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

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제51권4호
• /
• pp.500-506
• /
• 2023

Carbapenem 내성 Klebsiella pneumoniae (Carbapenem-resistant K. pneumonia, CRKP)는 전 세계적인 공중 보건 문제로 대두되고 있다. 최근 Klebsiella pneumoniae carbapenemase-2 (KPC-2) 생성 sequence type (ST)307은 CRKP의 주요 클론으로 확인되었으며, 국내에서 ST307의 확산이 보고되었다. 본 연구에서는 2020년 3월부터 2021년 12월까지 대전지역의 3차 병원에서 분리된 CRKP 50균주를 대상으로, 분자 특성과 항균제 내성 양상을 조사하였다. 역학적 관계는 multilocus sequence typing (MLST)를 통해 분석하였고, 항균제 감수성 검사는 디스크 확산법을 통해 확인하였다. PCR과 DNA 염기서열분석은 carbapenemase 유전자 확인을 위해 수행하였다. CRKP감염은 남성과 60세 이상의 환자에서 훨씬 더 빈번하게 확인되었다. CRKP 50균주 중 46균주(92.0%)는 다제내성(MDR)을 보였고, 44균주(88.0%)는 carbapenemase-producing K. pneumoniae (CPKP)로 확인되었다. 주요 carbapenemase 유형은 KPC-2 (36균주, 72.0%)였으며, New Delhi metallo-enzyme-1 (NDM-1)과 NDM-5는 각각 7균주(14.0%)와 1균주(2.0%)에서 확인되었다. 특히, KPC-2 생성 K. pneumoniae의 88.9% (32/36)가 ST307에 속한 반면, NDM-1,-5 생성 K. pneumoniae의 87.5% (7/8)가 non-ST307에 속한 것을 확인하였다. 이러한 결과는 ST307의 확산 뿐만 아니라 non-ST307의 발달을 예방하기 위한 적절한 감염관리와 효과적인 감시체계가 필요하다고 사료된다.

• 대한임상검사과학회지
• /
• 제51권4호
• /
• pp.428-435
• /
• 2019

Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC)와 같은 carbapenem 분해효소의 급속한 증가와 보급은 의료 관련 감염 분야 내에서 주요한 문제가 되었다. Carbapenem-resistant Enterobacteriaceae (CRE) 감염을 치료하기 위한 항생제는 거의 없으므로 내성의 박테리아 메커니즘의 확인은 감염 통제와 역학 연구에 매우 중요하다. 그러므로 KPC 균주를 검출하는 신속하고 효과적인 방법은 치료상의 실패를 피하고, 이러한 다제 내성세균의 유통을 방지 및 통제하는 대책으로 도입할 필요가 있다. 분석에 이용한 31균주에서 Acinetobacter spp. 7균주, Morganella morganii 6균주, Pseudomonas aeruginosa 5균주, Proteus mirabilis 5균주, Proteus vulgaris 1균주, Enterobacter cloacae 2균주, Enterobacter aerogenes 1균주, Klebsiella pneumoniae 1균주, Klebsiella oxytoca 1균주, Serratia marcescens 1균주, Escherichia coli 1균주를 확인하였다. 그람음성 간균이 분리된 검체의 빈도는 urine (35.5%), blood (19.4%), sputum (16.1%), pus (9.7%), ascitic fluid (9.7%), tracheal aspirates (6.5%), bile juice (3.2%) 순으로 나타났다. PCR 방법을 이용한 유전자분석 결과 bla_IMP, bla_VIM, bla_OXA-48 에서는 증폭이 확인된 균주가 없었으나, Klebsiella oxytoca 1 균주에서 bla_KPC 유전자를 확인하였다. 결론적으로, PCR 방법을 이용한 진단법은 KPC를 정확하고 신속하게 진단할 수 있으며, 그로 인해 병원 내 KPC의 전파방지를 위한 신속한 예방대책 수립이 가능하다 할 수 있다.

