• 제목/요약/키워드: Extended-spectrum ${\beta}$-lactamases

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A Novel Plasmid-Mediated ${\beta}-lactamase$ that Hydrolyzes Broad-Spectrum Cephalosporins in a Clinical Isolate of Klebsiella pneumoniae

  • Kwak, Jin-Hwan;Kim, Mu-Yong;Chol, Eung-Chil
    • Archives of Pharmacal Research
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    • 제24권6호
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    • pp.590-596
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    • 2001
  • A new extended-spectrum ${\beta}-lactamase$ with an isoelectric point (pl) of 6.2 was detected in Klebsiella pneumoniae Fl 61 that was isolated from a patient with infection. This strain was highly resistant to the third or fourth generation cephalosporins such as cceftazidime ceftriaxone, cefoperzaone, and cefpirome. Analysis of this strain by the double disk diffusion test showed synergies between amoxicillin-clavulanate (AMX-CA) and cefotaxime, and AMX-CA and aztreonam, which suggested that this strain produced a extended-spectrum ${\beta}-lactamase$ (ESBL). Cenetic analysis revealed that the resistance was due to the presence of a 9.4-kb plasmic, designated as pkpl 61, encoding for new ${\beta}-lactamase$ gene (bla). Sequence analysis showed that a new bla gene of pkpl 61 differed from $bla_{TEM-1}$ by three mutations leading to the following amino acid substitutions: $Val_{84}{\rightarrow}lie,{\;}Ala_{184}{\rightarrow}Val,{\;}and{\;}Gly_{238}{\rightarrow}Ser$. These mutations have not been reported previously in the TIM type ${\beta}-lactamases$ produced by clinical strains. The novel ${\beta}-lactamase$ was overexpressed in E. coli and purified by ion exchange chromatography on Q-Sepharose and CM-Sepharose, and then further purified by gel filtration on Sehadex G-200. The catalytic activity of th8 purified ${\beta}-lactamase$ was confirmed by the nitrocefin disk.

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부산 수영공공하수처리시설에서 분리된 광범위 항균제 베타락 탐 분해효소(Extended-Spectrum ${\beta}$-Lactamase, ESBL) 유형 (The Types of Extended-Spectrum ${\beta}$-Lactamases Isolated from Suyeong Sewage Disposal Plant, Busan Environmental Corporation)

  • 김군도;이훈구
    • 미생물학회지
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    • 제46권1호
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    • pp.38-45
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    • 2010
  • 본 연구는 부산 환경관리공단 수영사업소 산하 수영공공하수종말처리장 하수로부터 광범위 베타락탐 분해효소(ESBL, extended-spectrum ${\beta}$-lactamase)의 유형을 파악하기 위하여 이루어졌다. 수영공공하수처리시설은 부산광역시의 동북부 생활하수와 수세식변기의 오수가 표준활성슬러지공법으로 처리되며 일 생활하수 처리량은 총 550,000톤이다. 이중디스크 확산 검사, 제 3세대 세파계열 항균제에 대한 최소억제농도 시험을 통하여 14균주를 선별하였다. Indole, methyl-red, Voges-Proskauer, Simmon's citrate, decarboxylase-dihydrolase 시험과 당 발효 시험 등 생화학 검사를 통하여 동정한 결과 Escherichia coli (10균주), Klebsiella pneumoniae (4균주)가 동정되었다. 이를 전달균주로, sodium azide에 내성을 가진 피전달 균주인 E. coli J53에 교차접합을 시켜 11균주 (E. coli 9균주, K.pneumoniae 2균주)가 접합이 이루어졌다. 접합자중 2균주는 ESBL 유전자를 전달받지 못하였고 9균주는 부모로부터 ESBL 유전자를 전달받았다. 등전점, 유전자서열과 단백질서열 분석 등을 통하여 피전달균주인 E. coli J53에 전달된 유전자유형은 TEM형의 모형인 TEM-1과 SHV-12형으로 규명되었다.

