전 세계 과학자들이 이미 다음 전염병에 맞서 싸우고 있는 방법

: By 데이비드 W 그레이엄과 피터 콜리 뇽

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전 세계의 과학자들이 이미 다음 유행병과 싸우는 방법 리카르도 메이어/Shutterstock.com

인도나 방글라데시의 빈곤층에 사는 XNUMX세 어린이가 흔한 세균 감염에 걸리면 50% 이상 항생제 치료가 실패할 가능성이 있습니다. 어떤 이유에서인지 아이는 항생제 내성 감염에 걸렸습니다. 한 번도 노출된 적이 없는 약물에도 말입니다. 어떻게?

불행하게도 이 아이 역시 깨끗한 물이 부족하고 쓰레기 관리가 열악한 곳에 살고 있어 배설물과 자주 접촉하게 됩니다. 이것은 잠재적으로 포함하여 수백만 개의 내성 유전자와 박테리아에 정기적으로 노출된다는 것을 의미합니다. 치료할 수 없는 슈퍼버그. 이 슬픈 이야기는 특히 오염이 만연하고 깨끗한 물이 제한된 곳에서 충격적으로 흔합니다.

수년 동안 사람들은 박테리아의 항생제 내성이 주로 임상 및 수의학 환경에서 항생제를 무분별하게 사용하기 때문이라고 믿었습니다. 하지만 증언 환경적 요인이 질병의 확산에 동등하거나 더 중요할 수 있음을 시사합니다. 항생제 내성, 특히 개발 도상국에서.

여기서 우리는 항생제 내성 박테리아에 초점을 맞추지만 병원성 바이러스, 진균 및 원생동물의 내성(항균 내성 또는 AMR이라고 함)과 같은 다른 미생물 유형에서도 약물 내성이 발생합니다. 이는 COVID-2를 유발하는 SARS-CoV-19와 같은 코로나바이러스를 포함하여 잠재적으로 모든 종류의 전염병을 치료하는 능력이 저항에 의해 점점 더 방해받고 있음을 의미합니다.

전반적으로 항생제, 항바이러스제 및 항진균제의 사용을 분명히 줄여야 하지만 대부분의 세계에서 물, 위생 및 위생 관행(WASH로 알려진 관행)을 개선하는 것 또한 매우 중요합니다. 모든 곳에서 더 깨끗한 물과 더 안전한 식품을 확보할 수 있다면 사람과 동물 사이를 포함하여 환경 전반에 걸쳐 항생제 내성 박테리아의 확산이 줄어들 것입니다.

As AMR에 대한 최근 권장 사항 유엔식량농업기구(FAO), 세계동물보건기구(OIE), 세계보건기구(WHO)는 David가 기여한 "슈퍼버그 문제"가 더 신중한 방법으로 해결되지 않을 것이라고 제안합니다. 항생제 단독 사용. 또한 수질, 위생 및 개인 위생에 대한 세계적인 개선이 필요합니다. 그렇지 않으면 다음 전염병이 COVID-19보다 더 나쁠 수 있습니다.

전 세계의 과학자들이 이미 다음 유행병과 싸우는 방법 처리되지 않은 하수. 조아 수자/Shutterstock.com

스트레스를 받는 박테리아

저항의 문제를 이해하려면 기본으로 돌아가야 합니다. 항생제 내성이란 무엇이며 왜 발생합니까?

항생제에 노출되면 박테리아에 스트레스가 가해지며 다른 살아있는 유기체와 마찬가지로 박테리아도 스스로를 방어합니다. 박테리아는 종종 환경에 있는 다른 박테리아로부터 방어 유전자를 공유하고 획득함으로써 이를 수행합니다. 이를 통해 항생제의 효과를 차단하는 단백질 및 기타 분자를 만드는 능력을 쉽게 얻음으로써 빠르게 변할 수 있습니다.

