Prevalence of CTX-M-type Extended-Spectrum -Lactamases Producing Escherichia coli and Klebsieilla pneumoniae Isolates in General Hospitals in 2005

The aim of this study was to survey susceptibilities of Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae isolates against cefotaxime and to determine the prevalences of CTX-M type extended-spectrum $\beta$-lactamases (ESBLs) producing E. coli and K. pneumoniae in Korea. During the period of February to July, 2005, 153 E. coli and 52 K. neumoniae isolates were collected from 2 hospitals in Busan. Antimicrobial susceptibilities to cefotaxime were tested by the disk diffusion method. ESBL production of E. coli and K. pneumoniae was determined by the double disk synergy test. MICs of $\beta$-lactam antibiotics were determined by the agar dilution method. Blac$_{CTX-M}$ genes of the organism were detected by PCR. Among 153 isolates of E. coli and 52 isolates of K. neumoniae, 27 (17.6%) and 25 (48.0%) were intermediate or resistant to cefotaxime, respectively. Twenty-three (15.0%) isolates out of 153 E. coli and 13 (25.0%) out of 52 K. neumoniae isolates showed positive results for ESBL by the double disk synergy test. Twenty isolates out of 23 ESBL producing E. coli and 12 out of 13 ESBL producing K. neumoniae isolates harbored biacTx-M gene,11 of ESBL producing E. coli and 12 of ESBL producing K. neuinoniae isolates harbored bla$_{CTX-M}$ gene, 11 of the ESBL producing E. coli and 2 of ESBL producing K. neumoniae isolates harbored bla$_{TEM}$ gene, and 1 of the ESBL producing E. coli and 12 of ESBL producing K. neumoniae isolates harbored bla$_{SHV}$ gene. E. coli and K. neumoniae isolates producing CTX-M-type ESBLs were not uncommon in Korea. It is thought that continuous survey are necessary for inspecting the spread and novel variants of CTX-M-type ESBL genes. Further me]'e investigation and research on ESBL producing strains are needed in order to prevent the spread of resistant bacteria.

임상에서 분리된 CTX-M형 Extended-Spectrum -Lactamases를 생산하는 Escherichia coli와 Klebsiella pneumoniae의 유행

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.