• 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.

• 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.

• 생명과학회지
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• 제17권10호
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• pp.1426-1433
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• 2007

우리는 ESBL 유전자를 포함하는 세균의 항생제 내성 패턴을 조사하기 위해서 부산에 있는 임상실험실로부터 Klebsiella pneumoniae 한 균주를 수집하였다. 그 세균은 이중 디스크 확산법에 의해 ESBL을 생성하는 Klebsiella pneumoniae라는 것이 밝혀졌고 PCR과 DNA 염기서열분석을 통하여 세 가지의 ESBL gene (TEM-1, SHV-12, CTX-M-15)이 포함되어 있다는 것이 확인되었다. 그리고 그 세 가지 유전자의 특징을 알아내기 위해서 우리는 이 균주로부터 교차접합시험, 형질전환시험, 클로닝(SHV-12 gene)등을 이용하여 재조합균주를 배양하였다. 이렇게 각기 재조합된 균주들을 한천평판희석법을 이용하여 3세대 cephalosporin 항생제 (ceftazidime, cefotaxime, ceftriaxone)에 대한 최소억제농도의 측정하고 비교 분석하였다. Klebsiella pneumoniae (NO. 60031)의 MIC는 ceftazidime ($30\;{\mu}g/ml)$, cefotaxime ($30\;{\mu}g/ml$), ceftriaxone ($30\;{\mu}g/ml$)이 각각 ${\geq}256\;{\mu}g/ml,\;128\;{\mu}g/ml,\;128\;{\mu}g/ml$이었고, E. coli $RG176^{Na(r)}$에 교차접합 시킨 conjugant 균주의 MIC는 ceftazidime, cefotaxime, ceftriaxone이 각각 ${\geq}256\;{\mu}g/ml,\;64\;{\mu}g/ml,\;128\;{\mu}g/ml$이었다. E. coli $DH5{\alpha}$에 형질전환 시킨 transformant 균주의 MIC는 ceftazidime, cefotaxime, ceftriaxone이 각각 $128\;{\mu}g/ml,\;32\;{\mu}g/ml,\;32\;{\mu}g/ml$를 나타내었고, SHV-12 gene 만을 분리하여 E. coli $DH5{\alpha}$에 클로닝 시킨 균주는 ceftazidime, cefotaxime, ceftriaxone이 각각 $128\;{\mu}g/ml,\;8\;{\mu}g/ml,\;32\;{\mu}g/ml$을 나타내었다. 결국 conjugant 균주와 transformant 균주는 세 가지의 내성유전자를 가졌다는 공통점은 있으나 conjugant 균주의 MIC가 transformant 균주의 MIC보다 높게 나타나는 차이점을 보였다. 또한 SHV-12 gene 만을 분리하여 E. coli $DH5{\alpha}$에 클로닝 시킨 균주는 ceftazidime, ceftriaxone에 내성을 발현하였지만 cefotaxime에 대해서는 내성을 발현하지 않았다.

• 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.

• 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.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제39권6호
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• pp.916-923
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• 2022

창원시의 3개 지점(남천, 창원천, 청운지)에서 물 시료를 채취하고, 채취한 시료로부터 genomic DNA를 분리하였다. 분리된 DNA와 class A extended-spectrum beta-lactamase(ESBL) 유전자 5가지(bla_OXA-1, bla_SHV, bla_TEM, bla_CTX-M-1, bla_CTX-M-9)를 target으로 하는 primers를 사용하여 quantitative PCR을 수행하였다. 시료를 채취한 지점별로 ESBL 유전자들의 수와 비율에서 확연한 차이가 있음을 알 수 있었다. 남천의 경우 DNA 30ng당 ESBL 유전자가 1.93×10⁶ copy나 존재하는 데에 반해 창원천의 경우에는 1.47×10⁵ copy 그리고 청운지에는 9.5×10³ copy 밖에 존재하지 않았다. 흐르는 하천인 남천과 창원천에서는 각 ESBL 유전자들의 비율에서 큰 차이가 없었다. 즉, 남천에서는 bla_OXA-1 유전자가 65.3%, bla_CTX-M-1 유전자가 33.6%를 차지하여서 이 두 유전자가 전체 ESBL 유전자의 99% 가까이를 차지하고 있었다. 창원천에서도 bla_OXA-1 유전자가 64.1%, bla_CTX-M-1 유전자가 19.1%를 차지하므로 이 두 유전자가 전체의 83% 이상을 차지하고 있었다. 하천과 다르게 폐쇄된 환경인 청운지 연못에서는 내성세균들의 총량 자체가 다른 두 하천에 비해서 월등하게 적었다. 또한 내성 세균의 비율도 달라서 bla_CTX-M-1 유전자가 전체의 87.5%, 그리고 bla_CTX-M-9 유전자가 9.8%를 차지하고 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제46권2호
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• pp.135-144
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• 2018

