어린이 치면세균막에서 치주질환원인균과 항생제 내성유전자의 출현율 document_id A220623243429

항생제 사용에 따라 구강내 세균들이 가지게 되는 내성의 발현이 문제가 될 수 있다. 어린이 치면세균막에서 치주질환의 원인균들과 흔히 사용하고 있는 항생제들에 대한 내성유전자의 출현율을 알아보고자 중합효소연쇄반응을 이용하여 조사하였다. 치주질환 원인균의 출현율은 F nucleatum 95.4%, T forsythia 55.2%이었으며, P gingivalis 40.2%, A actinomycetemcomitans 5.7%, T denticola는 3.4% 순이었다. 항생제 내성유전자의 출현율 조사에서 cephalosporin 분해효소인 cfxA는 100%에서 발견되었으며 β lactam 분해효소인 blaTEM과 tetracycline 내성유전자인 tet도 100%의 출현율을 보였다. tet는 88.5%, β lactam 분해효소인 blaSHV는 29.9%, macrolide계 내성 ermF유전자는 87.4%, vancomycin 내성 vanA는 48.5%의 출현율을 보였다. Aminoglycoside에 대한 복합 내성을 보이는 aacA aphD와 meticillin 내성유전자 mecA는 9.2%로 가장 낮은 출현율을 보였다. 치주질환 원인균과 항생제 내성유전자와의 관련성 조사에서 T forsythia와 blaSHV간에 그리고 P gingivalis와 vanA간에 유의한 상관성이 있었다. 항생제 내성유전자 tet와 ermF 간에 중등도의 상관성을 나타내었으며, mecA 와 vanA 간에 유의한 상관성을 나타내었다. 건강한 어린이들의 치면세균막에 다양한 치주질환 원인균들과 항생제 내성유전자들이 존재하며, 상호 관련성을 가지고 존재함을 보여주었다. 치주질환은 치면세균막이 야기하기 때문에 치주염 예방을 위해 가장 우선해야 할 것은 치태의 조절이다. 많은 어린이들에서 치주질환의 원인균들이 높은 비율에서 발견되고 있음을 본 실험에서 알 수 있었다. 국소 유년형 치주염의 원인인 A actinomycetemcomitans도 5.7%에서 발견되었으며 치주질환의 주원인균으로 꼽히는 P gingivalis 40.2 %, T. forsythia도55.2%로 상당히 높은 출현율을 보이고 있었다. 치주질환의 치료에 스케일링과 치주수술 등 여러 가지 물리적 치료도 필요하지만 병인이 되는 세균의 조절이 없으면 장기적인 성공을 가져올 수는 없다. 세균의 조절을 위해 화학적 치태조절제품이나 항생제를 사용할 수 있으며, 임상연구결과 Aactinomycetemcomi tans와 P gingivalis가 적절한 기계적인치료와 보조적인 항생제 요법에 의해 치료됨이 보고되었다. Penicillin과 cephalosporin은 세포벽 합성을 방해하는 좁은범위의 스펙트럼을 갖는 살균제이다. Penicillin 중 amoxicillin이 치주질환에 상용되는데 그 이유는 치은열구액에서 일정한 농도를 유지하여 여러 병원균에 작용하기 때문이다. Tetracycline, erythromycin, clindamycin은 단백질 합성을방해하며, 광범위한 항균성을 갖는다. 이러한 효능에 더해tetracycline은 collagenase를 방해하는 기능도 있다. 이러한 효능은 치주질환시 조직의 파괴를 막는데, 치아와 결합해서 천천히 방출하게 된다. 또한 성인형 치주염환자 특히 난치성 치주염 환자에서 전신적으로 사용한 결과 탐침낭 깊이를 감소시켰다고 보고되고 있다. 급속진행형 치주염에서 metronidazole은 스케일링 단독처치보다 임상적 결과가 개선되는 결과를 보였다. 진행형 성인형 치주염이 있는 환자를 clindamycin만으로 치료한 경우에서 6개월 후 임상적, 미생물학적 면이 개선되었으며 P gingivalis가 발견되지 않았음이 보고되었다. 한편 A actinomycetemcomitans와 관련된 진행형 치주염은metronidazole과 amoxicillin을 혼합하여 사용한 경우 치료에 성공적이었음이 보고되었다. 