MGIT 960 을이용한결핵균의검출 385 새로이결핵에감염되는등인류역사상가장광범위하고뿌리깊은감염질환이다 [1]. 국내의경우 65년에 5.1% 에달하던활동성폐결핵유병률은 95년에 1% 정도로감소하였으나, 아직도인구 10만명당결핵으로인한사망자수가 9.6명으로우리보다경제적수

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홍 여
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1 대한임상병리학회지 : 제 20 권제 4 호 2000 Korean J Clin Pathol 2000; 20: 임상미생물학 BACTEC MGIT 960 System을이용한결핵균의검출 - BACTEC 460 TB system 및 Ogawa 배지와의비교 이지연 김종필 신종희 서순팔 양동욱 전남대학교의과대학임상병리학교실 Detection of Mycobacterium tuberculosis using BACTEC Mycobacteria Growth Indicator Tube (MGIT) 960 system - Comparison with BACTEC 460 TB system and Ogawa Media Ji Yon Yi, M.D., Jong Phil Kim, M.D., Jong Hee Shin, M.D., Soon Pal Suh, M.D., and Dong Wook Ryang, M.D. Department of Clinical Pathology, Chonnam University Medical School, Kwangju, Korea Background : BACTEC MGIT 960 system (Becton Dickinson, USA; MGIT 960) is a fully automated, noninvasive culture system for mycobacteria, which has been regarded as a sensitive and least labor-intensive method. This study was purposed to evaluate the performance of MGIT 960 compared to BACTEC 460 TB radiometric system (Becton Dickinson, USA; BACTEC 460) and Ogawa media. Methods : A total of 1,067 clinical specimens submitted from April to June in 1999 was cultured for acid fast bacilli (AFB). All specimens were digested, decontaminated by the 6% sodium hydroxide (final concentration of 1.5%) and 0.5% N-acetyl-L-cysteine method. All specimens were inoculated into three kinds of media : a MGIT, a BACTEC 12B, and an Ogawa medium. The AFB recovered from cultures were identified to M. tuberculosis complex and MOTT by NAP test. Results : Of 106 isolates of M. tuberculosis recovered from all culture systems, 101 (95.3 %) were detected in the MGIT 960, 95 (89.6%) in the BACTEC 460 and 76 (71.7%) on Ogawa media. MGIT 960 plus Ogawa media detected 104 (98.1%) isolates and BACTEC 460 plus Ogawa media recovered 96 (90.6%) isolates. The mean time required for detection of M. tuberculosis was 12.7± 5.8 days with MGIT 960, 16.2±7.7 days with BACTEC 460, and 22.8±9.5 days with Ogawa media. The contamination rate were 5.1% for MGIT 960, 2.7% for BACTEC 460, and 6.7% for Ogawa media. Conclusions : MGIT 960 is a sensitive and rapid method to isolate M. tuberculosis. (Korean J Clin Pathol 2000; 20: ) Key words : Mycobacterium tuberculosis, BACTEC MGIT 960 system (MGIT 960), BACTEC 460 TB radiometric system (BACTEC 460), Ogawa media 접수 : 2000 년 3 월 6 일접수번호 : KJCP1386 수정본접수 : 2000 년 6 월 29 일교신저자 : 신종희우 광주광역시동구학 1 동 8 전남대학교병원임상병리과전화 : , Fax: 서론결핵은여전히이환율과사망률이높은감염질환중의하나로 1993년세계보건기구 (WHO) 의통계에의하면전세계인구의삼분지일인 17억명이결핵에이환되어있고, 해마다 7-8백만명이 384