Investigation of Klebsiella pneumoniae Isolates Producing SHV-12 and SHV-11 ${\beta}$-Lactamases in Korean Hospitals

  • Lee, Kyeong-Min;Yoo, Jae-Il;Yoo, Yong-Sun;Yoo, Jung-Sik;Chung, Gyung-Tae;Ahn, Tae-In;Lee, Yeong-Seon
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제19권9호
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    • pp.1065-1069
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    • 2009
  • Of 143 clinical isolates of Klebsiella pneumoniae collected from Korean non-tertiary hospitals, 24 (16.8%) showed an extended-spectrum ${\beta}$-lactamase-positive phenotype. PCR and sequence analysis revealed the presence of TEM-116 (n=13), CTX-M-3 (n=5), CTX-M-14 (n=2), CTX-M-15 (n=3), and SHV-12 (n=16). Each of the 24 isolates encoded more than one ${\beta}$-lactamase, and seven isolates (29%) harbored two different SHV-type ${\beta}$-lactamase genes ($bla_{SHV-11}$ and $bla_{SHV-12}$) bounded by insertion sequence IS26 in a single transferable plasmid.

국내 한 육아 기관을 다니는 소아에서 확인된 Extended-Spectrum β-Lactamase 생성 Shigella flexneri 감염 (Infection of Extended-Spectrum β-Lactamase Producing Shigella flexneri in Children Attending a Childcare Center in Korea)

  • 남은우;이건송;김준영;유천권
    • Pediatric Infection and Vaccine
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    • 제23권3호
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    • pp.223-228
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    • 2016
  • 국내 Shigella 감염은 대부분 Shigella sonnei 에 의해 발생하나 드물게 Shigella flexneri 에 의한 집단 감염이 보고되고 있다. 항생제 사용률이 높은 국내에서 extended-spectrum ${\beta}-lactamase$ (ESBL) 생성 S. sonnei 감염에 대한 보고는 있었으나 ESBL을 생성하는 S. flexneri 에 대한 예는 지금까지 없었다. 저자들은 국내 한 어린이집에 다니는 소아 2명에게서 CTX-M-14 유형 ESBL 생성 S. flexneri type 2a 감염 증례를 경험하였으며 이는 국내에서 ESBL을 생성하는 S. flexneri 감염의 첫 증례이다. 앞으로 국내에서도 Shigella 감염 시 ESBL 균주의 가능성을 고려하고 적극적인 역학조사와 경험적 항생제 투여에 대한 신중한 선택이 필요할 수 있을 것으로 생각된다.

광안리 오수처리장에 분리된 Extended-Spectrum $\beta$-Lactamase (ESBL) Klebsiella와 Enterobacter의 유형 (Characterization of Extended-Spectrum $\beta$-Lactamases (ESBL) Producing Klebsiella and Enterobacter Isolated from Sewerage Plant Drain Water at Kwang-An in Pusan)

  • 이훈구
    • 미생물학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.277-283
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    • 2001
  • 본 논문은 임상검체 이외의 자연계내에서 extended-spectrum $\beta$-lactamase (ESBL) 생성균주의 분리 여부를 확인하고, 분리되었을 경우 이들의 유형을 조사하기 위함이었다. 하수종말처리장, 가물치양식장, 부경대학교 담수어양식장, 공중목욕탕으로부터 분리된 균주를 double disk synergy 검사, 교환접합시험, 등전점 조사 등을 실시하여 하수종말처리장 방류수로붙 extended-spectrum $\beta$-lactamase (ESBL) 생성균주가 26 균주 분리되었다. 균종은 Entero-bacter cloacae와 E. sakazakii, Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae 및 K. pneumoniae subsp. ozaenae 였다. 이들은 모두 PCR결과 TEM+SHV 복합형이었고 등전점 결과 Klebsiella속의 균들은 pI 5.9, 5.9+5.4 E. cloacae는 $pI{\ge}8.5$, 8.0+5.4, E. sakazakii는 8.0+5.4, 8.0+5.9+5.4였다. 교차접합시험(transconjugation) 결과 피전달 균주인 E. coli RG176 nal$_{r}$에게 K. pneumoniae subsp. pneumoniae (1 균주) K. pneumoniae subsp. ozaenea (5 균주)및 E. cloacae (1 균주)의 $\beta$-lactamase 생성유전자가 전달되었다. 이 결과는 국내에서 임상검체 이외의 자연계에서 분리된 ESBL생성 장내세균의 첫 번째 보고이다.

