February 2012 Vol. 20, No. 1 Ser No. 76 Quarterly ISSN1226-1734 www.whonetkorea.org pathogens. The rates before 2006 included duplicate Antimicrobial resistance of clinical isolates of bacteria in 2011 Antimicrobial resistance rates of bacteria isolated at a tertiary-care hospital in Seoul, Korea in 2011 are shown in Tables 1 to 3. The susceptibility was tested by the CLSI disk diffusion method and the resistance rates did not include intermediate categories. Resistance rates, based on all isolates and based on excluding multiple isolates from the same patients, are shown for each organism. Fig. 1 shows trends in resistance of important isolates. The proportion of methicillin-resistant S. aureus remained highly prevalent (62%). Comparison of the data in 2006 and 2011 showed decreases of vancomycinresistant E. faecium from 30% to 27%, cefoxitinresistant E. coli from 19% to 17%, piperacillin-resistant P. aeruginosa from 28% to 25%, and imipenem-resistant P. aeruginosa from 20% to 19%. However, increases in resistance rates were observed in E. coli to fluoroquinolone (from 28% to 35%), in K. pneumoniae to cefotaxime (from 12% to 34%), in P. aeruginosa to ceftazidime (from 10% to 14%), and in Acinetobacter spp. to imipenem (from 15% to 62%). % Resistance MET R SAU IMP R ABA Bla + HIN FUQ R ECO CTX R KPN VAN R EFM PIP R PAE IMP R PAE FOX R KPN CAZ R PAE FOX R ECO PPNG Fig. 1. Trend of antimicrobial resistance of important pathogens. a MET R SAU, methicillin-resistant S. aureus; IMP R ABA, imipenem-resistant A. baumannii; Bla+ HIN, β-lactamase-producing H. influenzae; FUQ R ECO, fluoroquinolone-resistant E. coli; CTX R KPN, cefotaxime-resistant K. pneumoniae; VAN R EFM, vancomycin-resistant E. faecium; PIP R PAE, piperacillin-resistant P. aeruginosa; IMP R PAE, imipenem-resistant P. aeruginosa; FOX R KPN, cefoxitin-resistant K. pneumoniae; CAZ R PAE, ceftazidime-resistant P. aeruginosa; FOX R ECO, cefoxitin-resistant E. coli; PPNG, penicillinase-producing N. gonorrhoeae;
Table 1. Antimicrobial resistance rates (%) of frequently isolated gram-negative bacilli a Antimicrobial agents ECO KPN KOX CFR ECL EAE SMA PMI PVU MMO ACI SMP (4549/ (2353/ 3253) b 1432) (213/ 182) (215/ 179) (600/ 452) Ampicillin 71/67 100/100 100/100 97/98 99/99 98/98 99/99 46/43 100/100 100/100 86/82 - A/S or A/C d 13/11 29/23 14/10 96/96 99/99 99/99 100/100 10/8 12/12 100/100 74/55 - Piperacillin 69/65 99/99 100/100 51/51 50/47 45/40 37/31 36/32 12/15 43/39 81/64 - Piperacillin-TZ 4/3 24/18 15/10 38/36 37/34 43/38 14/11 01/<1 0/0 13/14 81/63 - Cephalothin 39/35 57/49 26/21 100/100 99/99 99/99 100/100 27/22 98/98 99/99 92/90 - Cefotaxime 25/21 44/34 11/11 28/27 37/35 15/13 19/17 24/20 3/4 10/99 80/63 - Ceftazidime 26/21 44/35 10/10 40/39 39/37 31/27 7/5 24/20 3/4 14/14 80/62 - Aztreonam 25/21 44/35 12/11 26/24 37/34 18/15 12/11 25/20 3/4 9/9 63/60 - Cefepime 25/20 43/34 10/10 2/3 7/5 4/3 4/3 24/20 3/4 1/1 80/62 - Cefoxitin 12/99 22/17 6/5 97/97 99/99 99/99 32/25 11/77 0/0 11/11 77/70 - Imipenem <1/0< 02/<1 1/1 1/1 01/<1 4/2 0/0 01/<1 2/2 7/6 80/61 - Amikacin 2/1 12/99 3/3 2/2 2/1 1/1 10/9 7/3 2/2 2/3 67/52 - Gentamicin 32/28 18/14 5/5 7/7 12/11 2/3 21/17 33/30 2/2 20/19 77/60 - Tobramycin 12/99 32/25 6/7 6/6 14/12 3/3 25/22 11/88 2/2 4/4 63/47 - Cotrimoxazole 43/40 32/26 11/12 16/17 24/21 5/6 20/18 44/39 11/13 27/26 78/62 13/10 Levofloxacin 40/35 32/24 4/3 12/99 10/99 1/2 10/77 10/10 6/4 6/6 78/60 12/88 Colistin - - - - - - - - - - 3/1 - Minocycline - - - - - - - - - - 5/4 <1/<1 a Abbreviations: ECO, E. coli; KPN, K. pneumoniae; KOX, K. oxytoca; CFR, C. freundii; ECL, E. cloacae; EAE, E. aerogenes; SMA, S. marcescens; PMI, P. mirabilis; PVU, P. vulgaris; MMO, M. morganii; ACI, Acinetobacter spp.; SMP, S. maltophilia; -, Not tested. b All isolates/excluding multiple isolates. c Natural resistances are green shaded. d Ampicillin-sulbactam or amoxicillin clavulanic acid. (458/ 317) (323/ 195) (325/ 232) (66/ 53) (166/ 135) (2145/ 885) (969/ 572) Table 2. Antimicrobial susceptibility (%) of P. aeruginosa a Antimicrobial agents Resistant Intermediate Susceptible Piperacillin 43/25 b <1/00 57/75 Piperacillin-tazobactam 35/18 <1/<1 65/82 Ceftazidime 27/14 13/8 60/78 Cefepime 29/16 14/9 57/75 Aztreonam 38/22 20/20 41/58 Imipenem 41/19 8/6 51/75 Amikacin 15/99 5/4 80/87 Gentamicin 27/18 20/15 53/67 Tobramycin 25/15 1/1 75/84 Ciprofloxacin 43/24 7/6 50/70 Colistin <1/<1 0/0 100/100 a Total no. of isolates were 4,817 and total no. of isolates excluding multiple isolates were 1,510. b All isolates/excluding multiple isolates. Table 3. Antimicrobial resistance rates (%) of Staphylococcus and Enterococcus a Antimicrobial agents SAU CNS EFA EFM (3311/1873) (2225/1791) (1567/1252) (2271/1147) Ampicillin - - <1/<1 95/93 Penicillin G 96/94 b 94/94 37/34 96/94 Oxacillin 72/62 81/79 - - Clindamycin 66/54 45/42 - - Erythromycin 67/56 59/57 69/68 89/88 Tetracycline 58/44 27/27 83/83 26/29 Cotrimoxazole 4/3 37/34 - - Ciprofloxacin 58/45 49/45 28/23 95/92 Teicoplanin 0/0 0/0 3/1 38/24 Vancomycin 0/0 0/0 3/1 42/27 Arbekacin 0/0 0/0 - - Linezolid <1/<1 <1/<1 <1/<1 <1/<1 Quinupristin-dalfopri. <1/<1 <1/<1 100/100 <1/<1 a Abbreviations: SAU, S. aureus; CNS, coagulase-negative Staphylococcus; EFA, E. faecalis; EFM, E. faecium; -, not tested. b All isolates/excluding multiple isolates. Antimicrobial resistance in N. gonorrhoeae in the Western Pacific and South East Asian Regions, 2009 Gonococcal susceptibility surveillance was conducted in 2009 by the World Health Organization Organization Western Pacific Region (WPR) and South East Asian Region (SEAR) Gonococcal Antimicrobial Surveillance Programme (1), and parts of the results are shown in Table 1. The rates of penicillin G resistance were high in the isolates from Korea (56%; none of susceptible isolates
were detected since the 1990s) and Singapore (68%), but slightly lower in those from Vietnam (39%) and Australia (35%). The proportion of penicillinase-producing N. gonorrhoeae (PPNG) was low (13%) in isolates from Korea, while high in those from Thailand (87%), and Singapore (56%). The rates of fluoroquinolone -nonsusceptibility were high (over 90%) in China, Vietnam, Thailand and Korea, but relatively low (43%) in Australia. The proportion of gonococci reported to have decreased susceptibility to the third-generation cephalosporin, ceftriaxone, varied widely depend- ing on the country, but no major changes were evident in ceftriaxone minimum inhibitory concentration (MIC) pattern in 2009. Spectinomycinresistant isolates were ra-rely detected. The proportions of high-level tetracycline-resistant N. gonorrhoeae (TRNG) were high (35-70%) in China, Hong Kong, Singapore, and Vietnam, while the rates were relatively low (10-34%) in Korea, Australia and India. [Reference: (1) Surveillance of antibiotic resistance in N. gonorrhoeae in the WHO Western Pacific and South East Asian Regions, 2007-2009. Commun Dis Intell 35:1-6, 2011]. Table 1. Proportion (%) of isolates with penicillin G resistance mechanisms, and of isolates non-susceptibile to fluoroquinolone in N. gonorrhoeae in the WHO WPR and SEAR, 2009 a Antimicrobials and susceptibility Korea (61) China (1,026) Hong Kong (1,366) Australia (3,220) Singapore (160) Vietnam (80) Thailand (709) Penicillin G PPNG 18 42 32 14 56 33 87 CMRNG 38 NT 19 21 12 6 9 Fluoroquinolone Intermediate 10 3 1 1 3 1 20 Resistant 82 97 51 42 84 96 76 a ( ), No. of isolates tested; CMRNG: chromosome-mediated penicillin-resistant N. gonorrhoeae; NT, not tested. Meropenem과 imipenem 시험으로 doripenem 감수성추정의정확성 Doripenem (DOR) 은 meropenem (MEM) 과 imipenem (IPM) 등에비할때, 그람음성간균에대한항균력이비슷하게넓다. 그러나 P. aeruginosa (PAE) 에대한 DOR의항균력은좀더강해서그 MIC는약 1/2-1/4이다. CLSI는 2012년에 DOR의 PAE에대한 breakpoint를확정하였고 MEM과 IPM의 breakpoint를변경하였다. 이로서 IPM, MEM 및 DOR의 breakpoint는감수성 2 μg/ml, 중간 (intermediate) 4 μg/ml, 내성 8 μg/ ml로되었다 ( 표 1). 자동화감수성시험패널중에는 DOR이들어있지않은것이있다. MEM이나 IPM 감수성시험결과를 DOR 에적용할수있다는보고가있었으나, 그해석기준은변경전의 CLSI breakpoint를근거로한것이었다. 이연구 (1) 에서는미국 14개병원에서분리한 PAE 에대한시험자료를분석하였다. DOR, MEM 및 IPM의 MIC는 CLSI가권장하는 broth microdilution법으로시험하였다. 시험결과의해석은 CLSI (2012), EU- CAST, FDA에따랐다. Very major error (VME), major error (ME), 및 minor error 의기준은 CLSI 에 따랐다. 736 주에대한 MIC 를비교한바 DOR 의 MIC 가가장 낮아서 MIC 50 가 0.5 μg/ml, MIC 90 가 8 μg/ml 이었다. MEM 과 IPM 의 MIC 50 는 1 μg/ml, MIC 90 는 16 μg/ml 이 었다. CLSI 2012 년 breakpoint ( 표 1) 를기준으로 MEM 에 비감수성인 23.3% 는 DOR 에감수성이었고, IPM 에비 감수성인 29.3% 는 DOR 에감수성이었다. 방법 표 1. 시험된 carbapenem 의 breakpoint MIC breakpoint, μg/ml (S/I/R) DOR MEM IPM CLSI 2012 2/4/ 8 2/4/ 8 2/4/ 8 EUCAST 1/2 4/ 8 2/4/ 8 4/8/ 16 EUCAST, European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. 표 2. MEM 과 IPM MIC 시험으로 DOR 감수성추정정확성 항균제 해석결과 의일치율 Minor Major Very major SPV MEM 83.8% 14.9% 1.0% 0.3% 98.6% IPM 80.6 14.8 4.5 0.1 98.6 SPV, Surrogate predictive value.