2 MGIT 960 을이용한결핵균의검출 385 새로이결핵에감염되는등인류역사상가장광범위하고뿌리깊은감염질환이다 [1]. 국내의경우 65년에 5.1% 에달하던활동성폐결핵유병률은 95년에 1% 정도로감소하였으나, 아직도인구 10만명당결핵으로인한사망자수가 9.6명으로우리보다경제적수준이낮은중국, 태국보다도높은실정이다 [2, 3]. 결핵균검출에있어서배양법은가장믿을만한진단방법이며동시에균동정및항결핵제감수성검사에이용될수있다. Polymerase chain reaction (PCR) 등의분자생물학적방법은전통적인배양법을대치하지못하고, 다만결핵진단의보조적인수단으로이용된다 [4-7]. 한편신속하고정확한결핵의진단을위한이상적인배양법의조건은결핵균및기타항산균의검출을위한배지나배양시스템이예민해야하며, 가장짧은시간내에검출해야한다. 이러한면에서고체배지는저렴한비용과오염및혼합감염의신속한발견등으로여전히배양법중중요한방법의하나이지만, 현재일차적으로요구되는 turnaround times (TATs) 를단축시키는데는기여하지못하고있다. 이에반해근래 20년동안전세계적으로널리이용되고있는 BACTEC 460 TB radiometric system (Becton Dickinson, USA; 이하 BACTEC 460) 같은액체배지는결핵균배양법중 gold standard로서이러한요구를충분히충족시켜주고있다 [8]. 이방법은결핵균배양을위해 14 C-labeled palmitic acid가첨가되어있는액체배지에서결핵균이배양될때대사과정에서유리되는 14 C를측정함으로써결핵균의성장여부를알수있다. 그러나균의성장을검출하는데있어방사성동위원소를사용해야하며배양용기간의교차오염가능성, 그리고비교적많은인력이소모되는등의단점이있다 [9-12]. 최근에이런몇가지제한점들이보정된기기중의하나인 BACTEC MGIT 960 system (Becton Dickinson, USA; 이하 MGIT 960) 이개발되었다. MGIT 960의 MGIT (mycobacteria growth indicator tube) 에는 7-mL의 modified Middlebrook 7H9 broth가들어있고, 검사용기의바닥에는 oxygen quenching-based fluorescent sensor가있다. 액체배지속에다량의산소가용존되어형광을억제하고있다가항산균또는기타균이자라면서산소를소모하게되면 365-nm UV light하에서오렌지색의형광을내어형광감지기에의해이를감지함으로써결핵균을비롯한항산균을검출할수있다. 또한 MGIT 960은배양기간중균의성장을형광감지기를통해계속적으로감시함으로써더욱민감하고신속하게결핵균을검출할수있다. 뿐만아니라 MGIT 960은배양과검출을동시에하기때문에사용하기쉽고많은수의검체를동시에배양하여비교적적은노동력으로쉽게결핵균을검출할수있는장점이있다. 본연구에서는각종임상검체를대상으로 MGIT 960을이용하여결핵균배양을실시하여검출률, 검출소요시간및오염률등에대하여조사하고, 이를 BACTEC 460과 Ogawa 배지를이용한배양성적과각각비교하여보았다. 재료및방법 1. 재료 MGIT 960, BACTEC 460 및 Ogawa 배지에서의배양성적을비교하기위한본실험에는 1999년 4월부터 6월사이에전남대학교병원임상병리과에결핵균배양검사로의뢰된총 1,067 검체 ( 호흡기 823예, 체액 163예, 소변 39예, 농 25예, 조직 9예, 혈액 5예, 골수 1예, 대변 1예, 그리고기타검체 1예 ) 를대상으로하였다. 한편 MGIT 960에서검체전처리조건을확립하기위한예비실험에는 1999년 2월부터 3월까지전남대학교병원임상병리과에결핵균배양검사로의뢰된총 612 검체 ( 호흡기 463 예, 체액 100예, 소변 24예, 농 14예, 조직 4예, 혈액 2예, 골수 1 예, 대변 1예그리고기타검체 3예 ) 를대상으로하였다. 검체는의뢰시바로처리하였으며, 24시간이상지연된경우는 4 에서냉장보관하여 24시간내에처리하였다. 2. 검체전처리및접종의뢰된검체중객담을비롯한점액질이섞인검체는동량의 6% NaOH ( 최종농도 1.5%), 0.5% sodium hydroxide-nacetyl-l-cysteine (NALC) 및 2.9% sodium citrate를첨가하여분해및탈오염시켰다. 비점액성검체는 NALC는빼고 6% NaOH-sodium citrate 혼합액으로만처리하였다. 이검체를 50 ml Falcon polypropylene 원추형시험관에넣어 4 에서 2,500 g에 25분동안원심분리한후상층액은조심스럽게버리고남은침전물에 1-3 ml의 phosphate buffered saline (PBS) 을첨가하여혼합시킨용액을만들었다. 전처리가끝난검체는 MGIT, BACTEC 12B vial (Becton Dickinson, USA) 및 Ogawa 배지에동시에접종하고, Ziehl-Neelsen법으로항산성염색을실시하였다. MGIT의경우전처리된검체 0.5 ml를항균제혼합액 0.8 ml와함께접종하였다. 이때사용된항균제혼합액은 BBL MGIT PANTA 혼합액 (polmyxin B, amphotericin B, nalidixic acid, trimethoprim, and azlocillin) 1병에결핵균성장을위한 BBL MGIT OADC enrichment (bovine albumin, albumin, catalase, dextrose, oleic acid) 10.5 ml를첨가혼합하여제조한것이다. BACTEC 12B vial은 BACTEC 460에넣어 5% CO 2 를채웠고, BACTEC PANTA 혼합액 1병에 OADC enrichment 3.5 ml를혼합하여이중 0.1 ml를전처리된검체 0.5 ml와함께 12B 배지에접종하였다. MGIT 960에서검체전처리조건을확립하기위한예비실험의경우위와동일한방법으로시행하되 NaOH의농도를 4%, 6% 및 8% 로증가시켜사용하여이들간의검출률및오염률을비교하였다. 또 6% NaOH로처리된검체의경우 PANTA 혼합액 1병에 OADC 배지를제품사용설명서대로 15 ml를첨가하는경우와 10.5 ml를첨가하는경우의결과를각각비교하였다.