그러나 항생제의 사용은 독성이나 고유의 부작용, 또는 세균내성의 발달을 가져올 수 있다. 더욱이 치은연하의 미생물은 biofilm을 형성하여 광범위한 세균성장과 함께 항균제로부터세균을 효과적으로 보호하는 역할을 하기도 하여 저항을 나타내므로 완전한 치료를 할 수는 없다. 구강 세균은 항생제에 대한 내성을 획득할 수 있을 뿐 아니라, 신체 내 다른 부위나 다른 개체로 쉽게 전염이 되기 때문에 다른 세균종에 항균제 저항성을 쉽게 전파시킬 수 있게 된다. 감염질환의 치료에 널리 이용되는 penicillin과 cephalosporin에 대한 저항기전은 β lactam 분해효소의 생성이다. 가장 흔한 β lactam 분해효소는 플라스미드로부터 생긴 blaTEM, blaSHV유전자가 해당된다. 대부분의 Bacteriodes fragilis는 염색체의 cfxA유전자에 의해 βlactam 분해효소를 생성함으로서 β lactam에 저항성을 보이게된다. Penicillin 분해효소의 성질을 가진 cfxA유전자는cephalosporin 분해효소에 작용한다. 아미노페니실린 저항성의 Prevotella종은 cfxA에 해당되는 β lactam 분해효소 생산을 많이 하는 종인데, 치주낭에서 β lactam 분해효소를 만들어내는 종으로 알려져 있다. 이러한 저항성은 Fusobacterium종, Capnocytophaga종 등 다른 치주세균들에서, 그리고 구강의 Enterobacteriaceae와 staphylococci 등에서도 발견되고있다. β lactam 저항성은 종종 tetracycline 저항성과 연관되어 있고, erythromycin과도 관련되어 있다. Tetracycline은 스케일링 후 치주질환 원인균을 억제시키기위해 흔히 상용되어온 광범위 항생제이다. 난치성 치주염이 있는 성인형 치주염환자에게 전신적으로 tetracycline을 사용한 결과 치주낭 깊이가 매우 감소하였음을 보고하기도 하였다. 하지만 Hawley 등은 치주질환치료를 받는 성인 25명중 24명에서 치은연하 치태내에 tetracycline에 내성이 있는 연쇄상구균이 발견되었다고 보고하였다. 더욱이 전신적 tetracycline 치료는 기회감염을 일으키는 세균의 군집을 야기할 수 도 있다. Tetracycline 저항성은 리보솜의 방어기제나 약물의 방류에 의해서 일어나게 된다, tet, tet유전자는 tetracycline에 대한 리보솜 방어단백질에 작용하는 유전자이다. 비슷한연구에서 Williams 등도 tetracycline 치료 후 모든 환자에서tetracycline에 내성이 있는 연쇄상구균을 발견하였을 뿐 아니라 Fusobacterium nucleatum을 비롯한 여러 종의 세균에서tetracycline에 내성을 가지고 있었다고 보고하였다. 본 연구에서도 tet유전자는 100%에서 발현되었고, tet도 88.5%에서 발견되어 많은 어린이에서 이미 tetracycline에 대한 내성을 가지고 있음을 알 수 있었다. Macrolide계 항생제에 대한 저항성은 ermF유전자에 암호화되어있다. ermF 유전자는 23sRNA 아데닌에 특정한 N 메틸기 전이효소를 암호화하는데, 이 메틸기 전이효소는 세균의 23S rRNA에 메틸기를 붙인다. 이러한 메틸화는 모든macrolide계 항생제가 세균의 리보솜에 결합하는 친화력을 떨어뜨리고 결과적으로는 모든 macrolide계 항생제에 저항성을갖게 된다. Macrolide계 항생제에 대한 가장 흔한 항균저항 유전자인 ermF는 많은 다른 세균에서 발견된다. 게다가 ermF는호기성 세균에서 발견되는 macrolide계 항생제에 저항성을 가지는 유일한 유전자이다. 본 연구에서 어린이에서 이미 ermF유전자가 87.4%로 높게 나타났다. 관련성의 조사에서 erythromycin 저항유전자 ermF와 tetracycline 저항유전자인 tet간에 관련성이 나타났는데, Odds ratio가 21.6으로tet가 있는 대상에서는 없는 경우보다 ermF의 출현비율이 21.6배나 높아 높은 상관성을 보임을 알 수 있었다. 