MEM, IPM 및 DOR의 MIC는상관관계가있었다. VME, ME, 및 minor error의비율과 surrogate predictive value (SPV) 는표 2와같았다. SPV는 MEM ( 또는 IPM) 감수성균주가 DOR에감수성인비율 (%) 을뜻한다. 이연구로보면 PAE에대한 MEM이나 IPM의 MIC 시험으로 DOR의감수성을 CLSI 기준을적용하여추정할때, VME나 ME는드물었다. EUCAST를기준으로 할때는일치율이조금낮았다. MEM이나 IPM에비감수성인균주에대해서는 DOR의감수성시험이필요하다고하였다. [ 참고문헌 : (1) Hagihara M, Kuti JL, Nicolau DP: Predicting doripenem susceptibility based on meropenem and imipenem interpretation for Pseudomonas aeruginosa. Diagn Microbiol Infect Dis 2012;72:258 62] Cotrimoxazole 의비전통적사용 Trimethoprim sulfamethoxazole (cotrimoxazole) 의임상이용에관한종설 (1) 을요약하여싣는것은시험관내시험에도움을주기위함이고, 권장하는치료방침을소개하기위한것이아니다. 또한 cotrimoxazole 이세균이외의드문감염에유용함을소개하기위해서이다. Cotrimoxazole은저렴하고, 독성이크지않으며, 경구투여와정맥내주사가가능하며, 살균성으로작용하므로자원이충분하지않은나라에서여러치료에널리쓰였다. 1930년대에첫설파제인 Prontosil이발견되었고, trimethoprim은 1950년대에발견되었는데이항균제와설파제는항균작용기전이비슷해서복합제인 cotrimoxazole이만들어졌고, 상승작용을보였다. 처음 2년간의임상경험에서 cotrimoxazole은요로감염, 호흡기감염, 성병, 그람음성간균패혈증, 장티푸스등치료에유효함이밝혀졌다. 그러나이항균제의사용이늘어남에따라서내성이증가하였다. 차츰위의보통의감염치료에는이항균제의사용이줄었고, 다른치료를위한용도가탐색되었다. 지난 30년간에 cotrimoxazole은세균, 진균, 기생충등여러병원체의치료에유효함이밝혀졌다. 그러나연구에따라서는신빙성이낮은것도있다. 이저자들은 Nocardia증, Toxoplasma증및 Pneumocystis jiroveci 폐렴이외의비전통적인사용에대해요약하였다. 드문미생물의그림은 US Public Health Image Library에서옮겨실었다. Actinomyces : 시험관내에서 cotrimoxazole에감수성이나임상효과연구는적다. 대개 cotrimoxazole과 penicillin, ampicillin, gentamicin 혹은 doxycycline 병합치료는족균종 (actinomycetoma) 과이세균의피부감염치료에유효하였다. Aeromonas hydrophila : 시험관내에서 cotrimoxzole에감수성이높으나균종이나분리지역에따라서많이다르다. 위장염과피부및연조직감염치료에 cotrimoxazole 한가지만투여해서유효하였다는연구는적다. Achromobacter : 75% 이상이시험관내에서 cotrimoxazole에감수성이다. 연구는적지만균혈증과요로감염치료에대개유효하였음이보고되었다. Stenotrophomonas maltophilia : 시험관내에서 cotrimoxazole에감수성이다. 심내막염, 수막염등에대한많은임상연구가있는데. 균혈증치료에유효하였다. 혈액종양환자의피부감염치유율은높았다. 그러나내성균이출현하였고, 따라서그사용은부적절할것이다. Brucella : 이세균감염치료에는 1970년대부터사용되었고, 유용하였다. 그러나충분한근거가없으므로제2차선택제로생각되고있다. 그결과는주로 Brucella 심내막염이나중추신경계감염을대부분 cotromoxazole 과 rifampicin, doxycycline 혹은 gentamicin 병합치료로얻은결과이다. 여러후향성연구에서 cotrimoxazole은소아와임신부를포함한환자의 Brucella증치료에유효하였다. Burkholderia : B. cepacia는특히낭종섬유증 (cystic fibrosis) 와만성육아종양질환 (granulomatous disease) 를가진환자에게중증감염을일으킨다. 이세균은여러항균제에내성이지만, 시험관내에서 cotrimoxazole에감수성이다. 이항균제가유효하였다는임상증례가있다. B. pseudomallei는 melioidosis의병원체이다. 이병은동남아시아에흔하며, 폐렴, 패혈증, 복강내농양, 피부감염을일으킨다. Cotrimoxazole과 ceftazidime의동시투여는이감염치료의중요한방법이다. 혈액한천에서 48시간배양한 B. pseudomallei의집락. 배양기간이길어지면집락형태가약간달라질수있다. Listeria monocytogenes : 특히노인과면역억제환자에게중증감염인패혈증과수막염을일으킨다. 1980 년대부터이감염치료에 cotrimoxazole이사용되었는
데단독으로, 혹은 gentamicin, amoxycillin 및 rifampicin 과함께투여되어유효하였다. 장기이식환자에게예방적으로투여한바 Listeria 감염예방효과가있었다. 뇌척수막염환자의치료에는 cotrimoxazole 과 ampicillin 의동시투여가, gentamicin과 ampicillin의동시투여보다유효하였다. Coxiella burnetii : Q fever 심내막염치료에 cotrimoxazole 단독또는 tetracycline류와의동시투여가유효하였다는증례가있다. 임신부의 Q fever를 cotrimoxazole 장기간투여로합병증, 만성 Q fever 및태아감염을예방할수있었다. 그러나 cotrimoxazole의치료효과는연구가더필요하다. Tropheryma whipplei : Whipple disease의병원체이다. 중추신경계감염및전형적 Whipple disease 치료에 cotrimoxazole 단독, 또는 ceftriaxone, doxycycline 등과의동시투여로유효하였다는증례보고가많다. 그러나내성균주감염이추정된보고가있었다. Klebsiella granulomatis : 구명이 Calymmatobacterium granulomatis이고 Papua New Guinea, 남아프리카등지에서생기는드문성병인 Donovanosis의병원체이다. 1980년대초에는성공적인치료가보고되었다. 