3 386 이지연 김종필 신종희외 2 인 3. 배양및검출 결 과 접종된 MGIT tube는 MGIT 960에 37 에서 6주간배양하였고, 매 60분마다형광증가유무를자동적으로점검함으로써배양병의양성전환을관찰하였다. 양성을보인배양병은꺼내어 1.5 ml tube에 1 ml 정도담아 27,000 g에 2분간원심분리하였고, 상층액은버리고남은침전물만혼합진탕을시행하였다. 이중한방울을유리슬라이드에떨어뜨리고완전히건조시킨다음항산성염색을통해균의유무를확인하였다. 이때결핵균을검출하는데소요되는시간은 MGIT 960에서배양병이양성으로확인된날을기준으로하였다. BACTEC 12B vial은 37 에서 6주간배양하였고, 배양 4일이내에 BACTEC 460에넣어판독하였다. 이때성장지수가 10 이하인경우첫 2주간은 3-4일간격으로, 그리고그후 6주째까지는매주한번씩판독하였고, 6주까지배양하여자라지않으면배양음성으로간주하였다. 성장지수가 10 이상인경우는매일관찰하여 100 이상이되면항산성염색을시행하여균의유무를확인하였다. 이때결핵균을검출하는데소요되는시간은성장지수가 100 이상이되는첫날로하였다. Ogawa 배지는배지의마개를느슨하게열어서 10% CO 2 환경의 37 항온기에사면으로눕혀서 24시간동안배양한후다시마개를닫고 6주까지배양하였다. 배지는 2일에한번씩육안관찰하여집락이 1개이상보이면항산성염색을통해균의유무를확인하였는데, 이때결핵균을검출하는데소요되는시간은배지표면에집락이관찰되는첫날로하였다. Ogawa 배지에서세균집락이결핵균의성장을분별할수없을정도로많이증식되었을때를오염으로간주하였다. 1. 검체전처리조건을위한예비실험성적 MGIT 960에서검체전처리조건을확립하기위해총 612예를검사하였는데, 전처리에사용된 NaOH 농도를 4%, 6% 및 8% 로증가시킴에따라 MGIT 960에서결핵균의검출률은각각 8.1%, 10.8% 및 4.0% 이었다. 즉 6% NaOH 농도를사용했을때의검출률은 4% NaOH 농도를사용한경우와서로통계적으로유의한차이가없는반면 (P 0.05), 8% NaOH 농도를사용한경우보다는의의있게높았다 (P 0.05). 오염률은 6% NaOH 농도를사용한경우 8.0% 로서 4% NaOH 농도를사용했을때의 16.2% 보다유의하게낮았고 (P 0.05), 8% NaOH 농도를사용했을때의 9.3% 와는유사하였다. 따라서 6% NaOH를사용한경우가오염률이낮으면서도검출률은높다는점을알수있었다. 6% NaOH로전처리를하고, 오염률을더낮추기위해 MGIT PANTA 혼합액 1병에 MGIT OADC enrichment 15 ml 대신 10.5 ml를첨가혼합하여 PANTA 혼합액의농도를제품사용설명서보다약 1.43배높혀사용하였다. 그결과결핵균의검출률은오히려 10.8% 에서 11.4% 로증가하였고 (P 0.05), 오염률은 8.0% 에서 5.9% 로감소하였다 (P 0.05). 이결과들은서로통계적인유의성은없었으나, 결핵균배양에있어오염률을 5% 이내로맞추는것이가장이상적이므로 [13] 저자들은본실험에서 PANTA 혼합액농도를 1.43배높혀사용하였다. 따라서예비실험의결핵균의검출률과오염률을고려하여본실험에서는 NaOH 농도를 6% 로, 그리고 PANTA 혼합액의농도를제품사용설명서보다약 1.43배높혀사용하였다. 4. 결핵균의동정 2. 검출률및오염률의비교 M. tuberculosis/bovis와 M. tuberculosis 이외의 mycobacteria (mycobacteria other than M. tuberculosis, MOTT) 를감별하기위해 NAP test를실시하였다. 배양양성인검체중 0.1 ml를취해 BACTEC 12B vial에접종하여이를성장대조 vial 로하고, 다시 1.0 ml를취해 5 g -nitro- -acetylamino- -hydroxypropiophenone (NAP) disk가들어있는 vial에접종하였다. 이두 vial을 BACTEC 460에넣어 3일동안매일성장지수를측정하여 NAP에감수성 ( 성장지수 10) 이면 M. tuberculosis complex, 내성이면 MOTT로각각동정하였다. 5. 통계각배양법간의결핵균검출률의차이는 Chi-square를이용하여, 그리고평균검출소요시간은 Student t test를이용하여통계처리한후 P 0.05인경우유의한차이가있는것으로간주하였다. 세가지배양법을비교하기위해본실험에이용된검체는 1,067 예이었으며세배양법중어느하나에서라도항산균이검출된예는모두 128예 (12%) 이었고, 이중결핵균은 106예 (10.0%), 그리고 MOTT는 22예 (2.1%) 이었다. 검체별은각각호흡기검체 13.6% (112/823), 농 8.0% (2/25), 체액 7.4% (12/163), 소변 2.6% (1/39) 및조직 1.1% (1/9) 이었으며, 전체양성률은 12.0% (128/1,067) 이었다 (Table 1). 배양과함께시행한항산성염색에서양성예는모두 64예 (6.0%) 이었으며, 배양양성인 128 예만을대상으로할때항산성양성예는 56예, 음성예는 72예이었다. 한편항산성염색에양성을보인 64예중 56예는배양양성이었으나, 8예 (trace 6예, 1+2예 ) 의경우세가지배양법모두에서균이분리되지않았다. 전체검체중각배지에서의항산균의검출률은 MGIT 960은 10.2% 로 BACTEC 460과유사하였고, Ogawa 배지는 7.9% 이었다. 결핵균의검출률은 MGIT 960은 9.5% 로 BACTEC 460 의 9.0% 와유사하였고 (P 0.05), Ogawa 배지의 7.1% 보다높았

