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Molecular Subtyping of Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus Isolated from Patients’ Nasal Cavity
Korean J Clin Lab Sci 2020;52:128-135  
Published on June 30, 2020
Copyright © 2020 Korean Society for Clinical Laboratory Science.

Sang-Ha Kim1,2,†, Sung-Bae Park3,4,†, Heechul Park3,4, Jun Seong Kim3,4, Jungho Kim3, Jiyoung Lee3, Jaewon Lim5, Young Kwon Kim1, Sunghyun Kim3,4

1Department of Health Sciences, The Graduate School of Konyang University, Daejeon, Korea
2Department of Laboratory Medicine, Konyang University Hospital, Daejeon, Korea
3Department of Clinical Laboratory Sciences, College of Health Sciences, Catholic University of Pusan, Busan, Korea
4Clinical Trial Specialist Program for In Vitro Diagnostics, Brain Busan 21 Plus Program, The Graduate School, Catholic University of Pusan, Busan, Korea
5Department of Clinical Laboratory Science, College of Medicine and Sciences, Daegu Haany University, Kyungsan, Korea
Correspondence to: Sunghyun Kim
Department of Clinical Laboratory Science, College of Health Sciences, Catholic University of Pusan, 57 Oryundae-ro, Geumjeong-gu, Busan 46252, Korea
E-mail: shkim0423@cup.ac.kr
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2511-6555
The first two authors contributed equally to this work.
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Abstract
Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is a bacterium that causes infections in different parts of the body and causes skin and soft tissue infections (SSTI). The present study examined the antimicrobial resistance patterns and molecular epidemiological characteristics of MRSA isolated from nasal swabs in clinical patients. SCCmec type of MRSA isolates from clinical patients were analyzed: 24 cases were SCCmec type-II; two cases were type-II/IVa; one case was type-II/V; one case was type-IVa; 11 cases were not-typeable. The mec complex type of MRSA isolates from clinical patients were analyzed: 29 cases were mec complex type A, and 10 cases were not-typeable, but type B was not found in the present study. In conclusion, SCCmec type-II and mec complex type A were the most dominant MRSA subtypes among the MRSA isolates from a nasal swab of patients, and the results were similar to other studies on hospital-acquired MRSA (HA-MRSA). These results can not only provide basic data for hospital infection management but also be a good guideline for MRSA infections in the Republic of Korea.
Keywords : Infection control, Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, Molecular epidemiology, Nasal cavity
서 론

황색포도알균(Staphylococcus aureus)은 병원감염 및 지역사회 감염을 일으키는 주요 원인균으로, 농양이나 창상감염 등의 피부감염, 패혈증 및 폐렴, 독소쇼크증후군 등 광범위 질환을 일으키는 것으로 알려져 있다[1, 2]. S. aureus는 자연계에 널리 분포하며, 환경에 대한 저항성이 강하여 생물체에 기생하지 않고도 장기간 생존할 수 있는 세균이다. 건강한 사람의 피부, 점막, 상기도, 비뇨기, 소화기 등에 정상 상재균 및 주변 환경에도 존재하지만, 피부의 상처나 호흡기를 통하여 쉽게 인체에 감염될 수도 있다. 주요 집락 형성 부위는 비강(nasal cavity)이며, 비강 내 집락화 된 S. aureus는 비말을 통하여 비강에서부터 인체의 다른 부위로 이동 및 정착하는 것으로 알려져 있다. 특히 포도알균 속(genus)의 다양한 종(species) 가운데 황색포도알균(황색포도구균, S. aureus)은 세균 중 가장 병독성(virulence)이 높은 것으로 알려져 다양하고 심각한 질병을 흔히 일으키기 때문에 의학적으로 가장 중요하다. Staphylococcus 속에 속하는 S. aureus는 건강인의 약 30∼60%가 이 세균을 보유하고 있으며, 그 중 10∼35%에서 비강 입구부위(anterior nares)에 장기간 집락화 될 수 있는 가능성을 지니고 있다[3, 4]. 신체의 여러 부위에 존재하며, 과거에는 오염균으로 간주되었던 혈장 응고효소 음성 포도알균(coagulase negative Staphylococci, CoNS)도 최근에는 면역력이 억제되거나 저하된 환자에서 기회감염균으로써 다양한 감염의 원인이 됨에 따라 임상적 중요성이 부각되고 있다.

