증례토론 Lab Med Online Vol. 2, No. 4: 226-231, October 2012 http://dx.doi.org/10.3343/lmo.2012.2.4.226 임상미생물학 마크로라이드치료에반응하지않는마이코플라즈마폐렴증례에대한고찰 Mycoplasma pneumoniae Pneumonia Unresponsive to Macrolide Treatment 지미숙 1 성흥섭 1 심태선 2 장우리 3 김미나 1 Misuk Ji, M.D. 1, Heungsup Sung, M.D. 1, Tae Sun Shim, M.D. 2, Woori Jang, M.D. 3, Mi-Na Kim, M.D. 1 울산대학교의과대학서울아산병원진단검사의학과 1 호흡기내과 2, 가톨릭대학교의과대학서울성모병원진단검사의학과 3 Departments of Laboratory Medicine 1, Pulmonary and Critical Care Medicine 2, University of Ulsan College of Medicine and Asan Medical Center, Seoul; Department of Laboratory Medicine 3, The Catholic University of Korea School of Medicine, Seoul St. Mary s Hospital, Seoul, Korea We present a case of community-acquired pneumonia (CAP) that developed in a previously healthy young woman. She was diagnosed with Mycoplasma pneumoniae pneumonia, but did not respond to macrolide treatment. The pathogens of CAP was examined using chest radiographs, computed tomography, and various laboratory tests including Mycoplasma IgG and IgM antibodies, blood and sputum cultures, and PCR for M. pneumoniae, Legionella pneumophila, and Chlamydophila pneumoniae. In this study, differential diagnosis of the pathogens and analysis of the mechanisms underlying their resistance to macrolide treatment were performed, and the results were discussed. After changing the antimicrobial to quinolone, the patients clinical symptoms and radiographic findings improved, and she was discharged after 8 days. Key Words: Community-Acquired Pneumonia, Mycoplasma pneumoniae, Macrolide, Resistance 증례소개 평소건강하던 24 세여자가 1 주일동안지속된기침과누런색 가래를주소로 2011 년 12 월 21 일응급실에내원하였다. 흡연력은 없었으며, 39 C 의발열및오한이동반되었다. 신체검사에서호흡 음은깨끗하였고다른특이소견은없었다. 내원 2 일전타병원에 서시행한흉부 X 선촬영및전산화단층촬영에서우중엽에경계 가불분명한다발성의반점형경화 (multifocal, ill-defined patchy consolidation) 소견을보여 (Fig. 1) 지역사회획득폐렴으로진단받 Corresponding author: Mi-Na Kim, M.D. Department of Laboratory Medicine, University of Ulsan College of Medicine and Asan Medical Center, 88 Olympic-ro 43-gil, Songpa-gu, Seoul 138-736, Korea Tel: +82-2-3010-4511, Fax: +82-2-478-0884, E-mail: mnkim@amc.seoul.kr Received: August 13, 2012 Revision received: August 15, 2012 Accepted: August 16, 2012 This article is available from http://www.labmedonline.org 2012, Laboratory Medicine Online This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. 