임상 검체에서 분리된 카바페넴 내성 Acinetobacter baumannii의 독성 유전자 발현량과 폐렴 발생과의 관계

Abstract

Acinetobacter baumannii는 원내 감염을 일으키는 중요한 원인균이다. 그러나 호흡기검체에서 A. baumannii가 동정되었을 때 이것이 폐렴의 원인균인지, 단순한 집락균인지를 구분하는 것은 매우 어렵다. 만약 폐렴 발생 및 불량한 예후와 관련이 있는 A. baumannii균의 특성을 안다면 폐렴에 대한 조기 치료 및 집락군에 대해 불필요한 항생제 사용을 줄이는 데 도움이 될 것이다. 따라서 본 연구에서는 폐렴 발생 및 불량한 예후와 관련 있는 A. baumannii의 유전적 특성을 밝히기 위해 환자의 호흡기 검체에서 분리된 A. baumannii에서 독성 유전자의 발현량과 폐렴 및 사망과의 관계를 알아보고자 하였다. 이대 목동병원에 2018년 1월부터 2019년 1월 사이에 시행한 호흡기 검체 배양에서 분리된 카바페넴 내성 A. baumannii 균주를 수집하였다. 균주 분리일을 기준으로 영상학적 폐렴 소견과 감수성있는 항생제 투여력을 확인하여 균주를 폐렴군과 집락군으로 분류하였다. 의무기록 검토를 통해 폐렴 발생과 관련있다고 알려진 환자측 인자들 (연령, Charlson score, 기계호흡, ICU 재원, tracheostomy, 수술력)과 성별, 사망에 대한 자료를 수집하였다. 수집된 균주를 배양하여 log phase에서 RNA를 추출하여 독성 유전자 ompA, uspA, hisF, hfq, feoA, bfnL의 발현량을 quantitative reverse transcriptional polymerase chain reaction을 통해 산출하였다. 독성 유전자 발현량과 수집한 환자측 인자들을 폐렴군과 집락군 양군에서 통계적으로 비교하였다. 해당 기간동안 호흡기 검체에서 카바페넴 내성 A. baumannii가 분리된 환자는 총 181명이었다. 이중 분류 기준을 만족하는 폐렴군 17명, 집락군 24명을 대상으로 연구를 진행하였다. 그 결과 단변량 분석에서 폐렴군이 집락군에 비해 ompA의 발현이 유의하게 높은 것을 확인하였다 (1.45 vs 0.63, P = 0.03). 환자의 나이, Charlson score, ICU재원을 공변수로 다변량 분석을 시행한 결과에서는 ompA, hisF, uspA, hfq, feoA, bfnL과 폐렴 발생의 관계가 유의하지 않았다. 단변량 분석에서 ompA, hisF, uspA, bfnL의 발현량은 30일 이내 사망한 환자에서 유의하게 높았다 (P = 0.02, < 0.01, < 0.01, 0.03). 연령과 Charlson score (모델 1)로 보정한 다변량 분석에서 hisF와 uspA는 30일 이내 사망과 유의한 관계가 있었다. 연령과 Charlson score, ICU 재원 (모델 2)으로 보정한 다변량 분석에서는 hisF가 30일 이내 사망과 유의한 관계가 있었다. 단변량 분석에서 집락군에 비해 폐렴군에서 ompA 발현량이 유의하게 높았으나 다변량 분석에서는 6개의 독성유전자 발현량과 폐렴과 유의한 관계가 없었다. hisF와 uspA 발현량은 환자측 요인을 보정한 다변량 분석에서 30일 이내 사망과 유의한 관계가 있었다. 본 연구는 in vitro, 또는 동물실험에서 증명된 A. baumannii의 독성 유전자들이 실제 환자에서도 폐렴 발생에 역할을 하는지 알아본 연구로서 임상에서 폐렴 환자의 진단과 예후를 예측하는 수단으로서 A. baumannii 독성 유전자 발현량 검사가 이용될 수 있을 가능성을 제시한다. ;Background Not all Acinetobacter baumannii isolated from respiratory specimens are true pathogens. Distinguishing between true pathogens and colonizers is important to initiate early treatment and to reduce the unnecessary prescription of antibiotics. To determine the microbiological factors contributing to the development of carbapenem-resistant A. baumannii pneumonia, we investigated the association between the expression level of known A. baumannii virulence genes such as ompA and hisF and pneumonia. Methods Patients in whose respiratory specimens carbapenem-resistant A. baumannii was identified between January 2018 and January 2019 in a tertiary university hospital were recruited into this study. Relevant radiologic findings and more than 5 days of susceptible antibiotic prescription started within 3 days of bacterial isolation were considered as having pneumonia. The absence of radiologic findings of pneumonia until 7 days after the isolation of A. baumannii was defined as colonization. The expression of ompA, uspA, hfq, hisF, feoA, bfnL was determined with quantitative reverse-transcription polymerase chain reaction. Host factors known to be associated with pneumonia and expression levels of virulent genes were compared between the groups. Results Overall, 181 patients in whose respiratory specimens carbapenem-resistant A. baumannii was identified were recruited into this study. Among them, 17 and 24 patients were assigned to the pneumonia and colonizer groups, respectively. In the univariate analysis, ompA (1.45 vs 0.63, P = 0.03) was significantly associated with pneumonia. The expression level of hisF, uspA, hfq, bfnL, feoA were not significantly different between the groups. In the multivariate analysis, ompA, hisF, uspA, hfq, bfnL, feoA were not significantly associated with pneumonia after adjustment for patient factors. ompA, hisF, uspA, and bfnL were significantly associated with the 30-day in-hospital mortality (P = 0.02, < 0.01, < 0.01, and 0.03 respectively). hisF and uspA were significantly associated with the 30-day in-hospital mortality after adjustment for patient factors. Conclusion The association between increased ompA expression in A. baumannii and the development of pneumonia was not statistically significant after adjusting for patient factors. hisF and uspA were associated with 30-day mortality. This suggests the potential role of virulence gene expression analysis when predicting the prognosis of patients in whose respiratory specimens carbapenem-resistant A. baumannii was identified.