4 MGIT 960 을이용한결핵균의검출 387 다 (P 0.05)(Table 2). 오염률은 Ogawa 배지에서 6.7% (72/1,067) 로가장높았고, MGIT 960은 5.1% (54/1,067) 로 BACTEC 460의 2.7% (29/1,067) 보다높았다 (P 0.05). 그리고세배양법중어느하나에서라도오염을보인경우는모두 10.2% (109/1,067) 이었다 (Table 2). 3. 양성검체에서의검출률세가지배양법중어느하나에서라도항산균이검출된 128예는 MGIT 960과 BACTEC 460에의해각각 109예 (85.1%) 가검출되었고, Ogawa 배지에의해 84예 (65.6%) 가검출되었다. 결핵균으로확인된 106예중 MGIT 960에서 101예 (95.3%) 로 BACTEC 460의 95예 (89.6%) 와유사하였고 (P 0.05), Ogawa 배지에서는 76예 (71.7%) 로더낮게검출되었다 (P 0.05). MO- TT는 22예에서검출되었는데, BACTEC 460의경우 14예 (63.6%) 로 MGIT 960 (8예, 36.4%) 과 Ogawa 배지 (8예, 36.4%) 보다검출률이더높았다 (Table 3). 배양양성인 128예중한가지배양에서만항산균이검출된경우는 MGIT 960이 13예 (10.2%), BACTEC 460이 9예 (7.0%), 그리고 Ogawa 배지가 6예 (4.7%) 였다. 또액체배지를 Ogawa 배지와같이사용했을때 MGIT 960의경우 119예 (93.0%), BACTEC 460의경우 115예 (90.0%) 에서항산균이검출되었다. 결핵균으로확인된 106예의경우한가지배양에서만양성을보였 던경우는 MGIT 960은 10예 (9.4%) 이었지만, BACTEC 460과 Ogawa 배지는각각 2예 (1.9%), 1예 (0.9%) 이었다. 그리고 Ogawa 배지를각각의액체배지와동시에사용했을때 MGIT 960과 Ogawa 배지의경우 104예 (98.1%) 에서결핵균이검출되었으나, BAC-TEC 460과 Ogawa 배지의경우는 96예 (90.6%) 에서검출되었다. 22예의 MOTT의경우한가지배양에서만검출된경우는 BACTEC 460이 7예 (31.8%) 였고, MGIT 960과 Ogawa 배지는각각 3예 (13.6%), 5예 (22.7%) 이었다. 그리고 Ogawa 배지를각각의액체배지와동시에사용했을때 BACTEC 460과 Ogawa 배지의경우는 19예 (86.4%) 에서 MOTT가검출되었고, MGIT 960과 Ogawa 배지의경우는 15 예 (68.2%) 에서검출되었다 (Table 3). 4. 검출소요시간결핵균을검출하는데소요된평균시간은 MGIT 960은 12.8± 5.5일 (0.9일-32.6일) 로 BACTEC 460의 16.2±7.5일 (5일-40일) 보다짧았으며, Ogawa 배지는 22.8±8.1일 (5일-42일) 이었다. MGIT 960과 BACTEC 460에서동시에결핵균이검출되었던 90예의경우역시 MGIT 960의결핵균검출시간이 12.7±5.0일 (0.8일-32.6일) 로 BACTEC 460의 15.8±7.3일 (5일-40일) 보다빨랐다 (P 0.05)(Table 4). 항산성염색음성인 72예만대상으로할때 MGIT 960의결핵균검출시간은 12.3±5.7일 (0.8일-29 Table 1. Sources of specimen and recovery rate of mycobacteria Table 3. Distribution of isolates recovered in each culture system and in combination of solid and liquid system Type of specimens No. of specimens No. of positive specimens (%) Culture system Total No. (%) of positive cultures for: M. tuberculosis MOTT All mycobacteria Respiratory specimens (13.6) Body fluids (7.4) Urine 39 1 (2.6) Pus 25 2 (8.0) Tissue 9 1 (11.1) Blood 5 0 (0) Bone marrow 1 0 (0) Stool 1 0 (0) Vascular catheter 1 0 (0) Total 1, (12.0) Total, all media* 106 (100) 22 (100) 128 (100) MGIT (95.3) 8 (36.4) 109 (85.1) BACTEC (89.6) 14 (63.6) 109 (85.1) Ogawa media 76 (71.7) 8 (36.4) 84 (65.6) MGIT 960+Ogawa 104 (98.1) 15 (68.2) 119 (93.0) BACTEC 460+Ogawa 96 (90.6) 19 (86.4) 115 (90.0) MGIT 960 only 10 (9.4) 3 (13.6) 13 (10.2) BACTEC 460 only 2 (1.9) 7 (31.8) 9 (7.0) Ogawa only 1 (0.9) 5 (22.7) 6 (4.7) *All or either of the culture systems. Table 2. AFB culture results of 1,067 clinical specimens according to the different methods of culture No. (%) of positive cultures for: Culture system Contamination (%) M. tuberculosis MOTT All mycobacteria All media* 106 (10.0) 22 (2.1) 128 (12.0) 109 (10.2) MGIT (9.5) 8 (0.8) 109 (10.2) 54 (5.1) BACTEC (9.0) 14 (1.3) 109 (10.2) 29 (2.7) Ogawa media 76 (7.1) 8 (0.8) 84 (7.9) 72 (6.7) *All or either of the culture systems.