이 유전자 공유 과정 자연스럽고 진화를 주도하는 것의 큰 부분입니다. 그러나 우리가 점점 더 강력하고 다양한 항생제를 사용함에 따라 새롭고 더 강력한 박테리아 방어 옵션이 진화하여 일부 박테리아는 거의 모든 것에 저항성을 갖게 되었습니다. 궁극적인 결과는 치료할 수 없는 슈퍼버그입니다.

항생제 내성이 존재 인생이 시작된 이래로, 그러나 최근 인간의 사용으로 인해 가속화되었습니다. 항생제를 복용하면 감염 부위에 있는 대부분의 표적 박테리아가 죽으므로 병이 낫습니다. 그러나 항생제가 모든 박테리아를 죽이지는 않습니다. 일부는 자연적으로 내성이 있습니다. 다른 사람들은 특히 우리의 소화 시스템, 인후 및 피부에서 미생물 이웃으로부터 저항 유전자를 얻습니다. 이것은 일부 저항성 박테리아가 항상 생존하고 부적절하게 처리된 배설물을 통해 환경으로 전달되어 저항성 박테리아와 유전자를 더 넓게 퍼뜨릴 수 있음을 의미합니다.

제약업계는 처음에는 증가하는 내성에 대해 새롭고 더 강력한 항생제를 개발하여 대응했지만 박테리아는 빠르게 진화하여 새로운 항생제도 빠르게 효과를 잃습니다. 결과적으로 새로운 항생제 개발은 거의 중단되었습니다. 제한된 이익. 한편, 기존 항생제에 대한 내성은 계속해서 증가하고 있으며, 이는 특히 다음과 같은 장소에 영향을 미칩니다. 열악한 수질과 위생.

이것은 선진국에서는 배변을 하고 대변이 변기로 내려가 결국 하수구를 따라 지역 사회 폐수 처리장으로 흐르기 때문입니다. 처리장은 완벽하지는 않지만 일반적으로 저항 수준을 99% 이상 감소시켜 환경에 방출되는 저항을 상당히 줄입니다.

전 세계의 과학자들이 이미 다음 유행병과 싸우는 방법 현대식 하수 처리장은 대부분의 AMR 미생물을 제거합니다. 그러나 그들은 현재 세계의 많은 곳에서 저렴하지 않습니다. 피플 이미지 스튜디오/Shutterstock.com

그에 비해 오버 세계 70 % 지역 사회 폐수 처리 또는 하수도가 없습니다. 저항성 유전자와 박테리아를 포함하는 대부분의 배설물은 종종 열린 배수구를 통해 지표수와 지하수로 직접 이동합니다.

이것은 배설물 관리가 없는 곳에 사는 사람들이 다양한 방식으로 항생제 내성에 정기적으로 노출된다는 것을 의미합니다. 노출은 남아시아의 우리 아이처럼 항생제를 복용하지 않았을 수 있는 사람들에게도 가능합니다.

대변을 통한 확산

항생제 내성은 어디에나 있지만 내성이 생기는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 가장 크다 사용 이외의 요소가 중요하기 때문에 위생이 열악한 장소에서. 예를 들어, 파편화된 민간 인프라, 정치적 부패, 중앙 집중식 의료 서비스 부족도 중요한 역할을 합니다.

누군가는 "외국" 저항이 지역적 문제라고 냉소적으로 주장할 수 있지만 항생제 저항성 확산은 경계가 없습니다. 슈퍼버그는 오염으로 인해 한 곳에서 발생할 수 있지만 해외 여행으로 인해 전 세계적으로 확산될 수 있습니다. 덴마크 연구진이 장거리 비행기 화장실에서 항생제 내성 유전자를 비교한 결과 저항 캐리지의 주요 차이점 비행 경로 중에서 저항이 여행에 의해 점프 퍼질 수 있음을 시사합니다.

SARS-CoV-2의 확산에 대한 세계의 현재 경험은 감염원이 인간의 여행과 함께 얼마나 빨리 이동할 수 있는지를 보여줍니다. 항생제 내성 증가의 영향도 다르지 않습니다. SARS-CoV-2 치료를 위한 신뢰할 수 있는 항바이러스제는 없습니다. 이는 우리가 내성을 계속 방치하면 현재 치료 가능한 질병이 될 수 있는 방식입니다.

