Companion Animal Industry
A Cross-Sectional Study of Companion Animal-Derived Multidrug-Resistant Escherichia coli in Hangzhou, China
A Cross-Sectional Study of Companion Animal-Derived Multidrug-Resistant Escherichia coli in Hangzhou, China
- 저자: Teng L; Feng M; Liao S; Zheng Z; Jia C; Zhou X; Nambiar RB; Ma Z
- 출처: - (2023)
- DOI/링크: https://doi.org/10.1128/spectrum.02113-22
- 연구 계열: Topics/Companion Animal Industry
- 정리일: 2026-09-16
TL;DR
중국 항저우의 반려동물(개와 고양이)에서 다제내성 대장균(MDR E. coli)의 보유율이 35.77%로 높게 나타났으며, 건강 상태나 항생제 사용 이력과 무관하게 유사한 수준을 보였다. 카바페넴 내성 E. coli ST410 균주에서 NDM-5 카바페넴분해효소 유전자가 확인되어 반려동물이 항생제 내성균의 저수지 역할을 할 수 있음을 시사한다.
1. 연구 배경 및 동기
- 다루는 문제: 항생제 내성은 전 지구적 공중보건 문제이며, 반려동물이 항생제 내성균의 저수지 역할을 할 수 있다. 중국의 반려동물 수와 반려동물 소유 가구가 급증하고 있으나, 중국 반려동물의 다제내성균 보유율과 위험 요인에 대한 연구는 부족하다.
- 기존의 공백 / 왜 필요한가: 중국 반려동물의 MDR E. coli 보유율과 관련 위험 요인에 대한 연구가 거의 없었다. 반려동물 유래 항생제 내성균의 공중보건 위협 정도를 파악할 필요가 있다.
2. 관련 연구
- 기존 연구 흐름: 기존 연구에서는 반려동물의 항생제 내성균 보유에 대한 제한적인 정보만 제공했으며, 중국의 반려동물 시장 확대에 따른 체계적 조사가 부재했다.
- 이 논문의 위치: 이 연구는 중국의 주요 반려동물 시장 도시인 항저우에서 반려동물의 MDR E. coli 보유율을 조사하고 영향 요인을 탐색한 첫 번째 대규모 횡단면 연구이다.
3. 핵심 기여
- 항저우 반려동물(개 83마리, 고양이 54마리)에서 MDR E. coli 보유율 35.77% 확인
- 개(40.96%)와 고양이(27.28%)에서 건강 상태 및 항생제 사용 이력과 무관하게 유사한 MDR E. coli 보유율 발견
- 86개의 서열형(23개 클론 복합체) 확인, ST12가 가장 우세
- 카바페넴 내성 E. coli ST410에서 IS91과 IS31 삽입 서열로 둘러싸인 플라스미드 기반 NDM-5 카바페넴분해효소 유전자 발견
4. 제안 방법론
- 전체 접근 논리: 항저우의 주요 반려동물 병원에서 2018년 3월~12월 개와 고양이의 분변 샘플을 수집하여 MDR E. coli의 보유율을 조사하고, 항생제 감수성 검사, 다위치 서열 분석, 전체 게놈 서열 분석을 수행했다.
