KR100285253B1 - Diagnostic reagent for detecting Rifampin-resistant tuberculosis bacteria - Google Patents

Diagnostic reagent for detecting Rifampin-resistant tuberculosis bacteria Download PDF

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Abstract

본 발명은 다른 세균의 rpoB DNA는 증폭시키지 않으면서, 결핵균의 rpoB DNA만을 특이적으로 증폭시키는 1차 PCR용 프라이머를 이용한 1차 PCR과, 결핵균의 리팜핀 내성을 유발하는 변이가 집중적으로 나타나는 157bp의 rpoB DNA를 증폭시키는 2차 PCR용 프라이머를 이용한 2차 PCR을 수행하는 네스티드 PCR-SSCP 및 이같은 시행과정을 단축시킨 단단계 네스티드 PCR-SSCP에 의한 리팜핀 내성 결핵균 탐지방법에 관한 것이다. 전기 프라이머들을 이용한 NPCR-SSCP의 경우, 1차 PCR용 0프라이머의 높은 특이성으로 인하여, 결핵균의 DNA만을 특이적으로 증폭시켜, 비결핵 항산성균(MOTT)에 의한 위양성을 방지할 수 있으며, SNPCR-SSCP의 경우, 다수의 검체를 처리할 수 있어 시간과 비용을 대폭 절약할 수 있다.The present invention provides a primary PCR using a primary PCR primer that specifically amplifies only rpoB DNA of Mycobacterium tuberculosis without amplifying other bacteria's rpoB DNA, and 157 bp of mutants inducing mutations that cause rifampin resistance of Mycobacterium tuberculosis. The present invention relates to a nested PCR-SSCP for performing secondary PCR using a primer for secondary PCR amplifying rpoB DNA and a method for detecting rifampin-resistant Mycobacterium tuberculosis by using a single-step nested PCR-SSCP for shortening such a process. In the case of NPCR-SSCP using electric primers, due to the high specificity of the zero primer for the first PCR, only DNA of Mycobacterium tuberculosis can be specifically amplified to prevent false positives caused by non-tuberculosis acidophilic bacteria (MOTT), and SNPCR-SSCP In this case, a large number of samples can be processed, which can greatly save time and money.

Description

rpoB 유전자를 표적으로 하는 네스티드 PCR-SSCP와 단단계 네스티드 PCR-SSCP에 의한 리팜핀 내성 결핵균 탐지방법Rifampin-resistant Mycobacterium tuberculosis detection method using nested PCR-SCP and single-stage nested PCR-SCC targeting the R. gene gene

본 발명은 결핵균(Mycobacterium tuberculosis)의 rpoB 유전자 분절을 표적으로 하는 네스티드 PCR-SSCP(nested polymerase chain reaction-single strand conformational polymorphism)와 단단계 네스티드 PCR-SSCP(single step nested polymerase chain reaction-single strand conformational polymorphism)에 의한 리팜핀 내성 결핵균의 탐지방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 다른 세균의 rpoB DNA는 증폭시키지 않으면서, 결핵균의 rpoB DNA만을 특이적으로 증폭시키는 1차 PCR용 프라이머를 이용한 1차 PCR과, 결핵균의 리팜핀 내성을 유발하는 변이가 집중적으로 나타나는 157bp의 rpoB DNA를 증폭시키는 2차 PCR용 프라이머를 이용한 2차 PCR을 수행하는 네스티드 PCR-SSCP 및 이같은 시행과정을 단축시킨 단단계 네스티드 PCR-SSCP에 의한 리팜핀 내성 결핵균 탐지방법에 관한 것이다.The present invention relates to nested polymerase chain reaction-single strand conformational polymorphism (PCS-SSCP) and single-step nested polymerase chain reaction-single strand targeting rpoB gene segments of Mycobacterium tuberculosis. The present invention relates to a method for detecting rifampin-resistant mycobacterium tuberculosis by conformational polymorphism. More specifically, the present invention provides a primary PCR using a primary PCR primer that specifically amplifies only rpoB DNA of Mycobacterium tuberculosis without amplifying rpoB DNA of another bacterium, and a mutation that causes rifampin resistance of Mycobacterium tuberculosis. Nested PCR-SSCP performing secondary PCR using primers for secondary PCR amplifying 157 bp rpoB DNA, and Rifampin-resistant Mycobacterium tuberculosis detection method using single-step Nested PCR-SSCP which shortened the procedure. It is about.

결핵은 선진국에서는 19세기 중반 이후 생활 환경의 개선 등으로 치료, 관리에 있어서 많은 진전을 보아 왔으나, 개발도상국에 있어서는 여전히 공중 보건상의 문제로 남아있다. 대한 결핵협회가 1965년부터 1990년까지 5년 간격으로 여섯 차례에 걸쳐 수행한 전국 결핵실태를 살펴보면 도말(smear) 또는 배양에 의한 균 양성 폐결핵 유병율은 1965년에 0.97%에서 1990년에는 0.19%로 현저히 감소하는 것을 볼 수 있다(참조: 보건사회부, 대한결핵협회, 제 6차 전국 결핵 실태 조사 결과, 22-30, 1990). 이처럼 결핵 환자는 현저히 감소하였으나, 현재 선진국에서도 많은 문제점을 야기하고 있는 항결핵제에 대한 내성을 갖는, 다약제내성 결핵균(MDR Tb)의 출현이 국내에서도 점차로 증가하는 추세에 있다.Tuberculosis has made great progress in the treatment and management of advanced countries since the mid-19th century due to improvements in living conditions, but remains a public health problem in developing countries. The six cases of tuberculosis carried out by the Korean Tuberculosis Association at five year intervals from 1965 to 1990 show that the prevalence of fungal pulmonary tuberculosis by smear or culture was 0.97% in 1965 and 0.19% in 1990. Significant decreases can be seen (see Ministry of Health and Social Affairs, Korean Tuberculosis Association, 6th National Tuberculosis Survey, 22-30, 1990). As such, the number of patients with tuberculosis has decreased significantly, but the emergence of multidrug-resistant tuberculosis bacteria (MDR Tb), which is resistant to anti-tuberculosis drugs, which causes many problems in developed countries, is gradually increasing in Korea.

결핵치료의 경우, 일반적으로 단기치료법을 사용한다. 이 방법은 특정 약제에 저항성을 갖는 결핵균의 출현을 억제하기 위하여, 처음 두 달 동안에 4종의 약제 즉, 이소니아지드(isoniazid), 리팜핀(rifampin), 피라진아미드(pyrazinamide), 에탐뷰톨(ethambutol) 혹은 스트렙토마이신(streptomycin)을 함께 투여하고, 그 후 4달 동안에는 리팜핀과 이소니아지드만을 투여함으로써, 초기치료에서 억제되지 않고 남아 있는 결핵균을 제거하는 치료방법이다. 그러나, 효과적일 것으로 예상되었던 전기 단기치료법도 근래 급격하게 증가하고 있는 다약제내성 결핵에는 별 효과를 나타내지 못하고 있는 실정이다.In the case of tuberculosis treatment, short-term treatment is generally used. In order to suppress the emergence of Mycobacterium tuberculosis resistant to certain drugs, this method involves four drugs, namely isoniazid, rifampin, pyrazinamide, ethambutol or streptococcus, in the first two months. It is a treatment method that removes mycobacterium tuberculosis that is not suppressed in the initial treatment by administering mycin (streptomycin) together and only rifampin and isoniazid for 4 months thereafter. However, the current short-term treatment, which was expected to be effective, also shows no effect on the rapidly increasing multi-drug resistant tuberculosis.

이러한 다약제내성 결핵균의 중요한 문제점은 결핵치료제가 한정되어 있어, 약제내성 결핵의 경우 완치가 용이하지 않다는 점이다. 특히 면역기능 약화 (immunocompromised) 환자뿐만 아니라, HIV에 감염되지 않은 사람들에서도 급격한 증가가 관찰되고 있다(참조: Bloom, B. R., Murray, C. J., Tuberculosis: Commentary on a Reemergent Killer, Science, 257(5073):1055-1064(1992)). 외국의 예를 보면 내성 양상의 33%는 1종 이상의 항결핵제에, 26%는 이소니아지드(isoniazid, ″INH″)에, 22%는 리팜핀(rifampin, ″RIF″)에, 13%는 스트렙토마이신(streptomycin, ″SM″)에, 1%는 피라진아미드(pyrazinamide, ″PZA″)에 내성을 보였으며, RIF와 INH에 동시내성을 보인 경우도 19%나 되는 것으로 보고되고 있다(참조: Frieden, T. R., Sterling, T., Pablos-Mendez A., Kilburn, J. O., Cauthen, G. M., Dooley, S. W., The Emergence of Drug-resistant Tuberculosis in New York City., N. Engl. J. Med., 328(8):521-526(1993)).An important problem of the multi-drug resistant tuberculosis bacteria is that the treatment for tuberculosis is limited, and in the case of drug-resistant tuberculosis is not easy to cure. In particular, rapid increases have been observed in immunocompromised patients, as well as in people not infected with HIV (Bloom, BR, Murray, CJ, Tuberculosis: Commentary on a Reemergent Killer, Science, 257 (5073)): 1055-1064 (1992). In foreign cases, 33% of the resistant patterns are at least one anti-tuberculosis agent, 26% isisoniazid (″ INH ″), 22% is rifampin (″ RIF ″), and 13% is streptomycin (streptomycin). , ″ SM ″) showed 1% resistance to pyrazinamide (″ PZA ″), and 19% reported simultaneous resistance to RIF and INH (Frieden, TR, Sterling, T., Pablos-Mendez A., Kilburn, JO, Cauthen, GM, Dooley, SW, The Emergence of Drug-resistant Tuberculosis in New York City., N. Engl. J. Med., 328 (8): 521-526 (1993).

결핵 연구원의 통계에 따르면, 국내에서 분리된 내성결핵균의 경우, 한 가지 이상의 약제에 내성을 보이는 균주의 비율은 27.4%로 나타나고 있다. INH 내성인 균주 비율이 27.4%로 가장 높고, RIF 내성은 1990년에는 7.1%로 보고되었다(참조: 보건사회부, 대한결핵협회, 제 6차 전국 결핵 실태 조사 결과, 22-30, 1990). 두가지 이상의 항결핵제에 내성을 갖는 균주의 경우, INH와 RIF에 대하여 동시에 내성을 갖는 균주의 비율은 7.1%로, RIF 내성 결핵균은 결핵치료의 기본 약물인 INH에 대한 내성을 동시에 갖는 것을 알 수 있다. 즉, 리팜핀 내성 여부가 다제내성 여부를 대표하는 마커(marker)로 간주될 수 있다는 것을 의미하는 것이다.According to the statistics of tuberculosis researchers, in the case of resistant tuberculosis bacteria isolated in Korea, the proportion of strains resistant to more than one drug is 27.4%. The highest proportion of INH resistant strains was 27.4%, and RIF resistance was reported at 7.1% in 1990 (see Ministry of Health and Social Affairs, Korean Tuberculosis Association, 6th National Tuberculosis Survey, 22-30, 1990). In the case of strains resistant to two or more anti-tuberculosis drugs, the ratio of strains resistant to both INH and RIF at the same time is 7.1%, it can be seen that the RIF-resistant tuberculosis bacteria have resistance to INH, which is the basic drug for tuberculosis treatment. That is, it means that rifampin resistance may be regarded as a marker representing whether or not multidrug resistance.

이러한 약제내성 및 높은 전염력의 문제로 인해, 결핵균에 대한 엄격한 감시체계와 구체적인 대응방법이 절실히 요구되어 왔다. 따라서, 결핵관리의 효율성 제고가 강조되고 있고, 검사실 측면으로 보면 다약제내성 결핵균을 빠른시간 내에 탐지할 수 있는 방법이 절대적으로 필요하다. 그러나 일반세균과는 달리 결핵균은 매우 느리게 자라기 때문에, 종래의 균배양 검사로 결과를 확인하기까지는 약 12주의 장시간이 소요된다는 불리한 점이 있다. 이러한 이유로 검사시간 단축이 항시 요구되어 왔다.Due to the problems of drug resistance and high infectivity, a strict surveillance system and specific countermeasures against Mycobacterium tuberculosis have been urgently required. Therefore, it is emphasized that the efficiency of tuberculosis control is emphasized, and from the laboratory side, there is an absolute need for a method capable of quickly detecting MDR-TB. However, unlike general bacteria, tuberculosis bacteria grow very slowly, so it is disadvantageous that it takes about 12 weeks to confirm the results by a conventional culture test. For this reason, there has always been a demand for shorter inspection times.