항생제 내성의 예로는 "슈퍼버그" 유전자인 blaNDM-1이 처음 발견되었습니다. 인도 2007년(아마도 다른 지역 국가에 있었을 것임). 그러나 얼마 지나지 않아 한 곳에서 발견되었습니다. 스웨덴의 병원 환자 그리고 독일의. 2013년 스발바르에서 최종적으로 검출되었습니다. 높은 북극. 병행하여, 변종 이 유전자의 일부는 국소적으로 나타났지만 이동하면서 진화했습니다. 비슷한 진화가 다음과 같이 발생했습니다. 코로나19 바이러스 퍼졌다.

항생제 내성과 관련하여 인간만이 내성을 옮길 수 있는 유일한 "여행자"는 아닙니다. 철새와 같은 야생 동물도 오염된 물이나 토양에서 저항성 박테리아와 유전자를 획득한 다음 수질이 나쁜 곳에서 좋은 곳으로 장에 저항성을 가지고 먼 거리를 날아갈 수 있습니다. 이동하는 동안 이동 경로를 따라 배변하며 잠재적으로 거의 모든 곳에 저항력을 심습니다. 식품의 세계 무역은 또한 국가 간, 그리고 전 세계적으로 저항의 확산을 촉진합니다.

전 세계의 과학자들이 이미 다음 유행병과 싸우는 방법 저항성 미생물은 여행하는 데 비행기가 필요하지 않습니다. 닉 퓨잉스/언스플래쉬, FAL

까다로운 것은 여행에 의한 저항에 의한 확산이 보이지 않는 경우가 많다는 것입니다. 사실, 국제적 저항의 지배적 경로 확산 크게 알려져 있지 않다 많은 경로가 겹치고 저항의 유형과 동인이 다양하기 때문입니다.

내성 박테리아는 환경 오염에 의해 퍼질 수 있는 유일한 감염원이 아닙니다. SARS-CoV-2는 배설물과 하수에서 발견되는 비활성 바이러스 잔해에서 발견되었지만 모든 증거는 물이 주요 루트가 아닌 COVID-19 확산 – 위생 상태가 좋지 않은 장소의 데이터는 제한적이지만.

그래서 각각의 경우가 다릅니다. 그러나 질병 확산에는 오염, 열악한 수질, 부적절한 위생과 같은 공통적인 뿌리가 있습니다. 더 적은 항생제를 사용하는 것이 내성을 줄이는 데 중요합니다. 그러나 전 세계적으로 더 안전한 위생과 수질 개선을 제공하지 않으면 저항이 계속 증가하여 잠재적으로 다음 팬데믹을 일으킬 수 있습니다. 이러한 결합된 접근 방식은 AMR에 대한 새로운 WHO/FAO/OIE 권장 사항의 핵심입니다.

다른 유형의 오염 및 병원 폐기물

산업폐기물, 병원, 농장, 농업도 항생제 내성의 원인이 될 수 있습니다.

예를 들어, 약 XNUMX년 전에 우리 중 한 명(David)은 쿠바 강에서 금속 오염을 연구했고 발견 가장 높은 수준의 저항성 유전자는 새는 고형 폐기물 매립지 근처와 제약 공장 폐기물이 강으로 유입되는 곳 아래에 있었습니다. 공장 방출은 분명히 하류의 저항 수준에 영향을 미쳤지만 강의 저항 유전자 수준과 가장 강력한 상관 관계가 있는 것은 매립지의 금속이었습니다.

독성 금속이 박테리아에 스트레스를 주어 박테리아를 더 강하게 만들고 부수적으로 항생제를 포함한 모든 것에 대한 저항력을 높일 수 있기 때문에 이에 대한 논리가 있습니다. 우리는 금속에서도 같은 것을 보았습니다. 중국 매립지 매립지 배수구의 저항 유전자 수준은 항생제가 아닌 금속과 강한 상관 관계가 있습니다.