1960년대 초, 영국에서 S. aureus 감염 치료에 광범위하게 사용되던 항생제인 메티실린에 내성을 가지는 메티실린 내성 황색 포도알균(methicillin-resistant S. aureus, MRSA)의 출현이 알려지면서, 1970년 후반에 이르러서는 병원 내 감염을 일으키는 중요한 세균으로 인식되기 시작하였고, 다제내성 MRSA 분리율의 증가는 사회적으로 심각한 보건 문제로 인식되고 있다[5, 6].

고전적인 MRSA는 주로 병원에서 감염되어 β-lactam계 이외의 항생제에 대해서 감수성을 나타내는 경우가 많은 것으로 알려져 왔으나, 최근에는 β-lactam계 항생제 이외의 ciprofloxacin, clindamycin, gentamycin, trimethoprim-sulfamethoxazole 등에 대해서 다제내성을 보이는 지역사회 관련 MRSA (community-associated MRSA, CA-MRSA)의 발생 보고가 늘어남에 따라 이에 대한 관심 또한 증가하고 있는 추세이다[7]. 2010년 발표된 소아에서의 황색포도알균의 비강 보균율 연구 결과에 따르면, nasal swab을 시행한 소아 총 428명 중 약 9.3%에 해당하는 40명의 비강 내에서 MRSA가 분리 배양 되었다. 이 중 2명(5%)의 소아만이 최근 1년 이내에 입원 또는 수술력 등의 의료기관 관련 감염 위험 인자를 가지고 있는 의료기관 관련 MRSA (hospital-associated MRSA, HR-MRSA)로 확인되었고, 나머지 38명(95%)은 CA-MRSA로 확인되었다[8].

따라서 본 연구에서는 추후 환자에서 분리된 MRSA 분리 배양 균주를 대상으로 분자유전학적인 분석을 통해 mecA 및 mecB 유전자를 검출하고, Staphylococcal cassette chromosome (SCC) mec typing과 mec complex typing을 시행하여, MRSA 분리 배양 균주의 아형을 분석한 후, 관련 선행연구를 통해 의료기관 환경에서 분리된 MRSA의 분자유전학적 특성 분석결과와 비교 분석하여 그 결과를 바탕으로 항생제 내성 세균에 관한 병원 내 감염관리 및 소독체계 확립에 대한 기초자료로 제공하고자 하였다.

재료 및 방법

1. 재료

2018년 1월부터 3월까지 국내 대전지역 소재 2차 의료기관에서 폐렴이나 고열 및 기타 폐질환자의 nasal swab으로부터 분리 배양된 된 총 39주의 MRSA를 대상으로 SCCmecmec complex 아형의 분자유전학적 특성을 분석하였다.

2. 세균 배양 및 동정

환자의 비강으로부터 채취된 모든 검체는 혈액우무배지(blood agar plate, BAP) (BNF KOREA, Gimpo, Korea)에 접종하여 37°C 세균 배양기에서 18∼24시간 배양하였다. 계대 순수 배양을 통해 단일 집락으로 분리된 세균은 Gram 염색을 시행하여 Gram 양성 및 음성 세균을 분리하였고, MicroScan WalkAway-96 자동화 동정 시스템(Beckman Coulter, West Sacramento, CA, USA)을 이용해 세균 종을 동정하였다.

