임상병리검사과학회지 : 제 29 권제 l 호 Vancomycin 내성및감수성 Enterococcus 훨 ecalis 에대한 여러항균제의시험관내항균력 원광보건전문대학임상병리과원광대학병원임상병리과 * 순천대학교대학원생물학과 연세대학교의과대학임상병리과 검신무 정수

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1 임상병리검사과학회지 : 제 29 권제 l 호 Vancomycin 내성및감수성 Enterococcus 훨 ecalis 에대한 여러항균제의시험관내항균력 원광보건전문대학임상병리과원광대학병원임상병리과 * 순천대학교대학원생물학과 연세대학교의과대학임상병리과 검신무 정수진 정재옥. 신용섭. 섬은숙. 이규식 정윤섭 In Vitro Antimicrobial Activity of Various Antimicrobials Agents Against VancoIDYcin-Susceptible and -Resistant Enterococcus Faecalis Kim, Shin Moo., Chong, Su Jin., Chung, Jae Okκ, Shin, YOI핑 Sup., Shim, Eun S뻐., Lee, GyU Sik., Chong, Y un sop Dept. 01 M4 어 빠 mology, WOj 파 íw. 웰 lz Health CoU 않 e. 깐 )ept. 01 CliniOO P 낳단 l010gy, Wonkw. 와 lz University Hospii 않 1. 반 )ept. 01 Biol, 야!tY, Graduate School, Sunchon University. 빠 Vept. 01 Cl 피 ioo P 밟 l010gy, Yonsei University College 01 M4 어 'icine The increase of infections due to vancomycin-resistant Enterococcus faecalis (VREF) became serious problems in large general hospitals in Korea. To determine the occurance of antimicrobial resistance among the E. faecalis isolated from chicken and human, the activities of ampicillin, ciprof1oxacin, erythromycin, gentamicin, kanamycin, tobramycin, tetracycline, teicoplanin, and vancomycin were tested by NCCLS agar dilution method. The minimum inhibitory concentrations (MIC) of vancomycin and teicoplanin against vancomycin-susceptible Enterococcus faecalis (VSEF) ranged 1-2μg/me and 4-16μg/me, respectively, and the MICro were 2μg/m~ and 8μg/m~, respectively. The MIC ranges of vancomycin and teicoplanin against VREF were μg/ m~ and μg/m~, respectively, and the MIC!Xl were 1024μg/m~ and 64μg/m~, respectively. The susceptibility patterns suggest the is 이 ates of VREF and VSEF are VanA types and VanC types. When the susceptibility test by the agar dilution method against VSEF was done, all of the VSEF were resistant to gentamicin, kanamycin and tobramycin whi1e all were

2 susceptible to ampicillin 뻐d teicoplanin. To ampicillin and kanamycin, only 33% and 92% of the VREF were resistant, respectively, while 허 1 were resistant to ciprofloxacin, erythromycin, gentamicin, tobramycin, tetracycline and teicoplanin. It is concluded that the MIC of many antimicrobial agent for the majority of VREF is very high and such strains are not rare in chickens. Kev Words : Antimicrobial Activitv, Vancomvcin-Resistant Enterococcus, Vancomvcin Susceptible Enterococcus. Enterococcus faecalis 1. 서론 vancomycin 내성장구균 (vancomycin -resistant enterococcus, VRE) 이처음보고된이후 6), 세 장구균 (enterococcus) 은통성혐기성그람양계여러나라에서 VRE 에의한감염이보고되 성구균으로혈청형으로 D 군연쇄구균에분류었으며 6-9), 1993 년 Centers for Disease Control 하였었지만 DNA 상동성에서차이를보여 and Prevention 의 National Nosoco- mial streptococcus 와는별개의 enterococcus 로 1984 Infections Surveillance System 1 0l 은미국에서 년에재분류되었다 1) 현재까지 17 종이알려져원내감염을일으킨장구균중 VRE 균주비율 있으며, 그중 enterococcus fa 따 lis 가엄상에서이 1989 년에는 0.3% 이었으나 1993 년에는 7.9% 분리되는 enterococci 의 80-90% 를차지하며, 로증가하였으며, 중환자실환자에서는 1989 년 이어서 enterococcus faecium ol 5-10% 로가의 0.4% 에서 1993 년의 13.6% 로 20 배로급격히 장흔한감염을일으킨다. 이세균은위장관이 증가하였음을보고하였다. 나생식기에존재하는상재균으로비교적병원 국내에서 1992년박둥 11) 이 vancomycin내성 성이약한세균이지만 ß -lactam 항생제, Enterococcus durans 1 주로첫보고한이래, glycopeptide,. aminoglycoside 둥의많은항균 1995 년김동 12) 이 vancomycin 내성 Enterococ 제에내성으로인하여그중요성은매우크고, αjs αlsseliflavus 4 주를, 1996 년에정등 13) 이 최근에병원감염의주요원인균으로부상되고 VREF 2 주를, 정등 14) 이 VRE 2 주를보고하였 있다 2-4) 이세균은그병독성인자가알려져으나동물을대상으로특히닭내장검체에서 있지않지만창상과요로감염등의경한감염 VREF 에대한분리는보고된바없다. 저자들 증뿐아니라균혈증, 심내막염, 수막염등의 중증감염도일으키며 1) 미국에서는두번째로 흔한원내감염균이며네번째로흔한원내감 염균혈증원인균으로보고되었다 5) 장구균에 의한요로감염증, 복막염, 창상감염증등의국항균제내성정도를검토하였다. 소감염증의치료에는 penicillin 이나 ampicillin 의단독사용만으로충분하나균혈증이나심내 막염등의중증감염시에는 penicillin 이나 ampicillin 과같은 ß -lactam 과 aminoglycoside 제 제의병합요법이 1), penicillin 이나 aminoglycoside 에고도내성인균주에의한감염증에는 vancomycin 이권장되고있다. 그러나 1986 년 은닭내장검체에서 VREF 를분리한균주와 임상검체에서분리한 vancomycin 감수성 E fae lis( vancomycin -susceptible Enterococcus faeca1is, VSEF) 를시험관내한천희석법으로 n. 재료및방법 닭에서 VREF 의분리는 1 앉 }6 년 5 월과 7 월, 1997 년 7 월과 8 월에전북익산시와군산시일 부지역에서시판용인닭에서내장을 15cm 정도를 1 마리당 1 개씩비닐봉지에넣어서수송하여

