I. 들어가는 말

  황색포도알균(Staphylococcus aureus, S. aureus)은 다양한 감염경로를 통하여 감염증을 일으키는 세균이다[1]. 황색포도알균 감염 치료에 사용되었던 페니실린(penicillin)에 대한 내성균이 출현하여 이를 치료하기 위한 메티실린(methicillin)이 1960년에 도입되었으나, 1961년에 메티실린 내성 황색포도알균(methicillin resistant S. aureus, MRSA)이 확인되었다[2]. 국내 임상에서 분리된 황색포도알균 중 MRSA균은 1990년대 초부터 60-70%를 차지하고 있으며[3], 국내 요양 병원에서는 80% 이상이다[1].

  MRSA 감염증 치료에 사용하는 반코마이신(vancomycin)에 내성을 나타내는 반코마이신 중등도 내성 황색포도알균(vancomycin intermediate S. aureus, VISA)은 1996년 일본에서 처음 보고되었으며[2], 이 후 미국, 독일, 인도를 비롯하여 전 세계적으로 분리 보고가 증가하고 있다[4,5]. 2002년에 미국 미시간(Michigan)에서 반코마이신 최소억제농도(minimal inhibitory concentration, MIC)가 128㎍/㎖을 초과하는 반코마이신 내성 황색포도알균(vancomycin resistant S. aureus, VRSA)이 최초로 분리되었으며, 2012년까지 전 세계적으로 33건이 보고(인도 16례, 미국 13례, 이란 3례, 파키스탄 1례)되었다[6,7]. 국내에서는 1998년 첫 VISA 증례가 보고되었고 현재까지 VRSA가 보고된 적은 없으며, VISA 균주의 분리는 증가하고 있다[1,3,8].

  이 글에서는 2012년 VRSA 실험실 표본감시 결과를 소개하고 분리된 VISA 균주의 분자유전학적 특성을 정리하였다.


 II. 몸 말

  대상 분리주는 2012년 질병관리본부에서 확인, 동정된 VISA 분리주와 12주간(2012. 4. 30.-2012. 7. 20.) 전국 71개 종합병원을 대상으로 실시한 VRSA 실험실 표본감시에서 분리된 VISA 균주들이다. 감시기간 중 총 27,546주의 황색포도알균이 분리되었고, 19,926주(72.3%)가 MRSA로 확인되었다. MRSA 분리주 중 14,505주는 표본감시 참여기관에서 반코마이신 4㎍/㎖이 함유된 brain heart infusion agar (BHI-V4) 선별배지를 사용하여 반코마이신 내성 선별검사를 시행하였다. 선별검사에서 양성인 균주들은 질병관리본부에 최종확인 진단의뢰하거나 해당기관에서 반코마이신 MIC를 확인하였다. 질병관리본부에서는 의뢰된 분리주를 대상으로 항균제 감수성 시험을 실시하였다.

  반코마이신에 대한 감수성 시험은 한천배지희석법(agar dilution method), 액체배지 미량희석법(broth microdilution method) 및 E-test 시험법으로 확인하였다. Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) 지침에 따라 한천배지희석법과 액체배지 미량희석법으로 반코마이신 MIC ≤2㎍/㎖이면 감수성, 4-8㎍/㎖은 중등도 내성, ≥16㎍/㎖은 내성으로 판정하였으며, E-test 시험법으로 MIC ≤2㎍/㎖이면 감수성, ≥3-8 ㎍/㎖이면 중등도 내성, ≥12㎍/㎖은 내성으로 판정하였다. 3가지 시험법 중 1가지 이상에서 중등도 내성으로 확인되면 VISA로 판정하였다. 그 외에 12종의 항균제에 대한 감수성은 E-test 시험법과 디스크 확산법(disc diffusion test)으로 확인하였다.

  황색포도알균의 메티실린 내성은 Staphylococcal Cassette Chromosome mec (SCCmec)이라는 이동성 유전자 부위에 위치하는 mecA 유전자에 의해서 나타나며, accessory gene regulator (agr) operon은 용혈(hemolysin), exoprotein, exotoxin등의 독성인자 발현에 관여하고 4가지 종류로 분류된다(agr group I-IV). 독성 쇼크 증후군 독소(Toxic shock syndrome toxin-1, TSST-1)는 발열, 혈압저하, 발적 등의 staphylococcal toxin shock syndrome (TSS)을 일으키는 원인 독소로 알려져 있다[9]. VISA 분리주의 분자생물학적 특성을 확인하기 위해 SCCmec 형, agr 형과 장독소(staphylococcal enterotoxin) 9종(sea-see, seg-seh)을 각각 multiplex PCR을 실시하였으며, TSST-1 유전자도 중합효소연쇄반응(PCR)으로 확인하였다[8]. 분리된 VISA 분리주간의 분자역학적 유연관계를 분석하기 위하여 pulse field gel electrophoresis (PFGE)를 실시하였으며, 7개의 house keeping gene (arcc, aroe, glpf, gmk, tpi, yqil)을 이용한 분리주의 multilocus sequence type (MLST)도 시행하였다.

