E. coli 11 and E. coli 101, clinical isolates of Escherichia coli were resistant to various quinolones, especially MICs to norfloxacin of both strains were higher than 100 mg/ml. In the presence of carbonyl cyanide m-chlorophenylhydrazone, a proton gradient uncoupler, norfloxacin uptake in both strains was increased, suggesting that an efflux system play an important role in the norfloxacin resistance. Outer membrane proteins of the susceptible and resistant strains which could affect the route of norfloxacin entry into cells were different. When quinolone resistance determining region(QRDR) of gyrA was amplified using PCR and cut with Hinf I, QRDR in the susceptible strain yielded two fragments while QRDRs in E. coli 11 and E. coli 101 yielded only one uncut fragment. When DNA sequence of QRDR was analyzed, there were two mutations as Ser-83 and Asp-87 in both resistant strains. these residues were changed to Leu-83 and Asn-87, respectively. These results showed that the norfloxacin resistance of E. coli 11 and E. coli 101 was resulted from multiple changes-an altered DNA gyrase A subunit, a change in route of drug entry, and reduction in quinolone concentration inside cells due to an efflux system.
We report the isolation of Salmonella enterica serotype Typhimurium phage type DT104 (CCARM 8104) from swine in Korea. The CCARM 8104 isolate was resistant to nalidixic acid and showed reduced susceptibility to quinolones. The CCARM 8104 isolate had a missense mutation, Asp87Asn, in the quinolone resistance-determining region in gyrA and produced PSE-1. The CCARM 8104 isolate carried two different class 1 integrons, and the PSE-1 ${\beta}$-lactamase gene was inserted into a 1,200 bp class 1 integron. The presence of DT104 with pse-1 in an integron located in a plasmid and reduced susceptibility to quinolone in swine pose a significant threat of possible horizontal spread between swine and humans.
To develop a rapid and reliable single-tube-based PCR technique for detection simultaneously the quinolone resistance qnrA, qnrB and qnrS genes. After multiple alignment, primers were designed to detect known qnr variants. I was used for A total of 43 extented-spectrum ${\beta}$-lactamases (ESBLs) producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae isolated from university hospital were tested for screening, as with qnr genes. In optimized conditions, all positive controls confirmed the specificity of the PCR primers. Out of 43 isolates, qnrA genes were detected 19 (44.2%), qnrB genes 5 (11.7%), qnrS genes 15 (34.9%) and 8 (18.6%) isolates were not detected. I report here a fast and reliable technique for rapid screening of qnr positive strains to be used for epidemiological surveys.
Kim, Kwang-Seo;Kim, Jeong Hoon;Kim, Do Yeob;Kim, Hyun Jong;Park, Sang Tae;Kim, Young Min
Molecules and Cells
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제20권3호
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pp.392-400
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2005
The genes encoding the DNA gyrase A (GyrA) and B subunits (GyrB) of Methylovorus sp. strain SS1 were cloned and sequenced. gyrA and gyrB coded for proteins of 846 and 799 amino acids with calculated molecular weights of 94,328 and 88,714, respectively, and complemented Escherichia coli gyrA and gyrB temperature sensitive (ts) mutants. To analyze the role of type II topoisomerases in the intrinsic quinolone resistance of methylotrophic bacteria, the sequences of the quinolone resistance-determining regions (QRDRs) in the A subunit of DNA gyrase and the C subunit (ParC) of topoisomerase IV (Topo IV) of Methylovorus sp. strain SS1, Methylobacterium extorquens AM1 NCIB 9133, Methylobacillus sp, strain SK1 DSM 8269, and Methylophilus methylotrophus NCIB 10515 were determined. The deduced amino acid sequences of the QRDRs of the ParCs in the four methylotrophic bacteria were identical to that of E. coli ParC. The sequences of the QRDR in GyrA were also identical to those in E. coli GyrA except for the amino acids at positions 83, 87, or 95. The $Ser^{83}$ to Thr substitution in Methylovorus sp. strain SS1, and the $Ser^{83}$ to Leu and $Asp^{87}$ to Asn substitutions in the three other methylotrophs, agreed well with the minimal inhibitory concentrations of quinolones in the four bacteria, suggesting that these residues play a role in the intrinsic susceptibility of methylotrophic bacteria to quinolones.