재발이나치료실패예가있었으나, 유럽의치료지침에는 2차선택제로실려있다. Methicillin-resistant S. aureus (MRSA): 의료관련및지역사회획득감염을일으키는가장중요하고또한문제가되는병원성세균중의한가지이다. 지난 10년간에는지역사회획득 MRSA 감염이여러나라에서증가되어왔다. Cotrimoxazole은 MRSA를포함한 S. aureus에대한시험관내항균력이있음이보고되었다. 이저자들의병원감염균혈증에서분리된 MRSA는 cotrimoxazole에대한감수성이 1988년 31% 에서 1997년에는 92% 로증가하였는데, 이러한경향은미국에서도보고되었다. 그러나 MRSA에대한 cotrimoxazole의임상효과에관한연구는적다. MRSA 심내막염과폐감염에 cotrimoxazole이다른항균제와함께투여되면유효하다는소수의보고가있었다. 여러연구에서효과가다양하였지만 cotrimoxazole은 MRSA 감염에사용될수있는약제인듯하다. Mycobacterium : M. tuberculosis 등 Mycobacterium 여러균종의 cotrimoxazole에대한시험관내감수성시험결과들은다양하였다. 그러나 M. fortuitum 과 M. marinum, 심지어 M. tuberculosis 감염에 cotrimoxazole이유효하였다는보고가있다. 또한 HIV 감염환자의 M. avium complex 감염예방에 cotrimoxazole이유효하였다는보고가있다. 원충말라리아 : Plasmodium falciparum이시험관내에서감수성이있다는보고가있다. HIV 감염환자에 cotrimoxazole 투여로말라리아발생이감소하였다는보고 가있다. 소아의말라리아 ( 대부분이합병증이없고, P. falciparum 감염 ) 치료에있어서 cotrimoxazole과함께 rifampin과 isoniazid를투여한효과가유효하고안전하였다. Cotrimoxazole의말라리아치료효과는잘알려져있지않지만말라리아치료제로서극히유효하다고하였다. Acanthamoeba : 중추신경계감염을일으킬수있는데, 치료약이적다. 여러약제동시투여로유효하였던약제중에는 cotrimoxazole이있다. Isospora belli : 별명은 Cystoisospora beli이다. HIV 환자에위장감염을일으킬수있다. 1980년대부터이감염치료에사용되었는데유효하였음이보고되었다. 미국 CDC 지침은 cotrimoxazole을 HIV 환자의 Isospora 감염치료에권장하고있다. 2개의 sporoblast가들어있는 I. belli의 oocyst. 자외선현미경소견. Cyclospora : 이원충토착지역을여행하는사람이주로감염되어설사를일으키며, 또한면역부전환자도감염된다. 이원충에의한설사에 cotrimoxazole이유효함이보고되었다. 이감염치료에는 cotrimoxazole 이제1차선택제이다. C. cayetanensis의 oocyst. 변검체를변법항산성으로염색한표본결론 Cotrimoxazole은여러그람양성및그람음성세균에정균성또는살균성으로작용하며, 일부원충에대해서도작용이있다. 이약제의유효성평가는대부분이증례보고이었으나, 그자료는개발된지오래된이항균제가내성이문제인 MRSA나, 그밖에새로출현하는병원체에의한감염에쓰일가능성이큼을보인다. 어려운의문은위에서설명한유효성이일화 (anecdote) 에그치는것인지혹은 기억에서사라진 이약이유효하게이용될수있는지이다. 이의문을풀기위해서는큰규모의연구가시급히필요하다. [ 참고문헌 : (1) Goldberg E, Bishara J: Contemporary unconventional clinical use of co-trimoxazole. Clin Microbiol Infect 2012;18:8 17]
항균제치료의딜레마 항균제를많이사용할수록내성세균출현이많아짐 은잘알려져있다. 그러나항균제사용을줄이면서어 떻게환자를잘치료할수있을지문제이다. 이에관한 논란은논자의입장에따라서많이다를수있다. 이스 라엘학자의종설 (1) 이난해한것이지만의역하여소 개한다. 중등도내지중증감염환자가생기면감염세균의 균종이나감수성을알기전에경험적으로항균제를선 택하여치료를시작하게된다. 감염환자의약 2/3 에서 는감염미생물이규명되지않으므로경험적치료가계 속된다. 경험적항균제치료는감염세균모두에유효 하지못하고, 약 60-70% 에만유효하다. 불충분한경험 적항균제치료는환자의사망률을높인다. 특히광범위항균제사용을제한하는목적은내성세 균의빠른확산을늦추기위해서이다. 항균제를많이 사용하면내성세균이증가하여다른환자에게내성세 균감염이생기고치료가어려워짐은확실하다. 의사가 환자를치료할때, 분명한바이러스감염에항균제를 투여하거나, 협범위항균제에감수성인세균감염에광 범위항균제를사용하거나, 감염예방혹은치료를위 해너무장기간항균제를투여해서는안된다는데에 는이의가없다. 항균제치료방침에의견차이가생기는것은미래에 생길미지의환자를위해서현재치료중인환자에게 최상의항균제치료를하지않아서위험을초래할수 있기때문이다. 즉, 감염환자치료를위한항균제선택 에는윤리적딜레마가따른다. 현재서양에서는한개 인의자율원칙을가장중요시한다. 즉, 어느환자가자 신의건강에대해유해한결정을해도그결정을존중 한다. n n RESISTANCE CONTROL 그러나의사의당연한본분은담당한환자를최상의 방법으로치료하는것이다. 그람음성간균감염 ( 예, 요 로감염 ) 의경험적치료에는항균력이강한 carbapenem이거의완벽한것이지만대개는이항균제가경험적치료에사용되지않는다. 가장유효한항균제로치료하지않는이유가그환자에게생길부작용의예방이나, 그환자에게미래에생길내성세균감염을예방하기위해서라면윤리적딜레마는없다. 그럼에도불구하고현재의환자에게투여되는항균제가환자회복에불리한영향을미칠수있음을환자에게설명하지않고, 환자의동의를구하지않는것이보통이다. 미래환자의감염치료를고려해야하는근거는제한된자원 ( 항균제도제한된자원임 ) 을우리가고갈시켜서후손들이쓸수없게해서는안된다는데에있다. 새로운항균제가계속해서개발될수있으면미래에생길환자걱정은안해도되지만그렇지못하다. 미래의환자가유효한항균제로치료받을권리는누가지켜줄것인가? 이의무를가진사람중에는의사가있다. 의료자원의공정한분배는의료의원칙이다. 그러나장래의유익은현재의유익보다중요성이덜하다고생각하는것이보통이다. 의사의태도조사에서보면의사가폐렴환자치료를위해항균제 ( 대개광범위항균제 ) 를선택할때영향을주는인자중미래의내성은가장마지막에, 그리고가장덜중요하게생각하였다. 의료계가취할일은현재의환자에게최상의치료를하면서, 또한미래의환자가유효한항균제로치료받을수있게균형을잡는올바른윤리적모델을결정하는일이다. 의사가미래환자의치료를위해서현재환자의위험성 ( 낮은수준의 ) 을증가시키는것을윤리에어긋나지않는다고한다면, 형평문제를감소시키기위해의사에게필요한처방지침, 즉처방결정을내리기에필요한구체적인방안을제공하는것이다. 