3 즉시닭내장의내용물 19 정도를 azide dextrose broth 10n 얘에접종하여 3TC 에서하룻밤배 양후 6μg/~ 의 vancomycin 이포함한 bile esculin azide agar (BEAA) 에계대배양하였다. VREF control 균주와동시에배양한다음 VREF 로의심되는검은색반응집락을혈액한 천배지에순수배양후그람양성구균으로써 catalase 음성인세균이 potassium tellurite agar 0.04% 배지에서검은색집락, Streptococcus faecalis (SF) broth 배지에서양성, mannitol 에서산생성반응을 VREF 로예비동 정하고, VREF 확인은 vancomycm 디스크확산 법과 vancomycin agar screening 시험 (BHI agar + vancomycin 6,μg/m~) 으로하였다. VREF 로분리된균주는 15% 탈지우유에넣어서 -20 이하에보관하였다. 임상검체에서분리된 E. faecalis 는서울종합병원에서입원및외래 환자에서채취한각종검체에서통상의방법으 로분리한세균이다. 시험관내한천희석법에의한 MIC 측정은 ampicillin (Sigma chemical), ciprofloxacin (Miles Pharmaceuticals West Haven), erythromycin (Sigma chemical), gentamicin (Sigma chemical), kanamycin (Sigma chemicad, teicoplanin (Gruppo Lepetit S.P.A Milan, Italy), tetracycline (Sigma chemical), tobramycin (Sigma chemical), vancomycin (Sigma chemicad 의표준분말을사용하였다. 항균제감수성시험은 NCCLS 15 ) 의한천희석법 에의하였다. 항균제를규정된용제로녹이되 한천선별법에서 VREF 로판정된균주는 vancomycin 과 teicoplanin 을 16-2, 048μg/r 뼈의농 도로, 다른항균제는 μg/m~ 의농도로 녹이고멸균한 brain heart infusion(bhi) agar (Difco) 에첨가하여원하는항균제농도의배 지를만들었다. 시험세균을혈액한천배지에계 대하고 tryptic soy broth(difco) 에부유하여탁도를 McFarland의제 0.5관탁도에맞추고 이어서식염수로 1/10 되게희석하였다. 시험세 균의접종을위해서는제작한 inoc 띠 ator 를이 용하였다. 접종된평판은 35 0 C 에 24 시간배양 한후결과를판독하였다. 세균의증식을완전 히억제시킨최소의항균제농도를최소억제농도 (minimum inhibitory concentration, MIC) 로하되 1 개의집락이생긴것은무시하였다. 항균제감수성의정도관리를위해서 E faecalis A TCC (VREF) 와 E. faecalis A TCC (VSEF) 를동시에시험하였다. MIC 의해석을위해서는 NCCLS (1993) 에의 해규정된 breakpoint 를적용하였다. 한천선별 법 (agar screening method) 은 6μg/ 뼈의 vancomycin 이포함된 BHI agar 배지를사용하였 다. McFarland 제 0.5 관탁도에맞춘균액을면 봉으로배지에접종하고, 35 0 C 에 24 시간배양 한후 1 개이상집락이형성하면 VREF 로판정 하였다. ill. 결과 E. faeca/is 에대한 V 뻐 comycin 의 MIC 는사람 에서분리한경우 4-16μg/~ 이었고, 닭에서분리 한경우는 512-1,024μg/~ 이었다 (Table 1, Fig.D. Table 1. MIC s of vancomycin for the E. faecalis strains isolated from human and chicken Origin of strains No. of isolates with the following NIC(μ g/ r뼈 ) : (No. tested) Human(31) Chicken(12)

