다. 총 36개의 샘플 육류로부터 181개의 각각 분리된 세균을 추출하여 실험결과을 얻었다. 결과는 PCR과 DNA 염기서열을 분석하여 항생제내성 유전자로 blaVIM, blaBIC, blaKPC, blaSIM으로 나타났다. 분리한 육류 속의 박테리아는 별도 유전자 서열분석으로 4개의 다른 박테리아가 확인되었다. 이러한 결과는 소매되는 육류에서 발견되는 박테리아에 ESBL 내성유전자인 blaVIM, blaBIC, blaKPC, blaSIM를 가진 박테리아 균주가 있을 수 있으며 이는 특수 확장 스펙트럼 𝛽-락타마제(ESBL) 및/또는 카르바페네마제(Carbapenemase) 내성유전자가 확산될 수 있다는 것을 시사한다.

• 대한임상검사과학회지
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• 제53권1호
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• pp.49-59
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• 2021

본 연구는 국내에서 가장 빈번히 검출되는 CPE의 유전자형 중 blaKPC 및 blaNDM 유전자의 진단으로 기존의 표현형 검사 및 일반 PCR 검사보다 시간 단축 및 사후 분석의 단점이 보완된 real-time PCR의 융해 곡선을 이용한 분석법에 대해 알아보았다. 표현형적 검사결과 MHT는 35균주 중 25균주에서 양성을 확인하고, CIT는 meropenem+PBA 및 meropenem+EDTA에서 각각 14균주의 양성을 확인하였다. PCR 검사결과 KPC 25균주에서 증폭 산물을 확인하였고, K. pneumoniae 10균주, E. coli 5균주, A. baumannii 5균주, P. aeruginosa 4균주, P. putida 1균주로 나타났다. NDM은 8균주에서 증폭 산물을 확인하였고, K. pneumoniae 2균주, E. coli 3균주, P. aeruginosa 1균주, E. cloacae 1균주, P. rettgeri 1균주로 나타났다. 실시간 중합효소연쇄반응(Real-time PCR)을 이용한 융해 곡선 분석결과 KPC 25균주, NDM은 8균주에서 증폭을 확인하였고, PCR 결과와 100% 일치함을 확인하였다. 결론적으로 real-time PCR을 이용한 신속하고 특이성이 높은 CRE의 조기진단은 공중보건 및 감염 중에 항균 관리접근법을 통한 병원 내 감염확산 방지 및 통제가 가능할 것으로 사료된다.

• 대한임상검사과학회지
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• 제54권4호
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• pp.265-272
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• 2022

Carbapenemase 생성 장내 세균(carbapenemase-producing Enterobacteriaceae, CPE) 중 특히 KPC-2 생성 Klebsiella pneumoniae의 출현과 확산은 전 세계적으로 급격히 증가하고 있으며, 심각한 공중 보건 위협이 되고 있다. 이러한 KPC-2 생성 K. pneumoniae의 역학과 특징은 지역 및 기간에 따라 다르기 때문에, 본 연구에서는 2017년 3월부터 2020년 12월까지 대전지역의 3차 병원에서 분리된 carbapenem 내성 K. pneumoniae (carbapenem-resistant K. pneumoniae, CRKP) 78 균주를 대상으로 carbapenemase 유전자를 분석하고, 이에 대한 역학 관계를 조사하였다. 항균제 감수성 양상은 디스크 확산법으로 확인하였고, carbapenemase 유전자의 분석을 위해 PCR과 DNA 염기서열분석을 수행하였다. 또한, 역학관계는 MLST (multilocus sequence typing)를 통해 조사하였다. 78 균주의 CRKP 중 35 균주(44.9%)가 carbapenemase 생성 K. pneumoniae였으며, 주요 carbapenemase 유형은 KPC-2 (30주, 85.7%)로 확인되었다. NDM-1과 NDM-5는 각각 4 균주(11.4%)와 1 균주(2.9%)에서 확인되었다. MLST 분석에서 10개의 sequence type (ST)이 확인되었고, 가장 흔한 ST는 ST307 (51.4%, 18/35)이었다. ST307 균주는 모두 KPC-2 생성 K. pneumonia였고, 다제내성으로 확인되었다. 또한, ST307은 4년 동안 지속적으로 출현하였다. 이러한 결과는 KPC-2 생성 K. pneumoniae ST307의 확산을 방지하기 위해 지속적인 모니터링과 적절한 감염 관리가 필요할 것으로 사료된다.

• 대한임상검사과학회지
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• 제48권3호
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• pp.217-224
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• 2016

Acinetobacter baumannii는 병원환경에 광범위하게 분포하고 있으며, 원내감염의 중요한 원인균으로 병원에서 집단감염 일으키고, 중증의 기저질환을 가진 환자에게 감염되면 감염환자의 사망률이 다른 환자에 비해 월등히 높은 것으로 알려져 있다. 본 연구는 충청남도 천안시에 소재한 대학병원 두 곳의 진단검사의학과에 의뢰된 가검물에서 분리한 다제 내성 A. baumannii 85주의 항생제 내성률과 내성유전자 양상에 대해 조사하였다. Carbapenemase와 Class B ${\beta}$-lactamase의 생성균주를 선별하기 위하여 modified Hodge test (MHT)와 IMP-EDTA double-disk synergy test를 실시하였다. 항생제 내성을 유발하는 carbapenemases, 16S rRNA methylases, aminoglycoside-modifying enzymes (AMEs)을 확인하기 위하여 PCR을 시행 하였으며, A. baumannii가 분리된 두 대학병원간 분리균주의 유전학적인 근연도를 확인하기 위해 REP-PCR을 시행하였다. 실험결과 3균주를 제외한 82균주(96.5%)에서 $bla_{OXA-23-like}$과 $bla_{OXA-51-like}$이 검출되었다. $bla_{OXA-23-like}$ 유전자가 검출된 균주에서는 $bla_{OXA-23-like}$ 유전자 상부에 ISAba1 유전자가 확인되어 carbapenemase에 대한 내성을 유도하는 것으로 확인 되었다. Aminoglycoside에 대한 내성을 유발하는 16S rRNA methylase 유전자인 armA는 A병원에서 분리한 38균주 중 34균주(89.5%)에서, B병원에서 분리한 47균주 중 40균주(85.1%)에서 확인되었고, aminoglycoside modifying emzyme 유전자는 A병원 유래 38 균주 중 33 균주(70.2%)에서, B병원 유래 47균주 중 44 균주(93.6%)에서 aac(3)-IIa/ant(2")-Ia/aac(6')-Ib가 확인됨에 따라 천안지역에서 분리되는 대부분의 다제 내성 A. baumannii 균주는 acethyltransferase와 adenyltransferase를 동시에 발현하는 것을 알 수 있었다. 본 실험 결과는 충청남도 천안시에서 분리된 MDR A. baumannii를 대상으로 한 보고서로서, 항생제 내성유형과 내성 유전자의 분포를 확인하여 MDR A. baumannii 균주에 의한 감염증의 치료 지침과 내성세균 확산 방지를 위해 필요한 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.