약제내성의 마커라 할 수 있는 리팜핀 내성은 그 내성획득 기전이 유전자 수준에서 밝혀져 있기 때문에(참조: Telenti, A., Imboden, P., Marchesi, F., Lowrie, D., Cole, S., Colston, M. J., Matter, L., Schopfer, K., Bodmer, T., Detection of Rifampicin-resistance Mutations in Mycobacterium tuberculosis, Lancet, 1993, 341(8846):647-650), 분자생물학적 방법으로 3-4일 내에 리팜핀 내성 여부를 파악할 수 있다.Rifampin resistance, a marker of drug resistance, is due to its mechanism of resistance acquisition at the gene level (Telenti, A., Imboden, P., Marchesi, F., Lowrie, D., Cole, S., Colston, MJ, Matter, L., Schopfer, K., Bodmer, T., Detection of Rifampicin-resistance Mutations in Mycobacterium tuberculosis, Lancet, 1993, 341 (8846): 647-650), 3-4 by molecular biological methods You can check for rifampin resistance within days.

리팜핀(rifampin)은 RNA 중합효소에 결합하여 전사(transcription)를 방해함으로써 세균에 독성을 나타낸다. 리팜핀의 내성기전은 대장균에서 처음 밝혀졌는데(참조: Jin, D. J., Gross, C.A., Mapping and Sequencing of Mutations in the Escherichia coli rpoB Gene That Lead to Rifampicin Resistance, J. Mol. Biol., 1988, 202(1):45-58), 대장균의 RNA 중합효소 β 서브유닛을 코딩하는 1342개의 아미노산 중, 네 부분 즉, 아미노산 번호 145, 507-533, 563-572 및 687 부위의 변이에 의해 내성이 나타난다. 특히, 507-533 부위에서 대부분(70%)의 리팜핀 내성과 관련된 유전자 변이가 있다. 결핵균의 경우에도, 리팜핀 결합부위인 RNA 중합효소의 β 서브유닛을 코딩하는 rpoB 유전자의 변이에 의해 리팜핀 내성이 나타난다. 현재까지 보고된 바로는, 거의 모든 리팜핀 내성 결핵균이, 바로 이 아미노산 507-533 사이에 미스센스 돌연변이(missense mutation)를 갖는 것으로 알려져 있으며(참조: Telenti, A., Imboden, P., Marchesi, F., Lowrie, D., Cole, S., Colston, M. J., Matter, L., Schopfer, K., Bodmer, T., Detection of Rifampicin-resistance Mutations in Mycobacterium tuberculosis., Lancet, 1993, 341(8846):647-650), 국내에서 확인된 리팜핀 내성 결핵균의 경우도 마찬가지인 것을 본 발명자들은 확인한 바 있다(참조: Kim, B.J., Kim, S.Y., Park, B.H., Lyu, M.A., Park, I.K., Bai, G.H., Kim, S.J., Cha, C.Y., Kook, Y.H., Mutations in the rpoB gene of Mycobacterium tuberculosis that interfere with PCR-Single-Strand conformation polymorphism analysis for rifampin susceptibility testing., J. Clin. Microbiol., 1997, 35(2):492-494).Rifampins are toxic to bacteria by binding to RNA polymerase and disrupting transcription. The mechanism of resistance of rifampin was first identified in E. coli (Jin, DJ, Gross, CA, Mapping and Sequencing of Mutations in the Escherichia coli rpoB Gene That Lead to Rifampicin Resistance, J. Mol. Biol., 1988, 202 (1) ): 45-58), among the 1342 amino acids encoding Escherichia coli RNA polymerase β subunit, resistance is shown by a mutation of four portions, that is, amino acid number 145, 507-533, 563-572 and 687 sites. In particular, there are genetic variations associated with most (70%) rifampin resistance at the 507-533 site. Even in the case of Mycobacterium tuberculosis, rifampin resistance occurs due to mutation of the rpoB gene encoding the β subunit of the RNA polymerase, a rifampin binding site. To date, almost all rifampin-resistant tuberculosis bacteria are known to have missense mutations between these amino acids 507-533 (see Telenti, A., Imboden, P., Marchesi, F). , Lowrie, D., Cole, S., Colston, MJ, Matter, L., Schopfer, K., Bodmer, T., Detection of Rifampicin-resistance Mutations in Mycobacterium tuberculosis., Lancet, 1993, 341 (8846) : 647-650), the present inventors have confirmed that the same in the case of rifampin-resistant tuberculosis bacteria confirmed in Korea (see: Kim, BJ, Kim, SY, Park, BH, Lyu, MA, Park, IK, Bai, GH) , Kim, SJ, Cha, CY, Kook, YH, Mutations in the rpoB gene of Mycobacterium tuberculosis that interfere with PCR-Single-Strand conformation polymorphism analysis for rifampin susceptibility testing., J. Clin.Microbiol., 1997, 35 (2 ): 492-494).

이러한 배경하에서, 유전자 변이를 찾아 결핵균의 리팜핀 내성을 판단하되, 균배양을 통한 감수성 검사와 동일한 결과를 얻을 수 있다면 내성 검사시간을 대폭 절약할 수 있다는 점에 착안하고, 유전자 변이 탐지에 많이 사용되는 SSCP를 PCR과 결합한 PCR-SSCP 방법을 사용하여, 결핵균의 리팜핀 내성 여부 확인에 소용되는 시간을 절약하려는 많은 시도가 있었다.Under these backgrounds, the genetic variation is determined to determine the rifampin resistance of Mycobacterium tuberculosis. However, if the same result as the susceptibility test through culture was obtained, the resistance test time can be greatly saved. Many attempts have been made to save the time spent on screening for rifampin resistance of Mycobacterium tuberculosis using the PCR-SSCP method, which combines SSCP with PCR.

SSCP의 원리를 간략히 설명하면, 변성(denature)된 단일가닥(single strand) DNA는 자기 상보성(self complementarity)과 분자내 상호작용(intramolecular interaction)에 의하여 접힘 형태(folded conformation)를 이루게 되며, 이때 DNA에 존재할 수 있는 유전자 변이에 따라 단일가닥 DNA의 구조가 달라진다. 이러한 유전자 변이의 여부는 전기 DNA를 비변성 젤(non-denaturing gel)에서 전기영동했을 때 나타나는, 원래의 DNA와 변이가 생긴 DNA 사이의 이동(mobility) 차이를 오토라디오그라피(autoradiography)에 의해 확인함으로써, 결핵균의 리팜핀 내성 여부를 판단할 수 있는 것이다.Briefly explaining the principle of SSCP, denatured single-stranded DNA forms a folded conformation by self complementarity and intramolecular interaction. Genetic variations in the structure of the single-stranded DNA changes. The presence or absence of such genetic mutations is confirmed by autoradiography to determine the difference in mobility between the original DNA and the mutated DNA, which occurs when the electro DNA is electrophoresed on a non-denaturing gel. By doing this, it is possible to determine whether Rifampin resistance of Mycobacterium tuberculosis.

다른 약제내성에 비하여 리팜핀 내성을 PCR-SSCP로서 찾기 쉬운 이유는 리팜핀 내성에 관련된 유전자 변이가 다른 약제처럼 여러 유전자에 분산되어 있는 것이 아니라, rpoB의 집중된 (아미노산 번호 507-533) 부위에서 일어나기 때문이다. 그러나, 전술한 바와 같이, 순수배양된 결핵균에서 DNA를 추출하여 PCR-SSCP로 리팜핀 내성 결핵균을 검출하려는 시도는 많이 하고 있지만, 결핵균 순수배양에 필요한 6주는 최소한 소요되며, 단지 감수성 검사에 필요한 6주간의 시간을 절약한 결과 밖에 되지 않았다.Rifampin resistance is easier to find as PCR-SSCP compared to other drug resistance because the gene mutations related to rifampin resistance are not distributed in several genes like other drugs, but in the concentrated (amino acid number 507-533) site of rpoB. . However, as described above, many attempts have been made to detect Rifampin-resistant M. tuberculosis by PCR-SSCP by extracting DNA from purely cultured Mycobacterium tuberculosis, but at least six weeks are required for pure culture of M. tuberculosis and only 6 weeks are required for susceptibility testing. The result was a time saving.

결국, 결핵균의 리팜핀 내성 판단을 위한 최선의 방법은 균배양 없이 환자에서 얻어진 검체에 직접 PCR-SSCP을 적용함으로써 소요시간을 최소로 단축하는 것이다. 그러나 환자의 객담에 전기 PCR-SSCP를 직접 적용한 연구결과는 극히 드문데, 그 이유는 환자검체에 적용하기에는 어려운 몇 가지 문제점들이 있기 때문이다.As a result, the best method for determining the rifampin resistance of Mycobacterium tuberculosis is to minimize the time required by applying PCR-SSCP directly to a sample obtained from a patient without culture. However, the results of applying electro-PCR-SSCP directly to patient sputum are extremely rare, because there are some problems that are difficult to apply to patient samples.

첫째, 객담검체에는 배양검체와는 달리 소량의 결핵균만이 있어, 하나의 복제수(single copy)로 존재하는 리팜핀 내성관련 유전자(참조: Donnabella, V., Martiniuk, F., Kinney, D., Bacerdo, M., Bonk, S., Hanna, B., Rom, W. N., Isolation of the Gene for the Beta Subunit of RNA Polymerase from Rifampicin-resistant Mycobacterium tuberculosis and Identification of New Mutations, Am. J. Respir Cell. Mol. Biol., 1994, 11(6):639-643)를 증폭시키기 어려운 민감도의 문제가 있다.First, unlike sputum samples, only a small amount of Mycobacterium tuberculosis bacteria was found in cultured samples, and rifampin resistance-related genes existed as a single copy (Donnabella, V., Martiniuk, F., Kinney, D., Bacerdo, M., Bonk, S., Hanna, B., Rom, WN, Isolation of the Gene for the Beta Subunit of RNA Polymerase from Rifampicin-resistant Mycobacterium tuberculosis and Identification of New Mutations, Am.J. Respir Cell.Mol Biol., 1994, 11 (6): 639-643) has a problem of sensitivity that is difficult to amplify.

둘째, 비결핵항산성균(MOTT)의 존재도 문제가 된다. 종래의 프라이머 TR9-TR8로는 이들 MOTT에 의해 위양성의 결과가 나타날 수 있다. 이는 SSCP의 표적이 되는 rpoB DNA 중 MOTT의 해당부위(157bp)가 결핵균과 매우 유사하기 때문이다(참조: 대한민국 특허출원 제 97-35501호). 결국, 민감도 및 특이도를 높이기 위해서는, 결핵균 특이도가 높은 프라이머를 사용하는 네스티드 (nested) PCR-SSCP, 또는 단단계 네스티드(single step nested) PCR-SSCP을 사용해야 함을 알 수 있다. 이미 외국의 한 연구자가 결핵균의 리팜핀 내성 판단에 네스티드 PCR을 사용한 예가 있으나, MOTT와는 구별되는, 결핵균만의 특이적인 염기서열을 찾지 못하여, 만족할 만한 결과를 얻지 못하였다.Second, the presence of non-tuberculous acid-resistant bacteria (MOTT) is also a problem. Conventional primers TR9-TR8 can result in false positives by these MOTTs. This is because the corresponding site of MOTT (157bp) in the rpoB DNA that is the target of SSCP is very similar to Mycobacterium tuberculosis (see Korean Patent Application No. 97-35501). In conclusion, in order to increase the sensitivity and specificity, it can be seen that nested PCR-SSCP or single step nested PCR-SSCP using primers having high TB specificity should be used. There is already an example of a foreign investigator using nested PCR in the determination of the resistance of tuberculosis rifampin, but did not find satisfactory results because it did not find a specific sequence of the tuberculosis bacteria distinct from MOTT.

이에, 본 발명자들은 전기 문제점들을 해결하고자, 환자로부터 얻어지는 객담, 혈액, 뇌척수액 등의 검체에 직접 적용할 수 있는, 네스티드(nested) PCR(″NPCR″)과 단단계 네스티드(single step nested) PCR(″SNPCR″)을 위한 결핵균 특이 1차 프라이머와 rpoB 변이 탐지용 2차 프라이머를 개발하였다. 이들 프라이머를 이용하여 1차 PCR 산물로서 205bp, 그리고 2차 PCR 산물로서 157bp의 결핵균 rpoB DNA를 증폭시킨 다음 SSCP 분석을 수행하여 검체내에 결핵균의 존재여부 및 전기 결핵균 rpoB DNA의 변이여부를 동시에 알 수 있게 하였다. 이로써 결핵균의 리팜핀 내성여부를 결정할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have attempted to solve the electrical problems, nested PCR ("NPCR") and single step nested, which can be directly applied to samples such as sputum, blood, cerebrospinal fluid, etc. obtained from a patient. Tuberculosis specific primary primers for PCR (″ SNPCR ″) and secondary primers for rpoB mutation detection were developed. These primers were used to amplify Mycobacterium tuberculosis rpoB DNA of 205bp as a primary PCR product and 157bp as a secondary PCR product, and then subjected to SSCP analysis to determine the presence or absence of Mycobacterium tuberculosis in the specimen and whether or not the mycobacterium tuberculosis rpoB DNA was mutated. It was. This confirmed that the rifampin resistance of Mycobacterium tuberculosis was confirmed, and the present invention was completed.