  2012년 분리된 VISA 분리주의 반코마이신에 대한 항균제 감수성 시험결과 한천배지희석법에서 1개의 분리주가 MIC 4㎍/㎖인 반코마이신 중등도 내성으로 확인되었고, E-test 시험법에서는 10개의 분리주가 MIC 3㎍/㎖으로 확인되어 총 10개의 분리주가 VISA균으로 확인되었다. 2가지 시험법에서 중등도 내성으로 확인된 VISA 분리주는 1개로 확인되었다. 글라이코펩타이드(glycopeptide)계열의 다른 항균제 테이코플라닌(teicoplanin)에 대해서는 E-test 시험법에서 2주가 중등도 내성으로 확인되었다(Table 1).

  2012년에 확인된 VISA 10균주의 12가지 다른 종류의 항균제에 대한 감수성 시험 결과 VISA 분리주는 비 베타락탐(non-β-lactam) 계열 항균제 중 댑토마이신(daptomycin, DPC), 리네졸리드(linezolid, LZ), 퀴누프리스틴·달포프리스틴(quinupristin/dalfopristin, SYN)에는 모두 감수성(10주, 100%)이었지만, 오플록사신(ofloxacin, OF), 에리스로마이신(erythromycin, EM), 테트라싸이클린(tetracycline, TC) 항균제에는 모두 내성(10주, 100%)이었다(Table 2).

  VISA 분리주의 SCCmec 형의 분포는 SCCmec II 형이 9주(90%), SCCmec III 형이 1 주(10%)로 확인되었고, agr 종류는 agr I 형이 1 주(10%), agr II 형이 9주(90%)로 확인되었다. agr I 형은 SCCmec III 형이, agr II 형은 SCCmec II 형으로 확인되었다(Table 3). TSST-1 유전자는 분리된 10 분리주 모두에서 확인되었으며, 장독소 유전자는 9 분리주가 sec, seg, sei 유전자를, 1 분리주가 sea 유전자를 갖는 것으로 확인되었다. 특이적으로 sec, seg, sei 유전자를 갖는 균주는 SCCmec II 형이며, sea 유전자만을 갖는 분리주는 SCCmec III 형으로 확인되었다(Table 3).

  VISA 분리주의 분자역학적 연관성을 분석하기 위하여 PFGE를 실시한 결과 크게 5개의 패턴으로 분류(Figure 1)되었고 MLST 분석 결과 9(90%) 분리주가 ST5였으며 1 분리주(10%)는 ST239였다.

  MRSA균을 치료하기 위하여 사용되는 반코마이신에 내성을 갖는 VRSA균은 분리되지 않았지만, 반코마이신에 중등도 내성을 나타내는 VISA균이 지속적으로 분리되고 있는 추세이다[1,8]. 2012년 분리된 VISA 10 균주를 대상으로 분자유전학적 특성을 조사한 결과 대부분의 VISA 분리주는 다제내성균이며, 유전학적으로 agr II와 SCCmec II의 특성을 갖고 ST5가 대부분인 것으로 확인되었다. 이는 현재까지 국내에서 분리되는 MRSA균이 대부분 ST5주(ST5-MRSA-SCCmec II) 혹은 ST239 균주(ST239- MRSA-SCCmec III)라는 보고와 일치함을 확인할 수 있었다[8]. 또한 분석된 VISA 분리주가 가진 장독소는 SCCmec 형에 따라 다르게 분포하였다. 세계적으로 VRSA균의 분리는 많지 않지만, 반코마이신에 감수성이 저하된 VISA가 증가하는지는 지속적으로 확인해야 할 것으로 사료된다.


  IV. 참고문헌

1. National Institute of Health, Korea Center for Disease Control and Prevention. Korean Antimicrobial Resistance Monitoring System (KARMS) Annual Report. 2011. p66.
2. Song JH. Antimicrobial Resistance in Gram-positive Cocci: Past 50 Years, Present and Future. Infect Chemother 2011;43:443-449.
3. Kim MN. Multidrug-resistant Organisms and Healthcard-associated Infections. Hanyang Medical Reviews 2011;31:141-152.
4. Bierbaum G, Fuchs K, Lenz W, Szekat C, Sahl HG. Presence of Staphylococcus aureus with reduced susceptibility to vancomycin in Germany. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 1999;18:691-696.
5. Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Staphylococcus aureus with reduced susceptibility to vancomycin-Illinois, 1999. MMWR Morb Mortal Wkly Rep 2000;48:1165-1167.
6. Moravvej A, Estaji F, Akari E, Solhjou K, Naderi Nasab M, Saadat S. Update on the global number of vancomycin-resistant Staphylococcus aureus (VRSA) stains. Int J Antimicrob Agent 2013;42:370-371.
7. Askari E, Tabatabai S, Arianpoor A, Nasab M. VanA-Positive Vancomycin-Resistant Staphylococcus aureus: Systematic Search and Review of Reported Cases. Infectious Diseases in Clinical Practice 2013;21:91-93.
8. Chung G, Cha J, Han S, Jang H, Lee K, Yoo J, Yoo J, Kim H, Eun S, Kim B, Park O, Lee Y. Nationwide surveillance study of vancomycin intermediate Staphylococcus aureus strains in Korean hospitals from 2001 to 2006. J Microbiol Biotechnol 2010;20:637-642.
9. Kim JS, Kim HS, Song W, Cho HC, Lee KM, Kim EC. Molecular Epidemilogy of Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus Isolates with Toxic Shock Syndrome Toxin and Staphylococcal Enterotoxin C genes. Korean J Lab Med 2007;27:118-123.