Molecular Typing of Staphylococcus aureus Strains from Domestic Animals and Humans by REP-PCR Analysis

To select the rapid and efficient molecular subtyping method for epidemiologic monitoring of Staphylococcus aureus (S. aureus) strains at clinical laboratory levels, a total 116 of S. aureus and MRSA (methicillin-resistant S. aureus) strains from diverse animal species [Korean cattle, goat, pig, dog, chicken, mouse] and also humans were analyzed. To evaluate the discriminatory ability (DA) of individual PCR methods, random amplified polymorphic of DNA [RAPD; 4M & RA primer], repetitive extragenic palindromic sequences PCR (REP-PCR), and enterobacterial repetitive intergenic consensus sequences PCR (ERIC-PCR) methods were conducted and then compared on their Simpson's index of diversity (SID) values based on the dendrogram patterns, which was produced by software program (BiolD2+ & GelCompar II). In first, RAPD using the 4M primer (SID 0.915) was expressed more higher SID value than that of RA primer (SID 0.874). 4M primer was expressed more powerful DA than RA. Both REP-PCR (SID 0.930) and ERIC-PCR (SID 0.929) methods showed much more higher DA than that of RAPD. According to the present results, both REP-PCR and ERIC-PCR among the tested analysis methods were found as the most reliable and discriminative molecular subtyping method, because they expressed the highest DA for the present S. aureus and MRSA strains.

REP-PCR을 이용한 국내 사람과 동물유래 Staphylococcus aureus 분리주의 Molecular Typing

국내산 한우, 흑염소, 돼지, 개, 닭 및 마우스 둥을 포함한 각종 동물과 사람환자에서 분리된 MRSA 균주를 포함하여 총 116주의 S. aureus 균주를 확보하여 이들 균주들의 유전학적 다양성을 분석하고자 시도하였다. 이를 위하여 쉽고, 편리하며 많이 활용되고 있는 PCR을 이용하여, 개별 분석기법에 따른 유전학적 특성을 파악하는 것은 물론 활용한 기법들 중에서 유전자수준에서 가장 효율적이며 뛰어난 감별능력을 지닌 기법을 선발하고자 하는데 궁극적인 목적을 두었다. 이를 위해서 통계학적 인 수치에 따라 객관적인 분석방법으로서 Simpson's index of diversity (SID)를 산출하여 성적상호간을 비교 및 평가하였다. 공시한 총 99 주에 대한 4M primer를 이용한 RAPD 성적에 근거하여 산출한 SID 값은 0.915의 양호한 간이 산출되었다. 같은 방법으로 충 98 주에 대한 RA primer를 이용한 RAPD성적을 토대로 산출한 SID 값은 0.874로 확인되었다. 한편 총 107주에 대한 ERIC-PCR을 수행한 종합분석 성적에서 공시균주들은 모두 10종의 유전형(genotype)으로 구분되었고, EM-type 는 14주가 포함되어 가장 대표적 인 유전형으로 분류되었으며, 이 그룹에는 사람유래의 6주가 포함되어 가장 지배적인 유전형으로 확인되었다. 또한 DNA profile에 근거한 덴드로그람을 작성하고 SID간을 산출하였던 바, SDI 0.929의 신뢰도 높은 성적을 산출하였다. 반면에 공시한 총 108주의 S. aureus균주에 대한 종합적인 REP-PCR 성적에서 모두20종의 유전형으로 세분되었고 RB-type은 17주로 가장 많은 균주가 포함되었다. 작성된 덴드로그람 성적에서 산출한 SID 값은 우리의 연구에서 수행한 PCR에 기초한 유전자 분석기법들 중에서는 가장 높은 0.930으로 확인되었다. 결론적으로 RAPD 기법 중에서는 4M primer를 활용한RAPD가 보다 효율적임을 확인할 수 있었고, REP-PCR과 ERIC-PCR의 양자의 성적은 거의 비슷하여 적용했던 PCR분석기법 중에서는 이들 분석기법이 가장 우수한 감별능력을 확보한 분석법으로 최종 선발할 수 있었다.