이로서현재의환자와미래의환자문제가해결되는것은아니지만, 자율문제는감소될수있다. 항균제에관한정책을세울때는가능한한공론화하고, 정책결정참여자의범위를넓혀서환자의자율적인결정권을축소할수있을것이지만, 완전히없앨수는없을것이다. [ 참고문헌 : (1) Leibovici L, Paul M, Ezra O: Ethical dilemmas in antibiotic treatment J Antimicrob Chemother 2012;67:12-6] β-lactam/β-lactamase 저해제를사용한 ESBL 생성세균감염치료 ESBL 생성 E. coli에의한균혈증환자치료에 β- lactam/β-lactamase inhibitor (BLBLI) 복합제인 piperacillin/tazobactam (PIP/TZ) 과 amoxicillin/clavulanate 가유효하였다는 Rodriguez-Bano 등 (1) 의연구에대한 Clin Infect Dis 편집인의평 (2) 을싣는다. 이연구자들이요로와담도감염후에생긴균혈증환자를 PIP/TZ으로치료한경우, ESBL 생성 E. coli에대한이항균제의 MIC가 2 μg/ml인경우에사망자가없었다. ESBL 생성세균의감염에는 carbapenem 투여가권장되었던치료방침을재고케하고, ESBL 생성 E. coli 균혈증의치료에 carbapenem 대신에다른항
균제를사용할가능성을제시하였다. ESBL 생성그람음성간균의내성수준 ( 항균제의 MIC) 에따른감염치료효과가수년간연구되어왔다. 그결과로 (i) cephalosporin의 MIC가높으면환자사망률이높아짐으로 ceftazidime 등 3세대 cephalosporin의사용이부적당하며, (ii) carbapenem의 MIC는낮기때문에치료효과가좋음이알려졌었다. Carbapenem 대신사용할약제는그 MIC가내성수준보다현저히낮을때에만인정할수있는데 fluoroquinolone. PIP/TZ 및 amoxicillin/clavulanate가이러한경우는드물다. ESBL은 TZ이나 clavulanate에의해서쉽게저해되므로이들복합제의 MIC는 β- lactam 단독제보다현저히낮게된다. 그러면 BLBLI 복합제의사용을피해왔던이유는무엇인가? 첫째는세균접종수가 10 7 CFU로많아지면 PIP/TZ의 MIC가높아지기때문이었고, 둘째는 ESBL 생성균이 AmpC ( 예, CMY-2 등 ) 다량생성등의다른 β-lactam제내성기전을가지고있어서 BLBLI의작용이감소될수있기때문이었고, 셋째는약동학 / 약역학 (pharmacokinetic/pharmacodynamic) 연구에의하면전통적 BLBLI 투여량은치료에충분치못하기때문이었고, 넷째는 BLBLI 사용효과가연구자에따라서달랐기때문이었다. Rodriguez Bano 등 (1) 은 ESBL 생성균에의한균혈증환자를 carbapenem이나 BLBLI로치료한결과를비교하였는데, 그연구결과는 ESBL 생성 E. coli 감염치료시의 BLBLI의효과를재검토하게한다. 이연구자들이 BLBLI로치료한환자는균혈증환자이었으나, 요로감염의경우세균수는적었을것이고, 담도감염의경우는외과수술로인해서세균수가적었을것이다. 즉, 세균수가많은폐렴의경우와치료효과가다를것이다. 또한스페인의전국적 cephalosporin 내성 E. coli 연구에서보면 ESBL 생성균은대부분이 CTX-M 형 (72%) 과 SHV-12형 (27%) 이었고, 반면에 AmpC 생성세균은드물어서 <5% 이었다. 따라서 ESBL 생성 E. coli 의 89% 는 PIP/TZ 에, 69% 는 amoxicillin/ clavulanate에감수성이었다. ( 참조 : Topic News) 더욱이이연구자들은 PIP/TZ 다량 ( 정맥내로 6시간마다 4.5 g) 을투여하였다. ESBL 특히 CTX-M은고농도의 TZ에잘저해된다. 결국이연구는 ESBL 생성 E. coli 감염환자를경험적으로 PIP/TZ을정맥내로 6시간마다 4.5 g 투여로치료할때 30일사망률이 PIP/TZ 의 MIC가 4 μg/ml이면 4.5%, >4 μg/ml이면 23% 이었다는 MIC, 항균제투여량, 임상효과의관계를재확인한것이다. 미국등다른나라의의사는이자료를근거로 ESBL 생성 E. coli 감염치료시 carbapenem 사용을줄일수있을것이지만, 이를실행하기는쉽지않을것이다. 바로당면하는문제는흔히사용되는자동화감수성시험방법으로는 ESBL 생성 E. coli에대한 PIP/TZ의 MIC 를정확히알수없음으로수기방법으로 MIC를시험한뒤에이복합제를투여해야할것이다. 미국에는 amoxicillin/clavulanate 주사제가없으므로이복합제는사용할수없다. 장차필요한 BLBLI는 KPC와 NDM-1도불활화할수있는것이다. 가장유망한 β-lactamase 저해제는 avibactam ( 구명 NXL104) 이다. 이저해제는 class A 와 class C β-lactamase (ESBL, AmpC 및 KPC) 를저해하며, ceftazidime 혹은 ceftaroline과의복합제의 2 상연구가진행중이다. Aztreonam과 avibactam을복합하면 metallo-β-lactamase인 NDM-1 생성세균감염에도유효할것이기때문에기대가크다. [ 참고문헌 : (1) Rodrguez-Bano J, Navarro MD, Retamar P, Picon E, Pascual A, et al.: β-lactam/β-lactamase inhibitor combinations for the treatment of bacteremia due to extended-spectrum β-lactamase producing Escherichia coli: a post hoc analysis of prospective cohorts. Clin Infect Dis 2012;54:167-74; (2) Perez F, Bonomo RA: Can we really use β- lactam/β-lactamase inhibitor combinations for the treatment of infections caused by extendedspectrum β-lactamase producing bacteria? Clin Infect Dis 2012;54:175 7] 세균의변이와균종 세균의병원성과항균제감수성은균종에따라서다를수있으므로정확한동정이필요하다. 미생물의학명을짓기는동식물에서보다어렵다 (1). 그까닭은미생물에는수많은 종 ( 혹은종처럼보이는무리 ) 이있기때문이다. 종에따옴표를붙인까닭은미생물의종에관해서학자들간에다른의견이있어서이다. 미 생물의게놈분석이가능해졌는데논쟁이더많아진까닭은자연계의미생물중에꼭같은유전자를가진것은하나도없기때문이다. 해양세균동정을위해 metagenomic data ( 아래참조 ) 를비교할때유전자들이비슷한것은있어도꼭같은것은하나도없음이신기했다. 미생물의종을정의하기가특히어려운것은미생물의유전현상이대단히복잡하기때문이다. 세균은고등생물처럼유성생식을하지않지만세균에도성 (sex) 과비슷한기능이있다. 사실은세균의유전자교환은더활발하다. 세균들은성 ( 유성생식 ) 대신에접합 (conjugation), 형질도입 (transduction) 및형질전환 (transformation) 에의해