5 388 이지연 김종필 신종희외 2 인 일 ) 로 BACTEC 460의 18.4±7.0일 (9일-37일) 과 Ogawa 배지의 24.7±8.2일 (10일-40일) 보다짧았다 (P 0.05). 항산성염색음성인 72예중 MGIT 960과 BACTEC 460에서동시에결핵균이검출되었던 40예의경우역시 MGIT 960의결핵균검출시간이 11.8±4.8일 (0.8일-23.9일) 로 BACTEC 460의 17.7±6.0일 (9일- 35일 ) 보다빨랐다 (P 0.05). 따라서결핵균을검출하는데소요된평균시간은 MGIT 960에서 BACTEC 460이나 Ogawa 배지보다짧았으며, 항산성염색음성인예에서도더빠르게검출되었다. MOTT의경우 MGIT 960은 8.9±8.4일 (3.5일-31.3일), BACTEC 460은 14.5±8.6일 (4일-38일), 그리고 Ogawa 배지는 24.4±11.5일 (5일-42일) 이었다 (Table 4). 항산성염색음성인 72 예만대상으로할때 MGIT 960은 9.9±9.2일 (3.5일-31.3일), BACTEC 460은 13±11.9일 (4일-38일), 그리고 Ogawa 배지는 21.6±13.3일 (5일-42일) 이었다. 5. 호흡기검체에서의검출률과오염률 797예의호흡기검체를대상으로했을때세가지배양법중하나에서라도항산균이검출된예는모두 115예 (14.4%) 였는데, 이 Table 4. Time to detection (TTD) of M. tuberculosis, MOTT, and all mycobacteria in MGIT 960 and BACTEC 460 Organism TTD, days (total No. of isolates) detected with: MGIT 960 BACTEC 460 M. tuberculosis Nonpaired* 12.8±5.5 (99) 16.2±7.5 (94) Paired 12.7±5.0 (90) 15.8±7.3 (90) MOTT Nonpaired 8.9±8.4 (3) 14.5±8.6 (6) Paired 8.9±3.7 (2) 15.0±2.8 (2) All mycobacteria Nonpaired 12.6±5.7 (109) 16.1±7.6 (109) Paired 12.4±5.0 (96) 15.6±7.1 (96) *Total isolates recovered with either MGIT 960 or BACTEC 460; Total isolates recovered with both systems. 중 MGIT 960은 99예 (12.4%), BACTEC 460은 97예 (12.2%), 그리고 Ogawa 배지는 78예 (9.8%) 에서항산균이검출되었다. 결핵균은모두 98예 (12.3%) 에서검출되었는데, 이중 MGIT 960 에서 91예 (11.4%) 로 BACTEC 460의 86예 (10.8%) 와비슷하였고, 그리고 Ogawa 배지는 72예 (9.0%) 로낮게검출되었다 (P 0.05). 한가지배양법에서만양성을보인경우는 MGIT 960에서 8예 (1.0%), BACTEC 460에서 2예 (0.3%), 그리고 Ogawa 배지에서 1예 (0.1%) 가검출되었다. MOTT는모두 17예 (2.1%) 가검출되었는데, BACTEC 460에서 11예 (1.4%) 로 MGIT 960 (8예, 1.0%) 과 Ogawa 배지 (6예, 0.8%) 에서보다검출률이더높았다. 그리고한가지배양법에서만검출된경우는 BACTEC 460은 5예 (0.6%) 이지만 MGIT 960과 Ogawa 배지는각각 3예 (0.4%), 2예 (0.3%) 였다 (Table 5). 오염률은 Ogawa 배지에서 8.0% 로가장높았고, MGIT 960 은 5.9%, 그리고 BACTEC 460은 3.5% 로가장낮았다. 한배지에서만오염을보인경우는역시 Ogawa 배지에서 4.5% 로가장높았고, MGIT 960은 2.9% 였으며, 그리고 BACTEC 460에서 0.8% 로역시가장낮았다 (Table 5). 고찰국내에서의결핵균검출은거의대부분의검사실에서전통적인방법인 Ziehl-Neelsen 염색법과고체배지인 Ogawa 배지를이용한배양법을쓰고있다. 1990년대를전후하여액체배지를이용한 BACTEC 460을사용하는병원들이조금씩증가하다가방사성물질폐기문제와교차오염증가등으로중단된실정이다. 국내통계에따르면항산성염색검사는 24시간내에보고되지만균분리와동정은평균 6주가걸리며, 결핵연구원에의뢰되는항균제감수성검사까지포함시키는경우에는모두합쳐서 12주가걸리는것으로집계되었다 [14]. 따라서결핵균배양은기존의고체배양법만을사용하는것은바람직하지않다. 결핵균검사와보고에있어 TATs를단축시킬뿐만아니라정확한배양검사법의도입이필요하다. 그렇게함으로써임상의들이결핵환자를보다 Table 5. Contamination rates and lsolation of mycobacterium from specimens using each culture system Total No. (%) of positive cultures for: Culture system Contamination (%) M. tuberculosis MOTT All mycobacteria All media* 98 (12.3) 17 (2.1) 115 (14.4) 96 (12.1) MGIT (11.4) 8 (1.0) 99 (12.4) 47 (5.9) BACTEC (10.8) 11 (1.4) 97 (12.2) 28 (3.5) Ogawa media 72 (9.0) 6 (0.8) 78 (9.8) 64 (8.0) MGIT 960 only 8 (1.0) 3 (0.4) 11 (1.4) 23 (2.9) BACTEC 460 only 2 (0.3) 5 (0.6) 7 (0.9) 6 (0.8) Ogawa only 1 (0.1) 2 (0.3) 3 (0.4) 36 (4.5) *All or either of the culture systems.