포도상구균종에서 보이는 gentamicin, tobramycin,kanamycin 등의 aminoglycoside에 대한 복합 내성은 aacAaphD유전자에 의해 유도된다. 유전자 aacA aphD는 아미노기 말단에서 아세틸기 전이효소의 역할을 함으로서 aminoglycoside의 활동을 억제한다. 본 연구의 어린이들의 9.2%에서 내성유전자를 가지고 있었다. Meticillin에 저항성을 보이는 Staphylococcus aureus가 발견되었고, 임상에서 meticillin 사용 때문에 전세계에 널리 퍼지게 되었다. MRSA는 심각한 문제를 일으켰는데, 왜냐하면 meticillin 이외에도 다른 많은 항균제에 대한 저항성을 보인다는 것을 의미하기 때문이다. MRSA가 meticillin에 내성을 가지게 된 기전은 결합 단백질인 PBP2를 발현하기 때문이다. PBP2는 mecA가 암호화하고 meticillin의 결합 친화력을 저하시키는 단백질이다. 글리코펩티드 항생제인 vancomycin은 MRSA를 포함하여 주요 그람 양성 병원균을 치료하기위해 사용되어왔다. 내성 유전자 vanA는 펩티도글리칸에결합하여 박테리아 세포벽의 전구체에 결합하는 것을 억제한다. 글리코펩티드의 과도한 사용은 vancomycin 저항성의 S.aureus의 출현을 유발시킬 수 있다. 본 연구에서 vanA는 48.5%에서 그리고 mecA는 9.2%에서 발견되었으며, 두 유전자간에 유의한 관련성이 있었으며 mecA가 있는 대상에서vanA 출현비율이 8.8배 높게 나타났다. Gaetti Jardim 등은 lactam에 대한 저항을 갖는 호기성및 혐기성 세균의 출현율이 건강한 사람에게서 10%, 치은염환자에서 32.6%, 치주염 환자에서 78.6%를 보였으며, aminoglycoside에 대한 저항균은 건강한 사람에게서 0%, 치은염 환자에서 23.6%, 치주염 환자에서 44.3%를 보였으며,tetracycline에 대한 저항균은 건강한 사람에게서 22%, 치은염 환자에서 22.5%, 치주염 환자에서 40%였다고 보고하였다. 이와 비교해볼 때 본 연구의 한국의 건강한 어린이에서 발견되는 항생제 내성유전자의 발현율이 매우 높음을 알 수 있었으며특히 β lactam 분해효소중 하나인 blaTEM, cephalosporin 분해효소에 해당되는 cfxA 유전자, 그리고 tetracycline에 대한 내성유전자인 tet은 100%의 출현율을 보여 어릴 때부터 구강내 치면세균막에 흔히 사용하는 항생제에 대한 내성유전자를보유하고 있음을 확인할 수 있었다. 치주질환의 치료에서 기계적 치주치료만으로도 임상적 조건을 상당히 개선시킬 수 있지만, 일부의 경우에서는 여러 임상연구결과 치주세균의 일부가 기계적 치료와 보조적인 국소 및 전신적 항생제가 병용 사용될 때 치료의 효과를 증대시킬 수 있음이 보고된 바 있다. 하지만 이러한 항생제에 대한 내성 또한 내성 유전자를 통해 증가해서 질환의 예후에 악영향을 줄 수 있다. 이러한 항균제에 대한 저항성은 다른 종류의 세균이나 모세균으로부터 수평적 또는 수직적으로 획득할 수 있게 된다. 구강세균은 신체 내 다른 부위나 다른 개체로 쉽게 전염이 되기 때문에 다른 세균종으로 항균제 저항성을 쉽게 전파시킬 수 있게된다. 특히 한국에서는 항생제 오남용에 따른 문제점들이 많이제기되고 있는 현실이어서 이러한 문제점과 아울러 구강내의세균들이 어떤 항생제 내성을 가지고 있는지 조사하는 것은 의미 있는 일이다. 구강내 세균이 항생제 내성을 가지고 있다면치료는 복잡해질 수 있다. 따라서 기계적 치료를 완료한 후 치주병원균의 미생물학적 조사를 토대로 그 특징을 고려하여 항생제의 사용을 고려해야 할 것이다. 또한 치주감염을 해결한 후에는 각 개인에게 적합한 구강관리 유지 프로그램을 수행해서이상적인 치태조절이 이루어지도록 해야겠다.