유전자를교환한다. 유핵생물은밀접히관련된상대와만성적교환이가능하지만, 세균은거의모든미생물에서유전자를얻을수있다. 따라서세균의유전체는여러가지진화과정에서얻은조각보 (patchwork) 와같은것이라고하겠다. 미생물의이와같은난교 ( 亂交, promiscuity) 를처음알았을때미생물에는종의개념이필요없다는극단적인주장도있었으나, 미생물의종개념이없어질수는없다. 세균주변에는여러가지유전자가많이있고, 또한난교로유전자를교환할수있는데도특정의종이어떻게유지되는지의문이다. 염기서열이분석된 Archaeon의첫번째유전체는해저에서분출되는뜨거운물속에사는 Methanococcus jannaschii의것이었다. 이미생물에도 DNA가있으므로 thymidylate 생성에필요한효소도있을것이지만 GenBank에서그유전자를찾을수없었다. 나중에찾아낸유사한유전자는그때까지알려진이효소의유전자와는동일성이 7% 에불과하였다. 현재는유전자분석으로배양된또는배양안한자연계미생물의다양성을알아낼수있게되었으나, 종을구별하는명확한기준은없다고하겠다. 임상분리세균에관해생각해보자 (2). 세균의분류를위해서 16S rrna 유전자서열은가장흔히쓰이는 house keeping gene이다. 그까닭은 (i) 이유전자는거의모든세균에있으며, (ii) 이유전자의기능은변화하지않아서그서열변화는진화를나타내고, (iii) 이유전자의크기 (1,500 bp) 는분류학정보를얻기에충분하기때문이다. 1980년의 Approved Lists에는 1,791 세균종이실렸었으나, 이논문 (2) 을쓴 2007년에는 8,168 종으로늘었다. 이갑작스런증가는 DNA-DNA hybridization 보다 16S rrna 유전자서열분석이훨씬쉽기때문이다. DNA-DNA hybridization은새로운종을제안하기에쓰이는 "gold standard 이고, 그결과를정량적 ( 균종의기준을약 70% DNA-DNA 상관성 ) 으로표시할수있지만, 그시험에는시간, 노력및경비가많이필요하다. 16S rrna 유전자서열의균종동정기준 ( 예, 98.5% 이상상동성 ) 이완전히합의되지는않았다. 이유전자서열분석은명명된균종과생화학적성상이다른균주를동정할때가장유용하다. 연구결과로보면 16S rrna 유전자서열분석으로는대부분 (90%) 균속동정이가능하고, 65-83% 는균종동정이가능하다. 그러나어려운점은 16S rrna 유전자서열이같거나, 유사한것이있거나, 한균종에여러 genovar가있기때문이다. 임상분리균주에대한연구에서 16S rrna 법은 (i) 전통적방법이나상품화방법보다는동정률이더높았고, (ii) 균종동정률이 62-91% 이었다. 이미명명된균종모두가정확할수는없다. 예를들면 Enterobacter cloacae 중에는적어도 7가지 genomovar가있었다. 반대로 Edwardsiella 균종들의 16S rrna 유전자서열상동성이 99.35-99.81% 로유 사성이높았으나, 생화학적성상은분명히달랐고, DNA hybridization에의한상관성이 23-50% 에지나지않았다. Aeromonas veronii의 genome에는 16S rrna 유전자가최고 6 copy가들어있었고, 그서열이최고 1.5% 까지달랐다. [ 참고문헌 : (1) Giovannoni S: Many challenges to classifying microbial species. Microbe 2011;6:357-9; (2) Janda JM, Abbott SL: 16S rrna gene sequencing for bacterial identification in the diagnostic laboratory: pluses, perils, and pitfalls. J Clin Microbiol 2007;45:2761-4] Metagenomics Metagenomics는 metagenome에관한학문을뜻한다. Metagenome이라는용어는 1998년에 Handelsman 등 (1) 이처음으로썼는데, 그어원은 비슷하지만같지않은 (similar but not identical) 유전자자료의분석을 을뜻하기위함이었다. 이것은 분석의분석 을뜻하는 meta-analysis와같다. 메타분석은연구된문헌을분석하는통계방법이다. Metagenome은토양등환경검체에서직접채취한 ( 배양하지않고 ) 유전물질을뜻한다. Metagenomics는 environmental genomics, ecogenomics 혹은 community genomics라고도한다. Metagenomics의최근의정의는 자연환경에있는각 species를배양함이없이직접써서 genomic 기술로분석하는것이다. Metagenomics는큰규모의 genomics라는점에서 megagenomics와동의어가되어가고있다고 Handelsman은말하였다. 전통적인미생물학, 유전체서열분석및 genomics에서는순배양된미생물을써서, 그리고초기의 environmental gene 분석에있어서는 cloning한특이유전자 ( 흔히 16S rrna 유전자 ) 를써서염기서열을분석하였다. 자연계에서배양될수있는미생물은전체의 1% 에지나지않으며, 따라서배양된미생물을써서분석한결과로는미생물의다양성을충분히알수없다. Metagenomics 연구로부터는기초과학적인지식을얻을수있고, 또한새로운효소등의물질을찾아낼수도있을것이다. 우리가사용하는항균제들은배양할수있는미생물로부터얻었었다. 배양가능한미생물은우리환경에있는미생물의극히일부분에지나지않으므로 metagenomics 연구로는감염병치료에쓸수있는아직알려지지않은많은항균제를얻을수있을것으로기대되고있다. [ 참고문헌 : (1) Haldelsman J: Metagenomics or megagenomics? Nature Rev Microbiol 2005; 3:457-8] Class A β-lactamase FYU-1 Francisella tularensis는야토병의원인균이다. Antunes 등 (1) 은 F. tularensis subsp. holarctica에서 class A β-lactamase인 FTU-1을발견하였다. 이 β-
