Rapid Detection of Rifampicin Resistant M. tuberculosis by PCR-SSCP of rpoB Gene in Clinical Specimens

RpoB 유전자 PCR-SSCP법에 의한 임상검체내 Rifampicin 내성 결핵균의 신속진단

Background : Rifampicin(RFP) is a key component of the antituberculous short-course chemotherapy and the RFP resistance is a marker of multi-drug resistant(MDR) tuberculosis. RPoB gene encodes the $\beta$-subunit of RNA polymerase of M. tuberculosis which is the target of RFP. And rpoB gene mutations are the cause of RFP resistance of M. tuberculosis. Although several reports showed that PCR-SSCP would be a rapid diagnostic method for identifying the RFP resistance, there were few reports Performed using direct, clinical specimens. So we Performed PCR-SSCP analysis of rpoB gene of M. tuberculosis in direct, clinical specimens. Methods : 75 clinical specimens were collected from patients at Asan Medical Center from June to August 1996. After PCR of IS 6110 fragments, 43 both AFB smear-positive and IS6110 fragment PCR-positive specimens were evaluated. The RFP susceptibility test was referred to the referral laboratory of the Korean Tuberculosis Institute. DNA was extracted by bead beater method. And heminested PCR was done using 0.1ul(1uCi) [$\alpha-^{32}P$]-dCTP. SSCP analysis was done using non-denaturating MDE gel electrophoresis. Results : The results of PCR of IS6110 fragments of M. tuberculosis were positive in 55(73%) cases of 75 AFB smear-positive clinical specimens. Of the 55 specimens, RFP susceptibility was confirmed in only 43 specimens. Of the 43 AFB smear-positive and IS6110 fragment-positive specimens, 29 were RFP susceptible and 14 were RFP resistant. All the RFP susceptible 29 strains showed the same mobility compared with that of RFP sensitive H37Rv in SSCP analysis of ropB gene. And all the other RFP resistant 13 strains showed the different mobility. In other words they showed 100% identical results between PCR-SSCP analysis and traditional susceptibility test. Conclusion : The PCR-sseP analysis of rpoB gene in direct clinical specimens could be used as a rapid diagnostic method for detecting RFP resistant M. tuberculosis.

연구배경 : 결핵균의 rpoB 유전자는 Rifampicim이 결합하여 약리작용을 나타내는 RNA polymerase의 $\beta$-subunit을 encoding하는 유전자이다. 최근 PCR-SSCP 등의 다양한 방법을 이용하여 rpoB 유전자의 돌연변이를 발견함으로써 결핵균 다제약제내성의 지표인 Rifampicin 내성을 조기에 진단할 수 있는 방법에 대한 여러 보고가 있다. 그러나 대부분 배양된 검체를 대상으로 하였고 객담등의 임상검체를 직접 대상으로 한 연구는 별로 없었다. 본 연구는 직접 임상검체를 대상으로 결균의 rpoB유전자 PCR-SSCP를 시행함으로써 rifampicin 내성을 신속히 진단할 수 있는지 알아보았다. 대상 및 방법 : 1996년 6월부터 8월까지 아산재단 서울중앙병원에서 항산성도말검사 양성인 75검체를 대상으로 하였다. 이종 결핵균의 IS6110분절을 이용한 중합효소 연쇄반웅이 양성이고 RFP 감수성검사 결과가 확인된 43검체를 대상으로 하였다. Bead beater법으로 DNA를 추출하여 heminested PCR을 시행하였고 MDE gel을 이용하여 SSCP를 시행하였다. 이 검체즐은 배양 즉시 대한결핵협회에 감수성검사를 의뢰하여 PCR-SSCP 결과와 rifampicin 감수성검사 결과를 비교하였다. 결 과 : 75검체중 55예(73%)에서 IS6110분절에 대한 PCR 양성이었다. 이중에서 RFP에 대한 강수성결과가 확인된 43예를 대상으로 하였다. 29예는 표준균주인 H37Rv와 동일한 전기영동상의 이동성을 보였고, 14예는 다른 이동성을 보여 주었다. 동일한 이동성을 보인 29예 모두 감수성검사상 RFP감수성으로 판명되었고, 다른 이동성을 보인 14예 모두 RFP 내성으로 판명되었다. 즉 기존의 전통적인 RFP 감수성검사 결과와 직접임상검체에서 rpoB 유전자를 이용한 PCR-SSCP분석은 100% 일치하였다. 결 론 : 임상검체에서 직접 rpoB 유전자의 heminested PCR을 이용한 SSCP 법은 Rifampicin내성을 신속히 진단할 수 있는 방법으로 기대된다.