결국, 본 발명의 주된 목적은 결핵균의 rpoB DNA 분절(205bp)만을 특이적으로 증폭시킬 수 있는 NPCR 및 SNPCR용 결핵균 특이 1차 프라이머쌍을 제공하는 것이다.After all, the main object of the present invention is to provide a tuberculosis specific primary primer pair for NPCR and SNPCR that can specifically amplify only rpoB DNA segment (205bp) of Mycobacterium tuberculosis.

본 발명의 다른 목적은 전기 프라이머 쌍에 의하여 증폭된 rpoB DNA 분절(205bp)을 주형으로 하여, 변이를 찾고자 하는 157bp의 rpoB DNA 분절을 증폭시킬 수 있는 NPCR 및 SNPCR용 2차 프라이머쌍을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a second primer pair for NPCR and SNPCR, which can amplify r157B rpoB DNA fragments to find mutations using rpoB DNA fragments (205bp) amplified by electric primer pairs as templates. .

본 발명의 또 다른 목적은 환자검체를 대상으로 전기 1차 PCR용 프라이머 및 2차 PCR용 프라이머를 이용한 NPCR 및 SNPCR을 SSCP 분석과 연결함으로써, 리팜핀 내성 결핵균을 단시간에 탐지할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a method for detecting rifampin-resistant Mycobacterium tuberculosis in a short time by connecting NPCR and SNPCR using an initial primary PCR primer and a secondary PCR primer to SSCP analysis in a patient sample. will be.

도 1은 본 발명의 네스티드 PCR-SSCP 또는 단단계 네스티드 PCR-SSCP을 이용한 리팜핀 내성 결핵균의 탐지방법을 요약하여 나타내는 그 림이다.1 is a view showing a summary of the detection method of rifampin-resistant Mycobacterium tuberculosis using the nested PCR-SSCP or single-step nested PCR-SSCP of the present invention.

도 2는 네스티드 PCR-SSCP 또는 단단계 네스티드 PCR-SSCP와 종래의 균 배양에 의한 결핵균의 리팜핀 내성검사에 소요되는 기간을 비교하 여 나타내는 그림이다.Figure 2 is a diagram showing a comparison of the time required for rifampin resistance test of Mycobacterium tuberculosis by nested PCR-SSCP or single-stage nested PCR-SSCP by conventional culture.

도 3은 네스티드 PCR-SSCP 또는 단단계 네스티드 PCR-SSCP에 사용된 프 라이머들의 rpoB DNA상에서의 위치를 나타내는 그림이다.Figure 3 is a diagram showing the position on the rpoB DNA of the primers used in nested PCR-SSCP or single-stage nested PCR-SSCP.

도 4는 결핵균 특이 프라이머 쌍을 이용하는 네스티드 PCR-SSCP와 단단계 네스티드 PCR-SSCP의 효용성을 확인하기 위하여, 균배양에 의한 리팜핀 내성 검사와 병행시험(blind test)하는 과정을 도식적으로 나타내는 그림이다.Figure 4 is a diagram schematically showing the process of the rifampin resistance test and blind test (Blind test) by the culture in order to confirm the efficacy of nested PCR-SSCP and single-step nested PCR-SSCP using a tuberculosis specific primer pair to be.

도 5a, 도 5c 및 도 5e는 결핵균을 포함한 마이코박테리아 표준균주와 일 반세균을 대상으로 수행한 네스티드 PCR의 1차 PCR 결과를 나타내는 아가로스 젤 전기영동 사 진이다.Figures 5a, 5c and 5e are agarose gel electrophoresis pictures showing the first PCR results of the nested PCR performed on mycobacterial standard strains and tuberculosis bacteria including tuberculosis bacteria.

도 5b 및 도 5d는 도 5a 및 도 5c를 서든 블럿(Southern blot)한 결과를 나타내는 사진이다.5B and 5D are photographs showing the results of Southern blots of FIGS. 5A and 5C.

도 6a 및 도 6b는 객담 검체를 대상으로 두 쌍의 프라이머, TB1-TB2 및 TB3-TR8를 사용하여 수행한 네스티드 PCR의 1차 PCR 및 2차 PCR 결과를 각각 나타내는 아가로스 젤 전기영동 사진이다.6A and 6B are agarose gel electrophoresis photographs showing first and second PCR results of nested PCR performed using two pairs of primers, TB1-TB2 and TB3-TR8, on sputum specimens, respectively. .

도 7은 단단계 네스티드 PCR 수행시, 1차 PCR용 프라이머 TB1-TB2의 특 이성을 나타내는 아가로스 젤 전기영동 사진이다.Figure 7 is agarose gel electrophoresis picture showing the specificity of the primer TB1-TB2 for the primary PCR when performing a single-step nested PCR.

도 8은 단단계 네스티드 PCR의 민감도를 나타내는 아가로스 젤 전기영동 사진이다.8 is agarose gel electrophoresis picture showing the sensitivity of the single-step nested PCR.

도 9a 및 도 9b는 리팜핀 내성균이 존재하는 객담 검체에 대하여 네스티 드 PCR-SSCP 및 단단계 네스티드 PCR-SSCP를 수행한 결 과를 각각 나타낸 사진이다.9A and 9B are photographs showing the results of performing nested PCR-SSCP and single-step nested PCR-SSCP on sputum specimens containing rifampin resistant bacteria, respectively.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 전기 1차 PCR용 프라이머 및 2차 PCR용 프라이머를 이용한 네스티드 PCR(nested PCR, ″NPCR″)과 단단계 네스티드 PCR(single step nested PCR, ″SNPCR″)을 SSCP(single strand conformational polymorphism)와 연결하여 결핵균의 리팜핀 내성 여부를 확인하는 일련의 과정을 도 1에 요약하여 나타내었다.The single strand conformational process of nested PCR ("NPCR") and single step nested PCR ("SNPCR") using the first primer for primary PCR and the primer for secondary PCR is SSCP (single strand conformational). In connection with polymorphism), a series of procedures for checking the resistance of M. tuberculosis to rifampin are shown in summary in FIG.

도 2는 전술한 일련의 과정과 그 유용성을 증명하기 위한 방법으로서 DNA 염기서열 분석으로 미스센스 돌연변이를 찾아 리팜핀 내성여부를 판단하기까지 소요되는 시간, 그리고 종래의 균배양을 통한 리팜핀 내성 검사에 소요되는 시간을 비교하여 나타낸 그림이다. 도 2에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 방법에 의하면 약 4일내에 리팜핀 내성 여부를 판단할 수 있으나, 종래의 균배양에 의한 감수성 검사법은 약 12주가 소요된다. 또한, PCR-SSCP를 사용한다 하더라도 배양된 균을 사용하는 경우, 환자검체에 대하여 직접 시행하는 것이 아니므로 균배양에 약 6주가 필요한 것이다.Figure 2 is a method for demonstrating the above-described process and its usefulness, the time required to find the missense mutations and determine whether rifampin resistance by DNA sequence analysis, and the rifampin resistance test through the conventional culture culture The figure shows the comparison of time. As can be seen in Figure 2, according to the method of the present invention can determine whether rifampin resistance within about 4 days, the conventional sensitivity test by the culture culture takes about 12 weeks. In addition, even if the PCR-SSCP is used, if the cultured bacteria are used, it is not performed directly on the patient specimens, it will require about 6 weeks for the culture.

우선, 본 발명의 발명자들은 환자의 객담, 혈액, 뇌척수액 혹은 배양균 등의 검체로부터 얻어진 DNA를 주형으로 하여 205bp의 결핵균 rpoB DNA 분절만을 특이적으로 증폭시킬 수 있는 결핵균 특이 1차 PCR용 프라이머(outer primer)(TB1(정방향): 5′- ACGTGGAGGCGATCACACCGCAGACGT-3′; TB2(역방향): 5′-TGCACGTCGCGGACCTCCAGCCCGGCA-3′)와, 전기 1차 PCR의 산물을 주형으로 하여 리팜핀 내성 관련 변이가 집중되어 있는 157bp의 rpoB DNA를 증폭시키는 2차 PCR용 프라이머(inner primer)(TB3(정방향): 5′-TCGCCGCGATCAAGGAGTTCTTC-3′; TR8(역방향): 5′-'TGCACGTCGCGGACCTCCA-3′)를, 결핵균과 비결핵 항산성균(MOTT)의 rpoB DNA 분절(360bp) 염기서열(참조: 도 3)을 근거로 하여 고안하였다(참조: 대한민국 특허출원 제 97-35501호).First of all, the inventors of the present invention use a DNA obtained from a sample such as sputum, blood, cerebrospinal fluid, or culture bacteria of a patient as a template. primer) (TB1 (forward): 5'-ACGTGGAGGCGATCACACCGCAGACGT-3 '; TB2 (reverse): 5'-TGCACGTCGCGGACCTCCAGCCCGGCA-3') and 157 bp with a variation in rifampin resistance related to the product of the first-order PCR Inner primer (TB3 (forward): 5'-TCGCCGCGATCAAGGAGTTCTTC-3 '; TR8 (reverse): 5'- ' TGCACGTCGCGGACCTCCA-3 ') to amplify rpoB DNA of It was designed based on the rpoB DNA fragment (360bp) nucleotide sequence of (MOTT) (see FIG. 3) (see Korean Patent Application No. 97-35501).

결핵균과 MOTT 및 일반세균의 게놈 DNA를 주형으로 하고, 본 발명의 1차 PCR용 프라이머 TB1-TB2를 사용하여 PCR 산물을 분석한 결과, 결핵균에서만 205bp의 산물을 확인하여, 프라이머쌍 TB1-TB2는 결핵균의 rpoB DNA만을 특이적으로 증폭시킴을 알 수 있었다. 이는 전기 PCR 산물에 대하여 결핵균과 MOTT의 해당 DNA를 혼합하여 제조한 프로브로 서든 블럿(Southern blot)을 시행한 결과에서도 결핵균 DNA만이 결합(hybridize)되는 것을 봄으로써도 확인할 수 있었다.The genomic DNA of Mycobacterium tuberculosis, MOTT, and general bacteria was used as a template, and PCR products were analyzed using the primary PCR primer TB1-TB2 of the present invention. As a result, only 205 bp of the product was identified. Only rpoB DNA of Mycobacterium tuberculosis was specifically amplified. This could be confirmed by seeing that only the Mycobacterium tuberculosis DNA was hybridized even by Southern blot with a probe prepared by mixing the DNA of Mycobacterium tuberculosis and MOTT.

이와 같은 결과에 바탕하여, 배양균이 아닌 환자검체를 대상으로 하여 상기와 같은 방법으로 NPCR을 시행하였다. 1차 PCR한 결과, 예상대로 대다수의 검체에서 1차 PCR의 산물은 소량이었으나, 이어 전기 PCR 산물을 주형으로 하고 2차 PCR용 프라이머 TB3-TR8을 사용하여 수행한 2차 PCR에서는 모든 검체에서 157bp의 DNA가 균일하게 다량 증폭되어, 본 발명의 프라이머들을 이용한 NPCR에 의하여 결핵균의 리팜핀 내성과 연관되어 변이가 집중적으로 나타나는 157bp의 결핵균 rpoB DNA 분절이 특이적으로 증폭됨을 확인할 수 있었다.Based on these results, NPCR was performed in the same manner as above for the patient specimens, not the culture. As a result of the primary PCR, the majority of the samples had a small amount of the primary PCR product, but the secondary PCR was performed using the PCR product TB3-TR8 as the template and the 157bp in all samples. DNA was uniformly amplified in a large amount, and it was confirmed that NPCR using the primers of the present invention specifically amplified the tuberculosis rpoB DNA fragment of 157 bp, in which mutations were intensively associated with rifampin resistance of Mycobacterium tuberculosis.

전기 생성된 157bp DNA 분절의 변이여부는 유전자 변이를 찾는데 일반적으로 많이 사용되는 SSCP 분석을 통하여 확인할 수 있었다. 즉, 리팜핀 감수성 결핵균을 대조군으로 했을 때, 검체를 대상으로 수행한 NPCR 산물의 SSCP 패턴이 대조군과 차이가 있으면 리팜핀 내성균주로, 차이가 없으면 리팜핀 감수성 균주로 결정할 수 있었다.Mutation of the generated 157bp DNA fragment was confirmed by SSCP analysis, which is commonly used to find genetic variations. That is, when rifampin-sensitive tuberculosis bacteria were used as a control group, if the SSCP pattern of the NPCR product performed on the sample was different from the control group, the rifampin-resistant strain could be determined as a rifampin-sensitive strain.