고 3일간 clarithromycin을복용하였으나증상은전혀호전되지않았다. 응급실내원당시의생체징후는혈압 107/70 mmhg, 맥박 112회 / 분, 호흡수 18회 / 분, 체온 38.2 이었다. 혈액검사결과백혈구수는정상범위, C-반응성단백은증가되어있었고 Mycoplasma pneumoniae 항체검사에서 IgM 양성이었다 (Table 1). 객담검체에대해 Seeplex PneumoBacter ACE detection kit (Seegene, Seoul, Korea) 로 M. pneumoniae, Legionella pneumophila, Chlamydophila pneumoniae에대한중합효소연쇄반응검사를시행하였고, M. pneumoniae 에양성이었으며나머지는음성이었다. 입원후 azithromycin 과 ceftriaxone 으로 2일간치료하였으나발열, 기침등의증상이지속되었고흉부 X선촬영에서병변은더악화되었다 (Fig. 1). 객담과혈액배양검사결과는음성이었다 (Table 1). 증례해결과정 객담에서 M. pneumoniae 중합효소연쇄반응검사양성이었으므로마이코플라즈마폐렴으로진단하고 [1], clarithromycin과 azithromycin 등마크로라이드계열항균제로 4-5일이상충분히치료하였으나임상적인반응이없어서입원 3일째 ceftriaxone을 levofloxacin으로대체하였다. 항균제변경다음날부터발열증상 226 www.labmedonline.org eissn 2093-6338
이없어졌으며 C-반응성단백도점차감소하는양상을보였다 (Fig. 2). 환자는입원 6일째부터경구 levofloxacin 제제로변경하여입원 8일째퇴원하였다. 총 2주간의 levofloxacin 투약후외래에서확인한흉부 X선에서병변부위는호전되었다 (Fig. 1). 입원당시 M. pneumoniae IgM 항체양성이었고, 입원 7일째시행한 M. pneumoniae IgG 검사결과도양성으로전환되어, M. pneumoniae 감염을확진할수있었다. 이환자에서초치료실패의원인을규명하기위하여객담검체에서직접핵산추출후 M. pneumoniae 23S rrna 유전자염기서열분석을실시하였다. 기존문헌보고 [2] 에따라제작된시발체를이용하여 M. pneumoniae 23S rrna domain V 부위를중합효소연쇄반응으로증폭한후 ABI 3730xl DNA Analyzer (Applied BioSystems, Foster City, CA, USA) 를이용하여염기서열분석을시행하였다. 마크로라이드에감수성인표준균주 ATCC29342 (accession no. X68422) 와염기서열을비교하였을때 A2063G 돌연변이가관찰되었다 (Fig. 3). 검사의학적진단 마크로라이드고도내성과관련된 M. pneumoniae 23S rrna 유전자돌연변이 [3, 4] 가폐렴초치료실패의원인이되었을것으로판단하였다. Table 1. Laboratory results at the time of admission Laboratory results at the time of ER admission WBC (/μl) 6.1 10 3 (neutrophils: 82.4%) Hemoglobin (g/dl) 12.0 Platelet ( 10 3 /μl) 217 C-reactive protein (mg/dl) 12.61 Mycoplasma pneumoniae IgG* Negative Mycoplasma pneumoniae IgM* Positive Culture and stain results Blood culture No growth after 2 days Sputum AFB stain Negative Sputum Gram stain WBC >25 /LPF, Epithelial cells <1 /LPF, G(+) cocci Few Sputum culture Normal flora *Mycoplasma pneumoniae antibodies were tested with the CHORUS Mycoplasma IgG/IgM kit (DIESSE Diagnostica Senese, Siena, Italy). A C Fig. 1. Chronological changes observed in chest radiographs. (A) 2 days prior to admission at the local clinic, (B) day 1 of hospitalization, (C) day 