6 MGIT 960 을이용한결핵균의검출 389 신속하고정확하게치료하도록도와야한다고생각된다. 최근에개발된 MGIT 960은배양기간중균의성장을형광감지기를통해계속감시하는자동화기기로서더욱민감하고신속하게결핵균을검출할수있다. 이에본연구는 MGIT 960의결핵균검출능력, 오염률및검출시간등을평가해보았다. 본연구에서항산균은 MGIT 960과 BACTEC 460에서양성검체중 85.1% 가검출되었지만, Ogawa 배지에서는양성검체의 65.6% 만검출되어확실히두액체배지의검출성적은 Ogawa 배지에비해우수하였다 (P 0.05). Hanna 등 [15] 의보고에따르면항산균의검출률이 MGIT 960은 80%, BACTEC 460은 75% 로본연구결과와유사하였다. 또본연구에서는 MGIT 960을 Ogawa 배지와동시에사용한경우단독으로사용한경우보다 10예가더검출되었지만, Hanna 등 [15] 은고체배지와같이배양했을때단독으로배양할때보다약 13% 정도더높게검출되었다고하였다. 이와유사하게 Badak 등 [12] 도 MGIT 960은 85.4%, BACTEC 460은 84.8% 에서검출되고, 고체배지를같이사용했을때 7-8% 정도더높은검출률을보였다고보고하였다. 한편 Cornfield 등 [11] 도두시스템간의항산균검출률을비슷하게보고하고있는반면, Pfyffer 등 [16] 은 BACTEC 460 (87.8%) 에서 MGIT 960 (76.1%) 보다검출률이높았고특히고체배지와같이배양했을때 5-6% 정도검출률이높다고하였다. 본연구결과에서결핵균의검출률은 MGIT 960에서 95.3% 였고 BACTEC 460에서 89.6% 로서, 통계적인차이는없었고, Ogawa 배지를함께사용한경우는약 7-8% 정도더높게검출되었다 (P 0.05). 그러나 Hanna 등 [15] 은 BACTEC 460 (90%) 에서 MGIT 960 (77%) 보다결핵균검출률이더높았고 Ogawa 배지와동시에배양한경우는이보다약 4-6% 정도더높게검출되었다고했으며, Pfyffer 등 [16] 도역시결핵균검출에있어 BACTEC 460의검출률 (89.4%) 이 MGIT 960 (81.4%) 보다더높았다고했다. 검출소요시간은결핵균배양시스템의평가에있어중요한성적중하나이다. 결핵균의검출소요시간은 nonpaired isolates 및 paired isolates 모두의경우에서 MGIT 960이 BACTEC 460보다약 3-4일정도더짧게나타났다. 그러나 Hanna 등 [15] 은 nonpaired isolates의경우 MGIT 960 (14.4일) 이 BACTEC 460 (15.2일) 보다더빨랐지만, paired isolates의경우 BA- CTEC 460 (13.2일) 이 MGIT 960 (14.4일) 보다더빨랐다고보고하였다. 그는그이유를 BACTEC 460의높은결핵균검출률은대부분항산성염색음성인검체때문이며, 이경우검체내의결핵균의수가적게존재하므로평균검출소요시간이더길어진것으로설명하고있다. 그러나본연구에서항산성염색음성인검체의경우결핵균의검출소요시간은 nonpaired 및 paired isolates 모두 MGIT 960이 BACTEC 460보다약 5-6일정도더짧게나타났다. 한편 Cornfield 등 [11] 과 Badak 등 [12], 그리고 Pfyffer 등 [16] 은대체적으로 BACTEC 460에서의검출소요시간이 MGIT 960보다더짧았다고보고했다. 본연구에서 는 MGIT 960이 BACTEC 460과 Ogawa 배지에비해결핵균검출소요시간이더짧았는데, 그이유는검출법의차이에서기인한다고생각되었다. 즉결핵균배양에있어서배양양성유무를점검하는간격이하나의원인으로생각되었다. MGIT 960은완전자동화된기기로 60분마다자동으로형광증가에의한배양양성을검출해내지만, BACTEC 460의경우제조자의사용지침서 ( 검체수가많은경우 ) 에따라 [13] 검사자가첫 2주간은 3-4 일간격으로, 그리고그후 6주째까지는매주한번씩판독하였으므로배양양성유무를점검하는시간간격이미치는영향이클것으로생각되었다. 본연구성적중오염률을보면 MGIT 960과 BACTEC 460, 그리고 Ogawa 배지에서각각 5.1%, 2.7% 및 6.8% 로서 MGIT 960 (5.1%) 의경우 BACTEC 460 (2.7%) 보다약간더오염률이높았다. 이는 Hanna 등 [15] 이보고한 MGIT 960의오염률 (8.1%) 과 BACTEC 460의오염률 (4.9%) 및 Cornfield 등 [11] 이보고한 MGIT 960의오염률 (12.2%) 과 BACTEC 460의오염률 (5.5%) 과비슷한경향을보였다. 