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CRISPR/Cas9-Mediated Re-Sensitization of Antibiotic-Resistant Escherichia coli Harboring Extended-Spectrum β-Lactamases

  • Kim, Jun-Seob;Cho, Da-Hyeong;Park, Myeongseo;Chung, Woo-Jae;Shin, Dongwoo;Ko, Kwan Soo;Kweon, Dae-Hyuk
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제26권2호
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    • pp.394-401
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    • 2016
  • Recently, the clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)-associated protein 9 (CRISPR/Cas9) system, a genome editing technology, was shown to be versatile in treating several antibiotic-resistant bacteria. In the present study, we applied the CRISPR/Cas9 technology to kill extended-spectrum beta-lactamase (ESBL)-producing Escherichia coli. ESBL bacteria are mostly multidrug resistant (MDR), and have plasmid-mediated antibiotic resistance genes that can be easily transferred to other members of the bacterial community by horizontal gene transfer. To restore sensitivity to antibiotics in these bacteria, we searched for a CRISPR/Cas9 target sequence that was conserved among >1,000 ESBL mutants. There was only one target sequence for each TEM- and SHV-type ESBL, with each of these sequences found in ~200 ESBL strains of each type. Furthermore, we showed that these target sequences can be exploited to re-sensitize MDR cells in which resistance is mediated by genes that are not the target of the CRISPR/Cas9 system, but by genes that are present on the same plasmid as target genes. We believe our Re-Sensitization to Antibiotics from Resistance (ReSAFR) technology, which enhances the practical value of the CRISPR/Cas9 system, will be an effective method of treatment against plasmid-carrying MDR bacteria.

Characterization of Extended Spectrum Beta-Lactamases (ESBL) Producing Escherichia coli Isolates from Surface Water Adjacent to Pharmaceutical Industries in Bangladesh: Antimicrobial Resistance and Virulence Pattern

  • Taslin Jahan Mou;Nasrin Akter Nupur;Farhana Haque;Md Fokhrul Islam;Md. Shahedur Rahman;Md. Amdadul Huq;Anowar Khasru Parvez
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제51권3호
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    • pp.268-279
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    • 2023
  • The pharmaceutical industry in Bangladesh produces a diverse range of antibiotics for human and animal use, however, waste disposal management is inadequate. This results in substantial quantities of antibiotics being discharged into water bodies, which provide suitable environment for the growth of antibiotic-resistant bacteria, capable of spreading resistance genes. This study intended for exploring the bacterial antibiotic resistance profile in adjoining aquatic environmental sources of pharmaceutical manufacturing facilities in Bangladesh. Seven surface water samples were collected from the vicinity of two pharmaceutical industries located in the Savar area and 51 Escherichia coli isolates were identified using both phenotypic and genotypic methods. Antibiotic susceptibility tests revealed the highest percentage of resistance against ampicillin, azithromycin, and nalidixic acid (100%) and the lowest resistance against meropenem (1.96%) out of sixteen different antibiotics tested. 100% of the study E. coli isolates were observed with Multidrug resistance phenotypes, with the Multiple Antibiotic Resistance (MAR) value ranging from 0.6-1.0. Furthermore, 69% of the isolates were Extended Spectrum Beta-Lactamases (ESBL) positive as per the Double Disk Diffusion Synergy Test (DDST). ESBL resistance genes blaTEM, blaCTX-M-13, blaCTX-M-15, and blaSHV were detected in 70.6% (n = 36), 60.8% (n = 32), 54.9% (n = 28), and 1.96% (n = 1) of the isolates, respectively, by Polymerase Chain Reaction (PCR). Additionally, 15.68% (n = 8) of the isolates were positive for E. coli specific virulence genes in PCR. These findings suggest that pharmaceutical wastewater, if not properly treated, could be a formidable source of antibiotic resistance spread in the surrounding aquatic environment. Therefore, continued surveillance for drug resistance among bacterial populations around drug manufacturing facilities in Bangladesh is necessary, along with proper waste disposal management.

