국내 지역사회 획득 메티실린 내성 황색포도알균의 세균학적 및 면역학적 특성

Abstract

Staphylococcus aureus is a major bacterial pathogen causing skin and soft tissue infections, pneumonia, and bacteremia in community and hospital infections. Since the 1960s, the frequency of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) has increased rapidly worldwide. In Korea, the frequency of hospital-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus (HA-MRSA) increased in the 1980s. Since the 2000s, community-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus (CA-MRSA) has increased not only in Korea but also worldwide. In this study, bacteriological and immunological studies were conducted to compare the main sequence type strain of CA-MRSA, which is currently prevalent in Korea, with the main sequence type strain of HA-MRSA, which was prevalent in the past. This laboratory has been collecting isolated and identified MRSA from clinical specimens of MRSA patients at Asan Medical Center in Seoul for 15 years. Strain types were obtained by confirming the molecular genotypes of all MRSA, and bacteriological studies including quantitative real time-polymerase chain reaction (qRT-PCR) and western blot were performed using subjected strains. As a result of the bacteriological study, four of the genes encoding surface proteins of S. aureus showed significant differences at mRNA level between the two types of strains. Following this, it was confirmed that there was a difference at the protein level as well. Several immunological studies, including intracellular cytokine staining (ICS) and enzyme-linked Immunosorbent assay (ELISA), additionally performed using patients' blood. This resulted in a significant difference in the concentration of IL-17A in serum or plasma. In this study, it was confirmed that there was a difference in the expression level of surface proteins between the two types bacteriologically. Immunological studies did not reveal any remarkable differences between the two types. It is expected that further studies will reveal the cause of the differences in the infection route and clinical pathogenesis through the surface proteins of the two types of strains. |황색포도알균(Staphylococcus aureus; S. aureus)은 지역사회와 병원 감염의 중요한 원인균으로 피부 및 연조직 감염, 폐렴, 균혈증 등을 일으키는 주요 박테리아 병원체이다. 1960년대부터 전 세계적으로 메티실린 내성 황색포도알균(methicillin-resistant Staphylococcus aureus; MRSA)의 빈도가 급격히 증가하였다. 우리나라에서는 1980년에 들어서면서 병원 내 획득 메티실린 내성 황색포도알균 (hospital-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus; HA-MRSA) 의 빈도가 증가하게 되었다. 2000년대 이후로는 병원감염과 연관된 요소 없이 지역사회에서 감염이 발생한 경우의 지역사회 획득 메티실린 내성 황색포도알균 (Community-acquired methicillin-resistant Staphylococcus aureus; CA-MRSA)이 우리나라 뿐만 아니라 전 세계적으로 증가하게 되었다. 본 연구는 우리나라에서 현재 유행하고 있는 CA-MRSA의 주요 시퀀스 타입 ST72를 과거에 유행했던 HA-MRSA의 주요 시퀀스 타입 ST5에 비교해보고자 미생물학적, 면역학적 연구를 진행하였다. 서울아산병원 임상검체로부터 15년 동안(2008~2023) 분리 동정된 MRSA의 분자학적 유전자형을 확인하여 strain type을 확보하였다. 황색포도알균 감염에 중요한 역할을 하는 7 가지의 표면 단백질 유전자를 선택하여 발현 수준을 quantitative real-time polymerase chain reaction로 비교하였으며, western blot을 통하여 단백질 수준에서의 발현 차이도 확인하였다. 또한 황색포도알균 균혈증 환자 혈액의 peripheral blood mononuclear cell (PBMC), serum or plasma를 사용 하여 intracellular cytokine staining (ICS), enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) 기법으로 사이토카인 분석을 진행하였다. 실험에 사용된 7 가지의 표면 단백질을 암호화하는 유전자들 중 4 가지의 유전자(ebpS, SpA, fnbA, and fib)가 전 세계적으로 만연했던 ST5 균주들에 비해 국내의 주종인 ST72 균주들에서 유의미하게 상향 및 하향 발현하는 것으로 나타났다. 그 중 ebpS 단백질 유전자는 ST72에서 유일하게 상향 발현 수준을 보인 유전자이다. 면역학 연구 결과로는 serum or plasma 내의 IL-17A의 농도가 통계학적으로 차이가 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 국내 CA-MRSA의 주종인 ST72가 ST5에 비교하여 표면 단백질의 발현 수준 차이가 있음을 확인하였다. 추후 미생물학적 및 면역학적 연구를 통해 두 타입 균주들의 차등 발현된 표면 단백질을 통한 감염 경로 및 임상적 병인 양상 차이의 원인을 밝히는 것이 필요하다.