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1 Original Article DOI: /ic Infect Chemother 2011;43(2): pissn eissn Infection & Chemotherapy Salmonella I 4,[5],12:i:- 의국내발생사례및분리주의특성분석 이덕용 이에스더 민정은 김성한 오희복 박미선질병관리본부감염병센터장내세균과 Epidemic by Salmonella I 4,[5],12:i:- and Characteristics of Isolates in Korea Background: Salmonella I 4,[5],12:i:- was first reported as a new serovar by the Spanish National Reference Laboratory in Thereafter, several outbreaks caused by this serovar have been reported, indicating worldwide transmission. Materials and Methods: Stool samples and patient data were collected from diarrhea cases in an outbreak at Daegu city in Salmonella isolates were characterized by phage typing, antibiotic resistance profile and flagella gene deletion. Deposited isolates in the EnterNet-Korea, acute diarrheal surveillance system, were also screened for this serovar. Results: Isolates from diarrhea patients in the Daegu outbreak (2008) were identified as Salmonella I 4,[5],12:i:-. Screening the deposited isolates in the EnteroNet-Korea revealed that an unidentifed isolate in 2001 was the Salmonella I 4,[5], 12:i:-. Conclusions: Salmonella I 4,[5],12:i:-. was the causative pathogen of the 2008 foodborne outbreak of salmonellosis in Daegu City. Retrospective screening revealed that Salmonella I 4,[5],12:i:- was present in Korea as early as Deog-Yong Lee, Esther Lee, Jung Eun Min, Seong Han Kim, Hee-Bok Oh, and Mi-Sun Park Division of Enteric Bacterial Infections, Center for Infectious Disease, National Institute of Health, KCDC, Seoul, Korea Key Words: Salmonella I 4,[5],12:i:-, Antibiotic resistance, Phage type 서론 살모넬라는식중독의주요원인병원체로서 Salmonella enterica (S. enterica) 와 Salmonella bongori (S. bongori) 두종으로나뉘며, S. enterica 는생화학적특성에따라다시 6종류의아종으로나뉜다 : S. enterica subsp. enterica (subspecies I), S. enterica subsp. salamae (subspecies II), S. enterica subsp. arizonae (subspecies IIIa), S. enterica subsp. diarizonae (subspecies IIIb), S. enterica subsp. hutenae (subspecies VI), S. enterica subsp. indica (subspecies VI). 살모넬라의혈청형은균체항원 (O-antigen) 과두종류의편모항원 (H-antigen) 의항원형조합에의해결정되며, 현재까지확인된혈청형은전세계적으로 2,500 여종에이른다 [1]. 특히, Salmonella subspecies I, II, IIIb, 그리고 VI는 flja-fljb-hin 유전자 cassette 를갖고있어, Phase 1과 Phase 2에해당하는두종류의편모를각각발현함으로서다양한혈청형을보유할수있다 [2, 3]. 