부산 민락동 오수처리장에서 분리된 장내세균 Klebsiella pneumoniae와 Escherichia coli가 생성한 광범위 베타 락탐(Extended-Spectrum $\beta$-Lactamase, ESBL) 분해효소의 유형 (The Types of Extended-Spectrum $\beta$-Lactamase (ESBL) Produced by Enteric Bacteria, Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli Isolated from Sewage of Wastewater Treatment Plant at Minragdong in Busan, Korea)

  • 이훈구
    • 미생물학회지
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    • 제45권2호
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    • pp.163-169
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    • 2009
  • 본 논문은 부산소재 하수처리장 중계시설인 민락오수처리장의 하수에서 광범위 베타 락탐 분해효소(extendedspectrum $\beta$-lactamase, ESBL) 생성균주를 분리 동정하고 이들이 생성한 ESBL 유형을 조사하였다. 민락오수처리장은 부산 남구 수영구의 민락동 일대에 밀집한 횟집의 하수를 모아서 남구 용호동에 있는 하수종말처리장으로 중계시키는 시설이다. 2009 년 1 월 하수 검체로부터 항균제 이중 디스크 확산 시험(double disk synergy test)에 양성반응을 나타낸 19 균주를 1차 시험균주로 선택하였다. 인돌생성 시험 methyl-red, Voges-Proskauer, Simmon's citrate, decarboxylase-dihydrolase 및 당 발효능 생화학 시험을 통하여 Klebsiella pneumoniae (3 균주)와 Escherichia coli (16 균주)가 동정되었다. 이 균들을 공여균주로, Escherichia coli J53 (sodium $azide^r$)를 피전달균주로 하여 접합시험을 실시하여 plasmid로 매개된 4 균주 접합체를 얻었다. 이들로부터 plasmid를 추출하여 PCR로 유전자 증폭을 시켜 유전자를 분석하고 등전점을 조사한 결과 Klebsiella pneumoniae에서 생성된 ESBL 유형은 모두 SHV-12 (3 균주)였고, Escherichia coli에서 생성된 ESBL 유형은 SHV-12/TEM-1 (1 균주)였다.

충청 지역에서 분리된 대장균이 생성하는 Extended Spectrum β-Lactamase 유형의 검출 빈도 (The prevalence of Extended Spectrum β-Lactamase type produced by Clinical Isolates of Escherichia coli from ChungCheong Area)

  • 육근돌;박진숙
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.2295-2302
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    • 2014
  • 장내세균 가운데서 가장 빈번하게 나오는 대장균에서 Extended-Spectrum ${\beta}$-Lactamase(ESBL)를 생성하는 효소의 검출빈도와 이들 균주의 ESBL 효소의 유형을 구분하는 것이 이 연구의 목적이다. 균주는 충청지역 (대전, 충남, 충북)병원에서 2013년 2월부터 7월까지 6개월간 282 대장균 균주 중 ESBL을 생성하는 74균주(26.2%)를 수집하였다. 충청지역에 ESBL 균주를 포함한 대장균의 항균제 내성률은 Aztreonam 30.8%, Cefotaxim 30.9%, 그리고 Ceftazidime 32.2%로 나타났으며 ESBL을 생성하는 균주는 ${\beta}$-lactam 항균제인 Aztreonam에 58.1%, Cefotaxim 100%, 그리고 Ceftazidime 63.5%의 내성률을 보였다. 동정된 ESBL 균의 CTX-M-2은 48 균주, CTX-M-8은 20 균주, PER-1 28 균주, 그리고 VEB-1 26 균주에서 나왔다. GES-1 형은 74균주 중 2균주가 충남에서만 유일하게 나타났다. ESBL 검출빈도와 유형의 정확한 파악은 병원감염관리와 항균제 처방에 도움이 될 것이다.