결핵균에서 gyrA 유전자 돌연변이에 따른 Fluoroquinolone계 약제들의 교차내성

Background : Fluoroquinolone drugs are an important anti-tuberculous agent for the treatment of multi-drug resistant tuberculosis. However, many drugs belonging to the fluoroquinolones have different cross resistance to each other. Methods : Sixty-three ofloxacin (OFX) resistant and 10 pan-susceptible M. tuberculosis isolates were selected, and compared for their cross resistance using a proportion method on Lowenstein-Jensen media, containing ofloxacin (OFX), ciprofloxacin (CIP), levofloxacin (LVX), moxifloxacin (MXF), gatifloxacin (GAT) and sparfloxacin (SPX), at concentrations ranging from 0.5 to $3{\mu}g/ml$. DNA extracted from the isolates was directly sequenced after amplifying from the gyrA and gyrB genes. Results : The 63 OFX resistant M. tuberculosis isolates showed complete cross resistance to CIP, but only 90.5, 44.4, 36.5 and 46.0% to LVX, MXF, GAT, and to SPX, respectively. Fifty-one of the isolates (81.0%) had point mutations in codons 88, 90, 91 and 94 in gyrA, which are known to be correlated with OFX resistance. The Gly88Ala, Ala90Valand Asp94Ala mutations in gyrA showed a tendency to be susceptible to MXF, GAT and SPX. Only 4 isolates had mutations in the gyrB gene, which did not affect the OFX resistance. Conclusion : About 60% of the OFX resistant M. tuberculosis isolates were susceptible to GAT, SPX and MXF. These fluoroquinolones may be useful in the treatment of TB patients showing OFX resistance. 배 경 : FQ계 약제는 다제내성 결핵환자들의 치료를 위한 주용 2차 항결핵약제의 하나이다. 그러나 FQ계 여러 약제들 간 교차내성정도와 내성관련 유전자인 gyrA의 돌연변이간 관련성을 조사하게 되었다. 방 법 : 결핵균 중에서 OFX 내성인 63균주와 감수성인 10균주를 대상으로 Lowenstein-Jensen 배지에 CIP, LVX, MXF, GAT, SPX 등에 대한 교차내성을 조사하였다. 퀴놀론계 각 약제를 $0.5-3{\mu}g/ml$ 농도로 첨가한 배지에서, $2{\mu}g/ml$ 이상에서 균이 발육한 경우를 내성으로 판정하였다. OFX 내성인 균주의 gyrA 및 gyrB 유전자의 돌연변이가 잘 발생하는 곳을 염기서열 분석하여 약제별로 그 교차내성 양상을 비교하였다. 결 과 : OFX 내성인 63균주 모두가 CIP약제에서는 교차내성을 나타내었고, LVX에는 90.5%, MXF에는 44.4%, GAT에는 36.5%, SPX에는 46.0%가 교차내성을 보였다. 이들 내성균주의 81.0%가 gyrA 유전자에 돌연변이를 가지고 있었으며, 그 분포는 아미노산 88번, 90번, 91번, 94번에서 나타났다. 그 중에서도 Gly88Ala, Ala90Val, Asp94Ala 돌연변이는 제3세대 FQ계 약제인 MXF, GAT, SPX에 감수성을 나타내는 경향이 있었다. 한편 gyrB 유전자에서는 63개 OFX 내성균주 중 4균주만이 돌연변이를 나타내었으나, 이들과 gyrB 유전자내 돌연변이가 없는 균주들 사이에서 FQ의 내성에 관련해서 차이가 없었다. 결 론 : OFX 내성균 중에서 약 60% 정도가 제3세대 FQ계 약제에서 감수성을 보였다. 따라서 이 들 약제에 대해서는 별도로 감수성검사를 실시하여 처방에 활용한다면, OFX 내성환자의 치료를 크게 향상시킬 수 있을 것으로 판단되었다.