carbapenemase gene PCR - 항생제내성

박테리아에 carbapenemase 유전자가 존재하면 carbapenem 항생제를 가수분해하고 비활성화할 수 있는 carbapenemase 효소가 생성됩니다. 이 효소 활동은 카바페넴에 대한 저항성을 부여하여 이러한 박테리아로 인한 감염을 치료하는 데 효과가 없게 만듭니다.

 

carbapenemase gene PCR

카바페넴분해효소 효소는 베타-락타마아제의 일종으로, 카바페넴을 비롯한 많은 항생제에 존재하는 베타-락탐 고리 구조를 분해할 수 있는 효소입니다. 카바페넴은 사용 가능한 가장 강력한 항생제 중 하나로 간주되며 종종 다제내성 박테리아로 인한 심각한 감염에 대한 최후의 치료제로 사용됩니다.

 

Carbapenemase 유전자는 플라스미드, 트랜스포손 및 인테그론과 같은 이동성 유전 요소를 통해 다른 박테리아 간에 전달될 수 있습니다. 이러한 전이 가능성은 Enterobacteriaceae(예: Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli)와 같은 그람 음성 병원균과 Pseudomonas aeruginosa 및 Acinetobacter baumannii와 같은 비발효균을 포함하여 다양한 박테리아 종 사이에서 카바페넴 내성의 급속한 확산에 기여합니다.

 

IMP-1, VIM, NDM, KPC 및 OXA-48과 같은 카바페넴분해효소 유전자의 검출은 일반적으로 PCR(중합 효소 연쇄 반응) 기술을 사용하여 수행됩니다. PCR은 이러한 유전자와 관련된 특정 DNA 서열의 증폭 및 검출을 허용합니다. carbapenemase 유전자의 존재 여부는 PCR 산물을 gel electrophoresis나 molecular sequencing 등 다양한 방법으로 분석하여 확인할 수 있습니다.

 

IMP-1

이 유전자는 Pseudomonas aeruginosa 및 Enterobacteriaceae와 같은 그람 음성 박테리아에서 일반적으로 발견되는 IMP-1 carbapenemase 효소를 암호화합니다.

 

IMP-1 카르바페넴분해효소는 종종 플라스미드 또는 트랜스포손과 같은 이동성 유전 요소에 암호화되어 있어 서로 다른 박테리아 간에 유전자를 쉽게 전달할 수 있습니다. 이 수평 이동 메커니즘은 박테리아 개체군 내에서 그리고 박테리아 개체군 간에 카바페넴 내성 확산에 기여하여 IMP-1 양성 박테리아로 인한 감염 치료 문제를 더욱 악화시킵니다.

 

IMP-1 유전자의 존재를 검출하기 위해 PCR(중합 효소 연쇄 반응)과 같은 분자 진단 기술이 사용됩니다. PCR은 IMP-1 유전자와 관련된 특정 DNA 서열을 증폭하여 박테리아 샘플에서 검출 및 식별할 수 있도록 합니다.

 

 

VIM: VIM

유전자는 장내세균과 녹농균을 포함한 그람 음성 박테리아에서도 자주 발견되는 VIM 카르바페네마제 효소를 암호화합니다. 카바페넴분해효소는 박테리아가 생산하는 효소로 카바페넴 항생제를 분해할 수 있습니다. 카바페넴 항생제는 종종 다제 내성 박테리아에 의해 발생하는 심각한 감염을 치료하기 위해 사용되는 강력한 항생제입니다. VIM 유전자와 해당 효소인 VIM carbapenemase의 존재는 carbapenem 항생제에 대한 내성을 부여합니다.

VIM 유전자는 MBL(metallo-beta-lactamase) 유전자로 알려진 더 큰 유전자 군의 일부입니다. 이 유전자는 카바페넴 항생제에 결합하고 가수분해하는 능력을 특징으로 하는 카바페넴분해효소를 생성합니다. VIM carbapenemase는 효소 활성을 위해 금속 이온(보통 아연)이 필요한 MBL의 하위 클래스 B1에 속합니다.

VIM 유전자를 가지고 있는 박테리아는 카바페넴 항생제뿐만 아니라 종종 다른 종류의 항생제에도 내성을 보이기 때문에 다제내성균으로 간주됩니다. 이것은 효과적인 항생제 치료에 대한 옵션이 제한되기 때문에 이러한 박테리아로 인한 감염 치료에 중요한 문제가 될 수 있습니다.

 

 

NDM

NDM은 New Delhi metallo-beta-lactamase의 약자입니다. NDM 유전자는 carbapenem 항생제를 가수분해할 수 있는 carbapenemase 효소를 암호화합니다. 빠른 확산과 높은 수준의 저항으로 인해 상당한 주목을 받았습니다. NDM 생성 박테리아는 Klebsiella pneumoniae 및 Escherichia coli를 포함한 다양한 종에서 검출되었습니다.

 

KPC

KPC 유전자는 Klebsiella pneumoniae 박테리아에서 일반적으로 발견되는 KPC carbapenemase 효소를 암호화합니다.

KPC carbapenemase는 Ambler class A β-lactamases로도 알려진 class A carbapenemase의 일부입니다. KPC 생성 박테리아는 확산 및 치료하기 어려운 감염을 일으키는 능력으로 인해 의료 환경에서 주요 관심사가 되었습니다.

 

OXA-48

OXA-48 유전자는 장내세균과, 특히 폐렴간균과 대장균에서 흔히 발견되는 OXA-48 카르바페네마제 효소를 암호화합니다. OXA-48 생성 박테리아는 카바페넴 내성과 관련이 있습니다.

이러한 carbapenemase 유전자를 특이적으로 표적으로 하는 PCR을 수행함으로써 세균 샘플에서 이러한 유전자의 존재를 감지할 수 있습니다. 이 정보는 적절한 치료 전략을 안내하고 카바페넴 내성 박테리아의 확산을 방지하기 위한 감염 통제 조치를 구현하는 데 중요합니다.

 

카바페넴분해효소는 카바페넴뿐만 아니라 페니실린 및 세팔로스포린과 같은 다른 계열의 베타락탐 항생제에도 내성을 부여할 수 있습니다. 이것은 carbapenemase가 종종 여러 유형의 베타-락탐 항생제를 가수분해할 수 있는 광범위한 스펙트럼의 베타-락타마제이기 때문입니다.

 

Carbapenemase 유전자는 박테리아의 다른 내성 메커니즘과 공존할 수 있어 치료 옵션을 더욱 복잡하게 만듭니다. 예를 들어, 카바페넴분해효소 유전자를 가지고 있는 박테리아는 아미노글리코시드, 플루오로퀴놀론 또는 폴리믹신에 대한 저항성을 부여하는 것과 같은 추가 저항성 유전자를 보유할 수 있어 치료하기가 훨씬 더 어렵습니다.

 

여기에는 carbapenemase 유전자 자체에 대한 감시와 carbapenem 내성 감염률 모니터링이 모두 포함됩니다. 감시 데이터는 감염 통제 조치를 안내하고 발병을 식별하며 공중 보건 개입을 알릴 수 있습니다.

 

항생제 내성 분야는 끊임없이 진화하고 있으며 시간이 지남에 따라 새로운 카르바페넴분해효소 유전자 또는 변이체가 나타날 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 카바페넴 내성 박테리아가 제기하는 문제를 효과적으로 해결하고 박테리아 감염에 대한 효과적인 치료 옵션을 보장하려면 지속적인 연구, 감시 및 다각적인 접근이 필요합니다.