4 $ }m 깅 VSEF 냄 -VREF -m} -해-그EIQ Minimum Inhibitory Concentration(ug/ml) Fig.l. Distribution of MICs of vancomycin against VSEF and VREF. Vancomycin 의 MIC 가 4-16 μg/ml 인균주를 감수성 VSEF 로할때, 이들균주에대해낮은 MIC 범위를보인항균제는 ampicillin, teicoplanin 으로각각 0.5-8μg/ mi 및 1-2μg/mi 이었 다. 90% 의균주를억제시킨 MIC (MIC!Xl) 는 ciprofloxacin 과 teicoplanin 이가장낮아서각 각 2μg/mi 이었고, 다음으로낮은것은 amplcillin 과 vancomycin 으로각각 4μg/mi 과 8μ g/ mi 이었다 (Table 2). VREF 에대해낮은 MIC 를 보인항균제는 ampicillin 으로 1-16μg/mi, 다음 으로는 ciprofloxacin 으로 4μg/mi 이었다. MIC!Xl 은 ciprofloxacin 이가장낮았으나 4μ g/ mi 이었 고, ampicillin 은 16μg/ mi 이었다 (Table 2). Breakpoint 를적용하여각항균제에내성인 균주의비율을비교하면, VSEF 중에는 ampicillin 과 teicoplanin 에내성균주가없었다. VREF 는 ampicillin 에 67% 가감수성, kanamycin 에 8% 가중간이었고, ciprofloxacin, erythromycin, gentamicin, tobramycin, tetracycline, teicoplanin 및 vancomycin 에모두내성으로해석 되었다 (Table 3). Tancomycin 내성장구균에대한 glycopeptide 내성의표현형 (phenotype) 은 vancomycm 의 MIC 는 512-1,024μg/mt, teicoplanin 이 μ g/mi 이므로, VanA 로해석되었다. (Table 4)

5 Table 2. Comparision of activities of nine antimicrobial agents against VSEF and VREF Organisms MIC(μg/ 뼈 )a (No. tested) Antimicrobial agents Range 50% 90% VSEF Ampicillin (31) Ciprofloxacin Erythromycin Gentamicin Kanamycin Tobramycin 32- 늘 Tetracycline Teicoplanin Vancomycin VREF Ampicillin (12) Ciprofloxacin Erythromycin 128- 으 Gentamicin Kanamycin Tobramycin Tetracycline Teicoplanin Vancomycin a50% and 90%. MICs at which 50% and 90% of strains are inhibited. respectively

6 Table 3. Interpretation of minimum inhibitory concentrations for VSEF and VREF Organisms (No. tested) Antimicrobial agents Sa % of is 이 ates R b VSEF Ampicillin (31) Ciprofloxacin Erythromycin Gentamicin Kanamycin Tobramycin Tetracycline Teicoplanin Vancomycin VREF Ampicillin (12) Ciprofloxacin Erythromycin Gentamicin Kanamycin Tobra 없 mycin Tetracycline Teicoplanin Vancomycin a S, susceptible; 1, intermediate; R, resistant. b Breakpoint criteria used to define resistant strains were based on thenccls MIC interpretative standards and were as follows : ampicillin, 28,μg/m~; ciprofloxacin, 늘 4μg/ mi; erythromycin, 28μg/ mi; gentamicin, 28μg/mi; kanamycin, 225,μg/mi; teicoplanin, 232μg/mi; tetracycline, 능 16μg/ mi; tobramycin, 28μg/mi; vancomycin, 능 32 /.lg/n얘

7 Table 4. Phenotypic characterization of vancomycin susceptibility among VSEF and VREF Source (No. tested) Human Strain No. VREF Vancomycin MIC (μ g,!mi) Te 리 lcoφp 미 l 뻐 amn (12) Chickens VSEF (10) CA CA CA CA CA CA CA CA CA CA