3 of hospitalization, (D) 2 weeks after discharge. B D Ceftriaxone Azithromycin Levofloxacin Body temperature ( C) Hospital day# HD#1 HD#2 HD#3 HD#4 HD#5 HD#6 HD#7 HD#8 2 weeks after discharge CRP (mg/dl) 12.61 10.75 9.49 3.16 0.69 Fig. 2. Antimicrobial therapy and clinical course. http://dx.doi.org/10.3343/lmo.2012.2.4.226 www.labmedonline.org 227
Forward Reverse 90 상호토론 지미숙 ( 진단검사의학과 ): 이환자에서지역사회획득폐렴의원 인균을무엇이라고진단할것인가? M. pneumoniae 감염을진단 할수있는검사실적방법은? 100 110 40 50 60 70 Fig. 3. Electropherograms obtained with 23S rrna gene sequencing of Mycoplasma pneumoniae isolated from sputum. A2063G mutation is shown by arrows. 장우리 ( 진단검사의학과 ): 평소건강하던젊은여성에서호흡기 증상이 1 주일이상지속되었으며, 방사선학적검사상반점형경화 소견을나타내어비정형폐렴이의심되었으나, 누런색의다량의객 담이있었던것은특이하였다. 마이코플라즈마폐렴의검사실진 단을위해배양법, 직접항원검출, 혈청학적검사, 핵산추출을기 반으로한분자진단검사등이시행가능하나현재가장널리사용 되는방법은혈청학적검사와분자진단검사법이다. 혈청학적검사 는전통적으로널리시행되어왔으며보체결합반응법, 입자응집 법, 효소면역측정법등이있는데현재가장널리이용되고있는방 법은효소면역측정법이다. 효소면역법에서는 IgM 양성이거나급성 기및회복기의짝지은검체에서 IgG 의혈청전환이관찰되면진단 적이다. 호흡기검체로실시하는분자진단검사는민감도가매우 높고특이도도높아서진단적이다 [5-7]. 또한호흡기검체이외에 체액에서도검사가능하므로폐외증상이있을때그원인을밝히 는데도움을줄수있다 [5]. 이환자에서처럼평소건강한젊은사 람에서지역사회획득폐렴이의심될때중합효소연쇄반응을이용 한분자진단검사법은매우유용할것이다. 이환자는 M. pneumoniae 중합효소연쇄반응검사양성이었고, 혈청학적검사소견 과종합해보면폐렴원인균은 M. pneumoniae 로확진할수있다. 김미나교수 ( 진단검사의학과 ): 혈청학적기법이발전하기이전 에는한랭응집소의검출이감염진단에유용하게이용되었으나 M. pneumoniae 감염환자의 50-60% 에서만양성반응을보이고 Epstein-Barr virus, cytomegalovirus 등과같은다른감염원에의 해서도비특이성반응을나타날수있는단점이있다 [6]. 성인에서재감염시에는 IgM 항체생성반응이약할수있으므로, 효소면역법을사용할경우 1회검사에서 IgM 음성이라고해서 M. pneumoniae 현증감염을확실히배제할수없다 [3, 5]. 또한국내에서입자응집법으로건강인의 M. pneumoniae 항체가를측정한한연구에따르면, 건강인에서항체가 1:160 이상이 13.8%, 1:320 이상이 4.8% 로기준치가높으므로급성기검체에서 1:160 또는 1:320 이상이어도현증감염이아닐수있다 [8]. 입자응집법으로측정하는경우에도 1회검사만으로는감염여부를판단하기어려우며, 급성기와회복기검체를동시에검사해서급성기에비해회복기에항체가가 4배이상상승해야만진단적이다 [8, 9]. 그러나환자의면역반응이부적절하거나특이항체생성전채취된검체는혈청학적검사상음성일수있다. 1980년대후반부터마이코플라즈마폐렴의진단을위해분자진단검사법이개발되어평가되었으며 200개이상의보고가있다 [5]. 성인에서의지역사회획득폐렴관리에대한영국흉부학회 British Thoracic Society (BTS) 의 2009년지침에서는마이코플라즈마폐렴의진단을위하여객담등에서시행한중합효소연쇄반응검사가가장좋은방법 (method of choice) 으로되어있다 [1]. 그러나소아에서는중합효소연쇄반응검사만으로는불충분하고혈청학적검사를함께시행하는것이더바람직하며 [5, 9], 소아에대한 BTS 2011년지침에서는비정형폐렴원인균의검출을위해짝지은검체를이용한혈청학적검사를추천하고있다 [10]. 중합효소연쇄반응검사에서는급성감염이후증상없이지속적으로검출될수있으므로 [7], 임상증상및방사선학적소견등을종합적으로고려해야할것이다. 지 : 이환자에서치료실패의원인으로고려해야할것은? 이를위해어떤검사가필요한가? 