Fluoroquinolone (FQ) resistant uropathogenic Escherichia coli (UPEC) have become a major problem in urinary tract infections (UTIs). The purpose of this study was to compare the quinolone resistance-determining region (QRDR) and plasmid mediated quinolone resistance (PMQR) determinants of FQ resistant UPEC between 1989 and 2010-2014. A total of 681 strains of UPEC clinical isolates was collected from Korean healthcare facility in 1989 (123 strains) and in 2010-2014 (558 strains). The minimum inhibitory concentrations (MICs) of FQs were determined by agar dilution method. QRDRs (gyrA, gyrB, parC and parE) and PMQR determinants (qnrA, qnrB, qnrS, aac(6')-Ib-cr and qepA) were analyzed polymerase chain reaction and sequencing method. Among 681 isolates, FQ resistant UPEC were 3 strains (2.4%) in 1989 isolates and 220 strains (39.4%) in 2010-2014 isolates. The rate of the FQ resistant UPEC strains in 2010-2014 isolates was increased than that of in 1989 isolates. UPEC isolates from 1989 and 2010-2014 were shown to carry mutations in gyrA (Ser83 and Asp87), gyrB (Ser464 and Thr469), parC (Ser80 and Glu84) and parE (Glu460, Ser458, Ile464 and Leu445). The most common mutations of QRDRs in 1989 isolates were Ser83Leu and Asp87Gly in gyrA and Ser80Ile in parC (2 strains: 66.7%) while those in 2010-2014 isolates were Ser83Leu and Asp87Asn in gyrA and Ser80Il2 and Glu84Val in parC (88 strains: 40.0%). PMQR determinants were detected only in 2010-2014 UPEC strains (47 strains: 21.4%).
To investigate the acquisition of quinolone resistance, we examined mutations in the quinolone resistance-determining region (QRDR) of type II topoisomerase genes in ciprofloxacin (CIP)-resistant clinical isolates and in vitro mutants of Streptococcus parauberis. The CIP-resistant clinical isolates had one base change responsible for a Ser-79${\rightarrow}$Thr in the QRDR of parC. However, the CIP-resistant in vitro mutants had an altered QRDR of parC (Ser-79${\rightarrow}$Ile) that differed from that of the isolates. None of the CIP-resistant S. parauberis clinical isolates or in vitro mutants exhibited amino acid changes in gyrA or gyrB. However, even though involvement in the increased resistance was not clear, an Arg-449${\rightarrow}$Ser mutation outside of the QRDR of parE was detected in CIP-resistant mutant 2P1. These results suggest that the topoisomerase IV gene, parC (and possibly parE, as well), is the primary ciprofloxacin target in S. parauberis. Additionally we established a high-resolution melting (HRM) assay capable of detecting the dominant mutation in four type II topoisomerase genes conferring ciprofloxacin resistance. These rapid and reliable assays may provide a convenient method of surveillance for genetic mutations conferring antibiotic resistance.
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.