사실 거의 모든 종류의 오염은 금속, 살생물제, 살충제 및 환경에 유입되는 기타 화학 물질을 포함하여 항생제 내성을 촉진할 수 있습니다. 많은 오염 물질이 박테리아의 내성을 촉진할 수 있으므로 일반적으로 오염을 줄이면 항생제 내성을 줄이는 데 도움이 됩니다. 예를 들어 금속 오염을 줄이는 것입니다.

반코마이신 내성 엔테로코쿠스(VRE) 및 메티실린 내성 황색포도상구균(MRSA)과 같은 잘 알려진 내성 박테리아를 포함하여 다양한 항생제 내성의 저장소이자 인큐베이터인 병원도 중요합니다. 저항성 박테리아는 반드시 병원에서 얻을 수 있는 것은 아니지만(대부분 지역사회에서 가져옴) 병원에서는 저항성 박테리아가 풍부해질 수 있습니다. 병원은 사람들이 매우 아프고 가까운 곳에서 치료를 받으며 종종 "마지막 수단" 항생제가 제공되는 곳이기 때문입니다. 이러한 조건은 사용되는 항생제 유형으로 인해 내성 박테리아, 특히 슈퍼버그 균주의 확산을 더 쉽게 합니다.

병원에서 배출되는 폐수 또한 문제가 될 수 있습니다. 최근 데이터 병원 하수에 있는 "전형적인" 박테리아는 지역 사회 출처보다 세포당 XNUMX~XNUMX배 더 많은 저항성 유전자, 특히 박테리아 간에 더 쉽게 공유되는 유전자를 가지고 있음을 보여주었습니다. 이러한 박테리아는 때때로 슈퍼박테리아에 내성이 있는 것과 같은 슈퍼버그 균주이기 때문에 문제가 됩니다. 카르 바페 em 항생제. 병원 폐기물은 효과적인 지역사회 폐수 처리가 없는 곳에서 특히 우려됩니다.

항생제 내성의 또 다른 중요한 원인은 농업과 양식업입니다. 수의학 치료에 사용되는 약물은 인간 의학에서 사용되는 항생제와 매우 유사할 수 있습니다(때로는 동일함). 그래서 저항성 박테리아와 유전자 발견된다 동물의 배설물, 토양 및 배수수에서. 이것은 동물이 생산한다는 점에서 잠재적으로 중요합니다. 4 배 이상 전 세계적 규모에서 인간보다 배설물.

전 세계의 과학자들이 이미 다음 유행병과 싸우는 방법 암소를 조심하세요. 애니 스프 래트 / Unsplash, FAL

농업 활동에서 발생하는 폐기물 또한 일반적으로 폐기물 관리가 덜 정교하기 때문에 특히 문제가 될 수 있습니다. 또한 농업 작업은 종종 매우 대규모이며 야생 동물에 대한 더 많은 노출로 인해 억제할 수 없습니다. 마지막으로, 항생제 내성은 농장 동물에서 농부, 식품 종사자로 퍼질 수 있습니다. 최근 유럽 연구, 이는 이것이 지역 규모에서 중요할 수 있음을 의미합니다.

이러한 예는 일반적으로 오염이 저항의 확산을 증가시킨다는 것을 보여줍니다. 그러나 이 예들은 또한 당신이 어디에 있느냐에 따라 지배적인 동인이 다르다는 것을 보여줍니다. 한 곳에서는 인간의 배설물로 오염된 물이 저항 확산을 촉진할 수 있습니다. 반면 다른 경우에는 산업 공해 또는 농업 활동일 수 있습니다. 따라서 지역 조건은 항생제 내성 확산을 줄이는 데 핵심이며 최적의 솔루션은 장소에 따라 다를 수 있습니다. 단일 솔루션이 모두에게 적합한 것은 아닙니다.

따라서 지역 중심의 국가 행동 계획이 필수적입니다. WHO/FAO/OIE 지침 강력하게 추천합니다. 어떤 곳에서는 조치가 의료 시스템에 집중될 수 있습니다. 반면 많은 곳에서 더 깨끗한 물과 더 안전한 식품을 홍보하는 것도 중요합니다.