8 N. 고찰 2μg/~ 이하로감수성이며, 구성형 (constitutive) 으로알려지고있다 26- 건 ) Vancomycin 과 teicoplanin 은 ß -lactam 제국내에서는임상검체에서현재까지소수의 내성의 staphylococcus, 장구균동의그람양성 VRE 가보고되었다. 박등 11) 이보고한 E 균에의한중증감염증의치료에사용하는 durans 는 vancomycin 과 teicoplanin 에모두내 glycopeptide 계열의항균제이다 16) Vancomy- 성이어서 VanA형으로, 김등 12) 이보고한 E. cm 작용기전은세포벽표면에있는 peptido- cassel떠avus는 vancomycm 에내성이며 teicoglycan 의전구체인 peptidiyl-d-ala-d-ala 의 planin 에저농도내성또는중간이어서 VanA D-Ala-D-Ala 말단과결합해서세포벽에서의또는 VanB 형으로, 정등 13) 이보고한요에서 포도당전이 ( transglycosylation) 와웹타이드기분리된 E. faecalis 와농에서분리된 E. fae- 전이 ( transpeptidation) 반응을억제하므로세포 cium 은모두 vancomycin 에내성이나 teico 벽합성을저지한다 17) 1950 년대에 vanco-. planin 에는감수성이어서 VanB 형으로추측되 mycinol 임상에이용되어온이후 30 년간었다. E. casselijlavus 는 C 형을나타내는경우 vancomycin 에대한내성균은그보고가거의가흔하지만, 고농도의 vancomycin 이나 teico- 없어, VRE 가출현하지않을것이라는추측도 planin 에내성인균주도보고된바있다쟁 ) 본 있었으나 l8) vancon1ycin 내성인 E. faecium, E. 연구에서닭에서검출된 VRE 는 vancomycm faecalis, E. avium 및 E. gallina- rium 이보의 μg/mi 로고농도내성이고, teico- 고되었다 19). VanCOInycin 내성 E. faecium 이 planin 에역시 μg/ml (Table 1, 2) 로내 1986 년에프랑스에서최초로분리되었고 6), 이성을보여 VanA 형으로, Uttley 등이보고한 어서영국 %), 스페인 2l), 미국껑 ), 독일껑 ) 등구미 vancomycin 의 MIC 가 :2::: 512μg/n얘이고, teico- 를중심으로세계여러나라에서 VRE에의한 planin 이 >64μg/mi 로비슷하였고, 임상검체에 감염예가보고되었으며, 미국에서는이세균에서분리된 VSEF 는 vancomycin 에 MIC 가 4- 의한원내감염예가흔한것으로알려졌다 8μg/~, teicoplanin 이 2μ g/mi 로모두감수성을 Vancomycin 내성장구균에는 VanA, VanB 보여 VanC 형으로추측되었으나, 정확한감별 VanC 의 3 가지표현형이있다 24) 을위해서는중합효소연쇄반응 (polymerase VanA 형은 vancomycin MIC 가 64-1, 아 U μg chain reaction) 등의분자생물학적방법이필 /ml, teicoplanin MIC 가 μg/ml 의고농요할것으로사료되었다. Vancomycin 내성유 도로내성을보이며유도성으로 E. faecalis 와전인자즉 VanA 및 VanB 내성유전인자는 E. faecium 에흔하다 10, 24) VanB 형도 E. 대부분 plasmid 에의하여전달되는것으로알 faecalis 와 E. faecium 에흔한데 VanA 와달리려져있다 6, 정 ) 최근에는 transposon 의역할이 vancomycin 의 MIC 가 4-1, 아 Uμg/~ 로다양한강조되고있는데정 ) 특히 plasmid 에 transposon 내성정도를보이며, teicoplanin 에대해서는이전위 hransposition) 되어 vancomycin 내성 MIC 가 0.5-1μg/mi 로 2μg/mi 보다낮다. 그러나유전인자가 vancomycin 감수성장구균으로전 일부 Van B 형장구균은 teicoplanin 에내성인파될뿐아니라 S. aureus Y. Streptococcus 것도있어감수성만으로 VanA 형과감별할 pneumoniae 등의다른그람양성구균으로전 수는없다고하였다정 ) VanC 형은 E. gallina- 파될가능성도있다. 이기전은이미실험적으 rum, E. casselijlavus 및 E. flavescence 에흔로 E. faecalis 의 glycopeptide 내성이접합 하며 vancomycin 에대한내성정도가 MIC 2- (conjugation) 에의해 S. aureus 로전달됨이증 32μg/n 얘로낮고 teicoplanin 에대해서도 MIC 가명된바있다 30) 반면에 VanC 내성유전인자