• 생명과학회지
• /
• 제25권12호
• /
• pp.1399-1407
• /
• 2015

Klebsiella pneumoniae는 인간의 피부, 구강, 호흡기, 요로, 장관 등에서 일반적으로 존재하는 상재세균이다. 하지만 지역사회획득 폐렴의 주요 원인이 되는 기회감염균이기도 하다. 옥수수수염은 K. pneumoniae, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Shigella spp., Salmonella spp., Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa 등 병원성 세균에 대해 항균활성이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 옥수수수염 농축액의 K. pneumoniae에 대한 항균능을 확인하고자 하였다. 이를 위해 K. pneumoniae ATCC 13883, broad-spectrum β-lactamase (BSBL) 생성균주, exteded-spectrum β-lactamase (ESBL) 생성균주 및 carbapenemase 생성균주를 수집하였다. 항균제 감수성 검사는 디스크 확산법을 사용하였고 내성유전자는 PCR 증폭과 염기서열 분석을 통해 확인하였다. 또한 항균활성 실험을 위하여 옥수수수염 농축액을 이용하여 MacConkey agar 평판배지(50%, 100%)를 제조하였고 균주의 성장억제를 확인하기 위하여 제조된 배지에 K. pneumoniae를 평판도말하여 37℃ 항온기에서 18시간동안 배양하였다. 수집된 K. pneumoniae는 SHV-1 (n=8), SHV-2a (n=8), SHV-5 (n=2), SHV-11 (n=2), SHV-12 (n=18), TEM-1 (n=10), CTX-M-3 (n=2), CTX-M-14 (n=2), CTX-M-15 (n=1), GES-5 (n=5), KPC-2 (n=6), KPC-3 (n=4) 및 NDM-1 (n=2)을 보유하고 있었다. 시험에 사용된 K. pneumoniae 균주 가운데 K. pneumoniae ATCC 13883균주에 대해 항균활성이 있었으나 BSBL, ESBL 및 carbapenemase 생성균주에 대한 항균활성을 확인할 수는 없었다. 따라서 옥수수수염 추출액은 K. pneumoniae에 의한 지역사회획득 감염증 예방과 회복에 도움을 줄 수 있을 것으로 생각된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제30권7호
• /
• pp.974-981
• /
• 2020

Sequence type 410 (ST410) of Escherichia coli is an extraintestinal pathogen associated with multi drug resistance. In this study, we aimed to investigate the horizontal propagation pathway of a high-risk clone of E. coli ST410 that produces Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC). blaKPC-encoding E. coli and K. pneumoniae isolates were evaluated, and complete sequencing and comparative analysis of blaKPC-encoding plasmids from E. coli and K. pneumoniae, antimicrobial susceptibility tests, polymerase chain reaction, multilocus sequence typing, and conjugal transfer of plasmids were performed. Whole-genome sequencing was performed for plasmids mediating KPC-2 production in E. coli and K. pneumoniae clinical isolates. Strains E. coli CPEc171209 and K. pneumoniae CPKp171210 were identified as ST410 and ST307, respectively. CPEc171209 harbored five plasmids belonging to serotype O8:H21, which is in the antimicrobial-resistant clade C4/H24. The CPKp171210 isolate harbored three plasmids. Both strains harbored various additional antimicrobial resistance genes. The IncX3 plasmid pECBHS_9_5 harbored blaKPC-2 within a truncated Tn4401a transposon, which also contains blaSHV-182 with duplicated conjugative elements. This plasmid displayed 100% identity with the IncX3 plasmid pKPBHS_10_3 from the K. pneumoniae CPKp171210 ST307 strain. The genes responsible for the conjugal transfer of the IncX3 plasmid included tra/trb clusters and pil genes coding the type IV pilus. ST410 can be transmitted between patients, posing an elevated risk in clinical settings. The emergence of a KPC-producing E. coli strain (ST410) is concerning because the blaKPC-2-bearing plasmids may carry treatment resistance across species barriers. Transgenic translocation occurs among carbapenem-resistant bacteria, which may spread rapidly via horizontal migration.

• 대한의생명과학회지
• /
• 제29권3호
• /
• pp.109-120
• /
• 2023

Recently, the explosive increase of carbapenemase-producing Enterobacterales (CPE) in the worldwide poses a serious threat. The purpose of this study is to investigate epidemiology, detection, and treatment of CPE. Three main carbapenemase are reported worldwide, which were KPC, NDM, and OXA-48-like. KPC type are mostly found in USA, China, Europe, and Latin America. NDM type are mostly found in South Asia. OXA-48-like are often seen in the Mediterranean and Northern Africa. In Korea, CPE have increased explosively since 2015. In 2021, 18,099 CPE were isolated, which were Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli, and Enterobacter cloacae in order. The CPE genotype was distributed with KPC, NDM, OXA type in order. Phenotypic detection methods include carbapenemase production tests (CPT) and differential tests of CPE. CPTs include modified Hodge test, modified carbapenem inactivation method (mCIM), Carba NP test, among which mCIM is the most widely used due to easy accessibility and accuracy. A lot of genotypic methods are being done for quick results, and commercialized kits using multiplex real-time PCR and microarray are widely used. Colistin and tigecycline are used as the first line of CPE treatment and are used in combination with second line drugs such as meropenem and fosfomycin.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제27권9호
• /
• pp.1711-1715
• /
• 2017