간단한 단계

전체론적 접근 방식(지금은 "하나의 건강”) 사람, 동물 및 환경에 대한 저항의 확산을 줄이기 위해. 하지만 이렇게 불평등한 세상에서 어떻게 이 일을 할 수 있을까요? 이제 깨끗한 물은 UN의 2030년에 내재된 인권이라는 것이 받아들여지고 있습니다. 지속 가능한 개발 의제. 그러나 지정학이 종종 지역의 필요와 현실을 능가하는 세상에서 어떻게 "모두를 위한 깨끗한 물"을 저렴하게 얻을 수 있을까요?

위생 및 위생의 세계적인 개선은 세계를 가져와야합니다. 항생제 내성 문제 해결에 더 근접. 그러나 이러한 개선은 시작에 불과해야 합니다. 개선된 위생 시설과 위생이 전 세계적으로 존재하면 깨끗한 물에 대한 보다 공평한 접근으로 인해 항생제에 대한 의존도가 감소할 것입니다. 이론적으로 깨끗한 물과 항생제 사용 감소는 저항력을 감소시킵니다.

이것은 불가능하지 않습니다. 우리는 케냐의 한 마을에 대해 알고 있습니다. 물 공급 장치를 화장실 근처가 아닌 작은 언덕 위로 옮겼습니다. 비누와 물로 손을 씻는 것도 의무화되었습니다. XNUMX년 후, 마을 사람들 중 몸이 좋지 않은 사람이 거의 없었기 때문에 마을에서 항생제 사용은 무시해도 될 정도였습니다. 이 성공은 부분적으로 마을의 외딴 위치와 매우 적극적인 마을 사람들 덕분입니다. 그러나 이것은 깨끗한 물과 개선된 위생이 항생제 사용과 내성 감소로 직접적으로 이어질 수 있음을 보여줍니다.

전 세계의 과학자들이 이미 다음 유행병과 싸우는 방법 인도 하리아나의 공중화장실. 린쿠 두아/Shutterstock.com

케냐의 이 이야기는 간단한 조치가 글로벌 저항을 줄이는 데 중요한 첫 단계가 될 수 있음을 보여줍니다. 그러나 이러한 조치는 전 지구적 문제를 해결하기 위해 모든 곳에서 여러 수준에서 수행되어야 합니다. 이것은 비용이 들지 않으며 집중적인 비정치적 정책, 계획, 인프라 및 관리 관행을 포함하여 국제 협력이 필요합니다.

의도가 좋은 일부 그룹은 새로운 솔루션을 제시하려고 시도했지만 이러한 솔루션은 종종 너무 기술적입니다. 그리고 서구의 "기성품" 상하수도 기술은 개발도상국에서 사용하기에 거의 적합하지 않습니다. 종종 너무 복잡하고 비용이 많이 들지만 유지 관리, 예비 부품, 운영 기술 및 지속 가능한 문화적 구매가 필요합니다. 예를 들어, 인구의 90%가 하수도 연결이 없는 곳에 고급 활성 슬러지 폐수 처리장을 짓는 것은 말이 되지 않습니다.

단순함이 더 지속 가능합니다. 명백한 예로서 우리는 저렴하고 사회적으로 용인되는 방식으로 노상 배변을 줄여야 합니다. 이것은 다음과 같이 제한적이거나 사용되지 않는 위생 인프라가 있는 장소에서 가장 즉각적인 솔루션입니다. 시골 인도. 혁신은 의심할 여지 없이 중요하지만 미래에도 지속 가능성을 유지하려면 지역 현실에 맞춰야 합니다.

강력한 리더십과 거버넌스도 중요합니다. 항생제 내성은 훨씬 낮은 부패가 적고 거버넌스가 강한 곳에서. 공중 보건 지출이 많은 곳에서는 저항이 더 낮습니다. 이는 사회 정책, 지역 사회 활동 및 지역 리더십이 기술 인프라만큼 중요할 수 있음을 의미합니다.

왜 우리는 문제를 해결하지 않습니까?