Salmonella contamination in chicken meat was studied with 100 chicken meat samples purchased from 55 shops located in various regions. A total of 21 isolates of Salmonella enterica were isolated from 21 chicken meat samples from four shops located at open markets, whereas there were none from supermarkets with well-equipped cold systems. Among these, 18 isolates were identified as Salmonella enterica serotype Haardt (S. Haardt) and three isolates were S. enterica serotype Muenchen. When the minimal inhibitory concentrations of the S. Haardt isolates were assayed with the agar dilution method to determine susceptibility to ampicillin, chloramphenicol, sulfisoxazole, tetracycline, and nalidixic acid, all 18 isolates were resistant to tetracycline and nalidixic acid and nine of these were resistant to ampicillin. These isolates showed reduced susceptibility to eight fluoroquinolones including ciprofloxacin, enrofloxacin, levofloxacin, gatifloxacin, gemifloxacin, moxifloxacin, norfloxacin, and ofloxacin. When quinolone resistance determining regions of gyrA and gyrB were sequenced, every isolate had the same missense mutation Ser83$\rightarrow$Tyr (TCC$\rightarrow$+TAC) in gyrA, whereas no mutation was found in gyrB. Pulsed-field gel electrophoresis with XbaI revealed a close relationship among these isolates, suggesting a contamination of raw chicken meat with clonal spread of nalidixic acid-resistant and quinolone-reduced susceptibility S. Haardt in chickens. Results in this study show the importance of a well-equipped cold system and the prudent use of fluoroquinolone in chickens to prevent the occurrence of quinolone-resistant isolates.
전 세계적으로 fluoroquinolone (FQ) 내성 그람음성균이 출현하고 있는 가운데, 최근 우리나라에서 FQ 내성 E. coli의 증가 추세는 심각한 우려를 낳고 있다. 이에 본 연구에서는 2018년 6월부터 12월까지 대전지역의 3차 병원에서 분리된 ciprofloxacin 내성 E. coli 56균주를 대상으로, 역학관계와 FQ 내성 결정인자의 양상을 조사하였다. 역학관계를 확인하기 위해 multilocus sequence typing (MLST)을 실시하였다. PCR과 염기서열 분석은 gyrA, gyrB, parC, parE 유전자의 QRDR에서 염색체상의 돌연변이와 aac(6)-Ib-cr, qepA, qnrA, qnrB, qnrC, qnrD 및 qnrS와 같은 PMQR 유전자의 빈도를 확인하였다. MLST 분석 결과, 12개의 ST를 확인하였으며, 이 중 가장 우세한 ST는 ST131 (31/56, 55.4%)이었고, 순차적으로 ST1193 (13/56, 23.2%), ST405 (3/56, 5.4%)의 결과를 보였다. ciprofloxacin 내성 E. coli 56균주 중 gyrA 유전자에서 83번째 아미노산인 serine (S)이 leucine (L)으로, 87번째 아미노산인 aspartic acid (D)가 asparagine (N)으로 치환되고, parC 유전자에서 80번째 아미노산인 serine (S)이 isoleucine (I)으로, 84번째 아미노산인 glutamic acid (E)가 valine (V)으로 치환된 결과(29/56, 51.8%)가 가장 빈번하게 확인되었고, aac(6)-Ib-cr (19/56, 33.9%)은 가장 흔한 PMQR 유전자로 확인되었다. 이러한 FQ 내성 결정인자의 결과는 다른 클론과 비교하여 ST131에서 더 빈번하게 확인되었다. ciprofloxacin 내성 E. coli 균주에 대한 역학적 특성의 지속적인 모니터링과 FQ 내성 결정인자에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.
Five hundred and seventy clinical strains of Pseudomonas aeruginosa were isolated from August 1993 to August 1994 in Korea and screened for their resistance to ciprofloxacin, norfloxacin, and ofloxacin. Among these, two P. aeruginosa strains (PA150 and PA300) were selected based on their strong resistance (MICs > 50mcg/ml) to all three quinolones. The susceptible strain as well as two resistant strains had proton gradient-dependent efflux system. Efflux system in PA300 showed different specificities to ofloxacin and ciprofloxacin while PA150 had less permeability for ofloxacin. Ofloxacin had a less inhibitory action on DNA synthesis in permeabilized cells of PA150 and PA300 than 1771M. When quinolone resistance determining region (QRDR) in gyrA was sequenced, PA300 had one missense mutation, Asn 116Tyr, which was newly reported in this work. The results showed that PA150 became ofloxacin resistant by reduced ofloxacin accumulation due to the existence of efflux system and low permeability, while resistance of PA300 was due to the efflux system and a mutation in QRDR of gyrA -the target site of quinolone.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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