• Journal of Veterinary Science
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• 제23권3호
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• pp.37.1-37.8
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• 2022

Background: Avian pathogenic Escherichia coli (APEC) causes colibacillosis, resulting in significant economic losses in the poultry industry. Objectives: In this study, the molecular characteristics of two extended-spectrum beta-lactamase (ESBL)-producing APEC isolates were compared with previously reported ESBL-producing E. coli isolates. Methods: The molecular characteristics of E. coli isolates and the genetic environments of the ESBL genes were investigated using whole genome sequencing. Results: The two ESBL-producing APEC were classified into the phylogenetic groups C and B1 and ST410 and ST162, respectively. Moreover, the ESBL genes of the two isolates were harbored in different Inc plasmids. The EC1809182 strain, harboring the bla_CTX-M-55 gene on the plasmid, exhibited extensive homology to IncFIB (98.4%) and IncFIC(FII) (95.8%). The EC1809191 strain, harboring the bla_CTX-M-1 gene, was homologous to IncI1-I (Gamma) (99.3%). All chromosomes carried the multidrug transporter, mdf(A) gene. Mobile genetic elements, adjacent to CTX-M genes, facilitated the dissemination of genes in the two isolates, analogous to other ESBL-producing E. coli isolates. Conclusions: This study clarifies the transmission dynamics of CTX-M genes and supports strengthened surveillance to prevent the transmission of the antimicrobial-resistant genes to humans via the food chain.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권9호
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• pp.1716-1723
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• 2017

The rapid dissemination of extended-spectrum ${\beta}$-lactamase (ESBL)-producing Escherichia coli has significantly contributed to public health hazard globally. A total of 281 E. coli strains recovered from pigs and chickens between 2009 and 2015 in South Korea were analyzed for ESBL production. ESBL phenotypes were recognized in 14 E. coli isolates; ten and three ESBL-producing isolates carried only $bla_{CTX-M}$ and $bla_{CMY}$ genes, respectively, and one isolate harbored both genes. The predominant CTX-M and CMY types were CTX-M-15 (n = 8) and CMY-2 (n = 3). We also detected ESBL-producing isolates harboring $bla_{CTX-M-65}$, $bla_{CTX-M-14}$, $bla_{CMY-6}$, $bla_{DHA-1}$, and $bla_{TEM-1}$ genes. All ESBL-producing isolates showed resistance to the extent of the fourth generation cephalosporins, along with multidrug resistance. CTX-M-15-producing isolates showed higher MIC values than CTX-M-14- and CTX-M-65-producing isolates. The $bla_{CTX-M}$ and $bla_{CMY}$ genes have the potential to be transferable. The spreading of $bla_{CMY}$ and $bla_{CTX-M}$ genes was arbitrated mainly via Frep and IncI1 plasmids. Our isolates showed clonal diversity in PFGE analysis. This is the first report of E. coli isolates carrying $bla_{CMY-6}$ in chicken from South Korea. The emergence of CMY-6 ESBLs in a population of poultry suggests that extensive screening with long-term surveillance is necessary to prevent the dissemination of ESBL from chicken to human.

• 대한임상검사과학회지
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• 제48권3호
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• pp.210-216
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• 2016

최근 들어 CTX-M형 extended-spectrum ${\beta}$-lactamase(ESBL) 생성 대장균이 국내는 물론 전세계적으로 빠르게 증가하고 있다. 본 연구에서는 충청지역에 위치한 일개의 대학병원에서 분리된 대장균을 대상으로 ESBL 유전자를 중합효소연쇄반응 및 염기서열 분석방법을 통해 확인하였으며, 같은 방법으로 ESBL 생성 대장균으로부터 plasmid mediated quinolone resistance (PMQR) 유전자의 빈도를 조사하였다. 16.0%에 해당하는 25균주가 CTX-M-14를 생성하였으며 이중 9균주는 CTX-M-15도 동시에 생성하는 것으로 나타났다. 항균제 감수성 시험결과 CTX-M형 ESBL을 생성하는 대장균은 모두 cefotaxime에 내성을 보였다. 한편 CTX-M형 ESBL을 생성하는 대장균의 48% (12균주)가 PMQR 유전자를 포함하고 있음이 확인되었는데 8균주가 qnrS1유전자를 그리고 8균주가 aac(6')-Ib-cr 유전자를 포함하고 있었다. 그 중 4균주는 두 개의 유전자를 모두 가지고 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 플라스미드를 통해 확산될 수 있는 ESBL 및 PMQR 유전자가 대장균 사이에 확산되어 있음을 확인하였다. 항균제 내성유전자들의 확산을 막기 위해서는 지속적인 내성유전자의 모니터링과 감시가 필요할 것으로 사료된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권6호
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• pp.765-770
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• 2014