장 : 이환자에서는마크로라이드항균제치료를충분히했음에도방사선학적소견이악화되었고임상증상도전혀호전되지않았으므로, 마크로라이드에내성인균주에의한감염일가능성을먼저고려해야할것으로생각한다. 이를확인하기위해서는 M. pneumoniae 23S rrna 유전자의돌연변이유무를확인해보는것이필요하다 [3, 4]. 지 : 이환자의검체로중합효소연쇄반응 -직접염기서열분석을시행하여 A2063G 변이가발견되었다. Mycoplasma 는일반세균과는달리세포벽이없기때문에 penicillin이나 cephalosporin 과같은세포벽합성저해제는효과가없으며, 일반적으로 tetracycline, macrolide, ketolide, quinolone 제제에는감수성이라고알려져있다 [4, 11]. 마이코플라즈마폐렴의치료에는마크로라이드계항균제가일차약제로사용되는데, 임상검사실에서배양법으로표현형적항균제감수성검사를시행하는것은어렵다. 균의배양조 228 www.labmedonline.org http://dx.doi.org/10.3343/lmo.2012.2.4.226
건이까다롭고배양에시간이많이걸리므로 [6], 진단적목적으로사용하기어렵고, 환자치료에도도움을주지못한다. 따라서마크로라이드내성에대한분자진단검사가필요하나, 국내에서는아직임상검사로서도입되어있지는않다. 심태선교수 ( 내과 ): 기침, 발열등의증상이지속되는경우결핵일가능성도배제되어야한다. 이환자는객담 AFB 염색에서음성이었고, 흉부 X선도결핵보다는비특이적폐렴을시사하는소견이었다. 또한초기에항균제용량이적절하지못한경우에도치료에실패할수있다. 지 : 23S rrna 점돌연변이가마크로라이드약제내성을일으키는기전은무엇인가? 이돌연변이가다른계열항균제의작용에도영향을미치는가? 장 : 마크로라이드항균제는감수성이있는세균의 50S 리보솜에결합하여세균의단백질합성을방해하는항균제로, 약물의결합부위는 23S rrna의 domain II와 V의구조에의해형성된다 [12]. 특히 domain V에있는 peptidyl transferase loop (central loop) 부위핵산번호 2063, 2064 위치가약물결합에매우중요한부위로 A2063 또는 A2064에서점돌연변이가발생하면약물과리보솜의결합력이감소하게되어마크로라이드에고도내성을나타내게된다 [3, 13, 14]. 성흥섭교수 ( 진단검사의학과 ): 이환자에서발견된 A2063G 변이는마크로라이드내성과관련된변이중가장흔한것으로알려져있다. 마크로라이드에감수성인균주의최소억제농도가 0.04 μg/ml 미만인데비해변이가있는내성균주의최소억제농도는 erythromycin 과 clarithromycin 이 32 μg/ml 이상, azithromycin 과 telithromycin 이 16 μg/ml 이상으로상승한다 [3, 15]. 그외 A2064G 변이가두번째로흔하며 A2063C 변이도드물지만고도내성과관련되어있다 [3]. 또한약물결합중심부위에서조금떨어져있는 A2067과 C2617 위치에서변이가발생하면저도내성이나타나게된다. M. pneumoniae 감염에서마크로라이드의대체항균제인 minocycline 과 quinolone 의경우에는감수성인균주와 A2063G 등변이가있는균주의최소억제농도가비슷했으며, 임상검체에서분리된 M. pneumoniae 중이들약제에내성인균주는없었다 [3]. 따라서마크로라이드내성균주들이다른계열의항균제에교차내성을보이지는않는것으로생각된다 [4]. 또한 23S rrna 이외에리보솜단백질인 L4와 L22의돌연변이가보고된바있으나, 이들돌연변이와마크로라이드내성과의관련성은확실하지않은것으로보고되었다 [16]. 심 : 마이코플라즈마폐렴의진단에도분자진단검사가중요하지만, 치료중임상적으로마크로라이드내성이의심될때에도필요한경우유전자돌연변이여부를검사할수있었으면한다. 장 : 국내에서 M. pneumoniae 의마크로라이드내성에대한자료가있는가? 성 : 2000년대이전에는마크로라이드내성균주에대한보고가드물었다 [4, 17]. 그러나 2000년이후마크로라이드내성이유럽과미국, 중국, 일본등각지에서보고되고있으며, 특히일본과프랑스에서는마크로라이드내성균주의비율이증가추세에있다 [3, 4]. Morozumi 등의보고에따르면, 2002년에는일본에서내성균주가발견되지않았으나 (0/47 주 ), 2003년 5% (6/120 주 ), 2004년 12.5% (5/40 주 ), 2006년 30.6% (37/121 주 ), 2008년 39.1% (27/69 주 ) 로마크로라이드내성균주의빈도가급격히증가하였다 [3, 15]. 또한중국에서는 2003년에서 2009년사이에마크로라이드내성균주가 69-92% 에이르는것으로보고되었다 [4, 18, 19]. 