Associated-Genes and Virulence Factors of Staphylococcus aureus Isolated from Nasal Cavity of Neonates

신생아 비강에서 분리된 황색포도구균의 병원성 인자와 관련 유전자

Purpose : Nosocomial infection with Staphylococcus aureus, especially methicillin resistant S. aureus, has become a serious concern in the neonatal intensive care unit. The aim of this study is to investigate the virulence factors, and the relationship between the antibiotic resistance and the associated genes of Staphylococcus aureus isolated from nasal cavity of neonates. Methods : Fifty one isolates of S. aureus were obtained from nasal swab taken in 28 neonates in the NICU and nursery of Pusan National University Hospital between February and May, 2001. They were tested in regard to antibiotic susceptibility, coagulase test and typing, plasmid DNA profile, as well as reactivity to enterotoxin A-E(sea, seb, sec, sed, see) genes and toxic shock syndrome toxin-1(tst) gene by polymerase chain reaction(PCR). Associated genes such as mecA, mecR1, mecI, and femA were also determined by PCR. The origin of MRSA strains was assessed using DNA fingerprinting by arbitrarily-primed polymerase chain reaction(AP-PCR). Results : Twenty three(45.1%) and six(11.8%) isolates were resistant to oxacillin and vancomycin respectively. Multidrug resistance to three or more of the antibiotics tested was observed in 51.0% of the isolates. Forty two isolates were coagulase positive and twenty two isolates had mecA gene. Sixteen isolates had both mecA and femA genes and had type I-III plasmids. 64.7% of isolates carried sec gene, and 80.4% carried tst gene. DNA fingerprinting by AP-PCR for 12 MRSA strains showed 10 distinct patterns, suggesting different origins. Conclusion : We confirmed that the prevalence of nasal carriage of S. aureus and the incidence of antimicrobial-resistant S. aureus, especially vancomycin resistance, is very high in neonates who were admitted in NICU and nursery. It is possible that these pathogens are responsible for serious nosocomial infections in neonates. The need for improved surveillance and continuous control of pathogens is emphasized.

목 적 : 황색포도구균(S. aureus)은 건강인의 비강이나 피부에 정상 세균총으로 존재하지만, 병원 내 감염과 항생제 내성이 문제가 되고 있다. 본 연구는 신생아의 비강에서 S. aureus을 분리하여 항생제 감수성의 양상과 내성 관련 유전자를 검출하여 내성의 정도와 내성 관련 유전자의 상관관계를 규명해 보고자 하였으며, 병원성 인자의 검출을 실시하고, arbitrarily-primed polymerase chain reaction(AP-PCR)법에 의한 유전자형별을 통하여 역학적 해석을 시도하였다. 방 법 : 2001년 2월에서 5월 사이에 부산대학교병원 신생아 중환자실 및 신생아실에 입원한 28명을 대상으로 이들의 비강에서 총 120회의 nasal swab을 실시하여 51주의 S. aureus를 분리하였다. 분리균에 대한 항생제 감수성 검사, coagulase 검사과형별, plasmid DNA의 양상, mec 관련 유전자의 분포, 장독소의 유전자 및 TSST-1 독소의 유전자 보유 상태, AP-PCR법으로 유전자 형별을 조사하였다. 결 과 : 1) Methicillin 내성이 23주, vancomycin 내성이 6주였고, 3가지 이상의 약제에 대한 내성이 절반 이상을 차지하였다. 2) 42주가 coagulase 양성이었고, 이중 mecA 및 femA 유전 자를 보유한 12주를 대상으로 한 형별 검사에서 8종(coagulase I-VIII형)으로 분류되었다. 3) mecA 유전자가 22주에서, mecR1 유전자가 18주, mecI 유전자가 1주, femA 유전자가 17주에서 발견되었으며, 이들을 4가지의 유전자형으로 분류하였을 때 mecA형이 14주, mecR1형 10주, mecA-mecR1형 7주, mecA-mecR1-mecI형이 1주였다. mecA 및 mecA 관련 유전자와 항생제 다제내성과는 상관관계가 없었다. 4) 16주가 mecA와 femA를 모두 보유하였으며, 이들의 plasmid 양상은 I형이 7주, II형이 6주 그리고 III형이 2주였다. Oxacillin 및 vancomycin에 내성을 보이는 II형과 III형에서는 35.5kb의 plasmid DNA를 보유하였다. 5) 장독소 A, B, D, 및 E의 유전자는 51주 전부에서 검출되지 않았으나 장독소 C의 유전자는 64.7%, TSST-1 유전자는 80.4%가 양성이었다. 6) Coagulase 양성이며 mecA 및 femA 유전자를 보유한 MRSA 12균주에 대한 유전자 형별 검사에서 I형에서 X형으로 분류할 수 있었으며, II형 2주, X형 2주가 동일 유전자형이었고, 나머지는 다른 유전자형이었다. 결 론 : 입원 중인 신생아의 비강 내 S. aureus의 상재률이 아주 높았으며, 이들의 항생제 내성률, 특히 vancomycin의 내성률이 높아 이들에 의한 원내 감염에 대한 특별한 관리가 필요하며, 이들의 병원성 인자 및 관련 유전자에 대한 분석은 원내 감염에 대한 적절한 대책과 효과적인 치료에 많은 도움을 줄 수 있으리라 사료된다.