Rapid and accurate diagnosis of clinically pathogenic bacteria is important for the administration of proper antibiotics. This study reported development of microarray-based assay system for the high throughput identification of 44 clinically important pathogenic bacteria. Capture probes have designed for the detection of bacteria in general as well as specific target bacterial species. This oligonucleotide sequences were designed by bioinformatics analysis on the DNA sequences of 23S ribosomal DNA and 16S-23S spacer region. They were microarrayed on the slide glass and hybridized with target DNA isolated and amplified from a variety of clinical samples including reference bacteria. This microarray system was confirmed with hybridization results determining specificity and sensitivity of species-specific probe tested. Probes in this study had showed 100% specificity and positive predictive value. The microarray-based assay comprising DNA fragments detectable only specific bacteria is enable to diagnose pathogens more accurately, rapidly, easily, and cheaply compared with traditional method.
각종 감염질환을 유발시키는 박테리아를 동정하기 위한 분자생물학적 진단기술을 개발연구에 관한 것이다. 감염질환은 세균, 진균, 바이러스와 같은 다양한 미생물이 혈액, 체액 및 인체의 조직 내에 출현하여 서식하기 시작하면서 발병하는 질환으로서, 균의 정확한 동정 및 적절한 치료가 이루어지지 않을 경우, 인명을 잃을 수 있는 질병이다. 최근에는 항생제의 투여의 오남용으로 인한 세균 배양률의 감소와 이식에 따른 면역 억제제 사용의 증가, 항암 치료로 인한 약물투여의 증가, 에이즈의 증가로 인한 원인 균주의 다양화로 인해 배양 검사와 같은 기존의 감염질환을 진단하는 진단 방법들이 점차 어려움에 부딪히고 있는 실정이다. 따라서, 감염질환 원인균을 신속하고 정확하게 진단하는 것은 치료에 있어서 상당히 중요하다.
본 연구에서는 임상적으로 가장 빈번하게 감염질환을 일으키는 44종의 감염질환 원인균주를 선정하여 이의 목적유전자를 대상으로 현재 알려진 염기 서열을 확보하고 알려지지 않은 염기서열을 직접 분석함으로써 데이터베이스를 확보하였다. 또한, 균주를 동시에 증폭시킬 수 있는 공통 탐침과 균 특이성을 가진 탐침을 디자인하여 진단용 DNA 칩을 제작하였다.
이 DNA 칩을 이용하여 총 412개의 임상검체를 적용한 결과, 약 80% 이상의 민감도와 100%의 정확도를 얻었다. 따라서, 본 연구에서 개발된 DNA 진단칩은 기존의 진단방법의 한계를 극복하여 보다 민감하고 특이적인 탐침을 이용함으로써 보다 신속하고 정확하게 많은 임상검체를 쉽게 진단할 수 있다.