이처럼 MGIT 960에서 BACTEC 460보다오염률이더높은이유는배지내에영양성분이더풍부하기때문으로생각되고있다. BACTEC 12B 배지에는 14 C-labeled palmitic acid 이외에는영양성분이매우적어서 14 C substrate를이용하지않는대부분의오염균의성장에대해최적조건이아니므로항산균의성장에더선택적이고또한오염균의검출이적다고한다 [17]. 이에비해 MGIT 960은 glycerol과 dextrose를포함한영양성분이배지내에풍부하므로비항산성균인오염균의성장증가에유리한조건이다 [18]. 다른보고들에의하면 MGIT 960의오염률은 1.2%-29.8% 사이로보고되어검사실마다다양하였다 [11, 15, 19]. Cornfield 등 [11] 은이러한 MGIT 960과 BACTEC 460에서의오염은검체내에존재하다가오염제거과정에서살아남은균으로대부분 PANTA 등의항생제에내성이있다고했다. 그리고그람양성균의경우 MGIT 960에서더많이분리되고, Pseudomonas species의경우는 MGIT 960과 BACTEC 460 모두에서동일하게자란다고보고하고있다. 그는또한검체를각각 4% 와 6% NaOH로처리했을때의항산균검출률은각각 14.7%, 15.1% 로큰차이를보이지않았지만, 오염률의경우 MGIT 960에서각각 29.8% 및 12.1% 로 6% NaOH 처리시 MGIT 960의오염률은상당한감소를보였다고했다. 본연구에서는 MGIT 960에서검출률을높이고동시에오염률을낮추기위해전처리과정을 4%, 6% 및 8% NaOH를이용하여각각비교하고, PANTA 혼합액의농도를조절해본바 NaOH 농도를 6% ( 최종농도 1.5%) 로, PA- NTA 혼합액은약 1.43배증가시킬때검출률과오염률에서적절하다고판단하여본연구에적용하였다. 본연구결과배양에서는음성이지만항산성염색에양성을보인예가 8예있었다. 최등 [20] 은 1% NaOH를사용한 MGIT 960 배양에서항산성염색양성예는모두배양양성이었고오염률은 14.9% 이었다고보고하였다. 본연구에서 NaOH 농도를

7 390 이지연 김종필 신종희외 2 인 1.5% 로올린것은 BACTEC 사용지침서 [13] 에의한것으로 오염률이 5% 이상이되면 NaOH 농도를올리거나시간을늘리거나또는 PANTA 농도를올려오염률을 5% 까지유지한다 는지침대로한것이었다. NaOH 농도를 1.5% 로했을때균생존력이떨어질가능성은있으나, 1.5% NaOH를이용한예비실험에서는항산성염색양성예는모두배양에서검출되었다. 그러나 1.5% NaOH를이용한본실험에서배양음성이면서항산성염색양성인 8예 (trace 6예, 1+ 2예 ) 가발견되었는데, 이때는 1% NaOH로전처리한배양을동시에시행하지않았으므로이결과가 NaOH 농도를 1% 에서 1.5% 로증가시켰기때문인지는정확히알기어려웠다. 1% NaOH를이용했을때에도항산성염색에양성이지만 MGIT 960 배양에음성인예가 5.4% (5/93)[12] 혹은 11.4% (8/70)[16] 로보고되고있으므로, 본성적의결과가꼭 1.5% NaOH 때문이라고는단정할수없을것으로생각되었다. 8예의임상적소견을분석한결과 2예는임상소견에의해서폐결핵으로진단되어결핵치료중인환자였다. 이두환자는연속결핵배양검사에서도결핵균이분리되지않아항산성염색에서보인 trace 양성의균은치료효과에의해수가줄어들거나, 죽거나혹은생존력이약해진균으로생각되었다. 또 2예는전에 MOTT 로분리된적이있었으나임상적의의는없었던경우이었다. 나머지 4예는과거결핵을앓은적도없고 Tb PCR에도음성이며연속검사나항산성염색에도음성이었다. 따라서이 4예는일시적으로상재하는 MOTT 균이항산성염색에는관찰되었으나 MGIT 960, BACTEC 460, 혹은 Ogawa 배지상에서 37 에서자라지않은 MOTT 균으로생각되었다. 따라서 1.5% NaOH 농도로검체를처리하였을때전처리에의한결핵균배양의양성률저하는적을것으로생각되었다. 호흡기검체를대상으로했을때항산균의검출률은 MGIT 960 (12.4%) 과 BACTEC 460 (12.2%) 은거의비슷하였고, Ogawa 배지는 9.8% 로더낮은검출률을나타내었다. Kobayashi 등 [21] 의보고에의하면 MGIT 960과 Ogawa 배지에서각각 13.6% 와 11.2% 의검출률로 Ogawa 배지에서의검출률이약간더낮게나타났었다. 결핵균의경우 MGIT 960은 11.4%, BACTEC 460은 10.8%, 그리고 Ogawa 배지는 9.0% 의검출률을보였는데, Kobayashi 등 [21] 에서도 MGIT 960 (10.0%) 및 Ogawa 배지 (8.1%) 의결핵균검출성적은본연구결과와유사하였다. MOTT는흔히후천성면역결핍증 (AIDS) 환자에서자주분리되는전신성감염원으로알려져있지만, 면역기능이저하되지않은사람에서도폐감염을일으키는빈도가점점더늘어가고있다 [22]. 