항생제 내성에 대한 해결책은 존재하지만 과학과 공학, 의학, 사회적 행동 및 거버넌스 간의 통합된 협력은 부족합니다. 많은 국제기구가 문제의 규모를 인정하고 있지만 통합된 글로벌 행동은 충분히 빠르게 이루어지지 않고 있습니다.

여기에는 여러 가지 이유가 있습니다. 의료, 과학 및 공학 분야의 연구원은 거의 같은 페이지에 있지 않으며 전문가 종종 동의하지 않는다 항생제 내성을 예방하기 위해 우선 순위를 정해야 하는 것보다 – 이것은 지침을 혼란스럽게 합니다. 불행하게도, 많은 항생제 내성 연구자들은 때때로 나쁜 소식만 보고하거나 결과를 과장하여 그들의 결과를 선정적으로 만듭니다.

과학은 항생제 내성의 가능한 원인을 계속 밝혀내며 단일 요인이 내성 진화 및 확산을 주도하지 않는다는 것을 보여줍니다. 따라서 최상의 솔루션을 제공하기 위해서는 의료, 환경, 위생 및 공중 보건을 통합하는 전략이 필요합니다. 전 세계 정부는 UN 지속 가능한 개발 목표에 따라 위생 및 개인 위생 목표를 달성하기 위해 조화롭게 행동해야 합니다.

부유한 국가는 가난한 국가와 협력해야 합니다. 그러나 저항에 대한 조치는 국가마다 다르기 때문에 지역의 필요와 계획에 초점을 맞춰야 합니다. 우리는 저항이 모든 사람의 문제이며 모든 국가가 문제를 해결하는 데 역할이 있음을 기억해야 합니다. 이것은 COVID-19 대유행에서 분명합니다. 훌륭한 협력. 부유한 국가는 가난한 국가를 위해 지역에 적합한 폐기물 관리 옵션, 즉 유지 및 지속 가능한 폐기물 관리 옵션을 제공하는 데 투자해야 합니다. 이것은 "미래의 화장실" 기술보다 더 즉각적인 영향을 미칠 것입니다.

그리고 세계적인 항생제 내성 위기가 단독으로 존재하지 않는다는 것을 기억하는 것이 중요합니다. 다른 글로벌 위기는 저항과 겹칩니다. 기후 변화와 같은. 위생 인프라가 제한된 일부 지역에서 기후가 따뜻해지고 건조해지면 더 높은 노출 농도로 인해 항생제 내성이 더 커질 수 있습니다. 반대로 다른 곳에서 더 큰 홍수가 발생하면 처리되지 않은 배설물 및 기타 폐기물이 전체 풍경에 퍼져 항생제 내성 노출이 무한정 증가할 위험이 높아집니다.

항생제 내성은 COVID-19와의 싸움에도 영향을 미칠 것입니다. 예를 들어, 19차 세균 감염은 COVID-XNUMX 중증 환자, 특히 ICU에 입원할 때 흔히 발생합니다. 따라서 그러한 병원체가 중요한 항생제 치료에 내성이 있다면 효과가 없을 것이며 결과는 더 높은 사망률.

상황에 상관없이 개선된 물, 공중위생 및 개인위생은 항생제 내성을 포함한 AMR 확산 방지, 다음 전염병을 피하기 위해. 글로벌 협력 측면에서 일부 진전이 이루어지고 있지만 노력은 여전히 너무 세분화되어 있습니다. 일부 국가는 진전을 보이고 있는 반면 다른 국가는 그렇지 않습니다.

저항은 인간의 존재와 지구를 위협하는 다른 글로벌 도전과 유사한 관점에서 볼 필요가 있습니다. 기후 변화 해결, 생물 다양성 보호 또는 COVID-19와 마찬가지로 저항의 진화와 확산을 줄이기 위해서는 글로벌 협력이 필요합니다. 더 깨끗한 물과 개선된 위생이 핵심입니다. 지금 함께 일하지 않는다면 우리 모두는 미래에 훨씬 더 큰 대가를 치러야 할 것입니다.