돼지 연쇄상구균(Streptococcus suis)의 항생제 내성관련 논문정리

 

2017년부터 2019년까지 중국 장시성의 건강한 돼지에서 분리한 연쇄상구균의 항생제 내성에 대한 표현형과 유전형에 대한 논문을 정리했다. 

중국의 장시성에서 사육중인 건강돼지에서 분리한 돼지연쇄상구균의 유전형과 항생제 내성을 조사했다. 314두의 건강한 돼지에서 비강스왑으로 분리한 연쇄상구균은 34.8%의 이환율을 보였다. 이중 80%는 반코마이신, 페니실린, 미노사이클린, 클로람페니콜에 감수성이 나타났다. 반면 클린다마이신, 테트라사이클린, 클라리쓰로마이신, 에리쓰로마이신에 대해서는 높은 수준의 내성이 확인되었다. 양성시료 전부에서 3종류 이상의 항생제 내성을 확인하였다. 린코사마이드, 마크로라이드, 테트라사이클린 내성에 빈번히 기여하는 내성유전자는 erm(B), tet(O)이며 마크로라이드 내성 유전형 부분은 특정 표현형으로 발현되지 않았다. Integrative and conjugative elements(ICEs)는 양성샘플중 28.97%가 분리되었는데 이의 존재는 항생제 내성유전자를 수평전파 시킬 수 있는 위험성을 증가시키므로 중요하다. 이번 연구에서 대부분 이환된 내성유전자와 유전형은 중국의 다른 지역 혹은 전국에서 나타나는 양상과 유사하게 나타났다. 이러한 연구는 항생제의 올바른 사용에 대한 안내와 중국내 연쇄상구균의 항생제 내성 모니터링 정보를 제공하는데 매우 중요하다고 사료된다.

돼지연쇄상 구균은 그람양성 세균으로 약 30가지의 혈청형을 가지고 있다. 특히 돼지 연쇄상구균은 전세계 양돈산업에서 상당한 경제적 손실을 입히는 세균증 하나로 돼지 상부호흡기, 편도, 비강, 생식기, 소화기에 콜로나이즈되어 있고 뇌수막염과 패혈증, 심장내막염, 폐렴, 관절염, 다발성 장막염, 질염 등의 증상으로 관찰된다. 돼지에서 주로 발생되나 사람에게도 감염이 될 수 있다. 사람으로의 전파는 감염된 동물과 접촉, 돼지고기를 통해 체표나 구강 루트로 전파된다. 연쇄상구균증을 치료하기 위해 돼지와 사람에게 오래전부터 항생제를 사용해 왔는데 과도한 사용과 오남용으로 심각한 항생제 내성을 획득하게 되었다. 이러한 항생제 내성 획득은 아시아, 유럽, 북미, 아프리카에서 지속 증가되며 사람과 돼지의 치료 실패로 이어지고 있다. 린코사마이드, 마크로라이드, 설포나마이드, 테트라시이클린에 대한 내성이 높으며 지역적, 관리수준, 건강상태에 따라 내성의 정도는 매우 다양하게 나타난다. 항생제 내성 획득기전은 명확하지 않으나 특정항생제에 대한 내성물질과 유전자에 의한 것으로 파악되고 있다. 실제로 항생제 내성은 동물간 내성유전자를 통해 세균간 전파가 가능하고 ICEs, Plasmids, insertion sequence로 주로 이루어진다. 이중 ICEs는 다양한 세균들에서 내성유전자와 병원성인자를 실어 나를 수 있는 주요 매개체로서 작용한다.

2017년부터 2019년까지 중국 장시성의 10~20주령 건강한 돼지의 비강스왑을 통해 314개의 샘플을 채취하였다. 샘플은 저온으로 보관하여 실험실로 운반하여 콜리니의 알파 헤모라이틱을 확인하고 그람염색으로 세균성상을 확인하였다. 각종 PCR을 통해 혈청형 구분을 실시하였다. 항생제 내성을 확인하기 위해 총 16가지의 항생제를 사용하여 항생제 감수성 테스트를 실시하였다. 항생제 내성유전자와 ICEs를 증명하기 위해 각종 PCR을 실시하였다.

314개의 비강샘플중 107개에서 돼지연쇄상구균이 분리되었고 이중 병원성이 매우 강한 2형 혈청형은 확인되지 않았다. 107개의 양성샘플의 항생제 내성결과 반코마이신, 페니실린, 미노사이클린, 클로람페니콜 등이 감수성있는 것으로 확인되었다. 반면 클린다마이신, 테트라사이클린, 클라리쓰로마이신, 에리스로 마이신에는 강한 내성이 확인되었다. 주목할 점은 모든 샘플에서 3가지 이상의 항생제 내성을 보여주었다는 점이다. 5가지 항생제에 내성을 보인 샘플은 30.84%, 6가지 항생제에 내성을 보인 샘플은 24.30%, 9가지 항생제에 내성을 보인 샘플은 2개로 확인되었다. 항생제 내성 유전자를 추적한 결과 lnu(B), tet(L), tet(O), tet(K), tet(M)이 확인되었고 항생제 내성 표현형과 유전형간의 연관성을 확인되지 않았다. ICEs도 분리되었지만 이번 연구에서 이의 유전형과 내성의 표현형과는 연관성이 멀다고 판단하였다.

돼지연쇄상구균은 인수공통 병원체로 돼지 상부호흡기에 무증상으로 존재하고 있다. 돼지와 돈육제품을 통해 사람에게 전파될 가능성이 높아 잠재적 위험성이 높다. 또한 연쇄상구균이 항생제 내성을 많이 획득한만큼 이에 대한 모니터링과 조사는 공중보건학적인 측면에서 지속적으로 수행되어야 한다. 이번 연구에서늠 반코마이신, 페니실린, 미노사이클린, 클로람페니콜에서 감수성이 확인되었다. 따라서 이들을 연쇄상구균증 치료에 여전히 사용 가능할 것이다. 항생제 내성을 유발하는 것으로 알려진 여러 유전자를 조사하여 분리하였지만 이번 연구에서는 유전자와 표현형의 연관성이 떨어져 지속적인 연구가 더 필요하였다. 기계적인 전파를 일으키는 ICEs에 대한 유의성도 없는 것으로 확인하였다. 향후 돼지연쇄상구균증에 대해 적절하게 대응하기 위해서는 항생제 내성획득 메카니즘을 이해할 수 있는 연구결과가 더 필요하며 지속적으로 지역적 국가적인 항생제 내성 모니터링이 지속되어야 할 것이다.

Antimicrobial resistance phenotypes and genotypes of streptococcus suis isolated from clinically healthy pigs from 2017 to 2019 in jiangxi province china, Tan et al, journal of applied microbiology, 2020, 130, 797-806.