• 대한임상검사과학회지
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• 제41권1호
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• pp.24-30
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• 2009

Rifampicin (RIF) and isoniazid (INH) are the most important drug for the treatment of Mycobacterium tuberculosis. Mutations correlated to rifampicin and isoniazid-resistance have been detected in rpoB gene and katG gene, respectively. Of the rifampicin-resistant isolates, 90% showed mutations in rpoB gene at codon 507 to 533. Isoniazid-resistant isolates analysed had a mutation in katG at codon 315. The aim of this study is to develop a pyrosequencing-based approach for rapid detection of ripampin or isoniazid resistant M. tuberculosis based on characterization of all possible mutation in the target region. For this study, the DNA selected from 35 cases of MTB PCR positive clinical sample such as bronchial washing, sputum, and pleural fluid. RIF or INH resistant was analyzed by pyrosequencing data of rpoB and katG gene. 28 (80%) and 7 (20%) of 35 MTB PCR positive DNAs were occured rifampicin-sensitivity and resistant, respectively. For INH, 30 (85.7%) and 5 (14.5%) cases were detected isoniazid-sensitivity and resistant, respectively. When pyrosequencing analysis was compared with ABI sequencing analysis, both analysis were presented same result, but pyrosequencing analysis was more rapid than ABI sequencing analysis. In conclusion, we found that pyrosequencing technology offers high accuracy, specificity, short turn around time and a high throughput in detection of rifampicin or isoniazid resistance in M. tuberculosis.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제45권4호
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• pp.714-722
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• 1998

연구배경: Rifampicin은 항결핵 단기요법의 근간이 되는 약제로 rifampicin 내성용 다제내성의 지표이기도 하다. rpoB유전자는 rifampicin이 결합하여 약리작용을 나타내는 RNA polymerase의 $\beta$-subunit을 coding하는 유전자이며 rifampicin내성 결핵균의 약 96%에서 돌연변이가 관찰된다. 그러므로 rifampicin내성결핵을 빠르게 진단할 수 있는 유용한 방법을 확인하기 위하여 PCR-line probe법과 PCR-SSCP법을 이용하여 다음의 연구를 시행하였다. 방 법: 대한 결핵연구원의 약제감수성검사상 rifampicin 내성인 결핵균주 33예와 감수성인 결핵균주 12예를 대상으로 하였다. 각각 배양균 집락에서 DNA를 분리한 후, PCR-line probe법과 PCR-SSCP법을 이용하여 rifampicin 내성 여부를 단일맹검적으로 검사하였고, 이를 약제감수성검사 결과와 비교하였다. 결 과: PCR-line probe법으로는 내성균주 33예중 27예(81.8%)에서 rpoB 유전자의 돌연변이를 확인할 수 있었고, 감수성균주 12예는 모두 rpoB 유전자의 돌연변이는 없었다. PCR-SSCP 법으로는 내성균주 33예중 23예(69.7%)에서 rpoB 유전자의 돌연변이를 확인할 수 있었고, 감수성균주 12예는 모두 rpoB 유전자의 돌연변이는 없었다. Rifampicin내성균주에서 rpoB 유전자 돌연변이 검출율의 PCR-line probe 법과 PCR-SSCP법간의 차이는 없었다 (p=0.25). 결 론: PCR-line probe법은 PCR-SSCP법과 더불어 rifampicin 내성을 조기에 진단할 수 있는 좋은 방법으로 사료되며, 전통적인 약제감수성검사 결과를 기다릴 수 없는 국한된 환자에게 유용한 진단법으로 생각된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제59권3호
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• pp.257-265
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• 2005

연구 배경 : 리팜핀 내성 균주에서 리파부틴 약제의 교차 내성정도와 리팜핀 내성-리파부틴 감수성 결핵균의 rpoB 유전자 돌연변이의 특성을 알아보고자 연구를 실시하였다. 연구 방법 : 감수성검사에서 리팜핀에 내성인 균주를 선정하여 리파부틴 농도 $0-80{\mu}g/ml$ 농도로 재접종하여 감수성 여부를 확인하였다. 리팜핀-내성균주 모두 염기서열 분석을 통하여 리파부틴 감수성과의 관계를 조사하였다. 역교잡 방법으로 리파부틴 감수성균을 구별하였다. 연구 결과 : 우리나라에서 분리된 리팜핀 내성인 201균주 중에서 41균주(20.4%)는 리파부틴에 감수성을 보였다. 리파부틴 감수성을 보이는 rpoB 유전자 돌연변이는 Leu511Pro, Ser512Arg, Gln513Glu, Asp516Ala, Asp516Gly, Asp516Val, Asp516Tyr, Ser522Leu, His526Asn, His526Leu, His526Cys, Arg529Pro, Leu533Pro 등 이었다. 역교잡 방법을 이용하였을 경우 rpoB 돌연변이를 가진 균주 중에서 리파부틴 감수성균의 민감도는 92.5%이었고, 특이도는 96.1%이었다. 결 론 : 리팜핀 내성균이라도 약 20.4% (95% 신뢰구간: 14.8% to 26.0%)가 리파부틴 약제에 감수성이므로, 우리나라의 다제내성 결핵환자의 치료에서도 리파부틴이 중요한 약제로서 역할을 할 수 있음이 밝혀졌다. 향후 다제내성 결핵 환자에서의 리파부틴의 치료 효과에 대한 임상적 연구가 필요하다.