한편, 1차 PCR과 2차 PCR용 각 프라이머들을 한 튜브에 넣어 수행하는 SNPCR의 경우, 1차 PCR 조건 즉, 변성(denaturation) 과정을 94℃에서 5분간 수행하고, 94℃ 30초→82℃ 30초→82℃ 30초의 과정을 15회 진행시키는 조건하에서는 TB1-TB2가 선택적으로 사용됨을 확인함으로써, 두쌍의 프라이머가 동시에 존재하더라도, SNPCR-SSCP은 NPCR-SSCP와 비슷한 수준의 정확성으로 리팜핀 내성 균주를 탐지할 수 있음을 확인하였다. 다만, 2차 PCR용 프라이머의 비특이성에 기인하는 것으로 보이는, MOTT의 증폭산물로 추정되는 밴드가 약하게 생성될 수는 있다.On the other hand, in the case of SNPCR performing each primer for the first PCR and the second PCR in one tube, the first PCR conditions, that is, denaturation (denaturation) is performed at 94 ℃ for 5 minutes, 94 ℃ 30 seconds → 82 ℃ By confirming that TB1-TB2 is selectively used under the conditions of 30 seconds to 82 ° C for 30 seconds, SNPCR-SSCP is a rifampin-resistant strain with similar accuracy to NPCR-SSCP, even though two pairs of primers are present at the same time. It was confirmed that can be detected. However, bands presumed to be amplification products of MOTT, which appear to be due to the non-specificity of the primer for secondary PCR, may be weakly generated.

이처럼 SNPCR은 두 쌍의 프라이머가 동시에 존재하는 상황에서, PCR 조건에 따라 순차적으로 원하는 DNA를 증폭시키기 때문에, 다수 검체의 스크리닝시 시간과 경비를 절약할 수 있으며, NPCR로 수행시 발생할 수 있는 오염(carry over contamination)을 막을 수 있는 장점이 있다. 전기 SNPCR로 탐지할 수 있는 최소 결핵균 DNA 양은 10fg까지 가능하였다.As such, SNPCR amplifies desired DNA sequentially according to PCR conditions when two pairs of primers are present at the same time, thereby saving time and cost when screening a large number of samples, and contaminating that may occur when performing NPCR ( There is an advantage to prevent carry over contamination. The minimum amount of Mycobacterium tuberculosis DNA that could be detected by electrical SNPCR was up to 10 fg.

본 발명의 두 종류의 프라이머쌍을 이용하는 NPCR-SSCP 및 SNPCR-SSCP로 얻어진 리팜핀 내성 결핵균의 탐지결과는, 종래의 균배양 검사법과 별도로 수행하여 결과를 비교하는 맹검사(blind test)에 의한 전향적 연구(prospective study)를 시행하여 두 결과가 일치함을 확인하였다. 이로써, 전기 NPCR-SSCP 및 SNPCR-SSCP는 환자검체에 직접 적용하여 종래의 어떤 방법보다도 간단하면서 민감하게 결핵균의 리팜핀 내성을 탐지할 수 있는 방법임을 알 수 있었다.The detection results of Rifampin-resistant M. tuberculosis bacteria obtained by NPCR-SSCP and SNPCR-SSCP using two types of primer pairs of the present invention are prospective by blind test comparing the results by performing the test separately from the conventional bacterial culture assay. A prospective study was conducted to confirm that the two results were in agreement. Thus, it can be seen that the electric NPCR-SSCP and SNPCR-SSCP can be applied directly to the patient sample to detect rifampin resistance of Mycobacterium tuberculosis simpler and more sensitively than any conventional method.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. These examples are only for illustrating the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples.

비교실시예 1: 결핵균 분리 동정 및 리팜핀 감수성 검사Comparative Example 1 Identification of Mycobacterium Tuberculosis and Rifampin Susceptibility Testing

결핵균(M. tuberculosis)의 분리와 동정 및 리팜핀 감수성 검사는 WHO 협력기관인 대한결핵협회 결핵연구원(WHO/IUATLD designated Supranational Reference Laboratory for Global Drug Resistance Surveillance)에서 수행하였다.M. tuberculosis was isolated, identified, and tested for rifampin sensitivity. The WHO cooperative tuberculosis tuberculosis researcher (WHO / IUATLD designated Supranational Reference Laboratory for Global Drug Resistance Surveillance) was performed.

비교실시예 1-1: 결핵균 배양 및 동정(identification)Comparative Example 1-1: Mycobacterium tuberculosis culture and identification

종래의 결핵균 배양 및 동정방법에 따라 수행하였다. 결핵으로 진단받은 신환(新患) 또는 치료중인 환자의 객담을 사용하여, 동량의 4% NaOH로 15분간 처리하여 용해한 후, 4,000xg로 15분간 원심분리하여 집균하고, 질-넬슨(Ziehl-Nelsen)방법으로 항산성균 염색하여 현미경으로 관찰하였다. 전기 집균된 검체는 다시 pH 7.0의 인산염 완충 생리식염수(PBS)로 2회 더 세척한 다음, 레벤스타인-젠센(Loewenstein-Jensen) 배지에 접종하고, 37℃에서 8주간 배양하며 관찰하였다. 배양된 균은 니아신(niacin), 카탈라제(catalase) 내열성시험(68℃, 20분간) 및 500㎍/ml의 p-니트로벤조산(p-nitrobenzoic acid, PNB)과 10㎍/ml의 티오펜-2-카복실산 히드라지드(thiophene-2-carboxylic acid hydrazide, TCH)가 함유된 배지에서의 발육시험을 거쳐 결핵균임을 확인하였다.It was performed according to the conventional tuberculosis culture and identification method. Using sputum from a newly diagnosed or treated patient with tuberculosis, the solution was dissolved in an equivalent amount of 4% NaOH for 15 minutes, dissolved, and then centrifuged at 4,000xg for 15 minutes to collect bacteria and Ziehl-Nelsen. The acidophilic staining method was observed under a microscope. Electrolyzed samples were washed twice more with phosphate buffered saline (PBS) at pH 7.0 and then inoculated in Leuwenstein-Jensen medium and incubated at 37 ° C. for 8 weeks. The cultured bacteria were niacin, catalase heat resistance test (68 ° C., 20 minutes), 500 μg / ml of p-nitrobenzoic acid (PNB) and 10 μg / ml of thiophene-2. It was confirmed that the tuberculosis bacteria through the development test in the medium containing carboxylic acid hydrazide (thiophene-2-carboxylic acid hydrazide, TCH).

비교실시예 1-2: 결핵균의 리팜핀 감수성 검사Comparative Example 1-2: Rifampin Sensitivity Test of Mycobacterium Tuberculosis

배양결핵균의 리팜핀 감수성 검사는 내성비율법을 사용하였다(참조: Canneti, G., Fox, W., Khomenko, A., Mahler, H. T., Menon, N. K., Mitchison, D. A., Rist, N., and Smelev, N. A., Advances in Techniques of Testing Mycobacterial Drug Sensitivity and the Use of Sensitivity Tests in Tuberculosis Control Programmes, Bull., WHO 1969, 41:21-431969). 순수배양된 결핵균을 40㎍/ml의 리팜핀이 포함된 배지에서 4주간 배양한 후, 리팜핀-비함유배지 상의 결핵균 발육과 비교하여, 리팜핀-함유배지에서 자란 균수가 리팜핀-비함유배지 상의 결핵균수의 1% 이상이면 내성으로 판정하였다.Rifampin susceptibility testing of cultured Mycobacterium tuberculosis was performed using the resistance ratio method (see Canneti, G., Fox, W., Khomenko, A., Mahler, HT, Menon, NK, Mitchison, DA, Rist, N., and Smelev). , NA, Advances in Techniques of Testing Mycobacterial Drug Sensitivity and the Use of Sensitivity Tests in Tuberculosis Control Programs, Bull., WHO 1969, 41: 21-431969). After culturing the cultured tuberculosis bacteria in a medium containing 40 μg / ml of rifampin for 4 weeks, the number of tuberculosis bacteria grown on the rifampin-containing medium was compared to the number of tuberculosis on the rifampin-free medium as compared to the growth of tuberculosis on the rifampin-free medium. If it is 1% or more, it was determined to be resistant.

실시예 1: 배양된 결핵균 및 객담내의 결핵균의 게놈 DNA 분리Example 1: Genomic DNA Isolation of Cultured Mycobacterium Tuberculosis and Mycobacterium Tuberculosis

게놈 DNA(genomic DNA)를 추출하기 위하여 초자구를 이용하는 BB/P(bead-beater/phenol)법을 사용하였다(참조: Hunt JM, Roberts GD, Stockman L, Felmlee TA, Persing DH, Detection of a genetic locus encoding resistance to rifampin in mycobacterial cultures and in clinical specimens, Diagn Microbiol. Infect. Dis., 1994, 18:219-27). 현미경관찰상 항산성균 양성인 도말양성 객담검체는 비교실시예 1-1와 동일한 방법으로 집균하여 사용하였으며, 배양된 결핵균은 TEN 완충용액(Tris-HCl 10mM, EDTA 1mM, NaCl 100mM) 200㎕에 부유시키고, 그 부유액에 초자구(직경 0.1mm, 유리구슬 11079-110; Biospec Products, Bartlesville, Okla., U.S.A.) 100㎕, PCI액(phenol:chloroform:isopropylalcohol = 50:49:1(v/v/v)) 250㎕를 가하여 Mini beater(74005-0722, Biospec Products, Bartlesville, Okla., U.S.A.)로 1분간 진탕하였다. 균체 파쇄 후에 12,000rpm으로 5분간 원심분리하여 상층액을 수득하고, 그 상층액에 10㎕의 3M 아세트산 나트륨 및 250㎕의 에탄올을 가한 다음, -200C에 10분간 방치하여 DNA 침전물을 수득하였다. 이렇게 수득한 DNA는 TE buffer 60㎕에 용해시켜 농도 측정 후, 후술하는 실시예의 PCR을 위한 주형 DNA로 사용하였다.In order to extract genomic DNA, bead-beater / phenol (BB / P) method using vitreous spheres was used (Hunt JM, Roberts GD, Stockman L, Felmlee TA, Persing DH, Detection of a genetic). locus encoding resistance to rifampin in mycobacterial cultures and in clinical specimens, Diagn Microbiol.Infect.Dis., 1994, 18: 219-27). Smear positive sputum specimens positive for microbial observation were used in the same manner as in Comparative Example 1-1, and cultured tuberculosis bacteria were suspended in 200 µl of TEN buffer solution (Tris-HCl 10 mM, EDTA 1 mM, NaCl 100 mM), 100 μl of vitreous spheres (diameter 0.1mm, glass beads 11079-110; Biospec Products, Bartlesville, Okla., USA), PCI solution (phenol: chloroform: isopropylalcohol = 50: 49: 1 (v / v / v) ) 250 μl was added and shaken for 1 minute with a Mini beater (74005-0722, Biospec Products, Bartlesville, Okla., USA). After cell disruption, the supernatant was obtained by centrifugation at 12,000 rpm for 5 minutes, and 10 µl of 3M sodium acetate and 250 µl of ethanol were added to the supernatant, followed by 10 minutes at -20 0 C to obtain a DNA precipitate. . The DNA thus obtained was dissolved in 60 μl of TE buffer, and then used as template DNA for PCR in Examples described later.

실시예 2: PCR에 의한 결핵균 동정Example 2: Identification of Mycobacterium Tuberculosis by PCR

결핵연구원에서 수행된 균배양에 의한 결핵균 동정과는 별도로, NPCR-SSCP와 SNPCR-SSCP를 수행하기에 앞서 객담검체에 결핵균이 있다는 것을, 앞서 추출한 DNA에 결핵균 DNA를 탐지함으로서 확인하였다. 결핵균 특이 삽입 유전자(insertion element)로 알려져 있는 IS6110 증폭 키트(TB-CR, TB detection kit, 주식회사바이오니아, 대한민국) 및 열순환기(Thermocycler Model 9600, Cetus, USA)를 사용하여 PCR 반응을 수행한 후, 1% 아가로스 젤에서 전기영동하여 532bp의 산물을 확인하였다.Apart from the identification of Mycobacterium tuberculosis by mycobacterium tuberculosis incubation, the presence of Mycobacterium tuberculosis in sputum specimens prior to NPCR-SSCP and SNPCR-SSCP was confirmed by detecting Mycobacterium tuberculosis DNA in the extracted DNA. After performing a PCR reaction using an IS6110 amplification kit (TB-CR, TB detection kit, Bionia, Korea) and a thermocycler (Thermocycler Model 9600, Cetus, USA), which are known as Mycobacterium tuberculosis specific insertion elements, Electrophoresis on 1% agarose gel confirmed the product of 532 bp.

실시예 3: 네스티드 PCR(nested PCR, ″NPCR″) 및 단단계 네스티드 PCR(single step nested PCR, ″SNPCR″)을 위한 프라이머의 제조Example 3 Preparation of Primers for Nested PCR (″ NPCR ″) and Single Step Nested PCR (″ SNPCR ″)

실시예 3-1: 1차 PCR용 프라이머 쌍의 제조Example 3-1 Preparation of Primer Pairs for Primary PCR

비결핵 항산성균(MOTT) 또는 일반세균의 rpoB 유전자 분절은 증폭시키지 않고, 결핵균의 205bp의 rpoB 분절만을 특이적으로 증폭할 수 있는 NPCR 및 SNPCR을 위한 1차 PCR용 프라이머(outer primer)쌍 TB1-TB2을 결핵균과 MOTT의 rpoB 분절(306bp) 염기서열(참조: 대한민국 특허출원 제 97-35501호)을 근거로 제조하였다(참조: 도 3).Primary primer pair TB1-TB2 for NPCR and SNPCR that can specifically amplify only r205B rpoB fragments of Mycobacterium tuberculosis without amplifying the rpoB gene segments of non-tuberculosis acid bacterium (MOTT) or normal bacteria Was prepared based on the rpoB fragment (306bp) nucleotide sequence of Mycobacterium tuberculosis and MOTT (see Korean Patent Application No. 97-35501) (see FIG. 3).