In this study, we characterized the $bla_{NDM-5}$-bearing plasmid in a Klebsiella pneumoniae isolate that had lost the plasmid during serial passage. We determined the complete sequences of the plasmid pCC1410-2, which was extracted from a K. pneumoniae ST709 isolate collected at a Korean hospital from which two NDM-5-producing K. pneumoniae isolates were subsequently isolated. As a result, the pCC1410-2 plasmid had a backbone structure that was similar to those of two plasmids previously reported from the same hospital, but lacked some antibiotic resistance genes ($bla_{TEM-1}$, rmtB, mphR(A), mrx(A), and mph(A)). A 9-bp repeating unit encoding three amino acids (Gln-Gln-Pro) was inserted in TraD in pCC1410-2. Thus, the pCC1410-2 plasmid might be transferred from the previously identified carbapenem-resistant K. pneumoniae, but some delections and inversions might have occurred during the process. We compared the transfer frequency and stability of the plasmids. The relative frequency of conjugative transfer and stability in the host were significantly lower in pCC1410-2 than in previously reported $bla_{NDM-5}$-bearing plasmids in Korea. A low transfer frequency and instability in the host may cause underestimation of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae in the clinical setting and in surveillance studies.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제31권10호
• /
• pp.1383-1392
• /
• 2021

Carbapenem-resistant Enterobacteriaceae (CRE) that produce Klebsiella pneumoniae carbapenemase are increasingly reported worldwide and have become more and more resistant to nearly all antibiotics during the past decade. The emergence of K. pneumoniae strains with decreased susceptibility to carbapenems, which are used as a last resort treatment option, is a significant threat to hospitalized patients worldwide as K. pneumoniae infection is responsible for a high mortality rate in the elderly and immunodeficient individuals. This study used Lactobacillus fermentum as a candidate probiotic for treating CRE-related infections and investigated its effectiveness. We treated mice with L. fermentum originating from the vaginal fluid of a healthy Korean woman and evaluated the Lactobacilli's efficacy in preventive, treatment, nonestablishment, and colonization mouse model experiments. Compared to the control, pre-treatment with L. fermentum significantly reduced body weight loss in the mouse models, and all mice survived until the end of the study. The oral administration of L. fermentum after carbapenem-resistant Klebsiella (CRK) infection decreased mortality and illness severity during a 2-week observation period and showed that it affects other strains of CRK bacteria. Also, the number of Klebsiella bacteria was decreased to below 5.5 log₁₀ CFU/ml following oral administration of L. fermentum in the colonization model. These findings demonstrate L. fermentum's antibacterial activity and its potential to treat CRE infection in the future.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제48권3호
• /
• pp.389-398
• /
• 2020

The prevalence of carbapenem-resistant Enterobacteriaceae (CRE) is increasing globally, resulting in high mortality rates. Although CRE is a relatively recent problem in Korea (the first case was not diagnosed until 2010), it is responsible for serious morbidities at an alarming rate. In this study, we carried out a molecular genetic analysis to determine the incidence of CRE and carbapenemase-producing Enterobacteriaceae (CPE) at a general hospital in Korea between August 2017 and August 2019. Forty strains of CPE were isolated from various clinical specimens and analyzed via antimicrobial susceptibility testing, polymerase chain reaction to detect β-lactamase genes, deoxyribonucleic acid sequencing, multilocus sequence typing, curing testing, and conjugal transfer of plasmids. The results demonstrated that all 40 isolates were multidrug-resistant. The fluoroquinolone susceptibility test showed that 75% of the Enterobacteriaceae isolates were resistant to ciprofloxacin, whereas 72.5% were resistant to trimethoprim-sulfamethoxazole. Further, conjugation accounted for 57.5% of all resistant plasmid transfer events, which is 4.3-fold higher than that observed in 2010 by Frost et al. Finally, the high detection rate of transposon Tn4401 was associated with the rapid diffusion and evolution of CPE. Our results highlight the rapid emergence of extensively drugresistant strains in Korea and emphasize the need for employing urgent control measures and protocols at the national level.

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