뉴델리 메탈로-베타락타마제 1

New Delhi metallo-beta-lactamase 1
NDM-1이 처음 확인된 박테리아인 클렙시엘라 진폐증.
메탈로베타락타마제타입2
식별자
유기체진폐균류
기호blaNDM-1
유니프로트C7C422

NDM-1은[1] 광범위한 베타락탐 항생제에 내성이 있는 박테리아를 만드는 효소다. 항생제 내성 세균감염 치료의 주축인 카바페넴 계열의 항생제가 여기에 속한다. NDM-1의 유전자는 카바페네마제라고 불리는 베타 락타마제 효소를 암호화하는 큰 유전자 계열의 한 구성원이다. 카바페네마제를 생산하는 박테리아는 그로 인한 감염은 치료하기 어렵기 때문에 뉴스 매체에서 종종 '슈퍼버그'로 언급된다. 그러한 박테리아는 보통 폴리미신과 티게사이클로인에만 민감하다.[2]

NDM-1은 2008년 스웨덴 출신의 인도 출신 환자로부터 격리된 클레비엘라 진폐증에서 처음 검출됐다. 나중에 인도, 파키스탄, 영국,[3] 미국,[4] 캐나다,[5] 일본,[6] 이집트의 박테리아에서 검출되었다.[7]

이 효소를 만드는 가장 흔한 박테리아는 대장균, 클레브시엘라 진폐증 등 그램 음성이지만, NDM-1의 유전자는 수평 유전자 전이에 의해 한 변종의 박테리아에서 다른 변종으로 확산될 수 있다.[8]

효소함수

카바페넴 등뼈의 구조.

카르바페넴은 세포벽층 중 하나의 합성을 억제함으로써 대부분의 박테리아를 죽일 수 있는 베타락탐 항생제의 일종이다. 카르바페넴은 박테리아 베타락타마아제 효소에 의해 매개되는 항생제 내성을 극복하기 위해 개발되었다. 그러나, 블라NDM-1 유전자는 이러한 카바페넴 항생제를 가수분해하고 불활성화하는 효소인 카바페네마제 베타락타마제를 생성하는 NDM-1을 생산한다.

카바페네마제는 다양한 항생제를 비활성화할 수 있기 때문에 특히 위험한 저항성 메커니즘이다.[9] NDM-1 효소는 B급 메탈로-베타-락타마제 중 하나이다. 다른 종류의 카바페네마제는 A급이나 D급 베타 락타마제다.[10] (A Cllebsiella phroniae carbapenemase, KPC) 등급은 현재 가장 흔한 카바베네마제로 1996년 미국 노스캐롤라이나 주에서 처음 검출되어 이후 전 세계로 퍼져나갔다.[11] 이후 간행물은 KPC를 생산하는 엔테로박테리아과가 미국에서 보편화되고 있음을 시사했다.)[12]

따라서 이 유전자(blaNDM-1)에 의해 부여된 저항성은 항생제에 민감한 박테리아 개체군과의 반대/경쟁을 덜 겪게 되어 원래의 항균 치료로 인해 감소하기 때문에, 인간 숙주 전체에 걸쳐 그것을 운반하는 박테리아의 확장에 도움이 된다.

활성 결합 부위에 2개의 아연 이온이 있음

NDM-1은 활성 부지에 존재하는 두 개의 아연 이온을 통해 기능하며, 베타 락텀의 가수분해를 유발하여 효력이 없다.

기원 및 확산

NDM-1 효소는 2009년 12월 인도에서 취득한 항생제 내성 세균 감염으로 병에 걸린 스웨덴 국적의 영 등이 처음 설명한 것처럼 인도의 수도 뉴델리의 이름을 따서 명명되었다.[13] 이 감염은 새로운 유전자 bla가NDM-1 함유된 카바페넴 저항성 클렙시엘라 진폐증 변종으로 확인되었다. 저자들은 새로운 저항 메커니즘이 "인도에서 분명히 발생했지만, 인도에서 발생한 데이터는 그것이 얼마나 널리 퍼져있는지 시사하는 자료가 거의 없다"고 결론지었다.[13] 그러나 정확한 지리적 기원은 확정적으로 확인되지 않았다. 2010년 3월, 뭄바이의 한 병원에서의 연구에서 환자와 격리된 대부분의 카바페넴 저항성 박테리아가 블라NDM-1 유전자를 가지고 있다는 것을 발견했다.[14] 나중에 저널 편집자는 그 이름을 허락한 것에 대해 사과했다.