TB1(정방향): 5′- ACGTGGAGGCGATCACACCGCAGACGT-3′TB1 (Forward): 5'- ACGTGGAGGCGATCACACCGCAGACGT-3 '

TB2(역방향): 5′-TGCACGTCGCGGACCTCCAGCCCGGCA-3′TB2 (Reverse): 5′-TGCACGTCGCGGACCTCCAGCCCGGCA-3 ′

실시예 3-2: 2차 PCR용 프라이머 쌍의 제조Example 3-2 Preparation of Primer Pairs for Secondary PCR

1차 PCR에서 증폭된 결핵균의 205bp의 rpoB 분절을 주형으로 하여, 변이가 집중되는 157bp 분절을 특이적으로 증폭시키기 위한, NPCR 및 SNPCR을 위한 2차 PCR용 프라이머쌍(inner primer)을 제조하였다. 정방향 프라이머 TB3은 MOTT의 rpoB 분절(306bp) 염기서열(참조: 대한민국 특허출원 제 97-35501호)을 근거로 제조하였고(참조: 도 3), 역방향 프라이머 TR8은 종래의 프라이머(참조: Telenti, A., Imboden, P., Marchesi, F., Lowrie, D., Cole, S., Colston, M.J., Matter, L., Schopfer, K., Bodmer, T., Detection of Rifampicin-resistance Mutations in Mycobacterium tuberculosis, Lancet, 1993, Mar. 13;341(8846):647-650)를 사용하였다.A 205 bp rpoB fragment of Mycobacterium tuberculosis amplified by the primary PCR was used as a template to prepare a pair of inner primers for secondary PCR for NPCR and SNPCR to specifically amplify the 157 bp fragment in which mutations are concentrated. Forward primer TB3 was prepared based on the rpoB fragment (306bp) nucleotide sequence of MOTT (see Korean Patent Application No. 97-35501) (refer to FIG. 3), and reverse primer TR8 was prepared from a conventional primer (Telenti, A). ., Imboden, P., Marchesi, F., Lowrie, D., Cole, S., Colston, MJ, Matter, L., Schopfer, K., Bodmer, T., Detection of Rifampicin-resistance Mutations in Mycobacterium tuberculosis , Lancet, 1993, Mar. 13; 341 (8846): 647-650).

TB3(정방향): 5-′TCGCCGCGATCAAGGAGTTCTTC-3′TB3 (Forward): 5-′TCGCCGCGATCAAGGAGTTCTTC-3 ′

TR8(역방향): 5′-'TGCACGTCGCGGACCTCCA-3′TR8 (Reverse): 5′- ' TGCACGTCGCGGACCTCCA-3 ′

실시예 4: 표준 균주 및 일반세균의 DNA를 주형으로 한 NPCR의 1차 PCR 반응과 서든 블럿(Southern blot)Example 4 First PCR Reaction and Southern Blot of NPCR with DNA of Standard Strains and General Bacteria

하기 표 1에 나타낸, 결핵균 및 18종의 비결핵 항산성균(MOTT), Rhodococcus속 3균종, Nocardia 속 2균종 및 Corynebacterium 속 2균종 등의 일반세균 15종의 DNA, 실시예 3-1에서 제조한 1차 PCR용 프라이머(outer primer) TB1-TB2 각 20pmol 및 PreMix-Top(주식회사바이오니아, 대한민국)을 혼합하고, 최종 용적이 20㎕가 되도록 증류수를 가하여 반응혼합물을 제조하여 PCR을 수행하였다. 이때, PCR은 열순환기(Thermocycler, Model 9600, Cetus, USA)를 이용하여 94℃에서 5분간 변성(denaturation), 94℃ 30초→82℃ 30초→82℃ 30초의 과정을 30회 진행시킨 후, 82℃에서 5분간 최종연장(final extension) 과정을 수행하였다.The DNA of 15 kinds of general bacteria, such as Mycobacterium tuberculosis and 18 non-tuberculosis acidophilic bacteria (MOTT), Rhodococcus genus 3, Nocardia genus 2 and Corynebacterium genus 2, shown in Table 1 below, prepared in Example 3-1 PCR primers were prepared by mixing 20 pmol of each primer primer TB1-TB2 and PreMix-Top (Bionia, Korea), and adding distilled water to a final volume of 20 μl. At this time, PCR is subjected to a 30-minute process of denaturation at 94 ° C for 5 minutes, 94 ° C 30 seconds → 82 ° C 30 seconds → 82 ° C 30 seconds using a thermocycler (Thermocycler, Model 9600, Cetus, USA). The final extension process was performed at 82 ° C. for 5 minutes.

상기에서 증폭된 산물을 1.5% 아가로스 젤에서 전기영동하였다(참조: 도 5a, 도 5c).The amplified product was electrophoresed on 1.5% agarose gel (see FIGS. 5A and 5C).

NPCR과 SNPCR용 1차 프라이머(outer primer)의 결핵균 특이성을 확인하기 위하여 사용한 마이코박테리아 및 일반세균Mycobacteria and General Bacteria Used to Determine Mycobacterium Tuberculosis Specificity of Primary Primers for NPCR and SNPCR 1. 마이코박테리아Mycobacteria M. avium (ATCC 25291) M. chelonae (ATCC 35749)M. fortuitum (ATCC 6841) M. gastri (ATCC 15754)M. gordonae (ATCC 14470) M. intracellulare (ATCC 13950)M. kansasii (ATCC 12478) M. malmoense (ATCC 29571)M. nonchromogenicum (ATCC 19530) M. phlei (ATCC 11758)M. scrofulaceum (ATCC 19981) M. simiae (ATCC 25275)M. smegmatis (ATCC 19420) M. szulgai (ATCC 35799)M. terrae (ATCC 15755) M. tuberculosis H37Rv (ATCC 27294)M. triviale (ATCC 23292) M. ulcerans (ATCC 19423)M. vaccae (ATCC 15483)M. avium (ATCC 25291) M. chelonae (ATCC 35749) fortuitum (ATCC 6841) M. gastri (ATCC 15754) gordonae (ATCC 14470) M. intracellulare (ATCC 13950) M. kansasii (ATCC 12478) M. malmoense (ATCC 29571) M. nonchromogenicum (ATCC 19530) M. phlei (ATCC 11758) scrofulaceum (ATCC 19981) M. simiae (ATCC 25275) smegmatis (ATCC 19420) M. szulgai (ATCC 35799) M. terrae (ATCC 15755) M. tuberculosis H37Rv (ATCC 27294) M. triviale (ATCC 23292) M. ulcerans (ATCC 19423) vaccae (ATCC 15483) 2. 일반세균2. General bacteria Rhodococcus equi Rhodococcus erythropolis Rhodococcus rhodniiNocardia otitidiscaviarum Nocardia novaCorynebacterium diphtheriae Corynebacterium glutamicumStaphylococcus aureus Micrococcus luteusStreptococcus epidermidis Streptococcus pneumoniae Streptococcus faecalisStreptococcus pyogenes Neisseria meningitidis Hemophilus influenzaeRhodococcus equi Rhodococcus erythropolis Rhodococcus rhodniiNocardia otitidiscaviarum Nocardia nova Corynebacterium diphtheriae Corynebacterium glutamicum Staphylococcus aureus Micrococcus luteus

도 5a, 도 5c 및 도 5e는 결핵균을 포함한 마이코박테리아 표준균주 (ATCC strain) 및 일반세균의 DNA를 주형으로 하여, 상기의 방법으로 수행한 PCR 결과를 나타낸다.Figures 5a, 5c and 5e shows the results of PCR performed by the above method using the DNA of mycobacterial standard strain (ATCC strain) and general bacteria including tuberculosis bacteria.

도 5a에서, M은 Hae-Ⅲ로 절단된 øⅩ174로서 DNA 크기마커; 제 1레인 내지 제 15레인은 M. tuberculosis H37Rv, M. tuberculosis(환자 분리균주), M. avium, M. fortuitum, M. gastri, M. gordonae, M. intracellulare, M. kansasii, M. malmoense, M. nonchromogenicum, M. phlei, M. sucrofulaceum, M. simiae, M. smegmatis, M. terrae을 각각 나타내고; 도 5c에서 M은 Hae-Ⅲ로 절단된 øⅩ174로서 DNA 크기마커; 제 1레인 내지 제 16레인은 M. tuberculosis H37Rv, M. tuberculosis(국내 환자분리 균주), M. triviale, M. vaccae, M. chelonae, M. szulgai, M. ulcerans, S. aureus, S. epidermidis, M. luteus, S. pneumoniae, S. faecalis, S. pyogenes, C. diphtheriae, N. meningitidis, H. influenzae를 각각 나타내며; 도 5e에서 M은 Hae-Ⅲ로 절단된 øⅩ174로서 DNA 크기마커; 제 1레인 내지 제 9레인은 M. tuberculosis H37Rv, M. tuberculosis(환자 분리균주), R. equi, R. erythropolis, R. rhodnii, N. nova, N. otitidiscaviarum, C. diphtheriae, C. glutamicum를 각각 나타낸다.In FIG. 5A, M is a DNA size marker as øⅩ174 digested with Hae-III; Lanes 1 to 15 include M. tuberculosis H37Rv, M. tuberculosis (patient isolate), M. avium, M. fortuitum, M. gastri, M. gordonae, M. intracellulare, M. kansasii, M. malmoense, M. nonchromogenicum, M. phlei, M. sucrofulaceum, M. simiae, M. smegmatis, M. terrae, respectively; M in FIG. 5C is a DNA size marker as øⅩ174 digested with Hae-III; Lanes 1 to 16 were M. tuberculosis H37Rv, M. tuberculosis (Korean patient isolate strain), M. triviale, M. vaccae, M. chelonae, M. szulgai, M. ulcerans, S. aureus, S. epidermidis , M. luteus, S. pneumoniae, S. faecalis, S. pyogenes, C. diphtheriae, N. meningitidis, H. influenzae, respectively; In FIG. 5E, M is øⅩ174 DNA size marker cleaved with Hae-III; Lanes 1 to 9 include M. tuberculosis H37Rv, M. tuberculosis (patient isolate), R. equi, R. erythropolis, R. rhodnii, N. nova, N. otitidiscaviarum, C. diphtheriae, C. glutamicum Represent each.

도 5a와 도 5c에서 보듯이, 표준균주(ATCC strain)의 DNA를 주형으로 하고, 1차 PCR용 프라이머(outer primer) TB1-TB2을 사용하여 1차 PCR을 수행하여 결핵균과 MOTT DNA의 증폭여부를 관찰한 결과, 결핵균을 나타내는 제 1레인 및 제 2레인에서만 205bp의 DNA가 증폭된 것을 확인하였다(참조: 도 5a 및 도 5c의 화살표).5A and 5C, amplification of Mycobacterium tuberculosis and MOTT DNA was performed by using a DNA of the standard strain (ATCC strain) as a template and performing a primary PCR using an outer primer TB1-TB2. As a result, it was confirmed that 205 bp of DNA was amplified only in the first and second lanes representing Mycobacterium tuberculosis (see arrows of FIGS. 5A and 5C).

도 5b 및 도 5d는 상기에서 수득된 1차 PCR 산물에 대하여, 서든 블럿을 시행한 결과를 나타낸다. 도 5b 및 도 5d의 각 레인은 도 5a 및 도 5b의 각 레인과 동일한 균주를 각각 나타낸다.5B and 5D show the results of Sudden blot for the primary PCR product obtained above. Each lane of FIGS. 5B and 5D represents the same strain as each lane of FIGS. 5A and 5B, respectively.

서든 블럿은 다음의 과정을 통하여 실시하였다:Southern blot was performed through the following process:

아가로스 젤로 전기영동한 PCR 산물을 나일론 막(nylon membrane)에 이전 완충용액(transfer buffer, 10X SSC)을 이용하여 이전(transfer)하고, 진공건조기(vacuum dry oven)에서 90℃로 2시간 동안 막(membrane)에 고정시켰다.PCR products electrophoresed with agarose gels were transferred to a nylon membrane using transfer buffer (10X SSC) and membranes were dried at 90 ° C. for 2 hours in a vacuum dry oven. fixed to the membrane.