사람과온혈동물에서주로분리되는살모넬라는 S. enterica subsp. enterica Copyright 2011 by The Korean Society of Infectious Diseases Korean Society for Chemotherapy Submitted: July 27, 2010 Revised: January 13, 2011 Accepted: January 14, 2011 Correspondence to Mi-Sun Park Division of Enteric Bactrial Infections, Center for Infectious Diseases, KCDC, Osong Health Technology Administration Complex, 187 Osongsaemyoung 2(i)-gu, gangoe-myen, Cheongwon-gun, Chungcheogbuk-do , Korea Tel: , Fax: pmsun63@korea.kr

2 DOI: /ic Infect Chemother 2011;43(2): (subspecies I) 로서대부분의혈청형이여기에속한다 [4]. Salmonella subspecies I은일반적으로두종류의편모를발현하나, 간혹 hin유전자의결손에의해한종류의편모만발현하는단상편모가되기도한다 [2]. 식중독의주요원인체인 S. Enteritidis 와장티푸스의원인체인 S. Typhi 가단상편모를발현하는대표적인혈청형에해당한다 [2] 년스페인에서는 Salmonella subspecies I 에속하고단상편모인새로운혈청형을보고하였으며 [5], 살모넬라의항원형에따라 Salmonella I 4,[5],12:i:- 로명명하였다 [6]. Salmonella I 4,[5],12:i:- 의최초보고이후미국 [4], 스페인 [7], 브라질 [8], 태국 [9] 등전세계적으로집단발생보고가있었으며, 이에신종혈청형의기원에대한연구가진행되어 S. Typhimurium 의변이형으로확인되었다 [4, 5, 7, 8, 10, 11]. 그러나 Luxemburg (2006 년 )[12] 와미국 (2007 년 ) 에서도 Salmonella I 4,5,12:i:- 에의한집단발생의사례가지속적으로보고되고있으며 [13], 우리나라에서도대구, 경북지역에서집단발생사례와급성설사질환실험실감시사업 (EnterNet-Korea) 을통해 Salmonella I 4,[5],12:i:- 의분리보고가있어국내분리주에대한특성분석결과를보고하는바이다. 재료및방법 1. 사례조사및검체수집 1) 집단발생본유행은 2008 년도 4월 13일대구중구에소재한간이음식점에서김밥, 떡볶이와같은분식을섭취한세집단총 16 명중 16 명 (100%) 모두에게서위장관염증상이발생한건으로환자분변과음식물은관할보건소에서수거하여대구보건환경연구원으로검사의뢰하였으며, 보건환경연구원에서는분리된균주를질병관리본부장내세균과에송부하여혈청형검사와특성검사를실시하였다. 2) 급성설사질환실험실감시사업질병관리본부와 16 개시도보건환경연구원이연계하여실시하고있는급성설사질환실험실감시사업에참여하는 106 개협력병원을통해수집된분변으로 Salmonella I 4,[5],12:i:- 의발생상황을파악하였다. Durhan, NC, USA) 와미생물자동동정장치 (Vitek II R, BioMériux, Durhan, NC, USA) 를사용하여살모넬라를확인하였다. 균체 (O) 항원은질병관리본부국립보건연구원에서보급하는항혈청을이용하여슬라이드응집법으로확인하였다. 편모항원은 GI motility (BD R, Franklin Lakes, NJ, USA) 에접종하여편모를활성화시킨후 veal infusion (BD R, USA) 배지에접종하여밤새배양한후 0.6% formalin 으로고정한후 tube 응집법으로확인하였다. 2) 분자생물학적동정살모넬라의동정과단상편모여부를확인하기위하여속특이유전자인 inva 유전자와상전이유전자인 hin유전자에대하여중합효소연쇄반응 (polymerase chain reaction; PCR) 검사를실시하였다 [15]. 시험에사용한시발자 (primer) 는 inva 유전자염기서열 (Accession No. U43273) 과 hin 유전자염기서열 (Accesion No. V01370) 을참조하였으며, PCR 반응조건은 95 에서 3분간 DNA 를변성시킨후 95 30초, 57 30초, 72 1분을 1 cycle 로하여 30회반복한다. PCR 증폭산물은 1.5% agarose gel 상에서 100V 의전압으로 30분간전기영동한후 ethidium bromide (10 μg/ml) 로 15 분간염색한후영상판독장치를사용하여결과를확인하였다. 3. 특성분석국내분리주의특성을조사하기위하여 2008 년도국내에서분리된 Salmonella I 4,[5],12:i:- 15 주를대상으로 phage type, 항생제감수성검사와편모발현유전자인 flic, flja, fljb 그리고 hin유전자의결손여부에대한시험을수행하였다. 