β-lactamase 검사 방법과 해석 정리 & Cefinase 디스크 활용 가이드
제가 미생물검사실에서 일하면서 궁금했던 점을 지.피.티라는 도구를 이용해서 공부하고, 그 내용을 정리하는 글을 써보려고 합니다.
부족한 점이나 정정할 부분이 있다면 댓글로 보완해주시면 감사합니다.
β-lactamase 디스크 검사는 항생제 내성을 빠르게 확인하는 중요한 미생물 검사법입니다. 이 글에서는 Cefinase 디스크를 이용한 β-lactamase 검사 원리와 방법, 결과 해석법까지 실무에 꼭 필요한 내용을 정리하였습니다. 검사 결과를 AST와 연계하여 해석하는 법과, 균종별 임상 적용 팁도 함께 소개하려 합니다.
📌 β-lactamase 검사의 필요성과 원리
* β-lactamase란 무엇인가?
β-lactamase는 세균이 자기 방어용으로 만들어내는 효소입니다.
따라서 우리는 세균을 죽이기 위해 쓰는 β-lactam 계열 항생제(예: 페니실린, 세팔로스포린 등)를 사용하는데, 이 항생제는 세균의 세포벽을 망가뜨리는 구조를 가지고 있습니다.
그런데 세균이 β-lactamase라는 효소를 만들게 되면 그 항생제의 핵심 구조인 β-lactam ring을 끊어버려서 무력화시킵니다.
즉, 세균 입장에선 항생제를 소용없게 만드는 방패 효소입니다.
* β-lactamase와 항생제 내성과의 관계
이 효소를 만드는 세균은 항생제가 듣지 않는데 특히, 그람음성균 (E. coli, Klebsiella, Haemophilus 등)은 이 β-lactamase를 자주 만드는 세균들입니다.
예를 들어, Haemophilus influenzae균은 페니실린이 잘 안 듣는 경우가 있는데 이건 그 균이 β-lactamase를 생성하기 때문입니다.
만약 의사가 감염된 균이 β-lactamase를 만든다는 걸 모르고 그냥 일반 페니실린을 쓴다면 세균은 반응하지 않으며 환자의 치료에 도움이 되지 않을 것입니다. 따라서 이 효소를 가지고 있는지 미리 검사하는 게 매우 중요합니다.
* 왜 β-lactamase 검사를 해야 하는가?
✅ 정확한 항생제 선택
β-lactamase 양성이면, 일반 항생제 말고 억제제를 포함한 약을 써야 합니다. (예: 아목시실린+클라불란산)
✅ 내성 전파를 막기 위해
β-lactamase 유전자는 다른 균에도 퍼질 수 있습니다. 그래서 내성 감시와 예방이 필요합니다.
✅ 검사가 빠르고 간단
검사법(Cefinase 디스크 등)은 색 변화로 몇 분 안에 결과 확인 가능해서, 바로 진단과 치료에 도움 됩니다.
항생제가 세균의 효소(β-lactamase)에 의해 파괴되는 걸 막기 위해, 항생제 + 억제제를 조합한 복합제를 말합니다.
✔️ 예시: 아목시실린 + 클라불란산
- 아목시실린: 세균을 죽이는 β-lactam 항생제
- 클라불란산: β-lactamase 억제제 → 세균의 방어효소를 막아 항생제가 효과를 발휘할 수 있도록 도와줌
👉 요약: 억제제는 항생제를 보호하는 조력자!
β-lactamase 양성균에는 이런 복합제가 효과적이에요.
🟨 β-lactamase 검사 핵심 요약
- β-lactamase: 항생제의 핵심 구조(β-lactam ring)를 파괴하는 세균 효소
- 항생제 내성: 이 효소를 가진 세균은 페니실린류에 내성을 가짐
- 검사 이유:
- 적절한 항생제 선택 가능
- 내성 확산 조기 감시 가능
- 검사 방법이 간단하고 빠름 (색 변화 관찰)
📌 Cefinase 디스크 검사 방법
* Cefinase 디스크 검사란?
Cefinase 디스크는 세균이 β-lactamase를 만드는지 색으로 바로 확인할 수 있는 검사 도구입니다.
즉, 색으로 바로 확인할 수 있는 항생제 내성 확인 테스트입니다.
* 디스크 색이 바뀌는 원리
cefinase 디스크에는 nitrocefin이라는 성분이 들어있습니다.