This study aimed to characterize CTX-M producers of urinary E. coli and K. pneumoniae isolates and to determine the prevalence of plasmid-mediated antimicrobial resistance genes among them. Minimum inhibitory concentrations (MICs) were determined, and PCR and sequencing were performed. Among the 42 (82.3%) E. coli and 24 (77.4%) K. pneumoniae isolates containing $bla_{CTX-M}$, $bla_{CTX-M-14}$ and $bla_{CTX-M-15}$ were detected in 23 and 19 E. coli isolates, respectively, and in 7 and 17 K. pneumoniae isolates, respectively. CTX-M producers of urinary E. coli and K. pneumoniae were resistant to multiple antibiotics and contained other antimicrobial resistance genes. CTX-M-15 producers contained more antimicrobial resistance genes than did CTX-M-14 producers.

• 대한수의학회지
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• 제48권3호
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• pp.259-265
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• 2008

This study was conducted to investigate incidence of extended-spectrum ${\beta}$-lactamase (ESBL) producing strains and characteristics of ESBL gene in pathogenic Escherichia coli isolated from poultry during the period from April 2003 to December 2005 in Korea. Among 203 isolates, 4 isolates (3 from broilers and 1 from layer) were confirmed as ESBL producing strains by double disk synergy test, polymerase chain reaction and sequencing for ${\beta}$-lactamase genes. $bla_{CTX-M-15}$ and $bla_{CMY-2}$ were detected in these 4 isolates and were transferred to recipient by conjugation, respectively. Also, these ESBL producing strains were associated with multiple drug resistance. In conclusion, these results exhibit incidence of CTX-M and CMY-2 ${\beta}$-lactamase in pathogenic E coli from poultry in Korea, and clinically important meaning in human. And they also suggest the needs for rapid and broad surveillance to monitor ESBL genes and R plasmid transferring resistant gene in poultry.

• 생명과학회지
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• 제23권5호
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• pp.703-709
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• 2013

본 연구에서는 ESBL을 생성하는 Escherichia coli의 Extended-spectrum ${\beta}$-lactamase (ESBL) 유전자와 퀴놀론 내성결정부위(qnr)의 유전자형과 항생제 내성 양상을 규명하고자 하였다. 임상검체에서 분리 된 E. coli 274개 균주를 대상으로 double-disk synergy test 검사를 실시하여 42개의 ESBL 생성 균주를 분리하였다. 검체별로는 소변에서 28균주가 분리되었으며, 객담에서 6균주, 농에서 3균주, 상처에서 2균주, 혈액에서 2균주 그리고 조직에서 1균주가 분리되었다. 이 균주들을 대상으로 ESBL 유전자와 퀴놀론 내성 유전자를 PCR을 이용하여 검색하였다. 35개의 균주가 1개 혹은 2개의 ESBL 유전자를 보유하고 있었다. ESBL 유전자의 분포는 CTX-M-1이 가장 많았으며, CTX-M-9과 TEM 유전자 순이었다. SHV, CTX-M-2와 CTX-M-8는 검출되지 않았다. qnr 유전자는 10개 균주에서 검출되었으며 유전형별로는 qnrB4, qnrB1, qnrS 1 순이었다. 2가지 이상의 ESBL 유전자를 동시에 보유한 균주와 ESBL과 qnr 유전자를 동시에 보유한 균주가 검출되었다. ESBL 유전자 보유균주는 cefotaxmie (80.0%), levofloxacin (82.9%)과 ampicillin (100%)에 고도내성을 보였다. qnr 유전자 보유 균주의 cefotaxmie, levofloxacin과 ampicillin에 대한 내성율은 각각 70%, 70%, 100%였다. ESBL 유전자들간의 그리고 qnr 유전자와의 동시 보유가 항생제 내성에 미치는 상승효과는 없었다. qnr 유전자 보유와 퀴놀론에 대한 내성 사이의 상관관계도 없었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제34권4호
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• pp.342-351
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• 2006