1) 항생제감수성검사항생제감수성검사는 Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) guideline 에준하여디스크확산법으로수행하였으며 [16], 대상약제는다음과같다 : Ampicillin (AM), Amikacin (AN), Ampicillin/sulbatam (SAM), Cephalothin (CF), Ciprofloxacin (CIP), Chloramphenicol (C), Gentamicin (GM), Nalidixicacid (NA), Tetracycline (TE), Ticarcillin (TIC), Trimethoprim / sulfamethoxazole (SXT), Ceftriaxone (CRO), Cefoxitin (FOX), Kanamycin (K), Streptomycin (S), Amoxillin/clavulanicacid (AMC). 3) 국내분리미동정균주에대한확인검사질병관리본부장내세균과에서보유하고있는국내분리살모넬라중균체 (O) 항원형이 B형에속하며혈청형이결정되지않은균주 14 주를선별하여재확인동정하였다. 2. 살모넬라균혈청형확인 1) 혈청형확인살모넬라균의혈청형은질병관리본부진단검사법표준절차서 [14] 에준하여실시하였다. 생화학동정키트인 API 20E R kit (BioMériux, 2) Phage typing Phage typing 은영국 Public Health Agency (PHA) 에서분양받은 Phage 를이용하여권장메뉴얼에준하여실시하였다. 살모넬라를 Trypticase Soy Agar (TSA) 에접종하여 37 에서 시간배양한후하나의집락을취하여혈액한천배지에약 5 cm의선으로접종하여 37 에서하룻밤배양하였다. 배양한살모넬라는 5 ml의 phage 용 Nutrient broth (16 g/l nutrient broth, 0.85% sodium chloride) 에면봉을이용하여접종하고 (10 5 cfu/ml) 37 에서 3시간동안진탕배양하였다. Phage 용 Nutrient agar (16 g/l nutrient broth, 0.85% sodium chloride, 1.5% agar) plate 위에배양한균액을모두접종하고, 배지표

3 188 DY Lee, et al. Case Reports and Characteristics of Salmonella I 4,[5],12:i:- in Korea 면에고루퍼지도록하고남아있는배양용액을걷어내었다. 배지표면을건조시킨후주사기에들어있는서로다른 phage 용액들을 Phage applicator 를이용하여 10-20μL 씩떨어뜨렸다. 각각의 plate 들을 37 배양기에서하룻밤배양한후다음날판독표에따라 phage type 을결정하였다. 3) 편모발현유전자결손검사편모발현유전자에대한결손검사는기존의발표자료에근거하여시행하였다 [17, 18]. 살모넬라의 Phase 1편모의발현에관여하는 flic 유전자와 Phase 2발현에관여하는 flja-fljb-hin 유전자카세트 (gene cassette) 를대상으로 PCR 법을이용하여결손여부를확인하였으며, 시발자 (primer) 와 PCR 은발표자료에근거하여제작및 PCR 을수행하였다. 결과 1. 국내분리사례 1) 집단발생사례및임상증상대구지역에서발생한설사질환자 16 명중 14 명이병원진료를받았으며설사와복통을주증상으로하여오한, 두통순의임상증상을보였다. 신고된 3건모두 4월 13일한음식점에서음식을구입하여섭취하였으며, 3-28 시간의넓은잠복기 ( 평균 : 시간 ) 를보였다. 설사양상은대부분노란색의묽은변양상을보였고, 설사횟수는 회가 량이가장많았다. 환자분변검체 7건에서살모넬라가분리되었으며, 질병관리본부장내세균과에서혈청형최종확인검사를실시한결과 Salmonella I 4,[5],12:i:- 로확인되었다. 분리된살모넬라는균체 (O) 항원그룹 B형에속하며, 편모 (H) 항원 Phase 1에서는 i항원에응집을보였으나, Phase 2로는상전환이되지않았다. 생화학적동정시험과분자생물학적검사과정을통해살모넬라임을최종확인하였다. 2) 실험실감시사업급성설사질환실험실감시사업을통해시도보건환경연구원에서분리되는 Salmonella I 4,[5],12:i:- 에대하여확인하였다. 인천지역에서는대구지역집단발생과유사한시기인 2008 년 4월 21일과 4월 28일에 2 세여아와 2세남아가설사증세가보여검체를수거하여균분리및확인동정을한결과 Salmonella I 4,[5],12:i:- 로확인되어급성설사질환실험실감시망을통해질병관리본부장내세균과에보고하였다. 이후서울 1건 (10 월 ), 인천 2건 (4 월, 8월 ), 광주 1건 (8 월 ), 강원 2건 (6 월, 7월 ) 등지속적인분리보고가있었다. 