이 성분은 β-lactam 항생제랑 비슷한 구조를 가지고 있는데, 이 nitrocefin은 화학구조가 변하면 색이 변하는 물질입니다.
만약 세균이 β-lactamase를 만들면, 이 nitrocefin의 구조를 쪼개버려서 색이 노란색에서 빨간색으로 변합니다.
👉 눈으로 색만 보면 되기 때문에 "이 세균이 항생제를 분해할 능력이 있나 없나" 바로 확인이 가능하다는 장점이 있습니다.
* Cefinase 디스크 검사 방법
- 세균 준비하기 - 실험실에서 키운 세균 콜로니 중 하나를 면봉이나 루프로 살짝 떠서 준비합니다.
- 디스크에 묻히기 - 세균을 디스크에 문지르거나, 생리식염수로 만든 세균액을 디스크 위에 톡 떨어뜨립니다.
- 반응 기다리기 - 실온이나 5분-30분 정도 기다립니다. 보통 5분 안에 결과가 나옵니다.
- 색 확인하기
- 🔴 양성(β-lactamase 있음)
- 🟡 음성(없음): 노란색 그대로 유지됩니다.
* 검사 시 주의할 점
- 적은 세균을 묻힐 경우, 거짓 음성이 나올 수 있습니다.
- 디스크는 습기랑 공기에 민감해서, 냉장보관하고, 열자마자 바로 써야 합니다.
- 색이 애매하게 변한다면, 다시 검사하거나 액체 형태의 nitrocefin 쓰는 것을 추천합니다.
- 이 검사는 모든 세균에 해당되는 건 아니므로 검사하기 전에 무슨 균인지 정확히 파악하는 것이 좋습니다.
* Cefinase 디스크 검사가 특히 잘 쓰이는 균들
- Haemophilus influenzae
- Moraxella catarrhalis
- Neisseria gonorrhoeae
- Staphylococcus aureus (특히 페니실린 내성 감별용)
- 일부 장내 세균 (E. coli, Klebsiella pneumoniae)
🟨 Cefinase 디스크 검사 핵심 요약
- 목적: 세균이 β-lactamase를 생성하는지 색 변화로 확인
- 원리: nitrocefin이 β-lactamase에 의해 분해 → 노란색 → 빨간/분홍색
- 결과 판독:
- 🔴 양성: 색 변화 (β-lactamase 있음)
- 🟡 음성: 색 변화 없음 (β-lactamase 없음)
- 주의사항:
- 세균 양이 충분해야 정확함
- 디스크는 냉장 보관, 개봉 후 빠르게 사용
- 일부 균에만 사용 가능 > 균종 확인 필요
- 검사 시간: 보통 5분 이내에 결과 확인
📌 Cefinase 디스크 검사 해석
| β-lactamase | AST | 의미 및 해석 | 대처 방안/조치 예시 |
| 양성 | 내성 | β-lactamase 생성 → β-lactam 계열 항생제에 내성 있음 | 다른 계열 항생제 사용 or β-lactamase 억제제 포함 |
| 음성 | 감수성 | β-lactamase 없음 + 항생제가 들음 → 치료 효과 기대 가능 |
β-lactam 계열 항생제 사용 가능 |
| 음성 | 내성 | 다른 기전(PBP 변이 등)으로 내성 → β-lactamase 말고 다른 원인 있음 |
유전자 검사나 추가 내성 검사 필요 |
| 양성 | 감수성 | β-lactamase는 있지만 항생제 감수성 있음 | 필요 시 재검사 & 다른 방법으로 내성 확인 |
* 검사 결과 이상시 원인 및 대처방법
| 상황 | 원인 | 해석 | 대처방법 |
| β-lactamase 양성 + AST 감수성 |
-효소있지만 항생제를 완전히 분해 못함 -검사 환경/시간 차이 |
실제로 약간 내성이 있지만, AST 조건에서는 감수성처럼 보일 수 있음 |
- 검사 재시행 - Etest, MIC 등 다른 방법으로 확인 |
| β-lactamase 음성 + AST 내성 |
- β-lactamase 외의 다른 내성 기전 (PBP 변이, Efflux pump, mecA 등) |
β-lactamase 없이도 내성을 가질 수 있음 | - 유전자 검사 (예: mecA) - MIC 측정 - 다른 항생제 계열로 전환 고려 |
| 검사 자체의 오류 | - 균을 너무 적게 묻힘 - 디스크 오래됨 - 판독 시간 초과 |