프로브로는 2차 PCR용 프라이머(inner primer)를 사용한 증폭산물과 동일한 157bp의 rpoB DNA를 사용하였다. 즉, 결핵균과 18종의 비결핵 항산성균(MOTT)의 DNA를 주형으로 하여, 각각의 157bp rpoB DNA를 모두 증폭시키는 TB3-TR8 프라이머로 증폭하여 전기영동한 다음, 증폭된 각 균종의 DNA는 QIAEX (QIAGEN, Hilden, Germany)로 정제하고 2.5 ng/균종 씩 합하여 총 양이 50ng이 되도록 하였다. 이 혼합된 DNA를 Ready prime 키트(Amersham, U.K.)을 사용하여 [P32]-dCTP로 표지(labelling)하고, 세파덱스 G-50(sephadex G-50) 칼럼으로 정제한 후에 프로브로 사용하였다.As the probe, 157 bp rpoB DNA was used as the amplification product using the second primer (inner primer). That is, the DNA of Mycobacterium tuberculosis and 18 non-tuberculosis acidophilic bacteria (MOTT) was used as a template, followed by electrophoresis by amplification with TB3-TR8 primers, which amplify all 157bp rpoB DNA. QIAGEN, Hilden, Germany) and added 2.5 ng / strains so that the total amount was 50 ng. This mixed DNA was labeled with [P 32 ] -dCTP using the Ready prime kit (Amersham, UK), purified on a Sephadex G-50 column and used as a probe.

막은 1시간 동안 6X SSC, 5X 덴하트 용액(Denhardt solution), 0.5% SDS 및 100mg의 변성된 연어스펌 DNA(denatured salmon sperm DNA)로 전(前)혼성화(prehybridization)하고, 표지된 프로브를 넣어 혼성화(hybridization)하였다. 2X SSC, 0.5% SDS가 포함된 용액으로 실온에서 5분, 2X SSC, 0.1% SDS 포함된 용액으로 15분, 그리고 0.1X SSC, 0.5% SDS 포함 용액으로 68℃에서 1시간 막세척한 후, 건조시켜 오토래디오그라피(autoradiography) 하였다.Membranes were prehybridized with 6X SSC, 5X Denhardt solution, 0.5% SDS and 100 mg of denatured salmon sperm DNA for 1 hour and hybridized with labeled probes. (hybridization). 5 minutes at room temperature with a solution containing 2X SSC, 0.5% SDS, 15 minutes with a solution containing 2X SSC, 0.1% SDS, and 1 hour membrane washing at 68 ° C with a solution containing 0.1X SSC, 0.5% SDS, It was dried and autoradiography.

도 5b 및 도 5d에서 보듯이, 결핵균 및 MOTT의 rpoB DNA를 감지할 수 있는 상기 제조된 프로브에 의하여, 제 1레인 및 제 2레인의 결핵균 DNA만이 감지됨을 관찰하였다(참조: 도 5b 및 도 5d 화살표).As shown in FIGS. 5B and 5D, it was observed that only the first and second lanes of Mycobacterium tuberculosis DNA were detected by the prepared probes capable of detecting rpoB DNA of Mycobacterium tuberculosis and MOTT (see FIGS. 5B and 5D). arrow).

한편, 마이코박테리움속에 가까운 속(genus)으로 알려진 Rhodococcus, Nocardia, Corynebacterium에서도 증폭산물이 없음을 확인하였다(참조: 도 5c).On the other hand, Rhodococcus, Nocardia, Corynebacterium known as genus close to the genus Mycobacterium was confirmed that there is no amplification product (see Fig. 5c).

따라서, NPCR 및 SNPCR에 사용할 1차 PCR용 프라이머(outer primer) TB1-TB2에 의한 1차 PCR에서는 오직 결핵균의 rpoB DNA만이 특이적으로 증폭됨을 확인할 수 있었다.Therefore, it was confirmed that only rpoB DNA of Mycobacterium tuberculosis was specifically amplified by primary PCR using the primary primer TB1-TB2 for NPCR and SNPCR.

실시예 5: 네스티드 PCR(NPCR)의 2차 PCR 반응Example 5: Secondary PCR Reaction of Nested PCR (NPCR)

10-3농도로 희석한 주형 DNA와, TB1-TB2을 프라이머로 한 1차 PCR 반응의 증폭산물, 그리고 2차 PCR용 프라이머 TB3-TR8를 각각 20 pmol, PreMix-Top(주식회사바이오니아, 대한민국)에 넣어 혼합하고, 최종 용적이 20㎕가 되도록 증류수를 가하여 반응혼합물을 제조하여 2차 PCR을 수행하였다. PCR은 열순환기(Thermocycler, Model 9600, Cetus, USA)를 이용하여 변성(denaturation)과정을 94℃에서 5분간 수행하고, 94℃ 30초→72℃ 30초→72℃ 30초의 과정을 30회 진행시킨 후, 72℃에서 5분간 최종연장(final extension) 과정을 수행하였다. 증폭 산물은 1.5% 아가로스 젤에서 전기영동하였다.10-3In concentration Dilute the template DNA, the amplification product of the primary PCR reaction using TB1-TB2, and the primer TB3-TR8 for the secondary PCR into 20 pmol and PreMix-Top (Bionia, Korea), respectively. Distilled water was added to a volume of 20 μl to prepare a reaction mixture, and the second PCR was performed. PCR was performed for 5 minutes at 94 ° C for denaturation using a thermocycler (Thermocycler, Model 9600, Cetus, USA), followed by 30 times at 94 ° C 30 seconds → 72 ° C 30 seconds → 72 ° C 30 seconds. After the final extension was performed for 5 minutes at 72 ° C. Amplification products were electrophoresed on 1.5% agarose gel.

실시예 6: 객담검체를 대상으로 네스티드 PCR(NPCR)Example 6: Nested PCR (NPCR) on Sputum Specimen

표준균주로 결핵균 특이성을 확인한 1차 PCR용 프라이머(outer primer) TB1-TB2 및 rpoB DNA 분절을 증폭시키는 2차 PCR용 프라이머(inner primer) TB3-TR8를 결핵환자의 객담검체를 대상으로 하여, NPCR을 수행하였다(도 6a, 도 6b).The primary PCR primer TB1-TB2, which confirmed the specificity of Mycobacterium tuberculosis in the standard strain, and the primer primer TB3-TR8, which amplify the rpoB DNA fragment, were targeted for sputum specimens of tuberculosis patients. Was performed (FIGS. 6A, 6B).

도 6a에서 M은 Hae-Ⅲ로 절단된 øⅩ174로서 DNA 크기마커; 제 1레인 내지 제 14레인은 환자 객담에서 수득한 DNA를 주형으로 하고, 프라이머 TB1-TB2를 사용하여 1차 PCR을 수행한 결과를 나타내며, 도 6b에서 M은 Hae-Ⅲ로 절단된 øⅩ174로서 DNA 크기마커; 제 1레인 내지 제 14레인은 상기에서 수득한 1차 PCR 증폭산물을 10-3농도로 희석하여 주형 DNA로 하고, 프라이머 TB3-TR8을 사용하여 2차 PCR을 수행한 결과를 나타낸다.M in FIG. 6A is DNA size marker as øⅩ174 digested with Hae-III; Lanes 1-14 show the results of primary PCR using DNA obtained from patient sputum as a template and primers TB1-TB2. In FIG. 6B, M is DNA as øⅩ174 digested with Hae-III. Size markers; Lanes 1 to 14 are obtained by diluting the primary PCR amplification products obtained above to 10 -3 concentration as template DNA, and performing secondary PCR using primers TB3-TR8.

도 6a에서 보듯이, 대다수의 검체에서 결핵균 특이 프라이머 TB1-TB2를 이용한 1차 PCR 산물의 양은 매우 미약하여, 객담내에는 소량의 결핵균이 존재함을 알 수 있었으며, 제 8레인, 제 9레인 및 제 12레인에서만 205bp의 DNA가 다량 증폭됨을 관찰하였다. 그러나 증폭 산물들을 정제, 희석하여 주형 DNA로 하고, rpoB DNA 분절을 증폭시키는 2차 PCR용 프라이머(inner primer) TB3-TR8을 사용하는 2차 PCR에서는 예상대로 모든 검체에서 157bp의 DNA가 균일하게 다량 증폭된 것을 관찰하였다(참조: 도 6b). 이로써, 두쌍의 프라이머, 즉 1차 PCR용 프라이머 및 2차 PCR용 프라이머를 사용한 NPCR에 의하여 객담내 존재하는 소량의 결핵균을 특이적으로 탐지할 수 있음을 확인할 수 있었다.As shown in Figure 6a, the amount of the primary PCR product using the tuberculosis-specific primer TB1-TB2 in the majority of samples was very small, it can be seen that a small amount of tuberculosis bacteria in the sputum, lanes 8, 9 and It was observed that a large amount of 205 bp DNA was amplified only in lane 12. However, in the second PCR using the inner primer TB3-TR8 which purifies and dilutes the amplification products into template DNA and amplifies the rpoB DNA fragment, the 157bp DNA is uniformly large in all samples as expected. Amplified was observed (see FIG. 6B). As a result, it was confirmed that a small amount of Mycobacterium tuberculosis in sputum could be specifically detected by NPCR using two pairs of primers, that is, a primer for primary PCR and a primer for secondary PCR.

실시예 7: 단단계 네스티드 PCR(SNPCR)Example 7: Single Stage Nested PCR (SNPCR)

실시예 7-1: SNPCR 수행시 1차 프라이머쌍의 연결(annealing) 특이성 확인Example 7-1: Confirming Annealing Specificity of Primary Primer Pairs when Performing SNPCR

SNPCR을 수행하기에 앞서, 1차 PCR 조건하에서는 1차 PCR용 프라이머와 2차 PCR용 프라이머가 동시에 존재하더라도 1차 PCR 산물만이 생성됨을 확인하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다:Prior to performing the SNPCR, the following experiment was performed to confirm that only the primary PCR product is produced even if the primary PCR primer and the secondary PCR primer exist simultaneously under the primary PCR conditions:

1차 PCR용 프라이머쌍 TB1-TB2 20pmol, 2차 PCR용 프라이머 TB3-TR8 20pmol, 두 종류의 프라이머 TB1-TB2 및 TB3-TR8를 각각 20pmol씩 동시에 첨가한 세 종류의 PCR 혼합물을 1차 PCR 조건, 즉 95℃ 5분, 94℃ 30초→82℃ 30초→82℃ 30초로 30회 진행 후, 82℃ 5분으로 PCR을 수행하여 1.5% 아가로스 젤 전기영동하였다(참조: 도 7). 도 7에서 M은 Hae-Ⅲ로 절단된 øⅩ174로서 DNA 크기마커; 제 1레인과 제 2레인(″1″로 표시)은 1차 PCR용 프라이머쌍 TB1-TB2만, 제 3레인과 제 4레인(″2″로 표시)은 2차 PCR용 프라이머쌍 TB3-TR8만, 제 5레인과 제 6레인(″1+2″로 표시)은 두 종류의 프라이머쌍 TB1-TB2 및 TB3-TR8를 동시에 사용하여 1차 PCR 조건으로 SNPCR한 결과를 각각 나타낸다.Three PCR mixtures were prepared by simultaneously adding 20 pmol of primer pair TB1-TB2 for primary PCR, 20 pmol of primer TB3-TR8 for secondary PCR, and 20 pmol of two primers TB1-TB2 and TB3-TR8 respectively. That is, after proceeding 30 times at 95 ℃ 5 minutes, 94 ℃ 30 seconds → 82 ℃ 30 seconds → 82 ℃ 30 seconds, PCR was performed at 82 ℃ 5 minutes to perform 1.5% agarose gel electrophoresis (see Fig. 7). In Figure 7, M is ø 174 DNA size marker cleaved with Hae-III; The first and second lanes (designated as ″ 1 ″) are primer pairs TB1-TB2 for primary PCR only, and the third and fourth lanes (designated as ″ 2 ″) are designed for primer pairs TB3-TR8 for secondary PCR However, the 5th lane and the 6th lane (indicated by "1 + 2") show the results of SNPCR under primary PCR conditions using two types of primer pairs TB1-TB2 and TB3-TR8 simultaneously.

도 7에서 보듯이, 1차 PCR용 프라이머를 사용한 경우(″1″)와, 1차 및 2차 PCR용 프라이머를 동시에 첨가한 경우(″1+2″)에서는 205bp의 1차 PCR용 프라이머에 의한 증폭산물이 관찰되었으나, 2차 PCR용 프라이머 TB3-TR8만을 사용한 경우(″2″), 증폭산물이 관찰되지 않았다. 따라서, SNPCR 수행시, 1차 PCR용 프라이머와 2차 PCR용 프라이머를 동시에 사용하더라도, 초기에 수행되는 1차 PCR의 조건에서는 두 종류의 프라이머쌍 중 1차 PCR용 프라이머 TB1-TB2만이 선택적으로 사용됨을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 7, when the primer for primary PCR was used (″ 1 ″) and when the primary and secondary PCR primers were added at the same time (″ 1 + 2 ″), the primer for primary PCR of 205 bp was added. Amplification products were observed, but when only the primer TB3-TR8 for secondary PCR was used (″ 2 ″), no amplification products were observed. Therefore, even when the primary PCR primers and the secondary PCR primers are used simultaneously when performing SNPCR, only the primary PCR primers TB1-TB2 are selectively used among the two types of primer pairs under the conditions of the primary PCR performed initially. Could confirm.