3. 항생제 감수성 시험

BAP 배지에서 유의한 집락을 0.45% 생리 식염수에 부유시켜 McFarland 탁도가 0.6∼0.9이 되게 탁도를 맞춘 후 MicroScan WalkAway-96 자동화 동정 시스템(Beckman Coulter) 장비를 이용하여 항생제 감수성 시험을 시행하였다. 결과의 정확도를 위해 표준균주인 S. aureus ATCC 29213를 사용하여 주 1회 임상검체와 동일한 방법으로 항생제 감수성 시험을 실시하여 Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI, Wayne, PA, USA) 기준 허용범위에 적절한지 확인하였다. 항생제 감수성 시험 시행 후 감수성과 내성 여부의 판정은 CLSI 가이드라인에서 권고하는 표준 값을 적용하여 실시하였다. 항생제 감수성 시험에 사용된 항생제는 azithromycin, β-lactamase, ciprofloxacin, clindamycin, daptomycin, erythromycin, fosfomycin, fusidic acid, gentamicin, levofloxacin, linezolid, moxifloxacin, mupirocin, rifampin, synercid, teicoplanin, tetracycline, trimethoprim-sulfamethoxazole, vancomycin을 포함해 총 19종이다.

4. Genomic DNA 추출

BAP 배지에서 배양된 세균의 집락을 5% Chelex Resin (Bio-Rad, Hercules, CA, USA)/TBE 용액 500 μL에 혼탁 시킨 후 100°C에서 10분간 끓인 후 6,032 ×g로 2분간 원심분리한 후 상층액을 이용하였다. 이후 추출한 genomic DNA (gDNA)는 Nanodrop 2,000 (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) 장비를 이용해 농도와 순도를 측정하였다.

5. SCCmecmec complex 아형 분석 및 mecA 유전자 검출

SCCmecmec complex typing 및 메티실린 내성 유전자인 mecA 유전자 검출을 수행하기 위해 추출한 1 μL gDNA (약 10 μg/μL)를 주형 DNA로 10 μL Prime Taq PCR Premix (GeNet Bio, Daejeon, Korea), 각각의 10 pmole/μL Forward primer와 reverse primer를 7 μL 멸균 증류수를 첨가하여 총 20 μL의 혼합액을 만들어 multiplex PCR을 수행하였다. 본 연구에 사용한 primer의 염기서열은 기존 연구자료를 바탕으로 시행하였다(Table 1, 2) [9, 10]. 반응이 끝난 PCR 산물 3 μL를 1.5% agarose/TBE gel에 분주하여 전기영동을 통해 그 결과를 확인하였다(Figure 1).

Specific primer sets used in this study for subtyping of SCCmec type & mec complex subtypes in methicillin-resistant Staphylococcus aureus isolate

Target regions Nucleotide sequences (5’-3’) Amplicon size (bp) Accession No. Reference
SCCmec subtypes SCCmec type Ⅰ Forward 5’-GCT TTA AAG AGT GTC GTT ACA GG-3’ 613 AB033763 Zhang et al, 2005 [10]
Reverse 5’-GTT CTC TCA TAG TAT GAC GTC C-3’
SCCmec type Ⅱ Forward 5’-CGT TGA AGA TGA TGA AGC G-3’ 398 D86934
Reverse 5’-CGA AAT CAA TGG TTA ATG GAC C-3’
SCCmec type Ⅲ Forward 5’-CCA TAT TGT GTA CGA TGC G-3’ 280 AB37671
Reverse 5’-CCT TAG TTG TCG TAA CAG ATC G-3’
SCCmec type Ⅳa Forward 5’-GCC TTA TTC GAA GAA ACC G-3’ 776 AB063172
Reverse 5’-CTA CTC TTC TGA AAA GCG TCG-3’
SCCmec type Ⅳb Forward 5’-TCT GGA ATT ACT TCA GCT GC-3’ 493 AB063173
Reverse 5’-AAA CAA TAT TGC TCT CCC TC-3’
SCCmec type Ⅳc Forward 5’-ACA ATA TTT GTA TTA TCG GAG AGC-3’ 200 AB096217
Reverse 5’-TTG GTA TGA GGT ATT GCT GG-3’
SCCmec type Ⅳd Forward 5’-CTC AAA ATA CGG ACC CCA ATA CA-3’ 881 AB097677
Reverse 5’-TGC TCC AGT AAT TGC TAA AG-3’
SCCmec type Ⅴ Forward 5’-GAA CAT TGT TAC TTA AAT GAG CG-3’ 325 AB12121
Reverse 5’-TGA AAG TTG TAC CCT TGA CAC C-3’
Methicillin resistance mecA gene Forward 5’-GTG AAG ATA TAC CAA GTG ATT-3’ 147 X52593
Reverse 5’-ATG CGC TAT AGA TTG AAA GGA T-3’
mec complex subtypes mec complex group A Forward 5’-CCC TTT TTA TAC AAT CTC GTT-3’ 146 IS1272
Reverse 5’-ATA TCA TCT GCA GAA TGG G-3’
mec complex group B Forward 5’-TAT TTT TGG GTT TCA CTC GG-3’ 1,305 CA05
Reverse 5’-CTC CAC GTT AAT TCC ATT AAT ACC-3’