결과가 실제 상태를 반영하지 않을 수 있음 | - 균 충분히 묻히기 - 디스크 보관 상태 확인 (2–8℃) - 검사 조건 재점검 및 반복 |
📌 임상적용과 실무적용
* Cefinase 디스크 대표적 검사 균주
1. Haemophilus influenzae (H. influenzae)
- 👉 그람음성균
- 🔬 감염: 상기도 감염, 폐렴, 중이염
- ⚠️ 대부분 β-lactamase 양성 → 항생제 내성 가능성 높음
- 💉 항생제 선택 시 β-lactamase 검사 필수
2. Moraxella catarrhalis (M. catarrhalis)
- 👉 그람음성균
- 🔬 감염: COPD 악화, 중이염, 상기도 감염
- ⚠️ 거의 대부분 β-lactamase 양성
- 💉 페니실린 거의 내성→ 다른 항생제 필요
3. Streptococcus pneumoniae
- 👉 β-lactamase는 보통 없음
- 🔬 감염: 폐렴, 수막염, 중이염
- ⚠️ 일부는 PBP 변이로 내성 가짐 → 검사 중요
- 💉 항생제 감수성 결과 보고 선택
* β-lactamase 결과에 따른 항생제 선택 가이드
| β-lactamase 양성 | ▶ β-lactam 억제제 포함 약 (클라불란산/아목시실린) ▶ 세팔로스포린(세프타지딤 등), 마크로라이드, 퀴놀론 |
| β-lactamase 음성 | ▶ 페니실린, 세팔로스포린 사용 가능 ▶ 감수성 결과 보고 치료 결정 |
| 다른 내성 기전 (예: PBP 변이) | ▶ MIC 검사 필요 ▶ 플루오로퀴놀론, 세프타지딤-아비박탐 등 고려 |
* 검사실 실무자 주의사항
| 균 적게 묻힘 | 결과가 음성으로 나올 수 있음 ✅ 콜로니 충분히 묻히기 |
| 디스크 보관 불량 | 색 변화 제대로 안 나옴 ✅ 2~8℃ 보관, 6개월 내 사용 |
| 판독 시간 초과 또는 누락 | 색 변화 시기 놓침 ✅ 5~30분 내 확인! |
| 절차 잘못 수행 | 결과 오류 ✅ 매뉴얼 그대로 수행 |
| 다른 내성 기전 간과 | 잘못된 항생제 선택 가능 ✅ 증상과 병리자료 함께 고려 |
💡 β-lactamase 검사 핵심 요약
- H. influenzae, M. catarrhalis는 β-lactamase 양성률 높음 → 항생제 내성 주의
- Streptococcus pneumoniae는 보통 β-lactamase 음성이나 다른 기전으로 내성 가능
- 검사 결과에 따라 항생제 선택 전략 변경 (β-lactamase 억제제 포함 약 사용 등)
- 검사 절차, 디스크 보관, 시간 체크 등 실무 정확성 중요!
- AST 결과와 함께 종합적으로 해석 필요
📌 글을 마치며 ( β-lactamase 검사 핵심 요점 정리 )
- β-lactamase 검사?
→ 세균이 β-lactam 항생제(예: 페니실린)에 내성이 있는지 확인하는 검사입니다. - 검사방법?
→ Cefinase 디스크 사용해서 색 변화(노랑 → 빨강)로 판별 - 결과 해석
- 양성: β-lactamase 생성 → 내성 있을 가능성 큼 → 다른 항생제나 억제제 포함 약 사용
- 음성: β-lactamase 없음 → 감수성 높음 → 페니실린, 세팔로스포린 사용 가능
- 주의할 점 → AST 결과와 함께 해석해야 더 정확하게 내성 여부 파악 가능
→ 검사 결과만 믿지 말고, 임상 상황과 함께 판단 필요
📚 참고 문헌 및 출처
- Manual of Clinical Microbiology, 12th Edition, ASM Press
- Murray, P.R. et al., Medical Microbiology, 9th Edition, Elsevier
- Clinical Microbiology Procedures Handbook, ASM Press
- CLSI M100 (2024): Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing
- BD Cefinase™ Product Insert
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