3) 미동정균주에대한확인검사실험실감시사업과공중보건망을통해보고된살모넬라중에과거미확인동정균주들을대상으로재검사를실시한결과, 2001 년보고된균주중에한균주가 Salmonella I 4,[5],12:i:- 로확인되었다. 2. 특성분석 Phase 2의발현에관여하는 flja-fljb-hin 유전자 cassette 중에대구와인천에서분리된균주모두 fljb 유전자만결손되었고, 경북지역에서 Table 1. Characteristics of Salmonella I 4,[5],12:i:- Isolated from Human Diarrheal Feces in Korea No. Regions Sero type Phage type flic fijb1 fijb2 flja-fljb hin R type a 1678 Daegu I 4,[5],12:i:- DT Sensitive 1679 Daegu I 4,[5],12:i:- DT Sensitive 1680 Daegu I 4,[5],12:i:- DT Sensitive 1681 Daegu I 4,[5],12:i:- DT Sensitive 1682 Daegu I 4,[5],12:i:- DT Sensitive 1683 Daegu I 4,[5],12:i:- DT Sensitive 1684 Daegu I 4,[5],12:i:- DT Sensitive 2061 Inchon I 4,[5],12:i:- DT ASaNTT b 2104 Inchon I 4,[5],12:i:- DT ANTTi c 2693 Gyeongbuk I 4,[5],12:i:- DT104B T d 2691 Gyeongbuk I 4,[5],12:i:- DT104B T d 2690 Gyeongbuk I 4,[5],12:i:- DT104B T d 2527 Gyeongbuk I 4,[5],12:i:- DT104B T d 738 Gwangju I 4,[5],12:i:- RDNC ACTiS e 5656 Gunsan I 4,[5],12:i:- U ATTiS f ATCC S.Typhimurium A g a R type: resistance type b Antibiotic resistance against ampicillin, ampicillin/sulbactam, nalidixic acid, tetracycline, ticarcillin c Antibiotic resistance against ampicillin, nalidixic acid, tetracycline, ticarcillin d Antibiotic resistance against tetracycline e Antibiotic resistance against ampicillin, chloramphenicol, ticarcillin, streptomycin f Antibiotic resistance against ampicillin, tetracycline, ticarcillin, streptomycin g Antibiotic resistance against ampicillin

4 DOI: /ic Infect Chemother 2011;43(2): 분리된균주는 hin유전자만결손되었다. 광주와전북에서분리된균주는 fljb 와 hin유전자모두결손된것으로확인되었으며 flja 유전자의결손은확인되지않았다. fljb 가결손된대구와인천지역분리주는각지역별로다른 phage 형을보였으며, 약제내성역시 phage 형에따라다르게나타났다. 대구지역분리주는검사대상항생제에모두감수성을보였으나인천분리주의경우 R-ASaNTTi 과 R-ANTTi 형의다제내성패턴을보였다. hin 유전자가결손된경북지역분리주의경우다제내성과연관이높은 phage 형인 DT104B 형을나타냈으나, 약제검사결과는 tetracycline 에만내성을보였다. fljb 와 hin유전자모두결손된광주와전북분리주는 RDNC 와 U302 의다른 phage 형을보였으며, 항생제내성패턴역시 R-ACTiS 와 R-ATTiS 로다른내성경향을보였다 (Table 1). 고찰 살모넬라의혈청형은균체 (O) 항원과편모 (H) 항원의조합에의해결정하게된다. 살모넬라의혈청형을확인하기위해서는많은종류의항혈청과실험자의숙련도가필요하여국내의경우 2000 년이전에는국립보건연구원에서만최종확인진단을하였고, 2000 년이후부터시도보건환경연구원에서도혈청형을확인할수있게되었다. 그러나진단법의이전과항혈청의확보문제로인하여 2000 년대초반까지는공중보건망을통해분리되는국내모든살모넬라는국립보건연구원에서최종확인동정되었다. 이번조사를통해확인된 2001 년도 Salmonella I 4,[5],12:i:- 분리주는국내최초의분리사례로추정된다. 또한 2008 년도대구지역집단발생이후실험실감시망을통해발생보고가이어지고있어국내에서도 Salmonella I 4,[5],12:i:- 가전국적으로분포하고있음을확인할수있었다. Salmonella I 4,[5],12:i:- 는 1997 년스페인에서처음보고 [5] 된이후전세계적으로많은발생이보고되고있다. 