병원내 항생제 다제 내성을 일으키는 CTX-M형 ESBL을 생성하는 E. coli와 Klebsielia pneumoniae의 생성현황을 조사하고 이들 균주로 인한 감염증치료와 역학적 조사연구에 도움이 되고자 효소의 유전형을 규명하였다. 2005년 7월-12월에 부산에 소재하고 있는 2개의 종합병원에서 분리된 E. coli와 K. pneumoniae 각각 153주, 52주를 수집하였다. 그 중에서 ESBL을 생성 하는 균주를 검출하기 위해 Double disk synergy test를 시행하여서 E. coli 23주와 K. pneumoniae 13주를 분리하였다. 균주의 동정은 Vitek system GNI card(bioMerieux Vitek Inc., Hazelwood, Mo., U.S.A.)로 확인하였고, 항생제감수성시험은 disk diffusion method 와 agar dilution method를 사용하였다. 분리된 균주들의 내성을 일으키는 ESBL유전형을 규명하기 위하여 Isoelectric focusing(IEF), polymerase chain reaction test, DNA sequencing을 시행하였다. A병원의 13주와 B병원의 10주로 총 23주의 E. coli(15.0%)와 A병원의 7주와 B병원의 6주로 K. pneumoniae 13주(25.0%)가 double disk synergy test 양성으로 ESBL 생성균주로 판정하였다. ESBL 생성 36균주를 대상으로 bla$_{TEM}$, bla$_{SHV}$, bla$_{CTX-M}$ 유전자 검출을 위한 PCR을 시행한 결과 bla$_{TEM}$ 유전자는 13주(36.1%), bla$_{SHV}$ 유전자는 13주(36.1%), bla$_{CTX-M}$ 유전자는 32주(88.9%)가 양성반응을 보여서 bla$_{CTX-M}$ 유전자를 가진 균주가 가장 많이 나타났다. 그리고, bla$_{TME}$, bla$_{SHV}$ 두 가지 유전자를 가지고 있는 균주는 1주(2.8%)만 나타났고 bla$_{TEM}$, bla$_{CTX-M}$두 가지 유전자를 가지고 있는 균주는 9주(25.0%), bla$_{SHV}$, bla$_{CTX-M}$ 두 가지 유전자를 가지고 있는 균주가 10주(27.8%)로 나타나 bla$_{CTX-M}$을 포함하는 복합유전자가 많이 증가함을 알 수 있었다. 또한 CTX-M형 ESBL을 생성하는 E. coli와 K. pneumoniae에 대한 cefutaxime의 MIC는 256 $\mu$g/m1 이상으로 ceftazidime의 16-256 $\mu$g/mL 이상보다 높은 분포를 보였다. 즉, CTX-M형 ESBL 유전자를 지닌 균주에 대한 cefotaxim의 MIC는 ceftazidime의 MIC에 비해서 상대적으로 높은 양상을 보였다. 이러한 결과는 국내의 대학병원 뿐 만 아니라 일반종합병원에서도 CTX-M형 ESBL 생성 E. coli와 K. pneumoniae가 존재하며 확산 중임을 시사한다. 앞으로 CTX-M형 ESBL의 만연과 변종 CTX-M형 ESBL의 출연을 감시하기 위한 정기적인 연구와 조사가 필요한 것으로 생각한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권3호
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• pp.421-426
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• 2014