lactamase에는 class A carbapenemase의특징인 cysteine 잔기가있다. Class A carbapenemase에속하는것은 IMI/NMC-A, GES, KPC, BEL 및 SME, SFC-1 및 BIC-1이다. 이들중 GES-1과 BEL-1은 carbapenem 분해활성이없거나분해활성이약하다. 다른 class A carbapenemase와는달리, FTU-1는 F. tularensis subsp. holarctica 에선천적으로있다. FTU-1 생성으로는 penicillin 류와 ceftazidime (transconjugant에대한 MIC가 0.125 μg/ml에서 0.5 μg/ml로 4배높아졌음 ) 에내성을나타내지만다른 β- lactam제에는내성을나타내지않는다 ( 표 1). FTU-1 은 carbapenemase 활성이약한최초의 class A carbapenemase라고하였다. [ 참고문헌 : (1) Antunes NT, Frase H, Toth M, Vakulenko SB: The class A β- lactamase FTU-1 is native to Francisella tularensis. Antimicrob Agents Chemother 2012; 56:666-71] 표 1. FTU-1 생성 E. coli transconjugant의감수성 β-lactams 항균제 MIC (μg/ml) Penicillin G, ampicillin 256 Ampicillin/sulbactam 32 Oxacillin 512 Ticarcillin 1024 Piperacillin 64 Cephalothin 4 Ceftazidime 0.5 Cefotaxime, cefepime 0.031 Aztreonam 0.063 Imipenem, doripenem 0.25 Meropenem 0.031 Ertapenem 0.008 Extended-spectrum β-lactamase 생성 E. coli에의한지역사회감염 ESBL을생성하는 E. coli에의한지역사회감염 (community onset infection) 이여러나라에서보고되고있는데, Kang C-I 등 (1) 은 2010년 9월-2011년 5 월에우리나라지역사회에서생긴감염환자의임상소견과역학등에관한연구결과를발표하였다. ESBL 생성 E. coli는 108명의외래환자에서분리되었다. 55주 (50.9%) 는요검체에서, 45주 (41.7%) 는혈액에서, 4주 (3.7%) 는농에서, 각 2 주 (1.9%) 는복수와다른체액에서분리되었다. 감염환자의평균연령은 62.4세이었고, 64.8% 는여성이었다. 56명 (51.9%) 은의료관련 (healthcareassociated) 감염이었고, 기저질환은당뇨 29명 (26.9%), 고형종양 24 명 (22.2%), 신질환 14명 (13.0%), 간질환 13명 (12.0%) 이었다. 가장흔한감염은요로 (73명, 67.6%), 담도 (12명, 11.1%), 복강내 (10명, 9.3%) 이었다. ESBL 생성 108주중 63% 가 amoxicillin-clavulanic acid에, 31.5% 가 piperacillin-tazobactam에, 0.9% 가 amikacin에, 52.8% 가 gentamicin에, 58.3% 가 tobramycin에, 52.8% 가 trimethoprim-sulfamethoxazole에, 79.6% 가 levofloxacin에내성이었고, imipenem에내성인균주는없었다. 101주의 ESBL 생성 E. coli에대한 β-lactam제의 MIC 50 (μg/ml) 는 cefotaxime이 >128, ceftazidime 32, cefepime 128, piperacillin-tazobactam 4/4, ciprofloxacin 64, imipenem 0.12, meropenem과 ertapenem 0.03이었다. ESBL 생성 E. coli 101주중 40주는 CTX-M-14, 39 주는 CTX-M-15, 2 주는 CTX-M-24, 10 주는 CTX- M-27, 6 주는 CTX-M-57, 1 주는 CTX-M-3 양성이었 다. 3 주는 CTX-M-14 과 CTX-M-15 2 형을함께보유 하였다. 50 주는 TEM-1 을생성하였으나, TEM 형 ESBL 생성균주는없었고, 혈액분리주중에 SHV 형 ESBL 을생성한균주는없었다. 이연구는 CTX-M 형 ESBL 생성 E. coli 가기저질환 을가진환자에게지역사회감염을흔히일으키는원 인세균임을확인하였다. 의료관련감염과 cephalosporin 이나 fluoroquinolone 의사용은이세균감염을 일으키는위험요인이었다. [ 참고문헌 : (1) Kang C-I, Wi YM, Lee MY, Ko KS, Chung DR, Peck KR, et al.: Epidemiology and risk factors of community onset infections caused by extended-spectrum β-lactamase-producing Escherichia coli strains. J Clin Microbiol 2012;50: 312-7] Enterobacteriaceae 에확산된 NDM-1 이 A. baumannii 에도출현 Carbapenamase 인 NDM-1 은원래 Enterobacteriaceae 에퍼졌었으나, 인도, 중국및독일에서는 A. baumannii 에서도검출되었었다. 이들균주는대부분 이다제내성이었는데, 일부균주는 bla OXA-23, bla OXA- 181 및 bla IMP 를함께보유하였다. 그후위치 28 의아미노산 Pro 가 Ala 로바뀐 NDM-2 가보고되었다. NDM- 2 는독일환자에서분리된 A. baumannii 에서발견되었 는데그환자는이집트에서입원했었다. 이어서이스라 엘에서도이균종에서발견되었었다. UAE 의 Abu Dabi 병원에서분리한 carbapenem 비감 수성 A. baumannii 155 주에대한시험에서 bla NDM-2 양성인 2 주가한암환자의요에서 4 개월간격으로검 출되였다 (1). 환자는이집트등지에서치료를받았다.
