Fecal indicator bacteria in Alalay Lagoon, Cochabamba, Bolivia: sanitary assessment and implications for opportunistic pathogen monitoring

都市における水は、単なる資源ではありません。それは、その上を通る街路で何が起きているのかを伝える、生きた記録なのです。雨が降ったり下水が漏れたりすると、水はその中に人間の活動の微視的な歴史を運びます。そこには、水の安全性を判断するための指標となる細菌も含まれています。科学者たちは、これらの細菌を「メッセンジャー（伝達者）」として利用し、汚染の早期警告として機能する特定の菌群を探しています。もしこれらのメッセンジャーが高密度で存在していれば、それは人間の排泄物が水に混入したことを示唆し、疾病のリスクを高めることになります。この概念は、湖やラグーンがレクリエーションに利用されたり、あるいは単に日常の風景の一部であったりする都市部において、公衆衛生上の極めて重要な要素です。研究者が直面している問いは、これらの標準的なメッセンジャーが物語のすべてを伝えているのか、それとも同じ水の中に潜んでいる他の危険な微生物を見逃しているのではないか、ということです。

高地にある都市コチャバンバ（ボリビア）では、アラレイ・ラグーンが都市環境の中心的な特徴として存在していますが、長年にわたり汚染に苦しんできました。この浅い水域には、ロチャ川や様々な雨水排水路から未処理の廃水が絶えず流れ込んでおり、それが栄養塩と有機物の蓄積を招き、水を富栄養状態、つまり生命が過剰に豊かな状態へと変えています。長年、当局や科学者たちは、このラグ Lagoon の汚染の程度を理解するために監視を行ってきました。最近の研究では、ラグーンの細菌学的な生命、特に、糞便汚染の標準的な指標（人間の排泄物の存在を示す細菌）が、人を病ませる可能性のある他の日和見感染症の原因菌をどの程度予測できるかに焦点を当てました。研究者たちは、標準的な細菌が高い数値を示していれば水が危険であると言えるのか、あるいは標準的な兆候が低い場合でも他の有害な微生物が存在し得るのかを知りたかったのです。

これに答えるため、チームは10ヶ月間にわたり、ラグーン内の3つの異なる地点と、水が湖へと流れ込む水路から、毎月水サンプルを採取しました。彼らは、水の安全性を測るための標準的な細菌である、総大腸菌群、糞便性大腸菌群、および大腸菌（Escherichia coli）を検査しました。また、免疫力が低下した人々や傷口のある人々に感染を引き起こす可能性がある、シュードモナス（Pseudomonas）やクロストリジウム（Clostridium）といった日和見感染症の原因となる他の細菌群についても調査しました。結果は明白でした。ラグーンに流れ込む水は激しく汚染されており、糞便性大腸菌群の数は100ミリリットルあたり100万ユニットを超えていました。これはボリビアの法律が定める法的安全基準を大幅に上回る数値です。ラグーン内部では、希釈によって数値は下がっていましたが、水は一貫して人間の排泄物によって汚染された状態にありました。

研究は、これら異なる細菌がどのように振る舞うかについて、明確なパターンを明らかにしました。総大腸菌群や糞便性大腸菌群といった標準的な指標は、季節や廃水の流れに伴って増減し、予測可能な形で連動していました。これは、ラグーンが実際に慢性的な糞便汚染に苦しんでいることを裏付けています。しかし、研究者たちがこれらの標準的な指標と日和見感染症の原因菌との関係を調べたところ、その結びつきは崩れました。標準的な細菌の高レベルな存在は、他の有害なグループの存在を確実に予測するものではありませんでした。実際、ストレプトコッカス・フェカリス（Streptococcus faecalis）のような一部の代替細菌は、奇妙な挙動を示しました。つまり、標準的な糞便菌が減少したときに、これらが増加することがあったのです。このことは、これらの異なる微生物がそれぞれ異なる生存戦略を持っていることを示唆しています。つまり、一部の菌はラグーンの過酷でアルカリ性の高い環境に対してより強い耐性を持っていたり、標準的な指標よりも堆積物の中で長く生存できたりするのです。

研究者たちはまた、深刻な胃腸疾患の一般的な原因であるサルモネラ菌（Salmonella）やシゲラ（Shigella）といった特定の病原菌についても探索しましたが、テストしたサンプルからは検出されませんでした。しかし、この不在は水の安全を保証するものではありません。本研究は、標準的な指標と日和見感染症の原因菌との間に一致が見られないことは、従来の検査のみに頼ることが誤った安心感を与えかねないことを強調しています。日和見感染症の細菌は、通常の警告サインが微弱な時であっても、生態系の中に独立して潜み続けることができます。研究の結論として、標準的な細菌は人間の排泄物の存在を伝えるには非常に優れていますが、あらゆる健康リスクを予測する完璧な手段ではありません。アラレイのような汚染された都市のラグーンの安全性を真に理解するためには、モニタリングプログラムは標準的な検査の枠を超え、おそらく、数十年にわたって私たちが監視してきたものとは異なるルールに従って動く、これら執拗な日和見微生物を検出するためのより高度な手法を用いる必要があるのです。