- 단계:
- 분변 샘플 수집 및 세균 배양: 개 83마리, 고양이 54마리에서 276개 분변 샘플 수집, MacConkey 한천에서 배양
- 항생제 감수성 검사: 8가지 항생제에 대한 미량액체희석법 수행, 3개 이상 항생제 클래스 내성을 MDR로 정의
- 다위치 서열 분석(MLST): 7개 보존 유전자(adk, fumC, gyrB, icd, mdh, purA, recA) PCR 증폭 및 서열 분석
- 전체 게놈 서열 분석: 카바페넴 내성 E. coli 1개 균주에 대해 Illumina HiSeq 플랫폼으로 수행, 항생제 내성 유전자 및 독성 인자 분석
5. 실험 설정
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 대상/재료 | 항저우 수의학 교수 병원 방문 반려동물: 개 83마리, 고양이 54마리, 다양한 품종 |
| 처리 조건 | 2018년 3월~12월 수집, 개별 동물당 1개 이상의 분변 샘플, 연령, 성별, 품종, 항생제 사용 이력 기록 |
| 대조군 | E. coli ATCC 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 (항생제 감수성 검사 대조균주) |
| 측정 방법 | MDR E. coli 보유율(%), 항생제별 내성률(%), 서열형(ST) 및 클론 복합체, 항생제 내성 유전자, 카바페넴분해효소 유전자 |
6. 실험 결과 분석
| 지표 | 변화(Δ) | 조건 · 유의성 |
|---|---|---|
| MDR E. coli 보유율 | 35.77% (49/137) | 전체 반려동물 |
| 개의 MDR E. coli 보유율 | 40.96% (34/83) | 개 |
| 고양이의 MDR E. coli 보유율 | 27.28% (15/54) | 고양이 |
| 개에서 가장 높은 내성률 | 트리메토프림-설파메톡사졸 49.40%, 아목시실린-클라불란산 42.17%, 날리딕산 40.96% | 개 |
| 고양이에서 가장 높은 내성률 | 트리메토프림-설파메톡사졸 44.44%, 아목시실린-클라불란산 38.89%, 날리딕산 35.19% | 고양이 |
| 서열형 다양성 | 86개 서열형, 23개 클론 복합체, ST12가 가장 우세 | 전체 MDR E. coli 균주 |
| 건강 상태별 MDR E. coli 보유율 | 건강 상태와 항생제 사용 이력과 무관하게 유사한 보유율 | 비교 분석 결과 유의한 차이 없음 |
| 카바페넴 내성 E. coli ST410 | NDM-5 카바페넴분해효소 유전자 보유, IS91과 IS31 삽입 서열로 둘러싸인 플라스미드 기반 | 1개 균주에서 확인 |
제안 기전(인과 사슬):
반려동물의 항생제 사용 → MDR E. coli 선택 및 확산 → 플라스미드 및 삽입 서열을 통한 내성 유전자 전파 → 공중보건 위협
7. 비판적 평가
강점
- 중국의 주요 반려동물 시장 도시에서 수행된 대규모 횡단면 연구로 대표성 있는 데이터 제공
- 276개 분변 샘플에 대한 항생제 감수성 검사로 각 동물의 가장 광범위한 내성 프로필을 가진 대표 균주 선정
- MLST 및 전체 게놈 서열 분석을 통해 유전적 다양성과 내성 메커니즘 상세 규명
한계 · 의문
- 단일 병원에서 샘플 수집으로 인한 지역적 제한성
- 건강 상태 및 항생제 사용 이력과 MDR E. coli 보유율 간의 유의한 관련성이 발견되지 않은 이유에 대한 추가 분석 부족
- 카바페넴 내성 균주가 1개만 확인되어 내성 메커니즘의 일반화 가능성 제한
8. 향후 연구 방향
- 중국 전역의 다양한 지역과 반려동물 병원에서 대규모 조사 수행
- 반려동물 진료소의 항생제 사용 규제 및 감시 체계 구축
- 반려동물 유래 MDR E. coli의 인간 감염 사례와의 연관성 조사
9. 결론
항저우의 반려동물에서 높은 수준의 MDR E. coli 보유율이 확인되었으며, 이는 건강 상태나 항생제 사용 이력과 무관하게 나타났다. 반려동물이 항생제 내성균의 중요한 저수지 역할을 할 수 있으므로, 중국에서 반려동물 진료소의 항생제 사용에 대한 규제와 감시 강화가 필요하다.
Keywords
multidrug-resistant Escherichia coli, companion animals, antimicrobial resistance, prevalence, risk factors, whole-genome sequencing, carbapenem resistance, public health