Multiplex PCR conditions for SCCmec & mec complex subtyping

Targets Pre-denaturation Denaturation Annealing Extension Final extension



1 cycle 40 cycle 1 cycle
mecA 94°C/5 min 94°C/30 sec 50°C/30 sec 72°C/30 sec 72°C/10 min
SCCmec type I 55°C/30 sec 72°C/30 sec
SCCmec type II
SCCmec type III
SCCmec type IVa
SCCmec type IVb 50°C/30 sec 72°C/1 min
SCCmec type IVc 55°C/30 sec 72°C/30 sec
SCCmec type IVd
SCCmec type V
mec complex A 54°C/30 sec 72°C/1 min
mec complex B

Fig. 1. Multiplex PCR assay to identify SCCmec subtypes. Multiplex PCR assay identifies SCCmec subtypes I, II, III, IVa, IVb, IVc, IVd, V. LM, ladder marker; 1 to 23, MRSA isolates; NC, Negative control.
결 과

1. 환자의 비강에서 분리 배양된 MRSA의 항생제 감수성 시험 결과

환자의 비강에서 분리 배양된 39주의 MRSA는 oxacillin을 포함하여 ampicillin, amox/K clav, imipenem, penicillin에 모두 내성을 나타냈으나, daptomycin, linezolid, synercid, teicoplanin, trimethoprim/sulfamethoxazole, vancomycin에는 모두 감수성을 나타냈다. Ciprofloxacin, azithromycin, clindamycin, erythromycin, levofloxacin, moxifolxacin에 대해서는 내성율이 66.6∼74.3%였으며, fusidic acid와 tetracycline에 대해서는 내성율이 43.6∼61.5%, 그리고 fosfomycin, mupirocin, rifampin에는 15.4∼ 30.7%의 내성율을 나타냈다.

2. 환자의 비강에서 분리 배양된 MRSA에서의 mecA 유전자 검출율

환자의 비강에서 분리 배양된 39주의 MRSA 임상분리균주를 대상으로 mecA 유전자 검출을 위한 PCR 분석을 실시한 결과 총 39주의 모든 MRSA 균주(100%)에서 양성이 나오는 것을 확인하였다.

3. 환자의 비강에서 분리 배양된 MRSA의 SCCmecmec complex 아형 분자 특성

환자의 비강으로부터 분리 배양된 MRSA 39주의 SCCmec 아형 분석 결과 SCCmec type-II가 24건(61.5%), SCCmec type-II/IVa가 2건(5.1%), SCCmec type-II/V가 1건(2.6%), SCCmec type-IVa가 1건(2.6%), SCCmec not-typeable이 11건(28.2%)으로 분석되었다. 환자로부터 분리 배양된 MRSA 39주의 mec complex 아형 분석 결과, group A가 29건(74.4%), not-typeable이 10건(25.6%)이었으며, group B는 없는 것으로 분석되었다(Table 3).

