Evaluation of the Penicillin Binding Protein 2a Latex Agglutination Test as a Sole Test for Confirmation of Methicillin Resistance in Staphylococcus pseudintermedius = Staphylococcus pseudintermedius의 메치실린 내성을 진단하는 단독 검사법으로서 페니실린결합단백질2a 라텍스응집검사에 대한 효용성 평가

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Staphylococcus pseudintermedius (S. pseudintermedius) is a primary causative agent of canine topical skin and ear infections and systemic infections. There is an increasing prevalence of methicillin-resistant S. pseudintermedius, with many cases demonstrating multidrug resistance (MDR). For this reason, the importance of accurate and rapid detection of methicillin resistance has increased for appropriate treatment.
The major mechanism of this resistance is the production of penicillin binding protein 2a (PBP2a), encoded by the mecA gene. PBP2a possesses transpeptidase activity similar to intrinsic PBPs, but structural differences result in a low affinity for β-lactams.
Typically, disk diffusion and minimum inhibitory concentration (MIC) tests using cefoxitin or oxacillin are utilized to detect methicillin resistance in Staphylococci. Also, mecA polymerase chain reaction (PCR) or commercial assays designed to target PBP2a have been used.
This study aimed to evaluate the PBP2a latex agglutination test (PBP2a LAT) originally designed for S. aureus and Coagulase-negative Staphylococci (CoNS), as an alternative approach to detect methicillin resistance in S. pseudintermedius.
S. pseudintermedius isolates (n=100) collected from dogs diagnosed as pyoderma were evaluated. When accepting mecA PCR results as the gold standard of methicillin resistance, 69 isolates were methicillin-resistant, and 31 isolates were methicillin-susceptible. The PBP2a LAT exhibited a sensitivity of 100% (69/69) (95% confidence interval [CI], 94.8 to 100%) and specificity of 96.8% (30/31) (95% CI, 83.3 to 99.9%), which were same to those of oxacillin disk diffusion method.
In conclusion, the utilization of the latex agglutination assay targeting PBP2a in canine S. pseudintermedius isolates could be a cost-efficient and time-saving method, serving as a sole test to confirm methicillin resistance.
Keywords: Canine, mecA gene, methicillin resistance, penicillin binding protein 2a, Staphylococcus pseudintermedius
Student Number: 2022-22993

국문 초록 (Abstract)

Staphylococcus pseudintermedius (S. pseudintermedius)는 개의 피부와 귀에서의 국소 감염 및 전신 감염을 유발하는 주요 병원체이다. 메티실린 내성 S. pseudintermedius의 비율이 증가하고 있으며, 이들 중 대부분이 다재내성 균주로 분리된다. 때문에 적절한 치료를 위해 정확하고 빠른 메티실린 내성 평가에 대한 중요성은 높아지고 있다.
메티실린 내성의 주요한 기전은 mecA 유전자에 의해 매개되는 페니실린결합단백질2a의 합성이다. 페니실린결합단백질2a는 기존의 페니실린결합단백질과 유사한 transpeptidase 기능을 가지나 구조적인 차이로 베타락탐계 항생제에 낮은 결합력을 가진다.
일반적으로, Staphylococci에서 메티실린 내성을 평가하기 위해 세폭시틴 또는 옥사실린을 이용한 디스크 확산법, 최소억제농도실험법을 수행하며, mecA 중합효소연쇄반응 및 페니실린결합단백질2a을 대상으로 하는 검사법 또한 이용되고 있다.
본 연구는 S. pseudintermedius에서 메티실린 내성을 확인하는 대안적 방안으로서 S. aureus와 Coagulase-negative Staphylococci (CoNS)에서 효용성이 입증된 페니실린결합단백질2a 라텍스응집검사에 대한 평가를 수행하였다.
농피증을 진단받은 개로부터 분리한 S. pseudintermedius 균주 (n=100)를 대상으로 시험되었다. mecA PCR 결과를 메티실린 내성의 기준으로 삼았을 때, 69개의 균주가 메티실린 내성, 31개의 균주가 메티실린 감수성으로 확인되었다. PBP2a LAT의 민감도는 100% (69/69) (95% 신뢰 구간, 94.8%에서 100%), 특이도는 96.8% (30/31) (95% 신뢰 구간, 83.3에서 99.9%)로 평가되었으며, 이는 옥사실린 디스크 확산법과 동일한 민감도와 특이도를 나타냈다.
결론적으로, 페니실린결합단백질2a 라텍스응집검사가 개에서 분리한 S. pseudintermedius의 메티실린 내성 평가 시 비용 및 시간적으로 효율적인 단독 검사법으로서 활용될 수 있다는 것을 시사한다.
주요어 : 개, mecA 유전자, 메티실린 내성, 페니실린결합단백질2a, Staphylococcus pseudintermedius
학 번 : 2022-22993

목차 (Table of Contents)

• ABSTRACT ⅰ
• CONTENTS ⅲ
• LIST OF TABLES ⅳ
• LIST OF FIGURES ⅴ
• 1. Introduction1
• 2. Material and Methods5
• 2.1. Bacterial isolation and identification 5
• 2.2. DNA isolation and mecA PCR5
• 2.3. Disk diffusion method6
• 2.4. PBP2a latex agglutination test7
• 2.5. Data analysis7
• 3. Results10
• 3.1. mecA PCR and oxacillin disk diffusion 10
• 3.2. PBP2a LAT 10
• 3.3. Proportion of MDR 11
• 3.4. Evaluation of the cefoxitin zone diameter breakpoint 11
• 4. Discussion12
• 5. Conclusion 17
• REFERENCES24
• 국 문 초 록31