Antimicrobial Resistance and Virulence Profiles of Enterococcus spp. isolated from Horses and Horse-associated Environments in Korea

Abstract

장구균에 의한 질병은 전 세계적으로 증가하는 추세이고, 그 심각성 또한 대두되고 있다. 산업동물, 반려동물 그리고 사람에서 분리된 장구균에 대한 연구는 많이 이루어져 있다. 하지만 이에 비하여 말에서 분리된 장구균의 특징과 교차전파 가능성에 대한 연구는 미비한 수준이다. 따라서 이 논문에서는 한국 말과 그 환경에서 분리된 장구균의 항생제 내성 및 병원성 특징 그리고 교차전파 가능성을 조사하였다. 2013년에 한국의 3개의 국립경마장 및 14개의 승마장을 대상으로부터 채취한 3,078개의 시료들 중에 총 264개의 장구균이 분리되었고, 6 종의 서로 다른 장구균이 동정되었다. 그 중 사람에서 특히 문제를 일으키는 2종인 E. faecalis 와 E. faecium이 많은 비율을 차지하고 있었다 (각각 50 %, 22 %). 한 개 이상의 항생제에 내성을 가지는 장구균은 143주 (54.2 %) 였으며, 3개 이상의 서로 다른 항생제에 내성을 가지는 Multi-drug resistant (MDR) 장구균은 단 7주 (2.7 %)에 불과하였다. Tetracycline 내성을 가지는 균주의 경우 항생제 내성 유전자인 tetM, tetL 유전자를 많이 보유하는 것으로 관찰되었으나 (각각 87.8 %, 28.6 %), 다른 항생제들의 경우 항생제 내성 표현형과 유전형간의 차이가 관찰되었다. 병원성을 확인하기 위한 biofilm formation assay 와gelatinase activity assay에서 E. faecalis가 다른 종에 비하여 높은 양성률을 나타내었고 (각각 95. 5%, 94.7 %), 병원성 유전자의 경우 역시 주로 E. faecalis에서 검출되었다. 항생제 내성과 병원성 모두 E. faecalis에서 높게 나타났고, Pulsed-field gel electrophoresis 를 통해 이 장구균을 대상으로 유전적 상동성을 비교 분석한 결과 서로 다른 말 그리고 그 환경 사이에 교차전파가 관찰되었다. 이러한 결과는 공중보건학적으로 승마자 또는 말 관리사 같은 말산업 종사자에게 전파될 수 있다는 것을 시사하기 때문에, 지속적인 관찰이 필요할 것이다.

Antimicrobial resistant (AR) Enterococci have emerged as leading nosocomial pathogens. Transmission of AR Enterococci from animals to humans was demonstrated. However, limited information is available for Enterococci from horses. The goal of this study was to characterize Enterococci isolated from horse-associated-samples for their AR profiles and virulence traits. From 3,078 horsed-associated-samples, 264 Enterococci were isolated in Korea during 2013. AR profiling revealed that the average ratio of AR Enterococci was 54.2 %. Seven isolates (2.7 %) were defined as multi-drug resistant E. faecalis. Most of tetracycline resistant Enterococci harbored either of tetM or tetL, or both. The detection rates of other AR genes in Enterococci resistant to other kinds of antimicrobials were relatively low. Biofilm formation and gelatinase activities were observed in 50.8 % and 47.3 % of Enterococci, respectively. Most of them were E. faecalis carrying gelE gene. Pulsed filed gel electrophoresis analysis indicated transmission of AR Enterococci between horses and their environments. These results might suggest a possibility of transmission of horse AR Enterococci to horse-riders and horse-care-workers by close contacts.