9 는염색체 (chromosome) 내에었으며쉽게전 이가되지않으므로 VanA, VanB 형의내성획 득기전과는차이가있다. VRE 는아이러니칼하게도일부균주가오히 려 penicillin 이나 ampicillin, aminoglycoside 에 에서이들세균이동물로부터사람으로전파 가능성을검토해야할것으로사료된다. V. 결론 감수성을보이기도하여이들약제를치료제로우리나라임상검체와닭검체에서분리된 E 대신쓸수있는것으로알려지고있다 3 1) 본 faecalis 의 amplc 피 in, ciprofloxacin, erythro- 연구에서도닭에서분리된 VREF 균주의 92% mycin, gentamicin, kanamycin, tobramycin, 이상이 ciprofloxacin, erythromycin, gentami - tetracycline, teicoplanin 및 vancomycin 에대 cin, teicoplanin, tetracycline 에내성이었으나, 한내성양상을알아보기위하여 1996 년부터 ampicillin 의 MIC 가 1-16 뼈 ml 로 67% 의감수 1997 년사이서울종합병원과전북지역의닮에 성을 (Table 3) 보였다. 그러나 VREF 로인한서분리한총 43 주를대상으로한천희석법을 심내막염같은중증감염시효과적인치료가매이용시험관내감수성을시험하였다. VSEF 에 우심각하겠음을시사하였다. 그러나 VSEF 는가장낮은 MIC 를보인항균제는 ampic 퍼 m 과 ampicillin 의 MIC 가 0.5-8μg/, 뼈, teicoplanin 이 teicoplanin 이었으며, MIC.x> 은각각 4μg/~, 2 1-2μg/n 얘로내성인균주는없었고, ciproflo- μg/ 뼈이었고시험된모든균주는 ampicillin 과 xacin MIC 역시 μg/~ 로 6% 만이내성 teicoplanin 에감수성이었다. VREF 에가장낮 을보여 VREF 와는감수성이매우큰차이가은 MIC 를보인항균제는 ampicillin 으로 MICoo 있음을확인시켜주었다 (Table 2). 이 16μg/ rnt 이었고, 다음이 ciprofloxacin 으로 미국에서는 500 병상이상의병원 10,32) 에서는 MIC.x> 이 4μg/mt 이었으며, erythromycin 2128 장구균중 VRE 가 3.6%, 병상병원에 μg/ rnt, gentamicin 과 kanamycin, tobramycin 서는 1.8% 가, 200 병상이하에서는 VRE 분리예이각각 64μg/mt, tetracycline 128μg/n 얘, van- 가없는것으로보고되어병원에노출된환자 comycin 은 1024 μg/ml 이었고, 닭에서분리된 외에는 VRE 보균이드문것으로보고되고있 VREF 는 VanA 표현형으로추측되었다. 으나유럽에서는폐수나건강인의변에도 MIC 에근거한내성율은 VSEF 중에는 am- VRE 가분리되는것으로알려져있다. 이와같이 picillin, teicoplanin 및 vancomycin 에내성균주 VRE 가분리된는것은사람과동물에게항생가없었고, ciprofloxacin 에 6%, erythromycin 제투여로장내상재균인 Lactobaαillus 와같은에 87%, tetracyline 에 94% 가, gentamicin 과 세균이 vancomycin 에내성이생겨서내성유전 자가 E. faecium 으로전파될가능성과동물에 avoparcm 을첨가한사료를주기때문으로추 측하고있다. 미국에서는동물에 avoparcin, vancomycin 및 teicoplanin 과같은 glycopeptide 계열의항균제를사용하지않는것으로 법적으로규제가되고있다. 그러나우리나라 에서는동물사료에어떤항균제를넣는지, 또 / 는어떤법적인규제가있는지는파악하지못 하였다. 본연구닭에서 glycopeptide 에높은 내성인 VREF 가분리되었음은관계전문기관 kanamycin 및 tobramycin 에는모두가내성을 보였다. VREF 에대한내성율은 ampicillin 이 가장낮아 33% 이었으며, 다음이 kanamycin 으 로 92% 이었고, ciprofloxacin, erythromycin, gentamicin, kanamycin, tobramycin, tetracycline, teicoplanin 및 vancomycin 에모두 100% 내성이었으며, 임상검체에서분리된 VSEF 는 VanC 형으로추측되었다. 우리나라에서분리된 장구균에대해서 vancomycin 내성시험을정 확히하여야하겠고, VREF 에대한다른항균 제의내성율은대단히높고닭검체에서의이

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