Comparison of SCCmec & mec complex subtypes of MRSA isolates from nasal swab of clinical patients

Targets Results No. of samples, N (%) Total
mecA gene Positive 39 (100.0) 39 (100.0)
Negative 0 (0.0)
mec complex subtypes Group A 29 (74.4)
Group B 0 (0.0)
Not-typeable 10 (25.6)
SCCmec subtypes I 0 (0.0)
II 24 (61.5)
III 0 (0.0)
IVa 1 (2.6)
IVb 0 (0.0)
IVc 0 (0.0)
IVd 0 (0.0)
V 0 (0.0)
II/IVa 2 (5.1)
II/V 1 (2.6)
Not-typeable 11 (28.2)


4. MRSA의 SCCmecmec complex 아형 분자 특성에 따른 항생제 내성 양상

환자의 비강에서 분리 배양된 MRSA 39주에 속하는 모든 SCCmecmec complex 아형은 ampicillin과 amox/K clav에 모두 내성을 나타냈다.

SCCmec type-II형에 속하는 총 24주의 MRSA 중 22주(91.7%)가 ampicillin, amox/K clav, imipenem, oxacillin, penicillin, azithromycin, clindamycin, ciprofloxacin, erythromycin, levofloxacin, moxifloxacin 등 11개 항생제에 대해 내성을 나타냈으며, 19주(79.2%)는 앞에서 언급한 11개 항생제와 더불어 tetracycline에 대해서도 추가적인 내성을 나타냈고, 17주(70.8%)는 앞에서 언급한 12개 항생제와 더불어 fusidic acid에 대해서도 추가적인 내성을 나타냈다. SCCmec type-II형에 속하는 총 24주의 MRSA 중 16주(66.7%)가 gentamycin에 대한 내성을 나타냈으며, 11주(45.8%)가 fosfomycin에 대한 내성을 나타냈고, rifampin과 mupirocin에 대해서는 각각 4주(16.7%)가 내성을 나타냈다. SCCmec type-II/IVa형에 속하는 것으로 보이는 총 2주의 MRSA의 항생제 감수성 시험 결과는 ampicillin, amox/K clav, imipenem, oxacillin, penicillin, azithromycin, clindamycin, ciprofloxacin, erythromycin, levofloxacin, moxifloxacin 등 11개의 항생제에 대한 공통 내성을 나타냈으며, 1주(50%)는 앞에서 언급한 11개 항생제와 더불어 gentamycin에 대한 추가적인 내성을 나타냈다.

SCCmec type-II/V형에 속하는 것으로 보이는 1주의 MRSA의 항생제 감수성 시험 결과는 ampicillin, amox/K clav, imipenem, oxacillin, penicillin, azithromycin, clindamycin, ciprofloxacin, erythromycin, levofloxacin, moxifloxacin, tetracycline, fusidic acid, gentamycin, fosfomycin, rifampin 등 15개의 항생제에 대한 내성을 나타냈다.

SCCmec type-IVa형에 속하는 1주의 MRSA의 항생제 감수성 시험 결과는 ampicillin, amox/K clav, imipenem, oxacillin, penicillin, azithromycin, clindamycin, ciprofloxacin, erythromycin, levofloxacin, moxifloxacin, gentamycin 등 12개의 항생제에 대한 내성을 나타냈다.

mec complex group A형으로만 분류된 총 3주의 MRSA는 모두 ampicillin, amox/K clav, imipenem, oxacillin, penicillin 등 5가지 항생제에 공통으로 내성을 나타냈으며, 1주(33.3%)는 tetracycline, gentamycin, mupirocin 등 3가지 항생제에 대한 추가적인 내성을 나타냈으며, 1주(33.3%)는 azithromycin, clindamycin, ciprofloxacin, erythromycin, levofloxacin, moxifloxacin, tetracycline, fosfomycin, rifampin, mupirocin 등 10가지 항생제에 대한 추가적인 내성을 나타냈다.

