Klebsiella pneumoniae가 생성하는 TEM형 Extended-spectrum β-lactamase의 분석 = Analysis of extended-spectrum β-lactamase TEM produced by Klebsiella pneumoniae
목 적 : 국내의 임상검체에서 분리되는 K. pneumoniae 중 ESBL을 생산하는 균주가 증가하고 있다. 본 연구에서는 K. pneumoniae가 생산하는 ESBL중 TEM형 ESBL에 관한 분석을 시행하여 국내의 주된 TEM형 β-lactamase의 성상을 밝히고자 하였다.
방 법 : 국내의 3개 대학병원에서 수집한 ESBL 생산 K. pnuumoniae 57균주를 대상으로 PCR로 TEM 유전자를 스크린하였고, 이중 양성을 보였던 13균주 중 11균주의 TEM 유전자 염기서열을 결정하였다. 접합 실험을 통하여 내성의 전달을 확인하였고, IEF로 등전점을 측정하였다. 각 균주의 야생주와 transconjugant에 대한 MIC를 측정하였고, TEM-52효소의 각 항생제의 hydrolysis rate를 spectrophotometric assay를 통하여 측정하였다.
결 과 : 10개의 균주가 TEM-52를 생산하였다. TEM-52유전자를 TEM-1과 비교시 3개의 아미노산 변이를 보였다. 104 glutamic acid →lysine(GAG →AAG), 182 methionine →threonine(ATG →ACG), 및 238 glycine →serine (GGT →AGT). MIC 치로 볼 때 TEM-52를 가진 세균은 cefotaxime 보다는 ceftazidime에 비교적 낮은 수준의 내성을, aztreonam에는 더 낮은 내성을 나타냈으며, kinetic study에서도 TEM-52의 cefotaxime 분해능은 강하였고 (Vmax, 340), ceftazidime 분해능은 비교적 약했으며 (Vmax, 15.1), aztreonam은 매우 미약하게 분해하였다. TEM-52 β-lactamase 유전자는 약 77-kb 크기의 플라스미드에 위치하였다.
결 론 : 국내에서 분리되는 ESBL 생성 K. pneumoniae는 TEM형 ESBL중 TEM-52를 가장 흔히 생산하였다.
Background : The prevalence of extended-spectrum β-lactamase(ESBL)-producing organisms has been increasing in Korea. We performed a study to characterize various TEM derivatives with clinical isolates of Klebsiella pneumoniae collected from 3 hospitals in Korea.
Methods : Fifty-seven isolates of ESBL-producing K. pneumoniae collected from 3 hospitals were screened by TEM-specific PCR for the carriage of TEM genes. Thirteen strains were found to have TEM-related genes. Eleven bla??? genes were amplifed and sequenced. The transfer of resistance was tested by conjugation and isoelectric point of β-lactamases were determined MICs were measured to obtain a resistance pattern for each indivudual wildtype and transconjugant strain. The hydrolysis rate of TEM-52 was measured spectrophotometrically.
Results : Ten strains carried plasmid-mediated TEM-52 gene, which sequence showed the substitution of 3 amino acids compared to that of TEM-1:104 glutamic acid →lysine (GAG →AAG), 182 methionine →threonine (ATG →ACG), and 238 glycine →serine (GGT →AGT). MIC showed that TEM-52 mediated a resistance to ceftazidime and aztreonam at a lower level than to cefotaxime. TEM-52 enzyme dydrolyzed cefotaxime efficiently (V??, 340) and showed fairly weak activity for ceftazidime (V??,15.1), but very weak activity for aztreonam. The gene of TEM-52 β-lactamases was mediated by approximately 77-kb plasmids.
Conclusion : From these results, we conclude that the TEM-52 β-lactamase is a common TEM-type ESBL in K. pneumoniae in Korea.
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