최근 미생물 생태학적 측면에서 그러고, 공중위생 및 임상의학적 측면에서 매우 심각해진 자연환경내 미생물들의 다약제 내성화에 대한 문제 해결을 위한 기초 연구로서, 최근 오염이 가속화되어 가고 있는 충청권의 젖줄인 금강의 하류수역 (그림 1)을 대상으로 종속영양세균의 분포, 가장 많이 사용되는 항생제 5종(Ampicillin, Amp; Chlorarnphenicol, Cm ; Tetracycline, Tc; Kanamycin, Km; Streptomycin, Sm)에 대한 항생제내성균의 분포 및 모든 생물체에 가장 치명적인 중금속2종(Hg, Cd)에 대한 중금속 내성균의 분포를 정점별, 계절별로 조사하고자 하였다. 또한 각종 약제에 대한 cross phenotyping을 시행함으로서 다약제 내성균주의빈도와 분포를 파악하고, exe-conjugation 실험을 통하여 특정 다약제 내성인자들의 전이율과 compatibility 또는 incompatibility를 조사하고자 하였다. 92년 5월 중 총 종속영양세균의 군집크기는 공장폐수 및 생활하수가 주 오염원인 갑천지역의 정점 1S(하천수)에서 5×10 exp (7)CFU/㎖, 2S(갑천토양)에서 5×10 exp (8)CFU/㎖로 나타났으며, 농업용수와 생활하수가 주요염원인 산내지역의 정점 3S(하천수)는 1×10 exp (8)CFU/㎖, 4S(산내토양)에서 1×10 exp (7)CFU/㎖로 나타나서 정점 1S와 2S가 3S와 4S에 비하여 모두 50배 정도가 더 높게 나타났으며, 토양(2S와 4S)에서 하천수(1S와 3S)에 비하여 약 10배 정도가 높게 나타났다. 총 종속영양세균 중 각종 항생제와 중금속에 내성을 지니는 균의 출현 빈도는 5월 중에 0.07%, 10월 중에는 0.2%로 나타나 약 3배 이상 증가하였다. 내성균들의 내성인자의 출현빈도는 5월 중에는 Tc, Km, Cd, Amp, Hg, Cm순으로 높게 나타났으며, 10월 중에는 Cd, Amp, Sm, Hg, Km, Tc, Cm순으로 나타났다. 특히 Cd 내성균은 5월에 비하여 10월 중에 모든 정점에서 높게 나타났다. 이러한 내성균의 분포변화는 여름의 우기를 거치는 동안 각종 오염원과 내성균들이 과다하게 포함된 폐수가 유입되었음을 강력하게 시사해 주는 것이다. 또, 항생제와 중금속의 내성인자의 유전적인 연관성과 다약제 동시 내성균들의 분포를 살펴보면 동시내성을 보이는 내성 인자들은 Tc, Amp, Cd가 가장 높게 나타났다. 각종 약제에 대한 다약제 내성 빈도에 있어서는 일반적으로 보통 5가지 약제에서 3가지 약제에 동시내성으로 나타났다. 특기할만한 사실로 중금속 내성균으로 일차 판별된 균주들의 항생제 내성인자와의 연관을 살펴보면, Hg 내성균은 Tc(80%), Cd(70%) 내성인자와, Cd 내성균은 Tc(70%)와 Amp(68%) 내성 인자와 높은 빈도로 동시 내성을 나타내있다. 내성인자의 전이율과 incompatibility, compatibility를 조사한 실험결과, 약 1% 정도가 conjugative plasmid type을 지니고 있어서 약 99%가 incompatibility를 나타내었다.

As the basic study to solve the recent big problems upon the bacterial multi-drug resistance recognizing seriously from the viewpoint of microbial ecology, clinical medicine and public health, this study was carried out temporally and spatially upon Kum river area that has been recently accelerated the pollution for the purpose of analysis such as distribution of heterotrophic bacteria, distribution of resistant bacteria upon prevalently utilizing antibiotics(Ampicillin, Amp ; Chloramphenicol, Cm ; Tetracycline, Tc ; Kanamycin, Km ; Streptomycin, Sm) and heavy metal(mercury, Hg ; cadmium, Cd), frequency of multi-drug resistances, frequency of resistant factor transfer, compatibility and/or incompatibility. In May, 1992, community sizes of total heterotrophic bacteria reached to 5×10 exp (7)CFU/㎖ in site 1(1S, Kapchun stream`s water), 5×10 exp (8)CFU/㎖ in site 2(2S, Kapchun soil) where industrial and domestic sewages were chiefly flowed, and reached to 1×10 exp (8)CFU/㎖ in site 3(3S, Sanne stream`s water), 1×10 exp (7)CFU/㎖ in site 4(4S, Sanne soil) where agricultural domestic sewages were. Total heterotrophic bacteria in Kapchun area(1S, 2S) were distributed 50 times higher than those in Sanne area(3S, 4S) respectively. Compared with water, soil contained 10 times higher in heterotrophic bacteria. Of heterotrophic bacteria, compositional ratios of resistant bacteria upon antibiotics and heavy metals were shown to the level of 0.07% in May, 1992 and to the level of 0.2% in October, 1992. So, frequency of resistant bacteria increased in October about 3 times higher than in May. The frequent order of resistant factor was Tc, Km, Cd, Amp, Hg, Cm, in May, 1992 and was Cd, Amp, Sm, Hg, Km, Tc, Cm, in October, 1992, respectively. Especially, Cd resistant bacteria were distributed upon all experimental sites more frequently in October, 1992 than in May, 1992. Passing through the rainy period in summer, the distributional change of resistant bacteria indicate strong evidence for the influx of large amount of sewage containing lots of resistant bacteria and of pollutants to the Kum river area. Considering the genetic linkage between antibiotics resistance and heavy metal resistance and distributional change of multi-drug resistant bacteria, resistant factor such as Tc, Amp, Cd were shown the highest frequency of simultaneous coexistence, so they are closely linked with other resistant factors the most from the viewpoint of molecular genetics. Most of resistant bacteria comprise generally simultaneous multi-drug resistance upon 5 to 3 drugs. As especial results, considering the relationship of simultaneous coexistence in antibiotics and heavy metal resistance, Cd resistance bacteria comprise other resistance factors such as Tc(70%) and Amp(68%) simultaneously and frequently and Hg resistant bacteria, such as Tc(80%) and with Cd(70%). In the transferability and incompatibility upon resistant factors, only 1% of resistant factors was the conjugative, transferable type plasmid, and 99% of them showed the incompatibility in the other strains.