실시예 7-2: 단단계 네스티드 PCR(SNPCR)Example 7-2: Single Stage Nested PCR (SNPCR)

객담검체로부터 얻은 DNA, 1차 프라이머 쌍 TB1-TB2 각 0.5pmol, 2차 프라이머 쌍 TB3-TR8 각 20pmol 및 PreMix-Top (주식회사바이오니아, 대한민국)을 혼합하여 SNPCR을 수행하였다. 이때, SNPCR은 열순환기(Thermocycler Model 9600, Cetus, USA)를 이용하여 변성(denaturation) 과정을 94℃에서 5분간 수행하고, 94℃ 30초→82℃ 30초→82℃ 30초의 과정을 15회 진행 후, 94℃에서 5분간 변성과정, 94℃ 30초→72℃ 30초→72℃ 30초의 과정을 30회 진행시키고, 72℃에서 5분간 최종연장(final extension) 과정을 수행하였다.SNPCR was performed by mixing DNA from the sputum sample, 0.5 pmol each of the primary primer pair TB1-TB2, 20 pmol each of the secondary primer pair TB3-TR8, and PreMix-Top (Bionia, Korea). At this time, the SNPCR is subjected to a denaturation process at 94 ° C. for 5 minutes using a thermocycler (Thermocycler Model 9600, Cetus, USA), and 15 times at 94 ° C. 30 seconds → 82 ° C. 30 seconds → 82 ° C. 30 seconds. After proceeding, the process of denaturation at 94 ° C. for 5 minutes, the process at 94 ° C. 30 seconds → 72 ° C. 30 seconds → 72 ° C. 30 seconds was performed 30 times, and final extension was performed at 72 ° C. for 5 minutes.

실시예 7-3: 단단계 네스티드 PCR(SNPCR)의 민감도 측정Example 7-3: Sensitivity Measurement of Single Step Nested PCR (SNPCR)

SNPCR이 탐지할 수 있는 최소 결핵균 DNA 농도를 결정하기 위하여, M. tuberculosis H37Rv의 DNA를 단계적 희석하고, 이를 주형으로 하여 SNPCR을 수행하였다. 증폭산물은 1.5% 아가로스 젤에서 전기영동하였다(참조: 도 8). 도 8에서, M은 Hae-Ⅲ로 절단된 øⅩ174로서 DNA 크기마커; 제 1레인 내지 제 8레인은 10ng, 1ng, 100pg, 10pg, 1pg, 100fg, 10fg, 1fg 농도의 M. tuberculosis H37Rv의 DNA를 사용하여 SNPCR한 결과를; 제 9레인은 음성 대조군을 각각 나타낸다.In order to determine the minimum Mycobacterium tuberculosis DNA concentration that can be detected by SNPCR, DNA of M. tuberculosis H37Rv was gradually diluted and subjected to SNPCR as a template. Amplified products were electrophoresed on 1.5% agarose gel (see FIG. 8). In FIG. 8, M is a øⅩ174 DNA size marker cleaved with Hae-III; Lanes 1 to 8 were obtained by SNPCR using DNA of M. tuberculosis H37Rv at concentrations of 10 ng, 1 ng, 100 pg, 10 pg, 1 pg, 100 fg, 10 fg, and 1 fg; Lane 9 represents the negative control, respectively.

도 8에서 보듯이, SNPCR에 의하여 10fg 농도의 결핵균 DNA까지 검출할 수 있음을 관찰할 수 있었다(화살표). 이로써, 다수의 객담검체를 대상으로 수행하기에 유용한 SNPCR의 검출가능한 최소 결핵균 DNA 농도는 10fg임을 알 수 있었다.As shown in FIG. 8, it was observed that SNPCR can detect up to 10 fg of Mycobacterium tuberculosis DNA (arrow). As a result, it was found that the minimum detectable Mycobacterium tuberculosis DNA concentration of SNPCR, which is useful for performing a large number of sputum samples, was 10 fg.

실시예 8: Single strand conformational polymorphism(SSCP) 반응Example 8: Single strand conformational polymorphism (SSCP) reaction

PCR 혼합물에 [P32]-dCTP(NEN, NEG 513H, USA)를 첨가하여 NPCR 및 SNPCR을 수행하였다. 전기에서 생성된 반응산물 2㎕와 반응정지 용액(stop solution) 4㎕를 혼합하여 95℃에서 5분간 변성(denature)시키고, 그중 4㎕를 비변성 젤(nondenaturation gel)인 MDE 젤(AT Biochem, Malvern, PA; AT Biotech, 1-500-01)을 사용하여 전기영동하였다. MDE 젤은 MDE 25ml, 10X TBE 6ml, 증류수 69ml을 혼합하여 100ml로 만든 다음, 10% 암모늄 퍼설페이트(ammonium persulfate) 800㎕, TEMED 40㎕를 첨가하고 젤판(gel plate)에 부어 3시간 동안 굳혔다. 변성시킨 PCR 산물을 5㎕/well씩 각 well에 대조군과 교대로 넣고, 0.6 X TBE로 6W에서 8시간 전기영동한 다음 건조시켜, 오토래디오그라피(autoradiography)하였다. 대조군용 DNA는 리팜핀 감수성인 결핵균(M. tuberculosis H37Rv)으로부터 실시예 1에 기재한 방법으로 추출하여 사용하였다.NPCR and SNPCR were performed by adding [P 32 ] -dCTP (NEN, NEG 513H, USA) to the PCR mixture. 2 μl of the reaction product generated above and 4 μl of the stop solution were mixed and denatured at 95 ° C. for 5 minutes, and 4 μl of the MDE gel (AT Biochem, a nondenaturation gel) was used. Electrophoresis using Malvern, PA; AT Biotech, 1-500-01). MDE gel was mixed with 25 ml of MDE, 6 ml of 10X TBE, and 69 ml of distilled water to make 100 ml. Then, 800 µl of 10% ammonium persulfate and 40 µl of TEMED were added and poured into a gel plate to harden for 3 hours. The denatured PCR product was placed in each well by 5 μl / well, alternating with the control, electrophoresed for 6 hours at 6 W with 0.6 X TBE, followed by drying and autoradiography. The control DNA was extracted and used by the method described in Example 1 from M. tuberculosis H37Rv which is rifampin-sensitive.

한편, 본 발명의 프라이머 쌍을 사용한 NPCR-SSCP와 SNPCR-SSCP의 결핵균 리팜핀 내성 탐지 및 감별능력에 대한 실행 효용성을 증명하기 위하여, 결핵연구원과 동시에 같은 객담검체를 대상으로 맹검사(blind test)에 의한 전향적 연구(prospective study)를 수행하였다(참조: 도 4). 또한 객담 검체를 배양하여 수득한 결핵균을 대상으로 종래의 TR9-TR8 프라이머(참조: Telenti A, Imboden P, Marchesi F, Lowrie D, Cole S, Colston MJ, Matter L, Schopfer K, Bodmer T. Detection of rifampicin-resistance mutations in Mycobacterium tuberculosis. Lancet 1993 Mar 13;341(8846):647-650)를 사용하는 PCR-SSCP를 동시에 수행하여 비교하였다. PCR은 변성(denature) 95℃ 5분; 95℃ 30초→65℃ 30초→72℃ 45초, 30회 진행; 연장(extension) 72℃ 5분의 과정으로 수행하였고, SSCP는 전술한 방법으로 수행하였다.On the other hand, in order to demonstrate the practical efficacy of the detection and discrimination of Mycobacterium tuberculosis rifampin resistance of NPCR-SSCP and SNPCR-SSCP using the primer pair of the present invention, the same test for sputum specimens at the same time as the tuberculosis researchers in blind test (blind test) Prospective study was performed (see FIG. 4). In addition, the conventional TR9-TR8 primer (see Telenti A, Imboden P, Marchesi F, Lowrie D, Cole S, Colston MJ, Matter L, Schopfer K, Bodmer T. PCR-SSCP using rifampicin-resistance mutations in Mycobacterium tuberculosis.Lancet 1993 Mar 13; 341 (8846): 647-650) was performed simultaneously and compared. PCR was denatured at 95 ° C. for 5 minutes; 95 ° C. 30 sec → 65 ° C. 30 sec → 72 ° C. 45 sec, proceeded 30 times; Extension was carried out at 72 ° C. for 5 minutes and SSCP was carried out in the manner described above.

결핵균 배양검사 리팜핀 내성검사 결과, 도말 및 배양 양성 검체로 확인된 56개 검체 중, 21개 검체에 리팜핀 내성 결핵균이 있음을 확인하였다. 한편 NPCR-SSCP와 SNPCR-SSCP에서 밴드 이동 양상이 대조군과는 다른 검체가 21개 확인되었으며, 이들은 균배양에 의한 감수성 검사에서 내성균주로 판명된 검체들과 일치하였다(참조: 표 2). 나머지 검체들은 대조균주와 같은 양상을 보이는 감수성 결핵균 검체로 확인되었다.Mycobacterium tuberculosis culture test As a result of the rifampin resistance test, it was confirmed that, among the 56 samples identified as smear and culture positive specimens, 21 specimens contained rifampin-resistant tuberculosis bacteria. In the NPCR-SSCP and SNPCR-SSCP, 21 specimens with different band shift patterns were found, which were consistent with those identified as resistant strains in the sensitivity test by the culture culture (see Table 2). The remaining specimens were susceptible to susceptible tuberculosis bacteria that showed the same pattern as the control strain.

결핵환자의 객담에 대하여 맹검사(blind test)로 시행한 결핵균 배양에 의한 종래의 리팜핀 감수성 검사 결과와 NPCR-SSCP/SNPCR-SSCP의 결과의 비교*Comparison of results of conventional rifampin susceptibility test with tuberculosis bacterium cultured by blind test of tuberculosis patients' sputum and results of NPCR-SSCP / SNPCR-SSCP * 방법 SampleMethod Sample 감수성 결과Susceptibility Results SSCPSSCP 유전자 변이Genetic variation 방법 SampleMethod Sample 감수성 결과Susceptibility Results SSCPSSCP 유전자 변이Genetic variation 1One SS 변이없음No variation 2929 RR + 526His→526Tyr(CAC→TAC)526 His → 526 Tyr (CAC → TAC) 22 SS 변이없음No variation 3030 SS 변이없음No variation 33 RR + 526His→526Tyr(CAC→TAC)526 His → 526 Tyr (CAC → TAC) 3131 SS 변이없음No variation 44 RR + 526His→526Arg(CAC→CGC)526 His → 526 Arg (CAC → CGC) 3232 RR + 531Ser→531Leu(TCG→TTG)531 Ser → 531 Leu (TCG → TTG) 55 RR + 531Ser→531Leu(TCG→TTG)531 Ser → 531 Leu (TCG → TTG) 3333 RR + 531Ser→531Leu(TCG→TTG)531 Ser → 531 Leu (TCG → TTG) 66 RR + 526His→526Tyr(CAC→TAC)526 His → 526 Tyr (CAC → TAC) 3434 SS 변이없음No variation 77 RR + 531Ser→531Leu(TCG→TTG)531 Ser → 531 Leu (TCG → TTG) 3535 RR + 513Gln→513Pro(CAA→CCA)513 Gln → 513 Pro (CAA → CCA) 88 SS 변이없음No variation 3636 SS 변이없음No variation 99 RR + 516Asp→516Val(GAC→GTC)516 Asp → 516 Val (GAC → GTC) 3737 SS 변이없음No variation 1010 RR + 531Ser→531Leu(TCG→TTG)531 Ser → 531 Leu (TCG → TTG) 3838 SS 변이없음No variation 1111 SS 변이없음No variation 3939 SS 변이없음No variation 1212 SS 변이없음No variation 4040 SS 변이없음No variation 1313 SS 변이없음No variation 4141 SS 변이없음No variation 1414 SS 변이없음No variation 4242 RR + 526His→526Tyr(CAC→TAC)526 His → 526 Tyr (CAC → TAC) 1515 SS 변이없음No variation 4343 RR + 531Ser→531Leu(TCG→TTG)531 Ser → 531 Leu (TCG → TTG) 1616 SS 변이없음No variation 4444 SS 변이없음No variation 1717 RR + 531Ser→531Leu(TCG→TTG)531 Ser → 531 Leu (TCG → TTG) 4545 SS 변이없음No variation 1818 RR + 531Ser→531Leu(TCG→TTG)531 Ser → 531 Leu (TCG → TTG) 4646 SS 변이없음No variation 1919 SS 변이없음No variation 4747 RR + 531Ser→531Leu(TCG→TTG)531 Ser → 531 Leu (TCG → TTG) 2020 SS 변이없음No variation 4848 RR + 531Ser→531Leu(TCG→TTG)531 Ser → 531 Leu (TCG → TTG) 2121 RR + 531Ser→531Leu(TCG→TTG)531 Ser → 531 Leu (TCG → TTG) 4949 SS 변이없음No variation 2222 SS 변이없음No variation 5050 SS 변이없음No variation 2323 SS 변이없음No variation 5151 SS 변이없음No variation 2424 RR + 531Ser→531Leu(TCG→TTG)531 Ser → 531 Leu (TCG → TTG) 5252 RR + 531Ser→531Leu(TCG→TTG)531 Ser → 531 Leu (TCG → TTG) 2525 SS 변이없음No variation 5353 SS 변이없음No variation 2626 SS 변이없음No variation 5454 SS 변이없음No variation 2727 SS 변이없음No variation 5555 SS 변이없음No variation 2828 RR + 531Ser→531Leu(TCG→TTG)531 Ser → 531 Leu (TCG → TTG) 5656 SS 변이없음No variation

* R/S: 리팜핀 내성/감수성, +/-; SSCP 패턴이 대조군과 다름/동일함* R / S: rifampin resistance / sensitivity, +/-; SSCP pattern is different / same as control

도 9a 및 도 9b는 리팜핀 내성 결핵균으로 확인된 21개 검체 가운데 일부 내성 균주들을 대상으로 NPCR-SSCP와 SNPCR-SSCP를 시행한 결과를 각각 나타내며, C는 리팜핀 감수성 결핵균(M. tuberculosis H37Rv)을, 제 1레인 내지 제 7레인은 각 객담검체를 나타낸다.9A and 9B show the results of NPCR-SSCP and SNPCR-SSCP on 21 resistant strains of 21 specimens identified as rifampin-resistant Mycobacterium tuberculosis, respectively, and C represents Rifampin-sensitive tuberculosis (M. tuberculosis H37Rv). Lanes 1 to 7 represent each sputum sample.