NDM-1 β-락타마아제 또한 크로아티아로부터 격리된 K. 진폐증에서 발견되었고 환자는 보스니아 헤르체고비나에서 도착했다. 두 번째 지리적 기원은 발칸 동부로 여겨진다.[15]

2010년 5월 영국의 코벤트리에서는 NDM-1을 발현하는 대장균 감염 사례가 보고되었다.[16] 환자는 18개월 전 투석을 받은 인도 출신 남성이었다. 초기 검사에서 박테리아는 모든 항생제 테스트에 완전히 내성이 있었고, 이후 검사 결과 티게시클린과 콜리스틴에 취약했다. 저자들은 국제 여행과 환자가 여러 나라의 의료 시스템을 이용하는 것이 "심각한 결과를 초래할 수 있는 NDM-1의 급속한 확산"을 초래할 수 있다고 경고했다.

2010년 6월 현재 미국 질병관리본부(CDC)는 "미국에서 최근 의료혜택을 받은 환자로부터 격리된 세 건의 엔토박테리아과 격리 사례가 보고됐다"[17]고 밝혔다. 다만 미국 전문가들은 이 변종이 이미 미국에서 흔하게 볼 수 있는 메티실린 내성 포도상구균 등 기존 항생제 내성균보다 더 위험한지 여부는 불분명하다고 밝혔다.[18]

NDM-1을 살상할 수 있는 몇 안 되는 항생제 중 하나인 콜리스틴의 구조

2010년 7월 뉴델리의 한 팀은 2010년 4월 인도 첸나이의 한 병원 중환자실에서 발견된 세 건의 아세네토박터 바우만니(Acinetobacter baumannii blaNDM-1)가 들어있는 군집을 보고했다. 이전과 마찬가지로 이 박테리아는 모든 아미노글리코사이드, β-락탐, 퀴놀론 항생제에 완전히 내성이 있었으나 티게시클린과 콜리스틴에 취약했다. 이 특히 광범위한 항생제 내성 스펙트럼은 블라 외에도NDM-1 여러 가지 다른 저항 유전자를 발현하는 변종에 의해 강화되었다.[19]

2010년 8월호 '랜셋 감염병'지에 다국적팀의 연구 결과가 실렸다. 이것은 블라NDM-1 유전자를 운반하는 박테리아의 출현과 확산을 조사했다. 이것은 영국에서 37건에 대해 보고되었고 44건은 첸나이에서, 26건은 하리아나에서, 73건은 파키스탄과 인도의 다른 여러 지역에서 고립되었다.[1] 저자들의 변종에 대한 분석은 많은 사람들이 플라스미드에 블라를NDM-1 옮겼다는 것을 보여주었고, 이것은 유전자가 수평적인 유전자 전달에 의해 다른 종류의 박테리아들 사이에서 쉽게 전이될 수 있게 해줄 것이다. 모든 격리제는 베타락탐 항생제, 플루오로퀴놀론, 아미노글리코사이드 등 여러 종류의 항생제에 내성이 있었지만 대부분은 여전히 폴리믹신 항생제 콜리스틴에 취약했다.

2010년 8월 21일, 캐나다 온타리오주는 브램튼에서 "슈퍼버그"의 첫 확진 판례를 받았다. 브리티시 컬럼비아와 알버타에서도 확인된 사례가 있었다.[20] 이 확인된 NDM-1 감염자들은 인도의 뉴델리와 아무런 관련이 없다. 환자와 그 친척들은 지난 10년 동안 인도로 여행한 적이 없다.

2010년 9월 6일, 일본은 NDM-1 효소의 첫 사례를 발견했다. 2009년 5월 최근 인도에서 휴가를 마치고 귀국한 50대 일본 남성이 발열해 병원에 입원해 있다가 완쾌됐다. 병원 관계자들은 환자의 회복 후 수행된 테스트가 NDM-1 효소에 양성반응을 보였다고 확인했다.[21]

2010년 9월 26일에서 10월 10일 사이에 실시된 환경 포인트 유병 연구에서는 뉴델리의 식수와 세수 샘플에서 NDM-1 유전자를 가진 박테리아가 발견되었으며 뉴델리 중심부에서 12km 이내에 있는 현장에서 수돗물 샘플 50개와 세수 샘플 171개가 채취되었다. 이들 샘플 중 20종의 박테리아에서 NDM-1 유전자가 검출된 것은 171종의 세정샘플 중 51종과 50종의 수돗물샘플 중 2종이었다.[22]

2012년 5월 8일, 알버타 에드먼턴의 로얄 알렉산드라 병원에서 사망한 환자에게서 NDM의 존재가 발견되었다. 이 환자는 또한 아세네토박터 균을 지니고 있는 것으로 밝혀졌다. 이 환자는 인도 아대륙에서 수술을 받은 다른 환자가 캐나다로 건너가 감염돼 병원에 입원한 뒤 이 박테리아에 감염됐다.[23]

사이언스데일리는 2013년 12월 16일 라이스, 난카이, 톈진 대학의 과학자 팀이 중국 북부의 두 폐수처리장에서 NDM-1을 발견했다고 보도했다.[24][25] 사실, NDM-1은 여러 번의 치료와 공장 소독을 시도한 후에도 제거될 수 없었다. 현재 가장 효과적인 방법 중 하나인 염소에 의한 소독도 베타 락타마제를 근절하는 데 실패했다.[24]