• 약학회지
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• 제43권1호
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• pp.124-127
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• 1999

Bifidobacterium infantis K-525 isolated from healthy Korean was susceptible to rifampicin and fluoroquinolones and resistant to other antituberculosis agents. When the preparation of this strain is taken as a therapeutics for human intestinal disorders with rifampicin or fluoroquinolones, its therapeutic effect can not be expected. So, B, infantis RFR-525 resistant to rifampicin was obtained by treating the parent B. infantis 525 with N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine. B. infantis OFR-525 was produced by serial passage of B. infantis RFR-525 on agar with 2-fold minimal inhibitory concentration of ofloxacin. B. infantis OFR-525 was resistant to antituberculosis agents and fluoroquinolones up to 4∼128 fold higher than that for the original strain. The resistance of B. infantis OFR-525 against rifampicin and ofloxacin was maintained in vivo and in vitro. Conclusively, B. infantis OFR-525 can be regarded as a promising strain which can be developed as the preparation for the treatment of the intestinal disorders of the tuberculosis patients under rifampicin and ofloxacin therapy.

• Genomics & Informatics
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• 제12권4호
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• pp.276-282
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• 2014

The disease tuberculosis, caused by Mycobacterium tuberculosis (MTB), remains a major cause of morbidity and mortality in developing countries. The evolution of drug-resistant tuberculosis causes a foremost threat to global health. Most drug-resistant MTB clinical strains are showing resistance to isoniazid and rifampicin (RIF), the frontline anti-tuberculosis drugs. Mutation in rpoB, the beta subunit of DNA-directed RNA polymerase of MTB, is reported to be a major cause of RIF resistance. Amongst mutations in the well-defined 81-base-pair central region of the rpoB gene, mutation at codon 450 (S450L) and 445 (H445Y) is mainly associated with RIF resistance. In this study, we modeled two resistant mutants of rpoB (S450L and H445Y) using Modeller9v10 and performed a docking analysis with RIF using AutoDock4.2 and compared the docking results of these mutants with the wild-type rpoB. The docking results revealed that RIF more effectively inhibited the wild-type rpoB with low binding energy than rpoB mutants. The rpoB mutants interacted with RIF with positive binding energy, revealing the incapableness of RIF inhibition and thus showing resistance. Subsequently, this was verified by molecular dynamics simulations. This in silico evidence may help us understand RIF resistance in rpoB mutant strains.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제46권5호
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• pp.618-627
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• 1999

연구배경 : Rifampicin (RFP)은 결핵단기요법의 근간이 되는 중요한 약제이다. RFP내성 결핵균은 대부분 isoniazid (INH)에도 내성이며, 따라서 RFP내성은 다제약제내성의 지표이다. 그러나 최근 서구에서는 드문 것으로 알려진 RFP단독내성결핵이, 특히 HIV감염과 연관되어 많은 빈도로 보고되었다. 따라서 서구와는 다른 환경을 가진 국내에서 RFP단독내성결핵의 빈도, 가능한 원인들, 및 임상상을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 1990년 1월부터 1997년 8월까지 서울중앙병원에서 대한결핵협회에 의뢰하여 결핵균 감수성검사 결과가 확인된 699명(921검체)중 INH감수성, RFP내성결과를 보인 총 18명(31검체)을 대상으로 의무기록을 검토하였다. 과거결핵의 병력, 약제복용력, 동반된 전신질환 유무, HIV검사 여부, 위장질환 여부, 감수성 결과의 변화 양상, 그리고 RFP단독내성 확인후 약제의 변경등 임상 경과를 고찰하였다. 또한 보관된 6 균주는 염기서열결정법으로 rpoB유전자의 돌연변이 양상을 확인하였다. 결 과 : 18명의 평균나이는 $43{\pm}14$세였고 남녀비는 12 : 6이었다. 18명중 16명(89%)에서 과거 결핵을 앓은 병력이 있었고, 이 중 약제복용력이 확인된 12명중 11명은 불규칙하게 약제를 복용하였다. 특기할 만한 위장질환을 진단받은 병력은 없었으며, RFP을 단독으로 복용한 병력도 없었다. 기저질환으로 당뇨병이 4예에서 있었다. HIV검사가 시행된 2명 모두 음성이었다. 11명에서 감수성검사가 2회 이상 반복 시행되었는데, 6명에서는 RFP단독내성을 유지하였고 5명에서는 다제내성으로 바뀌었다. 8명(44%)은 완치되었으며, 6명(33%)은 치료실패하였고 3명(17%)은 추적검사에서 소실되었으며, 1명은 아직 치료중이다. rpoB 유전자 염기서열결정법을 시행한 6균주중 5예에서 rpoB유전자 돌연변이가 발견되었으나 새로운 형태의 돌연변이는 없었다. 결 론 : HIV감염율이 서구에 비하여 낮은 국내에서 RFP단독내성 폐결핵의 임상상은 다제내성결핵과 유사하였다. 그러나 일부 RFP단독내성결핵은 RFP을 포함한 1차약제만으로도 완치가 가능하였고, 이는 RFP 단독내성이 다제내성결핵과는 다른 부류일 가능성도 시사하였다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제84권3호
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• pp.237-244
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• 2021

