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연구성과

실용화와 연계될 수 있는 대형 원천기술의 개발
연구성과 주요연구성과

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병원검체유래 슈퍼박테리아 다중 진단시스템 개발
작성일 21/02/01 (14:59)조회수 309

  • 병원검체유래 슈퍼박테리아 다중 진단시스템 개발

  • 정대균(한국생명공학연구원)

성과개요

연구기관/연구책임자 한국생명공학연구원 / 정대균
과제명 신변종 감염성 병원체 분자진단을 위한 유용마커개발
성과개요 원인미상 패혈증환자검체로부터 비배양 슈퍼박테리아 분자 진단마커 개발
패혈증 원인세균 종(species) 및 항생제 내성 동시 진단
6종 대상 패혈증 원인세균 : 대장균(Escherichia coli), 포도상구균(Staphylococcus aureus), 폐렴막대균(Klebsiella pneumoniae), 아시네도박터바우마니(Acinetobacter baumannii), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa), 클로스트리디움 디피실(Clostridium difficile)

▲ 그림1 대상 패혈증 원인세균 진단 마커 6종 개발



▲ 그림2 다재내성 세균 진단 마커 6종 개발

성과내용

주요내용

  • - 진단의 신속성을 높이기 위해 메타지놈 기술을 이용한 비배양 세균 종 진단 및 내성 진단 마커 개발

    - 비배양 패혈증 원인세균 다재내성 대장균(Escherichia coli), 포도상구균(Staphylococcus aureus), 폐렴막대균(Klebsiella pneumoniae), 아시네도박터바우마니(Acinetobacter baumannii), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa), 클로스트리디움 디피실(Clostridium difficile)을 진단하기 위한 바이오 마커 개발

    - 병원 내에서 주로 사용하는 항생제 beta-lactam, tetracycline, erythromycin, aminoglycosides, quinolone, streptomycin 에 대한 내성 유전자 검출용 바이오 마커 개발

    - 병원성을 갖는 원인세균을 진단하기 위해 병원성 특이 유전자를 대상으로 하여 유사 장내 세균속균과 차별성을 보이는 염기 서열을 이용한 마커 개발

혁신성

기존 지식/기술 대비 성과의 차별성 :
  • - 본 연구에서 개발된 슈퍼박테리아 진단 마커는 유전체 분석기반 비배양 병원성 다제내성세균 검출 가능한 신규 바이오 마커임.
  • - 기존 16s rRNA서열을 이용한 세균 진단의 단점인 장내유사세균속군과 명확히 구별되지 않는 문제를 극복하였으며, 세균 특이 핵심유전자와 병원성 유전자를 이용한 진단 마커를 개발하여 기존 세균 진단의 문제를 극복 할 수 있음을 확인함.

우수성

세계최고 수준의 성과와 비교 :
  • - 기존 배양 가능한 세균 진단용 바이오마커의 문제점을 극복할 수 있음
  • - 이미 알려진 병원성 유전자의 유사도를 이용한 병원성 유전자의 탐색은 예측을 바탕으로 실험적 검증이 필요한 반면, 곤충모델 시스템을 이용한 병원성 유전자의 탐색 기술은 실험적 방법을 기반으로 실제 병원성을 보이는 새로운 병원성 유전자를 탐색하는데 유용한 기술로 판단됨
  • - 메타지놈 기반 환자 검체 유래 세균 군집 분석을 통한 환자 예후 예측 가능성을 시사함.

주요 기능/사양

주요기능/사양 내용
원인미상 패혈증 원인세균 진단 마커 개발 핵심유전자, 원인세균 특이 병원성 유전자를 이용한 세균 진단법 개발
슈퍼박테리아 내성 진단마커개발 그람음성 및 그람양성 세균의 항생제 내성 진단 마커 개발 (beta-lactam, tetracycline, erythromycin, aminoglycosides, quinolone, streptomycin 내성 진단 마커개발)

기대효과 및 향후계획

학술적/기술적 기대효과 배양 의존적 방법의 문제점을 극복하면서 유전체 기반의 신속/정확한 다제내성균의 진단이 가능함.
국내 병원 내 중환자실에 문제가 되는 원인미상 패혈증 원인세균 진단
신속한 처방 가능한 항생제 선택폭을 확대 할 수 있음
경제적 기대효과 원인세균의 종류, 병원성 및 항생제 내성을 한 번에 진단함으로서 진단 비용과 시간을 절약할 것으로 기대함
PCR기반으로 기존 방법에 비해 시간과 비용을 줄일 수 있음.
기타 기대효과 정확한 세균의 종류와 타깃 항생제를 조기에 진단함으로써 환자의 생존율을 획기적으로 늘일 수 있음.
병원성의 원인이 되는 세균 진단 및 항생제 내성 진단으로 시기적절한 치료가 가능할 것으로 기대함.
향후 계획 본 진단 기술을 활용 하여 향후 세균감염질환은 원이 세균 및 항생제 내성 진단을 통한 환자 맞춤형 치료에 유용하게 활용될 것임.
항생제내성 진단 및 원인세균 진단 기술을 활용 하여 향후 세균감염질환은 원인 세균 및 항생제 내성 진단을 통한 시기적절한 치료에 유용하게 활용 될 수 있음.

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