2014년 6월 아스페르길로마라스민 A라는 분자가 NDM-1의 저항 메커니즘을 끄고 이에 따라 박테리아가 기존 항생제에 다시 민감하게 반응하게 만든다는 보고가 있었다. 생쥐와 쥐에 효과가 있는 것으로 나타났지만 아직 인체에서 안전성이나 효과에 대한 테스트는 하지 않았다.[26]

2016년 9월 미국 네바다주 리노에서 70세 여성이 NDM을 생산하는 클레비엘라 진폐증에 감염돼 패혈성 쇼크로 숨졌다.[27] 그녀는 인도로 장기 여행을 떠났고 오른쪽 엉덩이 감염으로 병원에 입원했다.

NDM-1의 표현식 검출

NDM-1 유전자의 검출은 효소 활성의 표현형 결정에 달려 있다. 이 효소들은 아연에 의존하기 때문에 야금-베타-락타마아제라고 불린다. 인도의 연구는 아연에 대한 의존성과 EDTA와 같은 아연 킬레이트 화합물의 활성도를 감소시키는 능력을 입증하는 것이 행해졌다. 수정호지시험과 재수정호지시험은 자원제한 실험실에서 일상적으로 표현형 검출용으로 개발되었다.[28] 표현형 검출에 대한 다른 테스트는 다음과 같다.

  • DDST(Double Disk Synergy Testing)
  • Vitek 탐지(자동화된 시스템)
  • E-테스트(E-스트립)[28]

효소명칭 비판

인도 보건부는 이 유전자가 인도에서 발생했다는 2010년 8월 랑체트 연구의 결론에 대해 "불공정하다"고 설명하고 인도 병원이 치료하기에 완벽히 안전하다고 밝혔다.[29][30] 인도 정치인들은 이 새로운 마약 저항 유전자를 인도에 연결하는 것을 "악의적인 선전"이라고 묘사했고 다국적 기업들이 그들이 말하는 선택적 악의에 찬 것이라고 비난했다.[29][31] 그 대신 바라티야 자나타당의 한 정치인은 이 저널 기사가 가짜라고 주장했으며, 의료 관광객들을 인도에서 쫓아내려는 시도를 대변했다.[32] 인도 보건부는 이 효소를 '뉴델리'[33]라고 명명하는 성명을 발표했다. 마드라스 대학에 기반을 둔 2010년 랜싯 연구의 공동 저자는 인도에서 선택적 수술을 피하라고 조언하는 기사의 부분에는 동의하지 않는다고 말했다.[34]

이와는 대조적으로, 2010년 3월 인도 의사협회지의 사설은 이 유전자의 출현을 인도 의료 시스템의 항생제 오용에 대한 광범위한 탓으로 돌리며, 인도 의사들이 "아직 항생제 내성의 문제를 심각하게 받아들이지 않았다"고 말하고, 규범에 대한 통제를 거의 언급하지 않았다.의사나 약사의 항생제 n개.[35] 인도 타임즈 오브 인도는 인도가 항생제 사용을 통제하기 위한 개선된 정책과 항생제 내성 감염의 중심 등록이 모두 필요하다는 데 전문가들 사이에 일반적인 동의가 있다고 말한다.[34]

영국 학술지 The Lancet은 인도 국립질병관리센터의 반박문 발표를 거부했는데, 이 논문의 편집자들은 이 논문의 편집자들이 이 논문이 다른 곳에 배치되는 것이 더 낫다고 생각한다고 주장했다.[36] 그러나, 2011년 1월 12일, The Lancet의 편집자인 Richard Horton은 사과하고 뉴델리의 이름을 따서 저항 효소를 명명하는 것은 "오류"[36]라고 인정했다. 이어서 아자이 R. Mens Sana Monographs의 편집자인 Singh는 이러한 '지리적 이름 부여'를 포기하고 '과학적 이름 부여'로 대체할 것을 요구했다. 그는 NDM-1을 PCM(Plasmid-encoding carbapenem-resistant metalo-beta-lactamase)으로 바꿀 것을 제안했다.[37]

죽음

NDM-1 효소를 발현한 박테리아로 인한 첫 사망은 2010년 8월 파키스탄의 한 병원에서 치료를 받던 벨기에 남성이 콜리스틴을 투약했음에도 불구하고 사망하면서 기록됐다. 그의 치료에 관련된 한 의사는 "그는 파키스탄 여행 중에 교통사고를 당했다. 그는 큰 다리로 입원한 뒤 벨기에로 송환됐지만 이미 감염됐다.[38] 또 다른 사례로 인도 시민 한 명이 비슷한 감염으로 병원에서 사망했다.

참고 항목

참조

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외부 링크