Background: The emergence of drug-resistant tuberculosis (TB), is a major menace to cast off TB worldwide. Line probe assay (LPA; GenoType MTBDRplus ver. 2) and Xpert MTB/RIF assays are two rapid molecular TB detection/diagnostic tests. To compare the performance of LPA and Xpert MTB/RIF assay for early diagnosis of rifampicin-resistant (RR) TB in acid-fast bacillus (AFB) smear-positive and negative sputum samples. Methods: A total 576 presumptive AFB patients were selected and subjected to AFB microscopy, Xpert MTB/RIF assay and recent version of LPA (GenoType MTBDRplus assay version 2) tests directly on sputum samples. Results were compared with phenotypic culture and drug susceptibility testing (DST). DNA sequencing was performed with rpoB gene for samples with discordant rifampicin susceptibility results. Results: Among culture-positive samples, Xpert MTB/RIF assay detected Mycobacterium tuberculosis (Mtb) in 97.3% (364/374) of AFB smear-positive samples and 76.5% (13/17) among smear-negative samples, and the corresponding values for LPA test (valid results with Mtb control band) were 97.9% (366/374) and 58.8% (10/17), respectively. For detection of RR among Mtb positive molecular results, the sensitivity of Xpert MTB/RIF assay and LPA (after resolving discordant phenotypic DST results with DNA sequencing) were found to be 96% and 99%, respectively. Whereas, specificity of both test for detecting RR were found to be 99%. Conclusion: We conclude that although Xpert MTB/RIF assay is comparatively superior to LPA in detecting Mtb among AFB smear-negative pulmonary TB. However, both tests are equally efficient in early diagnosis of AFB smear-positive presumptive RR-TB patients.

• Annals of Laboratory Medicine
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• 제38권6호
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• pp.569-577
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• 2018

Background: The increasing prevalence of drug-resistant tuberculosis (TB) infection represents a global public health emergency. We evaluated the usefulness of a newly developed multiplexed, bead-based bioassay (Quantamatrix Multiplexed Assay Platform [QMAP], QuantaMatrix, Seoul, Korea) to rapidly identify the Mycobacterium tuberculosis complex (MTBC) and detect rifampicin (RIF) and isoniazid (INH) resistance-associated mutations. Methods: A total of 200 clinical isolates from respiratory samples were used. Phenotypic anti-TB drug susceptibility testing (DST) results were compared with those of the QMAP system, reverse blot hybridization (REBA) MTB-MDR assay, and gene sequencing analysis. Results: Compared with the phenotypic DST results, the sensitivity and specificity of the QMAP system were 96.4% (106/110; 95% confidence interval [CI] 0.9072-0.9888) and 80.0% (72/90; 95% CI 0.7052-0.8705), respectively, for RIF resistance and 75.0% (108/144; 95% CI 0.6731-0.8139) and 96.4% (54/56; 95% CI 0.8718-0.9972), respectively, for INH resistance. The agreement rates between the QMAP system and REBA MTB-MDR assay for RIF and INH resistance detection were 97.6% (121/124; 95% CI 0.9282-0.9949) and 99.1% (109/110; 95% CI 0.9453-1.0000), respectively. Comparison between the QMAP system and gene sequencing analysis showed an overall agreement of 100% for RIF resistance (110/110; 95% CI 0.9711-1.0000) and INH resistance (124/124; 95% CI 0.9743-1.0000). Conclusions: The QMAP system may serve as a useful screening method for identifying and accurately discriminating MTBC from non-tuberculous mycobacteria, as well as determining RIF- and INH-resistant MTB strains.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제44권6호
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• pp.1245-1255
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• 1997