국내에서는 2000년에서 2003년사이마이코플라즈마폐렴으로진단된소아환자중 1.6% (1/61) 에서 A2064G 변이가발견되었다는보고가있고 [20], 2002년에서 2005년사이호흡기질환환자에서분리된 M. pneumoniae 균주중 48.8% 가 erythromycin 에내성이었고내성균주모두에서 23S rrna 유전자돌연변이가발견되었다는보고가있으나 [21], 최근국내보고는없는실정이다. 전세계적으로마크로라이드내성이증가하고있고, 지리적으로가까운중국의내성률을고려하면국내자료도필요한상황으로생각된다. 이렇게마크로라이드내성균주가증가한것은마크로라이드사용증가로인한항균제선택압력때문으로생각되는데, M. pneumoniae 외의다른호흡기감염원에서도유사하게마크로라이드내성률이증가하였다 [4]. 지 : M. pneumoniae 는성인과소아모두에서지역사회획득폐렴의중요한원인균이다. 비정형폐렴의대표적원인균으로, 감염시일반적으로증상이경미하고특별한치료가필요없는경우가많다 [9]. 마크로라이드내성여부가임상적으로중요한가? 일반적인마이코플라즈마폐렴과비교할때환자치료에있어차이가있는가? 장 : 마이코플라즈마폐렴에서항균제치료가필요한경우에는성인과소아모두에서경험적으로마크로라이드를일차약제로사용하며성인의경우 tetracycline 이나 quinolone 등의항균제도사용할수있다 [22]. 마이코플라즈마폐렴에서항균제치료를하면증상지속기간을줄여주는효과는있었으나, 중증폐렴으로진행하는것을줄이지는못한다 [9]. 심 : 마크로라이드내성균주에감염된환자들은발열, 기침등임상증상이더오래지속되는경향이있으나, 마크로라이드치료시질병의경과가악화되는소견은일반적으로발견되지않았으며 [3, 9], 증상지속또는흉부 X선소견악화등으로인해마크로라이드에서 minocycline 또는 levofloxacin 으로항균제를변경하는비율이감수성인균주에감염된환자들에비해더높았다는일본보 http://dx.doi.org/10.3343/lmo.2012.2.4.226 www.labmedonline.org 229
고가있다 [3, 15]. 최근에는마이코플라즈마폐렴에서항균제치료에반응하지않고경과가더진행하는경우 corticosteroid 를추가하는것이효과적이었다는보고가많다 [9, 23-25]. 마크로라이드내성균주에의한감염은소아에서주로많이평가되었기는하지만, 지금까지의자료로는소아와성인에서분리된마크로라이드내성균주들간에차이는없었다 [4]. 김미나교수 : 최근국제적임상진료지침서에서보듯이지역사회획득폐렴의원인균을진단할때비정형폐렴원인균에대한분자진단검사를시행하는것이필수적이다. 임상검사실에서분자진단검사를실시함으로서임상적으로비정형폐렴원인균에대한정확한항균제치료에도움이될뿐아니라, 항균제남용을줄이는데도기여할것이다. 또한국내에서도마이코플라즈마폐렴에서마크로라이드내성이상당히확산되어있는상황을고려할때마크로라이드내성유전자검사는임상검사실에서향후도입해야할검사이다. 증례중요점 1) 마이코플라즈마폐렴환자에서적절한용량의마크로라이드치료를했음에도반응하지않는경우에는마크로라이드내성균주에의한감염일가능성을고려해야함. 일본, 중국에서의내성률이 39-92% 에이르는것으로보고됨. 2) 이때, 호흡기검체로 M. pneumoniae 23S rrna 유전자염기서열분석을시행하면마크로라이드내성관련돌연변이유무를확인할수있음. 국문요약 저자들은평소건강하던젊은여성에서발생한 Mycoplasma pneumoniae 폐렴에서마크로라이드초치료에실패한증례를보고한다. 환자의객담검체로시행한 M. pneumoniae 23S rrna 유전자염기서열분석에서마크로라이드고도내성과연관되어있는돌연변이가발견되었으며, 이돌연변이가치료실패의원인이되었을것으로생각되었다. 환자는 quinolone 제제로항균제를변경한후임상적인증상과흉부 X선에서호전소견을보였으며입원 8일째퇴원하였다. 참고문헌 1. Lim WS, Baudouin SV, George RC, Hill AT, Jamieson C, Le Jeune I, et al. BTS guidelines for the management of community acquired pneumonia in adults: update 2009. Thorax 2009;64(S3):S1-55. 2. Wolff BJ, Thacker WL, Schwartz SB, Winchell JM. Detection of macrolide resistance in Mycoplasma pneumoniae by real-time PCR and high-resolution melt analysis. Antimicrob Agents Chemother 2008;52: 3542-9. 