=요약=

임상검체에서 유래된 Enterobacter cloacae에서 검출된 Metallo-ß-Lactamase VIM-2 유전자 cassette를 포함하는 새로운 Integron

간경변 환자의 복수에서 imipenem에 내성인 Enterobacter cloacae 1주가 분리되었다. E. cloacae는 중요한 병원감염균의 하나이며, 흔히 여러 항균제에 내성이지만 carbapenem에 내성인 경우는 매우 드물다. 최근 포도당 비발효 그람음성세균과 일부 장내세균 등에서 metallo- ß –Lactamase 생성에 의하여 carbapenem에 내성을 획득한 세균의 분리가 보고되었는데, metallo- ß –Lactamase를 생산하는 세균은 carbapenem을 포함한 ß –lactam 항균제 대부분에 내성인 매우 위협적인 존재이다. 이에 본 연구에서는 imipenem-내성 E. cloacae KU680의 내성기전과 내성 유전자의 운반체 및 함께 운반되는 유전자 cassette를 규명하고자 하였다. E. cloacae KU680의 항균제 감수성은 디스크 확산법 및 평판희석법으로, carbapenemase 생성은 Hodge 변법으로, metallo- ß –Lactamase 생성은 EDTA-disk synergy법으로 시험하였다. Metallo- ß –Lactamase의 유전형은 polymerase chain reaction (PCR)으로 검사하였으며, class I integron 검출용 5’CS-F 및 3’CS-R primer에 의한 PCR 산물을 cloning한 후, dideoxy-mediated chain termination 법으로 염기서열을 분석하였다.E. cloacae KU680에 대한 imipenem과 meropenem의 최소억제농도(minimal inhibitory concentration, MIC)는 각각 감수성 breakpoint인 4㎍/mL였다. Penicillin계 및 cephalosporin계 시험항균제의 MIC는 대부분>128 ㎍/mL로 고도내성이었으며, aztreonam은 64 ㎍/mL 로 내성이었다. hodge 변법과 EDTA-disk synergy 시험 모두 양성이었고, blavim의 검출을 위한 PCR에서 양성반응을 보였으며, 염기서열 분석을 통하여 이 산물이 blavim-2임을 확인할 수 있었다(GenBank accession No. AF305559). 5’CS-F 및 3’CS-R primer에 의하여 생성되니 4,392 bp의 clone 절편은 class I integron의 구조를 보였는데, 5’CS는 IntI1 integrase 유전자와 그 promotor 부위 및 attI1 재결합 부분을 그리고 3’CS는 qacE△1을 포함하고 있었다. 이 integron은 blavim-2 외에도 aadA1, “orfII” 및 “orfIII” 유전자 cassette를 지니고 있었다.E. cloacae KU680은 metallo- ß –Lactamase VIM-2를 생산함으로서 imipenem에 대한 내성을 획득하였으며, 이 균주는 세계적으로 처음 분리된 증가는 이 유전자가 이동성이 높은 integron에 의해서 용이하게 수평전달되기 때문인 것으로 추측된다.


A strain of Enterobacter cloacae resistant to imipenem was isolated from the specimen of peritoneal fluid of a patient with liver cirrhosis. E. cloacae is a significant nosocomial pathogen which is often resistant to multiple antibiotics, but the microorganism is rarely resistant to carbapenem. Recently, the emergence of metallo- ß –Lactamase was reported in glucose nonfermenting gram-negative rods and members of the family Enterobacteriaceae. The metallo- ß –Lactamase-producing microorganisms are resistant to most of ß –loctams including carbapenems. The main objectives of this work were to characterize the mechanism of resistance to imipenem of E. cloacae KU680 and to analyze the structure of integron which carries the resistance genes that confer resistance to imipenem.Antimicrobial susceptibilities of E. cloacae KU680 were determined by disk diffusion and agar dilution method. The modified Hodge and EDTA-disk synergy test were performed for the screening of metallo- ß –Lactamase-producing isolates. Blaimp and blavim genes were detected by polymerase chain reaction (PCR) amplification. To detect the presence of integron, PCR method was used. The PCR product by primers of 5’CS-F and 3’CS-R was cloned. Then using these product, the sequence of integron was determined by dideoxy-mediated chain termination method.The minimal inhibitory concentrations (MIC) of imipenem and meropenem to E. cloacae KU680 were 4㎍/mL, respectively. The MICs of most of penicillins and cephalosporins tested were more than 128 ㎍/mL, and that of aztreonam was 64㎍/mL. The isolate showed positive modified Hodge and EDTA-disk synergy tests, which suggested the production of metallo- ß –Lactamase and positive PCR result for the detection of metallo- ß –Lactamase and positive PCR result for the detection of blavim gene. The genotype of the PCR product of blavim gene was blavim-2 (GenBank accession No. AF305559). Sequencing of the 4.392 bp-cloned fragment revealed the structure of the class I integron, such as a 5’-CS element containing an IntI1 intergrase gene with its own promotor region, an attI1 recombination site and a 3’-CS element containing qacE△1.The integron contained insert gene cassettes blavim-2, aadA1, “orfII” and “orfIII”.Conclusions : E. cloacae KU680 acquired the resistance to imipenem by production of metallo- ß –Lactamase VIM-2. To our knowledge, this is the first metallo- ß –Lactamase-producing E. cloacae isolate. The gradual increase in the number of VIM-2-producing bacterial species may indicate the highly mobile nature of the blavim-2 cassette.