그러나국내의경우 AIDS 환자가적고, 임상검체에서 MOTT 의검출률은결핵균보다훨씬더낮은것으로알려져있는데, 본연구에서도 MOTT의분리빈도는전검체의 2.1% 였다. 본연구성적에서 MOTT 의검출률은 BACTEC 460이 MGIT 960보다더높았지만, 검출시간은 MGIT 960이 BACTEC 460 보다다소짧았다. 한편 Hanna[15] 등은 MOTT의검출률에있어 MGIT 960이 BACTEC 460보다더높다고보고하여본연구 결과와차이를보였다. 그러나본연구에서 MOTT 의성적은분리빈도가낮은관계로추후이에대한연구가필요하다고생각되었다. 요약배경 : BACTEC MGIT 960 system (Becton Dickinson, USA; 이하 MGIT 960) 은최근에소개된완전자동화된결핵균배양장비이다. 이는비침습적인방법으로배양병의양성전환을지속적으로검출하는데, 사용하기쉽고많은수의검체를동시에배양하여비교적적은노동력으로쉽게결핵균을검출할수있는장점이있다. 본연구에서는각종임상검체에서결핵균을검출하는데있어 MGIT 960의유용성을평가하고자 MGIT 960을이용하여결핵균배양을실시하고, BACTEC 460 TB radiometric system (Becton Dickinson, USA; 이하 BACTEC 460) 및 Ogawa 배지를이용한배양결과와비교하여보았다. 방법 : 1999년 4월부터 6월까지본병원검사실에의뢰된총 1,067 검체를대상으로하였다. 검체는 6% NaOH ( 최종농도 1.5%)-0.5% NALC method로처리한다음 MGIT 960, BACTEC 460, Ogawa 배지에각각나눠서접종하여배양검사를실시하였다. 결핵균동정은 NAP test를이용하였다. 결과 : 결핵균배양에양성이었던 106예중 MGIT 960에의해 101예 (95.3%) 가검출되어 MGIT 960의검출률은 BACTEC 460 의검출률 (95예, 89.6%) 과유사하였고, Ogawa 배지의검출률 (76 예, 71.7%) 보다더높았다. MGIT 960과 Ogawa 배지를동시에사용했을때결핵균은 104예 (98.1%) 에서검출되었으며, 이는 MGIT 960 단독으로사용했을때의 101예 (95.3%) 와큰차이를보이지않았다. MGIT 960의결핵균검출시간은 12.7±5.8일로서 BACTEC 460의 16.2±7.7일, 그리고 Ogawa 배지에서의 22.8± 9.5일보다더짧았다. 오염률은각각 MGIT 960에서 5.1%, BA- CTEC 460에서 2.7%, 그리고 Ogawa 배지는 6.7% 이었다. 결론 : 본연구에서의 MGIT 960을이용한결핵균배양은 BACTEC 460과비슷한검출률을보이며, 검출시간은평균 12.7일로서민감하고신속한결핵균검출에매우유용하였다. 참고문헌 1. Heifets LB. The mycobacteriology laboratory. Past, present and future. Clin Lab Med 1996; 16: 홍영표. 결핵의역학 - 전국실태조사성적을중심으로. 1991; 34: 홍영표. 우리나라의결핵 - 어제, 오늘, 내일. 결핵및호흡기질환 1997; 44: Eing BR, Becker A, Sohns A, Ringelmann R. Comparison of Roche Cobas Amplicor Mycobacterium tuberculosis assay with in-house PCR and culture for detection of M. tuberculosis. J Clin Microbiol 1998; 36:

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결핵균배양기기 BACTEC MGIT 960 System 의평가 57 고있다 [5]. 이에따라결핵균검사를실시하는많은검사실이기존의고체배지법에서액체법으로전환한후결핵환자관리에있어서괄목할만한질적향상을보여줬다 [6-10]. 우리나라에서는 BACTEC 460 기기 (Becton D

대한임상병리학회지 : 제 20 권제 1 호 2000 Korean J Clin Pathol 2000; 20: 56-61 임상미생물학 결핵균배양기기 BACTEC MGIT 960 System 의평가 최윤미 이명희 한국보훈병원임상병리과 Evaluation of the BACTEC MGIT 960 System for the Recovery of Mycobacteria