To characterize the extended-spectrum beta-lactamases (ESBLs) in diarrheagenic Escherichia coli from Korea in 2008-2011, we screened seven enterotoxigenic E. coli (ETEC) and one enteroaggregative E. coli (EAEC) that produce ESBLs from a nationwide survey. All eight isolates produced CTX-M-type ESBLs, including CTX-M-12 (n = 4), CTX-M-14 (n = 2), and CTX-M-15 (n = 2). PCR-based replicon typing indicated that the $bla_{CTX-M-12}$ genes of four ETEC isolates were carried on a conjugative IncF plasmid, whereas the $bla_{CTX-M-14}$ of one EAEC was located on an IncK plasmid. This is the first report of the occurrence of $bla_{CTX-M}$ genes in clinical isolates of EAEC in Korea. The ESBL-producing isolates were shown to be different based on pulsed-field gel electrophoresis and multilocus sequence typing, whereas the four isolates with CTX-M-12 were clonally related. These observations raise an alarm for the spread of plasmid-mediated resistance to ESBL among diarrheagenic E. coli.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.2295-2302
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• 2014

장내세균 가운데서 가장 빈번하게 나오는 대장균에서 Extended-Spectrum ${\beta}$-Lactamase(ESBL)를 생성하는 효소의 검출빈도와 이들 균주의 ESBL 효소의 유형을 구분하는 것이 이 연구의 목적이다. 균주는 충청지역 (대전, 충남, 충북)병원에서 2013년 2월부터 7월까지 6개월간 282 대장균 균주 중 ESBL을 생성하는 74균주(26.2%)를 수집하였다. 충청지역에 ESBL 균주를 포함한 대장균의 항균제 내성률은 Aztreonam 30.8%, Cefotaxim 30.9%, 그리고 Ceftazidime 32.2%로 나타났으며 ESBL을 생성하는 균주는 ${\beta}$-lactam 항균제인 Aztreonam에 58.1%, Cefotaxim 100%, 그리고 Ceftazidime 63.5%의 내성률을 보였다. 동정된 ESBL 균의 CTX-M-2은 48 균주, CTX-M-8은 20 균주, PER-1 28 균주, 그리고 VEB-1 26 균주에서 나왔다. GES-1 형은 74균주 중 2균주가 충남에서만 유일하게 나타났다. ESBL 검출빈도와 유형의 정확한 파악은 병원감염관리와 항균제 처방에 도움이 될 것이다.

• 대한의생명과학회지
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• 제13권4호
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• pp.293-304
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• 2007

The emergence of extended spectrum $\beta$-lactamase (ESBL) producing bacteria is worldwide concern. Until recently, the most frequently identified strains in the Republic of Korea were E. coli and Klebsiella spp. The incidence of resistance to extended spectrum $\beta$-lactam antibiotics is increasing in Wonju city, Korea. Total 57 strains of ESBL producing E. coli and Klebsiella species were isolated from Wonju Christian Hospital during a 9 month-period from April to December, 2003. To determine the prevalence and genotypes of the ESBL producing clinical isolates, antibiotic susceptibility and ESBL activity test by VITEK system and double disk synergy (DDS) test, and PCR based genotyping were performed. Fourteen (82%) isolates of 17 ESBL producing E. coli were found to have $bla_{TEM}$ gene and 5 (29%) isolates were found to have $bla_{CTX-M}$ gene by polymerase chain reaction (PCR). Thirty (75%) isolates of 40 ESBL producing Klebsiella species with $bla_{TEM}$ gene, 38 (95%) isolates with $bla_{SHV}$ gene, and 7 (20%) isolates with $bla_{CTX-M}$ type gene were also identified. Enterobacterial repetitive intergenic consensus (ERIC) PCR and similarity index by dendrogram for genetical similarity to band pattern of each clinical isolates were examined. ESBL producing E. coli were grouped into 6 clusters up to 84% of similarity index and Klebsiella species were grouped into 12 clusters up to 76% of similarity index. In conclusion, ESBL producing clinical isolates were characterized with the results from antimicrobial resistance pattern and genetical similarity using ERiC PCR.