The rapid increase in number and diversity of Extended Spectrum ${\beta}$-Lactamases (ESBLs) producing Enterobacteriaceae in natural aquatic environment is a major health concern worldwide. This study investigates abundance and distribution of ESBL producing multidrug resistant Enterobacteriaceae and molecular characterization of ESBL genes among isolates from highly polluted stretch of river Yamuna, India. Water samples were collected from ten different sites distributed across Delhi stretch of river Yamuna, during 2014-15. A total of 506 non duplicate Enterobacteriaceae isolates were obtained. Phenotypic detection of ESBL production and antibiotic sensitivity for 15 different antibiotics were performed according to CLSI guidelines (Clinical and Laboratory Standard Institute, 2015). A subset of ESBL positive Enterobacteriaceae isolates were identified by 16S rRNA gene and screened for ESBL genes, such as $bla_{CTX-M}$, $bla_{TEM}$ and $bla_{OXA}$. Out of 506 non-duplicate bacterial isolates obtained, 175 (34.58%) were positive for ESBL production. Susceptibility pattern for fifteen antibiotics used in this study revealed higher resistance to cefazolin, rifampicin and ampicillin. A high proportion (76.57%) of ESBL positive isolates showed multidrug resistance phenotype, with MAR index of 0.39 at Buddha Vihar and Old Delhi Railway bridge sampling site. Identification and PCR based characterization of ESBL genes revealed the prevalence of $bla_{CTX-M}$ and $bla_{TEM}$ genes to be 88.33% and 61.66%, respectively. Co-occurrence of $bla_{CTX-M}$ and $bla_{TEM}$ genes was detected in 58.33% of the resistant bacteria. The $bla_{OXA}$ gene was not detected in any isolates. This study highlights deteriorating condition of urban aquatic environment due to rising level of ESBL producing Enterobacteriaceae with multidrug resistance phenotype.

• 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.

• 디지털융복합연구
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• 제13권12호
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• pp.313-318
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• 2015

본 연구에서는 세균의 항균제 내성기전을 연구하기 위해 일개의 대학병원에서 분리된 Enterobacter cloacae를 대상으로 extended spectrum ${\beta}$-lactamase (ESBL) 및 16S rRNA methyltransferase 유전자를 검출하고 항균제 감수성 양상을 조사하였다. 대상균주 중 총 8 균주가 CTX-M-15형 ESBL을 생성하는 것으로 확인되었으며 이 균주들 중 3 균주는 16S rRNA methyltransferase의 한 종류인 armA 유전자도 동시에 가지고 있는 것으로 나타났다. CTX-M-15형 ESBL 유전자와 armA 유전자를 동시에 가지고 있는 E. cloacae는 3세대 cephalosporin 계열 및 aminoglycoside 계열의 항균제 뿐 만 아니라 fluoroquinolone 계열의 항균제에도 내성을 보였다. 더구나 이러한 항균제 내성 유전자들은 플라스미드를 통해 다른 세균으로 전달 될 수 있어 다제내성 세균의 출현 및 확산을 촉진 할 수 있다. 따라서 E. cloacae를 대상으로 지속적인 항균제 내성 유전자를 모니터링 하는 것은 항균제 내성 확산방지를 위해 중요할 것으로 사료된다.

• 대한의생명과학회지
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• 제11권3호
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• pp.389-396
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• 2005

Resent studies have reported increased isolation of extended-spectrum $\beta-lactamase$ (ESBL) producing strains at several hospital in Korea. We studied to investigate the isolation rates of ESBL strains from clinical isolates of Klebsiella pneumoniae and to characterize differences in types using analyses of genotyping and antibiotic susceptibility test. Antibiotic susceptibility test with confirmation of ESBL by double disk synergy test was performed on the 54 ESBL strains of Klebsiella pneumoniae from a hospital in Busan. Transfer of resistant gene in ESBL strains resistant to 3rd generated antibiotics was confirmed by transconjugation test using E. coli $RG176^{nal(r)}$. blaTEM, blaSHV, blaCTX-M genes were detected by PCR. ESBL producing strains had 100% of resistant rate to ampicillin, azteronam, cefazolin, cefepime and ceftriaxone ($\beta-lactam$ antibiotics). Forty strains of bla TEM$(74\%)$, 41 strains of bla SHV $(76\%)$, 23 strains of bla CTX-M $(43\%)$ were found, respectively. The strains had one or more genes. They had high resistant rates to $\beta-lactam$ antibiotics including cephalosporin. The resistant rates of strains with multiple resistant genes were higher than those of strains with single resistant gene.