연구배경 : 결핵균의 rpoB 유전자는 Rifampicim이 결합하여 약리작용을 나타내는 RNA polymerase의 $\beta$-subunit을 encoding하는 유전자이다. 최근 PCR-SSCP 등의 다양한 방법을 이용하여 rpoB 유전자의 돌연변이를 발견함으로써 결핵균 다제약제내성의 지표인 Rifampicin 내성을 조기에 진단할 수 있는 방법에 대한 여러 보고가 있다. 그러나 대부분 배양된 검체를 대상으로 하였고 객담등의 임상검체를 직접 대상으로 한 연구는 별로 없었다. 본 연구는 직접 임상검체를 대상으로 결균의 rpoB유전자 PCR-SSCP를 시행함으로써 rifampicin 내성을 신속히 진단할 수 있는지 알아보았다. 대상 및 방법 : 1996년 6월부터 8월까지 아산재단 서울중앙병원에서 항산성도말검사 양성인 75검체를 대상으로 하였다. 이종 결핵균의 IS6110분절을 이용한 중합효소 연쇄반웅이 양성이고 RFP 감수성검사 결과가 확인된 43검체를 대상으로 하였다. Bead beater법으로 DNA를 추출하여 heminested PCR을 시행하였고 MDE gel을 이용하여 SSCP를 시행하였다. 이 검체즐은 배양 즉시 대한결핵협회에 감수성검사를 의뢰하여 PCR-SSCP 결과와 rifampicin 감수성검사 결과를 비교하였다. 결 과 : 75검체중 55예(73%)에서 IS6110분절에 대한 PCR 양성이었다. 이중에서 RFP에 대한 강수성결과가 확인된 43예를 대상으로 하였다. 29예는 표준균주인 H37Rv와 동일한 전기영동상의 이동성을 보였고, 14예는 다른 이동성을 보여 주었다. 동일한 이동성을 보인 29예 모두 감수성검사상 RFP감수성으로 판명되었고, 다른 이동성을 보인 14예 모두 RFP 내성으로 판명되었다. 즉 기존의 전통적인 RFP 감수성검사 결과와 직접임상검체에서 rpoB 유전자를 이용한 PCR-SSCP분석은 100% 일치하였다. 결 론 : 임상검체에서 직접 rpoB 유전자의 heminested PCR을 이용한 SSCP 법은 Rifampicin내성을 신속히 진단할 수 있는 방법으로 기대된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제43권6호
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• pp.842-851
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• 1996

연구배경: Rifampicin(RFP)은 항결핵 단기지료의 근간이 되는 약제로서 RFP에 대한 내성을 다제약제내성의 지표로 보기도 한다. rpoB유전자는 RFP이 결합하여 약리작용을 나타내는 RNA poly-merase의 ${\beta}$-subunit을 coding하는 유전자이다. 다른 보고들에 의하면 RFP내성균주에서 rpoB유전자의 돌연변이가 관찰되고 특히 점돌연변이가 중요한 기전임이 알려지고 있다. 이에 저자는 rpoB유전자의 점돌연변이를 쉰게 관찰할 수 있는 PCR-SSCP법 을 이용하여 신속하게 RFP에 대한 내성여부를 확인할 수 있는지에 대하여 알아보았다. 방법: 전통적인 약제내성검사상 RFP에 내성을 보이는 25 배양균주와 RFP에 감수성인 27 배양균주 그리고 표준균주인 H37Rv를 대상으로 하였다. TR8, TR9 primer를 이용하여 rpoB 유전자의 511 codon에서 533 codon 부위를 포함하는 157bp의 DNA를 증폭한 후 폴리 아크릴아마이드젤 전기영동으로 PCR-SSCP를 시행하여 band의 이동양상을 비교하였다. 그리고 H37Rv 와 다른 band의 양상을 보인 균주에서 direct sequencing을 시행하여 H37Rv의 염기서열과 비교하였다. 또한 임상결과를 추적할 수 있었던 19예에서 임상결과와 전통적인 감수성검사 결과, 그리고 PCR-SSCP결과를 비교하였다. 결과: 1) PCR-SSCP결과로 RFP감수성 27균주 모두에서 H37Rv와 동일한 band의 양상을 보였고, RFP내성 25균주 모두에서 H37Rv와 다른 band의 양상을 보여서 전통적인 RFP 감수성검사와 rpoB유전자의 PCR-SSCP 사이에 100% 일치하는 결과를 보여주었다. 2) rpoB 유전자 돌연변이의 주된 기전은 점돌연변이였다. 3) rpoB 유전자의 PCR-SSCP 결과는 전통적인 RFP감수성검사나 항결핵치료의 임상경과와 잘 일치하였다. 결론: 결핵균 rpoB 유전자의 PCR-SSCP에 의한 돌연변이의 확인은 RFP내성 결핵균의 신속한 진단에 아주 유용한 검사로 기대된다. 향후 직접임상검체를 대상으로 한 연구가 필요하리라 사료된다.