도 9a 및 도 9b에서 보듯이, 각 검체의 밴드양상이 대조군과 달라 이들이 리팜핀 내성균임을 알 수 있었다. 도 9b의 제 1레인에서 나타나는 도 9a에서는 보이지 않은 새로운 밴드는 2차 PCR용 프라이머의 비특이성에 기인하여 MOTT의 rpoB DNA가 증폭된 것으로 보여지며, 이는 염기서열 분석 결과 MOTT인 것으로 확인하였다.9a and 9b, the band pattern of each sample was different from the control group was found to be rifampin resistant bacteria. In FIG. 9A, the new band, which is not visible in the first lane of FIG. 9B, was shown to be amplified by the rpoB DNA of MOTT due to the nonspecificity of the primer for the secondary PCR, which was confirmed to be MOTT by sequencing analysis.

한편 배양균으로 수행한 종래의 TR9-TR8 프라이머를 사용하는 PCR-SSCP의 결과도 객담 검체에 직접 시행한 NPCR-SSCP 및 SNPCR-SSCP의 결과와 동일하였다.On the other hand, the results of PCR-SSCP using the conventional TR9-TR8 primers carried out with the culture were also the same as the results of NPCR-SSCP and SNPCR-SSCP performed directly on the sputum sample.

실시예 9: 리팜핀 내성 결핵균의 유전자 변이 양상Example 9: Gene Variation Pattern of Rifampin Resistant Mycobacterium Tuberculosis

NPCR-SSCP 및 SNPCR-SSCP에 의하여 내성으로 판단된 검체의 염기서열을 마이코박테리아의 rpoB DNA(342bp)를 증폭시킬 수 있는 프라이머쌍(Rpo665-Rpo998)을 이용하여 PCR로 증폭시켜(참조: 대한민국 특허출원 제 97-35501호) 정제한 DNA를 사용하여 PCR에 의하여 염기서열을 분석하였다.The nucleotide sequence of a sample judged to be resistant by NPCR-SSCP and SNPCR-SSCP was amplified by PCR using a primer pair (Rpo665-Rpo998) capable of amplifying rpoB DNA (342 bp) of mycobacteria (see Korean patent) Application No. 97-35501) The nucleotide sequence was analyzed by PCR using the purified DNA.

대조균주인 M. tuberculosis H37Rv의 rpoB DNA 염기서열과 비교한 결과, 리팜핀 내성으로 확인된 21개의 PCR 산물들은 모두 리팜핀 내성과 관련된 유전자 변이가 관찰되었다(참조: 표 2). 가장 많은 변이 양상은 531Ser→531Leu(TCG→TTG)로서 14개(66.7%) 검체가 이에 해당하였다. 또한, 5개(23.8%) 검체는 526His에, 나머지 2개(9.5%) 검체는 각각 516Asp, 513Gln에서 변이가 있었다. 531Ser,526His부위에 90.5%에 해당하는 유전자 변이가 집중되어 있음을 알 수 있었다.As compared with the rpoB DNA sequence of the control strain M. tuberculosis H37Rv, all 21 PCR products identified as rifampin resistance showed gene mutations related to rifampin resistance (see Table 2). The most frequent variation was 531 Ser- > 531 Leu (TCG-> TTG)-14 specimens (66.7%). In addition, five (23.8%) samples were 526 His , and the other two (9.5%) were 516 Asp and 513 Gln , respectively. Genetic variation corresponding to 90.5% was found in 531 Ser and 526 His sites.

이로써, 본 발명의 결핵균 특이 프라이머 쌍을 사용하는 NPCR-SSCP나 SNPCR-SSCP 방법이 균배양에 의한 감수성 검사와 동일한 결과를 얻을 수 있고, 신속하게, 직접 객담검체로부터 리팜핀 내성 결핵균을 탐지할 수 있는 장점을 지닌 대체방법이라는 것을 확인하였다.As a result, the NPCR-SSCP or SNPCR-SSCP method using the Mycobacterium tuberculosis-specific primer pair of the present invention can obtain the same results as the susceptibility test by culture culture, and can quickly detect rifampin-resistant Mycobacterium tuberculosis from the sputum sample. It was confirmed that it is an alternative method with advantages.

이상에서 상세히 설명하고 입증하였듯이, 본 발명에서는 결핵균의 rpoB 유전자 분절을 표적으로 한 NPCR-SSCP 및 SNPCR-SSCP를 이용하여 환자검체로부터 직접 결핵균을 탐지하여, 빠른 시간 내에 결핵균의 리팜핀 내성여부를 판단할 수 있는 1차 PCR용 프라이머 및 2차 PCR용 프라이머를 개발하였다. 전기 프라이머들을 이용한 NPCR-SSCP의 경우, 1차 PCR용 프라이머의 높은 특이성으로 인하여, 결핵균의 DNA만을 특이적으로 증폭시켜, 비결핵 항산성균(MOTT)에 의한 위양성을 방지할 수 있으며, SNPCR-SSCP의 경우, 다수의 검체를 처리할 수 있어 시간과 비용을 대폭 절약할 수 있다.As described and demonstrated in detail above, in the present invention, by detecting the tuberculosis bacteria directly from the patient sample using NPCR-SSCP and SNPCR-SSCP targeting the rpoB gene segment of Mycobacterium tuberculosis, to determine whether the tuberculosis rifampin resistance A primer for primary PCR and a primer for secondary PCR were developed. In the case of NPCR-SSCP using the above primers, due to the high specificity of the primers for primary PCR, only DNA of Mycobacterium tuberculosis can be specifically amplified to prevent false positives caused by non-tuberculosis acidophilic bacteria (MOTT). In this case, a large number of samples can be processed, which can greatly save time and money.

Claims (6)

결핵균(M. tuberculosis)의 rpoB 유전자 분절(205bp)을 특이적으로 증폭시키는 하기와 같은 염기서열을 갖는 프라이머쌍:A pair of primers having the following sequence to specifically amplify the rpoB gene segment (205 bp) of M. tuberculosis: TB1(정방향): 5'-ACGTGGAGGCGATCACACCGCAGACGT-3'TB1 (Forward): 5'-ACGTGGAGGCGATCACACCGCAGACGT-3 ' TB2(역방향): 5'-TGCACGTCGCGGACCTCCAGCCCGGCA-3'TB2 (Reverse): 5'-TGCACGTCGCGGACCTCCAGCCCGGCA-3 ' 결핵균(M. tuberculosis) 및 비결핵 항산성균(MOTT)의 rpoB 유전자 분절(157bp)을 증폭시키는 하기와 같은 염기서열을 갖는 프라이머쌍:Primer pairs having the following sequences to amplify rpoB gene segments (157 bp) of M. tuberculosis and non-tuberculosis acidophilic bacteria (MOTT): TB3(정방향): 5'-TCGCCGCGATCAAGGAGTTCTTC-3'TB3 (Forward): 5'-TCGCCGCGATCAAGGAGTTCTTC-3 ' TR8(역방향): 5'-TGCACGTCGCGGACCTCCA-3'TR8 (Reverse): 5'-TGCACGTCGCGGACCTCCA-3 ' 하기 각 프라이머쌍을 유효성분으로 포함하며, 환자의 검체에 포함된 결핵균으로부터 추출한 게놈 DNA를 주형으로 하고, 하기 프라이머 1을 1차 프라이머로 하여 1차 PCR 반응을 수행한 후, 전기 생성된 1차 PCR 산물을 주형으로 하고, 하기 프라이머 2를 2차 프라이머로 하여 2차 PCR 반응을 수행하는 네스티드(nested) PCR 증폭산물의 SSCP 양상을 분석함으로써 리팜핀 내성 결핵균을 탐지하기 위한 진단시약;Each primer pair below is included as an active ingredient, and genomic DNA extracted from Mycobacterium tuberculosis contained in a patient's sample is used as a template, and a primary PCR reaction is performed using the following primer 1 as the primary primer, followed by the first generation A diagnostic reagent for detecting rifampin-resistant Mycobacterium tuberculosis by analyzing the SSCP profile of a nested PCR amplification product which performs a secondary PCR reaction using a PCR product as a template and a primer 2 as a secondary primer; ① 프라이머 1① Primer 1 TB1(정방향): 5'-ACGTGGAGGCGATCACACCGCAGACGT-3'TB1 (Forward): 5'-ACGTGGAGGCGATCACACCGCAGACGT-3 ' TB2(역방향): 5'-TGCACGTCGCGGACCTCCAGCCCGGCA-3'TB2 (Reverse): 5'-TGCACGTCGCGGACCTCCAGCCCGGCA-3 ' ② 프라이머 2② Primer 2 TB3(정방향): 5'-TCGCCGCGATCAAGGAGTTCTTC-3'TB3 (Forward): 5'-TCGCCGCGATCAAGGAGTTCTTC-3 ' TR8(역방향): 5'-TGCACGTCGCGGACCTCCA-3'TR8 (Reverse): 5'-TGCACGTCGCGGACCTCCA-3 ' 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 환자의 검체는 객담, 혈액 또는 뇌척수액인 것을 특징으로 하는The patient's sample is sputum, blood or cerebrospinal fluid 진단시약.Diagnostic reagent. 하기 각 프라이머쌍을 유효성분으로 포함하며, 환자 검체에 포함된 결핵균으로부터 추출한 게놈 DNA를 주형으로 하고, 하기 프라이머 1을 1차 프라이머로 하는 1차 PCR 반응과, 전기 생성된 1차 PCR 산물을 주형으로 하고, 하기 프라이머 2를 2차 프라이머로 하는 2차 PCR 반응을 동시에 수행하는 단단계 네스티드(single step nested) PCR 증폭산물의 SSCP 양상을 분석함으로써 리팜핀 내성 결핵균을 탐지하기 위한 진단시약:Each primer pair is included as an active ingredient, and the first PCR reaction using genomic DNA extracted from Mycobacterium tuberculosis contained in a patient sample as the template, and the following primer 1 as the primary primer, and the first generated PCR product A diagnostic reagent for detecting rifampin-resistant tuberculosis bacteria by analyzing the SSCP pattern of a single step nested PCR amplification product which simultaneously performs a secondary PCR reaction using the following primer 2 as a secondary primer: ① 프라이머 1① Primer 1 TB1(정방향): 5'-ACGTGGAGGCGATCACACCGCAGACGT-3'TB1 (Forward): 5'-ACGTGGAGGCGATCACACCGCAGACGT-3 ' TB2(역방향): 5'-TGCACGTCGCGGACCTCCAGCCCGGCA-3'TB2 (Reverse): 5'-TGCACGTCGCGGACCTCCAGCCCGGCA-3 ' ② 프라이머 2② Primer 2 TB3(정방향): 5'-TCGCCGCGATCAAGGAGTTCTTC-3'TB3 (Forward): 5'-TCGCCGCGATCAAGGAGTTCTTC-3 ' TR8(역방향): 5'-TGCACGTCGCGGACCTCCA-3'TR8 (Reverse): 5'-TGCACGTCGCGGACCTCCA-3 ' 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 환자의 검체는 객담, 혈액 또는 뇌척수액인 것을 특징으로 하는The patient's sample is sputum, blood or cerebrospinal fluid 진단시약.Diagnostic reagent.
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