3. Morozumi M, Takahashi T, Ubukata K. Macrolide-resistant Mycoplasma pneumoniae: characteristics of isolates and clinical aspects of community-acquired pneumonia. J Infect Chemother 2010;16:78-86. 4. Bebear C, Pereyre S, Peuchant O. Mycoplasma pneumoniae: susceptibility and resistance to antibiotics. Future Microbiol 2011;6:423-31. 5. Atkinson TP, Balish MF, Waites KB. Epidemiology, clinical manifestations, pathogenesis and laboratory detection of Mycoplasma pneumoniae infections. FEMS Microbiol Rev 2008;32:956-73. 6. Daxboeck F, Krause R, Wenisch C. Laboratory diagnosis of Mycoplasma pneumoniae infection. Clin Microbiol Infect 2003;9:263-73. 7. Nilsson AC, Björkman P, Persson K. Polymerase chain reaction is superior to serology for the diagnosis of acute Mycoplasma pneumoniae infection and reveals a high rate of persistent infection. BMC Microbiol 2008;8:93. 8. Bae SM, Jang MJ, Song HJ, Jeon DY, Kweon SS, Kang YH. Prevalence of Mycoplasma pneumoniae antibodies in healthy residents of Jeonnam Province. Korean J Clin Microbiol 2007;10:109-13. 9. Youn YS and Lee KY. Mycoplasma pneumoniae pneumonia in children. Korean J Pediatr 2012;55:42-7. 10. Harris M, Clark J, Coote N, Fletcher P, Harnden A, McKean M, et al. British Thoracic Society guidelines for the management of community acquired pneumonia in children: update 2011. Thorax 2011;66(S2):S1-23. 11. Waites KB, Crabb DM, Duffy LB. In vitro activities of ABT-773 and other antimicrobials against human mycoplasmas. Antimicrob Agents Chemother 2003;47:39-42. 12. Hansen LH, Mauvais P, Douthwaite S. The macrolide-ketolide antibiotic binding site is formed by structures in domains II and V of 23S ribosomal RNA. Mol Microbiol 1999;31:623-31. 13. Poehlsgaard J and Douthwaite S. Macrolide antibiotic interaction and resistance on the bacterial ribosome. Curr Opin Investig Drugs 2003; 4:140-8. 14. Vester B and Douthwaite S. Macrolide resistance conferred by base substitutions in 23S rrna. Antimicrob Agents Chemother 2001;45:1-12. 15. Morozumi M, Iwata S, Hasegawa K, Chiba N, Takayanagi R, Matsubara K, et al. Increased macrolide resistance of Mycoplasma pneumoniae in pediatric patients with community-acquired pneumonia. Antimi- 230 www.labmedonline.org http://dx.doi.org/10.3343/lmo.2012.2.4.226
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