□ 연구목표
○ 대장균 유래 환자-건강인 간 장내 마이크로바이옴 변화 양상 분석을 통한 질환 발병 연관성 규명 및 항생제 치료 경과에 따른 마이크로바이옴 추적 관찰
□ 연구내용 및 결과
○ 환자군, 건강인 분변 수집 및 항생제 투여 전,후 추적 분변 샘플 확보
1) 항생제 사용 전, 후 환자군 분류
- 항생제 사용 전과 후의 비교분석을 위해 단일 항생제 계열(cefazolin, cefotetan 등 1,2세대 cephalosporin) 을 사용하고 추적검사가 가능한 환자군인 정형외과 수술 예정 환자에 대하여 사용 전(1그룹)과 사용 후(2그룹)을 분류하였음
2) 항생제 사용 전,후에 따른 변화 양상 분석을 위한 검체 수집
- 항생제 투여 3일 전 1그룹에 대한 검체 수집(28건), 항생제 투여 후(수술 후) 2그룹에 대하여 동일한 환자 대상 검체 수집(28건)하였음
○ 건강인군 및 환자군, 복합감염 동반군 별 Metagenome 활용한 장내 마이크로바이옴 분석
- DNA 추출 및 library 구축(DNA 추출법 확립)
장내 마이크로바이옴 분석을 위한 표준시험법 중 하나인 gDNA 추출법을 확립하기 위해 DNA Extraction kit 및 자동화 장비와의 비교 분석을 진행한 결과 자동화 장비들이 모두 우수하였으며, 4가지 장비 모두 기준치 이상의 read를 나타내었고 특히 Magmax사의 2가지 장비가 가장 다양성이 높게 나타났음
- 16S rRNA gene amplicon sequencing으로 항생제 처리 전과 후의 비교 분석 결과 유의하게 차이를 보이는 Phylum는 firmicutes으로 abundance는 그룹 1(59.8%)에서 그룹 2(43.2%)에 비하여 유의미하게 높게 나타났음
- Group 1과 2간의 Bacterial composition PCoA 결과 Group 1과 2간의 composition 차이가 큰 것으로 나타났고, 항생제 내성 유전자(ARG)의 차이를 그룹 간 비교한 결과, 항생제 처리 전 그룹인 G1보다 처리 후 그룹인 G2이 내성 유전자의 분포가 큰 것으로 나타남
- LEfSE의 Linear Discriminant Analysis(LDS)를 통한 질환 유발 바이오마커 탐색
- Strain isolation과 MALDI-TOF MS identification를 통한 동정 및 병원체 자원 확보(배양법 기반의 장내세균 분리 동정 및 유용균주 선별을 위한 방안 마련)
□ 기대효과 및 활용방안
○ 건강인과 환자 간 장내 마이크로바이옴 변화 양상 및 환자-건강인의 비교유전체 분석을 통한 질환 발병의 과학적 연관성 제시
○ 항생제 사용에 따른 장내 마이크로바이옴 비교 분석을 위해서는 항생제 처리 전, 후 추적조사가 기본적으로 필요하되 본 연구를 통해 항생제 처리 전, 후 마이크로바이옴 비교 분석 데이터 결과를 통해 향후 항생제 내성 등으로 문제되는 질환에 대한 추적조사 및 항생제별 연구데이터 등 후속 연구에 활용할 수 있음
○ 마이크로바이옴 데이터 생산을 위해 중요한 검체 수집 및 처리, 분석 등에 대한 기초적 가이드라인 기반 마련을 통해 향후 응용하여 가이드라인 제작에 활용 가능
(출처 : 요약서 3p)
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과제
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2023/국립보건연구원 /136.00 백만원
논문
Faecalibacterium prausnitzii subspecies-level dysbiosis in the human gut microbiome underlying atopic dermatitis
2016/JOURNAL OF ALLERGY AND CLINICAL IMMUNOLOGY/Song, H.