SCCmecmec complex 아형분석에서 not-typeable로 분류된 MRSA 8주 모두 ampicillin, amox/K clav, imipenem, oxacillin, penicillin 등 5가지 항생제에 공통으로 내성을 나타냈으며, 그 중 1주(12.5%)는 tetracycline과 gentamycin등 2가지 항생제에 대해 추가적인 내성을 나타냈으며, 1주(12.5%)는 azithromycin, clindamycin, erythromycin를  포함해 3가지 항생제에 추가적인 내성을 나타냈고, 1주(12.5%)는 azithromycin, clindamycin, ciprofloxacin, erythromycin, levofloxacin, moxifloxacin, tetracycline, gentamycin, mupirocin을 포함해 9가지 항생제에 추가적인 내성을 나타냈다(Table 4).

Comparison of phenotypic antibiotic resistance patterns of MRSA isolates according to SCCmec & mec complex subtypes

Strains Phenotypic antimicrobial resistance profile Clinical diagnosis SCCmec & mec complex subtypes
Patients’ nasal cavity HA-MRSA-35 AM, AUG, IMP, OX, P Diabetes mellitus SCCmec type-II, mec complex group A
HA-MRSA-1 AM, AUG, IMP, OX, P, GM General weakness
HA-MRSA-15 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF Pneumonia
HA-MRSA-36 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, MUP Dyspnea
HA-MRSA-12 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, TE, GM Bacterial pneumonia
HA-MRSA-25 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, TE, GM Fever
HA-MRSA-31 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, TE, FA Pneumonia
HA-MRSA-7 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, TE, FA, FOS Pneumonia
HA-MRSA-26 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, TE, FA, FOS Hyperglycemia
HA-MRSA-29 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, TE, FA, FOS Acute respiratory failure
HA-MRSA-17 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, TE, FA, FOS Chronic obstructive airway disease
HA-MRSA-22 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, TE, FA, FOS Pneumonia
HA-MRSA-2 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, TE, FA, GM Pneumonia
HA-MRSA-5 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, TE, FA, GM Acute respiratory failure
HA-MRSA-30 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, TE, FA, GM Spontaneous bacterial Peritonitis
HA-MRSA-9 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, TE, FA, GM, FOS Acute traumatic subarachnoid hemorrhage
HA-MRSA-14 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, TE, FA, GM, FOS Pneumonia
HA-MRSA-34 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, TE, FA, GM, FOS Fever
HA-MRSA-20 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, TE, FA, GM, FOS, RIF Bronchitis
HA-MRSA-24 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, TE, FA, GM, FOS, MUP Malignant neoplasm of stomach
HA-MRSA-4 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP ,E, LVX, MXF, TE, FA, GM, RIF, MUP Acute pneumonia
HA-MRSA-10 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, TE, FA, GM, RIF, MUP Pneumonia
HA-MRSA-3 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, TE, FA, GM, FOS, RIF Malignant neoplasm of main bronchus SCCmec type-II
HA-MRSA-11 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, GM Pneumonia
HA-MRSA-16 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, GM Lung mass SCCmec type-II/IVa mec, complex group A
HA-MRSA-32 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF Panperitonitis
HA-MRSA-27 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, TE, FA, GM, FOS, RIF Bronchitis SCCmec type-II/V, mec complex group A
HA-MRSA-21 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, GM Acute cholecystitis SCCmec type-IVa, mec complex group A
HA-MRSA-13 AM, AUG, IMP, OX, P, TE, GM, MUP Fever SCCmec not-typeable, mec complex group A
HA-MRSA-23 AM, AUG, IMP, OX, P Cerebral infarction
HA-MRSA-39 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, TE, FOS, RIF, MUP Dyspnea
HA-MRSA-6 AM, AUG, IMP, OX, P Alcoholic liver cirrhosis SCCmec & mec complex not-typeable
HA-MRSA-8 AM, AUG, IMP, OX, P General medical examination
HA-MRSA-18 AM, AUG, IMP, OX, P Anaphylatic reaction
HA-MRSA-19 AM, AUG, IMP, OX, P Acute Pneumonia
HA-MRSA-28 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, E Hyperplasia of prostate
HA-MRSA-33 AM, AUG, IMP, OX, P Bronchopneumonia
HA-MRSA-37 AM, AUG, IMP, OX, P, TE, GM Acute bronchiolitis
HA-MRSA-38 AM, AUG, IMP, OX, P, AZI, CD, CP, E, LVX, MXF, TE, GM, MUP Intestinal obstruction

