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PFGE, Rep-PCR, & NGS: 가장 아름답고 오랜 것은 오직 꿈 속에만 있어라
제목의 경구(警句, epigram)인 “가장 아름답고 오랜 것은 오직 꿈 속에만 있어라”는 이상화의 시 <나의 침실로>의 부제(副題)이다. 세상에 영원한 것은 없는 것 같다. 한 예로 의료기관의 진단검사의학 검사실에서의 미생물에 대한 분자역학적 분석법의 주요 역사적 부침(浮沈)을 열거하면 다음과 같다: PFGE (pulsed-field gel electrophoresis), Rep-PCR (repetitive sequence-based polymerase chain reaction), NGS (next-generation sequencing) [1-3].
Fig. 1Serratia marcescens 관련 PFGE (pulsed-field gel electrophoresis) 분석의 예[1]를 보여주고 있는데, 가시성을 높이기 위해 반전효과를 준 그림이다.
Fig. 2는 vancomycin-resistant Enterococcus faecium 관련 SR-NGS (short-read next-generation sequencing) 및 LR-NGS (long-read next-generation sequencing) 분석의 예[3]를 보여주고 있다.
미생물에 대한 분자역학적 분석법이 PFGE에서 Rep-PCR로, 그리고 SR-NGS 및 LR-NGS로 변화해 가는 상황에서 가장 바람직한 것은 온고지신(溫故知新)의 원칙에 따라 기존 표준검사법을 일정 부분 유지 및 업데이트하며, 보다 새로운 검사법을 추가로 세팅해 가는 것이다. 하지만 신속성을 중요하게 여기는 현대 사회에서 진단검사의학 검사실도 자동화 및 간소화의 물결에서 자유로울 수 없는 까닭에 수일의 시간이 소요되는 PFGE 등의 분석법은 의료기관의 검사실에서 유지하기 매우 어려운 상황에 처했다. 품질관리에 따르는 문제의 해결책을 결국 찾지 못하는 바람에 Rep-PCR 등의 분석법도 의료기관의 검사실에서 유지하기 어려워졌다. 한편 전가(傳家)의 보도(寶刀)로 여겨지는 NGS 기반의 분자역학적 분석을 진단검사의학 및 감염관리 등에 도입하기에는 실무적인 측면 및 비용적인 측면의 난제가 도처에 도사리고 있으며, 무엇보다도 기존의 표준검사법이 이미 도태된 상황에서 새로운 분석법의 결과를 제대로 해석하고 판독하는 것이 매우 난망할 따름이다.

REFERENCES

1. Lee SH, Woo SJ, Park KH, Kim JH, Song JH, Park KU, et al. 2010; Serratia marcescens endophthalmitis associated with intravitreal injections of bevacizumab. Eye (Lond). 24:226–32. DOI: 10.1038/eye.2009.86. PMID: 19407833.
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2. Koh WJ, Jeong BH, Jeon K, Kim SY, Park KU, Park HY, et al. 2016; Oral macrolide therapy following short-term combination antibiotic treatment of Mycobacterium massiliense lung disease. Chest. 150:1211–21. DOI: 10.1016/j.chest.2016.05.003. PMID: 27167209.
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3. Oh S, Nam SK, Chang HE, Park KU. 2022; Comparative analysis of short- and long-read sequencing of vancomycin-resistant enterococci for application to molecular epidemiology. Front Cell Infect Microbiol. 12:857801. DOI: 10.3389/fcimb.2022.857801. PMID: 35463637. PMCID: PMC9019564.
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Fig. 1
Pulsed-field gel electrophoresis showed that the bacteria isolated from the two patients were of the same strain (A-C). The DNA bands of different strains of Serratia marcescens (D-L) showed different band patterns compared with A, B, and C. (A) Organism cultured and isolated from vitreous biopsy during vitrectomy of case 1. (B) Organism cultured and isolated from vitreous tap of case 2. (C) Organism cultured and isolated from vitreous biopsy during vitrectomy of case 2. (D-L) S. marcescens of other strains. *Pseudomonas aeruginosa ATCC27853; M Lambda ladders.
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Fig. 2
Comparison of the single-nucleotide polymorphism-based strain typing results of short-read next-generation sequencing (SR-NGS) and long-read next-generation sequencing (LR-NGS) for vancomycin-resistant Enterococcus faecium. (A, B) Depict the maximum-likelihood phylogenies constructed using SR- and LR-NGS, respectively. The heatmaps on the right show the van gene clusters. (C) Shows a tanglegram of the two phylogenetic trees.
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