최근에발생한집단발생의사례로는 Luxemburg (2006 년 )[12] 에서발생한건과 2007 년도냉동용파이에의해미국전역에 Salmonella I 4,[5],12:i:- 가전파된예 [13] 가대표적으로서, 미국에서발간한 annual report (2006 년 ) 에서도 Salmonella I 4,[5],12:i:- 의분리율이증가하고있음을보고한바있다 [19]. 유럽지역에서는독일을중심으로돼지도축장에서분리되는살모넬라에대한감시사업을수행한결과 2006 년도이후 Salmonella I 4,[5],12:i:- 의분리율이기하급수적으로증가하고있음을확인하였다 [20]. 국내집단발생의대표적인사례로는대구지역간이음식점에서 16 명의환자가발생한사례로서, 집단발생이있었던 2008 년도를기점으로분리율이급격히증가하여 2008 년도와 2009 년도에는국내에서분리된혈청형중 4번째로많은혈청형으로확인되고있다. 최근시도보건환경연구원의진단능력향상, 신종혈청형에대한정보공유그리고전세계적으로분리율의증가에따라국내에서도 Salmonella I 4,[5],12:i:- 의발생보고가증가하고있는것으로보이며, 유럽과미국에이어국내에서도식중독원인살모넬라혈청형으로서 Salmonella I 4,[5],12:i:- 의중요성이증가하고있다. 살모넬라의 Phase2 로의상전이는 flja-fljb-hin 유전자 cassette 에의해조절된다. 국내분리 Salmonella I 4,[5],12:i:- 를대상으로유전자 cassette 을확인해본결과 hin 유전자만결손, fljb 유전자만결손, 그리고 hin과 fljb 유전자모두결손된세가지유형을관찰할수있었다 (Table 1). flja 유전자가결손된경우는확인할수없었으며, 각유전자의결손과항생제내성과의연관성은찾을수없었다. 그러나각균주의 phage type 에의해내성패턴이결정되고있으며, 일부동일한파지형에서도다른항생제내성을보이는경우도있으나파지형이항생제내성에중요한역활을하고있음을확인할수있었다. 살모넬라는넓은숙주영역을가지는병원성세균으로서포유류, 양서류에서조류까지다양한숙주영역을가지고있지만 S. Typhi 나 S. Gallinarum 과같이좁은숙주영역을가지는경우도있다. S. Choleraesuis, S. Dublin, 그리고 S. Abortusequi 등도돼지나소, 말등에국한된숙주영역을갖는다. 이러한혈청형들은 S. Gallinarum 를제외한대부분의혈청형이단상편모이며, 해당숙주에강한병원성을보인다는공통점이있다 [21]. 단상편모인 S. Enteritidis 에이어주요식중독원인혈청형인 S. Typhimurium 은양상편모이면서넓은숙주영역을가진다. Salmonella I 4,[5],12:i:- 의기원이 S. Typhimurium 으로확인되었고, 유럽및캐나다에서는돼지와닭에서주로분리가되는것으로보고가되고있어, Salmonella I 4,[5],12:i:- 의병원성및숙주특이성에대한고찰이필요할것으로사료된다. 국내 Salmonella I 4,[5],12:i:- 의분리는설사증상을보이는환자에국한되어보고되었다. 이에국내분리현황에대한체계적인조사가필요할것으로보이며, 사람에서의관련임상증상, 역학적자료조사및병원성에대한연구도진행되어야할것이다. 감사글 본연구는질병관리연구지원 R&D[ ] 사업내신종단상편모살모넬라 (Salmonella I 4,[5],12:i:-) 의분리및특성연구 ( 과제번호 :2010-N ) 과제로수행되었습니다. References 1. Grimont PAD, Weill F. Antigenic formulae of the Salmonella serovars. 9th ed. WHO Collaborating Centre for Reference and Research on Salmonella. Paris: Institut Pasteur; McQuiston JR, Fields PI, Tauxe RV, Logsdon JM Jr. Do Salmonella carry spare tyres? Trends Microbiol 2008;16: McQuiston JR, Herrera-Leon S, Wertheim BC, Doyle J, Fields PI, Tauxe RV, Logsdon JM Jr. Molecular phylogeny of the salmonellae: relationships among Salmonella species and subspecies determined from four housekeeping genes and evidence of lateral gene transfer events. J Bacteriol 2008;190: Agasan A, Kornblum J, Williams G, Pratt CC, Fleckenstein P, Wong M,

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