Abbreviations: HA-MRSA, Hospital acquired-MRSA; AM, Ampicillin; AUG, Amox/K clav; IMP, Imipenem; OX, Oxacillin; P, Penicillin; GM, Gentamycin; AZI, Azithromycin; CD, Clindamycin; CP, Ciprofloxacin; E, Erythromycin; LVX, Levofloxacin; MXF, Moxifloxacin; MUP, Mupirocin; TE, Tetracycline; FA, Fusidic acid; FOS, Fosfomycin; RIF, Rifampin.


고 찰

MRSA의 감염에 의해 야기되는 피부와 연조직 감염은 집단생활을 하는 사람들에게서 많이 발생되고 있으며 인플루엔자나 폐렴과 함께 의료기관으로의 입원의 주요한 감염 원인이 되고 있다[11].

일반적으로 당뇨 및 투석 환자, 장기 의료ㆍ복지시설 등에서 발생하는 HA-MRSA의 SCCmec 아형은 주로 SCCmec type-I, -II, -III 아형으로 다약제에 대한 내성(multi-drug resistance)을 가지고 있는 것으로 알려져 있다[12]. 과거 국내에서 실시된 연구 결과에 따르면, 일반 입원실과 중환자실에서 분리된 MRSA 중 약 25%가 CA-MRSA로 조사되었으며, 항생제 감수성 시험 결과 Oxacillin 약제에 대해 모두(100%) 내성을 보였고, 그 외 erythromycin, ciprofloxacin, trimethoprim/sulfamethoxazole, rifampin 약제에 대해 각각 83.6%, 53.4%, 10.9%, 4.1% 내성을 나타내는 것으로 조사되었다[13].

SCCmecmec complex 아형 분석 결과, 환자의 비강에서 분리 배양된 MRSA 39주 중 22주가 mec complex group A이면서 SCCmec type-II 아형으로 분류되어 가장 많은 분포를 나타냈고, 다음으로 mec complex와 SCCmec 아형 모두 유형이 밝혀지지 않은 not-typeable이 8주로 많은 분포를 나타낸 반면, mec complex group A이면서 SCCmec type-II/V와 SCCmec type-IVa가 각각 1주로 가장 적은 분포를 나타냈다. 이 결과는 HA-MRSA의 SCCmec 아형 중 SCCmec types-II형이 가장 우세하다는 과거의 연구결과와 유사한 양상을 나타내었다[9, 12]. 본 결과에서 나타난 not-typeable 8 주의 경우 기존에 알려지지 않은 다른 아형의 존재임을 확인하기 위해 SCCmec 부위의 DNA sequencing 분석을 통한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