이 2 주는 imipenem 과 meropenem, ceftazidime, ciprofloxacin에내성이었다. [ 참고문헌 : (1) Ghazawi A, Sonnevend A, Bonnin RA, Poirel L, Nordmann P, R. Hashmey PR, et al.: NDM-2 carbapenemaseproducing Acinetobacter bau-mannii in the United Arab Emirates. Clin Microbiol Infect 2012;18:E34 6] bla NDM 이 A. baumannii 염색체에위치 bla NDM-1 유전자가처음에는 E. coli 와 K. pneumoniae의 plasmid에서관찰되었다. Poirel 등 (1) 은스위스와독일에서분리된다제내성 A. baumannii의 bla NDM-1 과 bla NDM-2 유전자주변구조를규명하였다. bla NDM 유전자들은 composite transposon인 Tn125 에들어있었고, 이 transposon은염색체에위치하였다 ( 그림 1). 이연구자들은 Tn125가 A. baumannii에 bla NDM 을전파시키는주된역할을한다고추정하였다. 그림 1. bla NDM-1 과 bla NDM-2 를보유한 Tn125의구조모형. 이 transposon은염색체에삽입되었다. [ 참고문헌 : (1) Poirel L, Bonnin RA, Boulanger A, Schrenzel J, Kaase M, Nordmann P: Tn125-related acquisition of bla NDM -like genes in Acinetobacter baumannii. Antimicrob Agents Chemother 2012; 56:1087-9] Non-baumannii Acinetobacter가 bla OXA-51 보유 bla OXA-51 및이와유사한유전자는 Acinetobacter baumannii에선천적으로있다. 따라서이유전자를 PCR로검출하여 A. baumannii를동정할수있음이보고되었었다. 그러나 Lee 등 (1) 은대만에서분리한 Acinetobacter nosocomialis ( 구명 Acinetobacter genomic species 13TU) 2 clone (3주) 과 Acinetobacter genomic species Close to 13TU. 1 clone (7주) 에서 bla OXA-51 양유전자를검출하였다. 이들유전자앞에는 ISAba1가있었고, 이들은 plasmid에위치하였다. 이유전자를가진균주에대한 MIC 가 imipenem은 8-64 ug/ml, meropenem은 16-64 ug/ ml이었다. 이연구자들은 bla OXA-51 양유전자를검출해서 A. baumannii를동정할때는부정확한결과를얻을수있다고하였다. [ 참고문헌 ; (1) Lee Y-T, Kuo S-C, Chiang M-C, Yang S-P, Chen CP, Chen T-L, et al.: Emergence of carbapenem-resistant nonbaumannii species of Acinetobacter harboring a bla OXA-51 -like gene that is intrinsic to A. baumannii. Antimicrob Agents Chemother 2012;56:1124-7] 임균의모자이크형 PBP 제3세대 cephalosporin 에내성인임균의모자이크형 penicillin binding protein (PBP) 의유래에관해물은분께다음회신을드립니다. 세균은고등생물과는달리유성생식을하지않으므로유전자를교환할방법이없을것으로생각하기쉬우나그렇지않습니다. 세균은다른균종과도유전자교환을하므로이현상을 promiscuity ( 난교, 亂交 ) 라고합니다. 세균의유전자교환방법중에형질전환 (transformation) 이있습니다. 형질전환은세균의유전자교환기전중제일먼저, 즉 1929 년에 Griffith에의해서폐렴구균에서발견되었습니다. 폐렴구균중에는협막이없어서병원성없는것과, 협막이있어서병원성이있는것이있습니다. 협막을가진폐렴구균죽인것과살아있는협막이없는폐렴구균을섞어서생쥐에주사한바생쥐가죽었고, 죽은생쥐에서협막을가진폐렴구균을분리 할수있었습니다. 임균도자연적으로형질전환이잘되는세균입니다. 이러한세균도특정증식기에현질전환이잘일어나며그상태를 competence ( 수용능 ) 라고합니다. Penicillin이임균에작용하는곳은주로 penicillin binding protein 2 (PBP2) 입니다. 임균의 PBP 2 유전자는 pena인데 cefixime에감수성이저하된균주의 pena 서열은감수성균주가원래가지고있던부분과 penicillin에내성인다른 Neisseria에서형질전환에의해얻은것으로이루어지며, 이를모자이크형이라고합니다. 인위적으로형질전환이잘일어나게하려면세균세포를 Ca2+ 등으로처리하여 competent cell로만들어서시험관내에서유전자를삽입하기위해이용합니다. 세균은형질전환말고다른방법으로도유전자를다른세균으로부터쉽게얻으므로변이를일으키며따라서종을규정하기어렵다고합니다. 종을규정하기어려운이야기를미니사전에서간략히소개합니다 [ 참고문헌 : (1) Unemo M, Golparian D, Syversen G, Vestrheim DF, Moi H: Two cases of verified clinical failures using internationally recommended first-line cefixime for gonorrhoea treatment, Norway,2010. Euro Surveill 2010;25;15]