본 연구에서 MRSA로 분리 배양된 총 39주에 대한 항생제 감수성 시험 결과, 환자의 비강에서 분리 배양된 MRSA 총 39주 모두 ampicillin, amox/K clav, imipenem, oxacillin, penicillin 등 5가지 항생제에 공통으로 내성을 나타냈다. 본 연구를 통해 환자의 비강에서 분리된 MRSA 아형 중 가장 많은 비중을 차지하는 SCCmec type-II아형에 속하는 총 24주(61.5%)의 MRSA 중 22주(91.7%)가 ampicillin, amox/K clav, imipenem, oxacillin, penicillin, azithromycin, clindamycin, ciprofloxacin, erythromycin, levofloxacin, moxifloxacin 등 11개 항생제에 대해 내성을 나타냈으며, 12가지 항생제에 대한 내성을 나타낸 MRSA가 19주(79.2%), 13가지 항생제에 대한 내성을 나타낸 MRSA는 17주(70.8%)에 달했다. 반면에, 환자의 비강에서 분리된 총 8주(20.5%)의 not-typeable MRSA균주 중 5주(62.5%)는 ampicillin, amox/K clav, imipenem, oxacillin, penicillin 등 5가지 항생제에 대해서만 내성을 나타내어, 환자의 비강에서 주로 분리 배양되는 SCCmec type-II아형이 지니는 다약제에 대한 내성 특성과 분명한 차이가 있는 것으로 나타났다[3].

현재까지 밝혀진 SCCmec type은 type I에서 VI까지 크게 분류되며 내성유전자를 포함하는 plasmid나 transposon 등에 따라 subtype이 매우 다양한 것으로 나타났다. 본 연구에서는 환자의 전체를 대상으로 MRSA의 보균율을 조사한 것이 아니기 때문에, 환자로부터 분리 배양된 MRSA 특성을 대변하기에는 통계학적 유의성이 낮을 수 있기 때문에 분자 아형에 따른 항생제 내성 패턴의 특성을 정확하게 비교 분석하기에는 제한점이 있을 수 있다. 하지만, 본 연구결과와 의료기관 획득MRSA에 관한 다른 연구결과와 유사한 결과를 나타내었으며[14], 이는 본 연구가 병원내에서 언제든 MRSA집단 감염으로 인한 피부와 연조직 감염 환자가 발생할 가능성이 있으며, 이로 인해 집단감염 초래할 수 있다는 중요성을 지니고 있다.

따라서 병원내 MRSA 감염 환자 발생 시 이에 따른 후속조치를 실시함에 앞서 병원내에서 MRSA의 전파를 예방할 수 있는 사전 대책을 더욱 강구하고 적극적으로 감염의 예방을 홍보하는 것이 매우 중요할 것으로 판단된다. 또한, 면역력이 저하 및 억제된 환자나 기저질환을 가지고 있는 고령자 등에서 새롭게 출현하는 항생제 내성균의 발생위험이 높고, 균의 국내 유입 및 확산이 감염관리의 새로운 문제로 대두되고 있기 때문에 이러한 내성균의 출현을 최대한 억제하고, 조기에 발견하여 적절한 예방지침을 시행함으로써 감염과 확산을 예방하는 것이 중요할 것으로 사료된다.

요 약

본 연구에서는 환자의 비강으로부터 분리 배양된 총 39건의 MRSA 분리 배양 균주를 이용해 mecA 유전자 검출, SCCmec typing과 mec complex typing을 분석해 보고자 하였다. 임상 환자의 비강으로부터 분리 배양된 MRSA 총 39주 중 SCCmec type-II가 24건, type-II/IVa가 2건, type-II/V가 1건, type-IVa가 1건, not-typeable이 11건으로 분석되었으며, mec complex type A가 29건, not-typeable이 10건이었으며, type B는 없는 것으로 분석 되었다. 결론적으로, 환자의 비강으로부터 분리된 MRSA 분리 배양 균주 중 SCCmec type-II와 mec complex type A 아형이 가장 많이 분포하고 있었으며, 이 결과는 의료기관 획득 MRSA에 관한 다른 연구결과와 유사한 결과를 나타냈다. 이후 환자의 비강으로부터 분리 배양된 not-typeable 아형의 MRSA 균주를 대상으로 국내에서 발견되는 새로운 MRSA 아형 규명에 관한 추가 연구가 필요할 뿐만 아니라, MRSA 분리 배양 균주의 아형을 분석함으로써 그 분자적 특성을 분석한 결과를 바탕으로 병원 감염관리를 위한 기초자료를 제공할 수 것으로 사료된다.

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