Upper respiratory tract bacterial microbiome features associated with Streptococcus pneumoniae colonisation, environmental and demographic factors among older children in a rural setting in The Gambia
감비아 농촌 지역의 건강한 고령 아동을 대상으로 한 이 종단적 연구는 상기도 마이크로바이옴이 높은 시간적 불안정성을 가진 *Streptococcus*와 *Prevotella*에 의해 지배된다는 특징을 규명하며, *S. pneumoniae*의 정착이 낮은 다양성, 특정 박테리아의 공존, 그리고 연령 및 계절과 같은 환경적 요인과 관련이 있음을 밝히는 동시에, *Granulicatica*와 *Filifactor*를 정착 저항성에 기여할 수 있는 잠재적 요인으로 식별하였다.
우리가 숨 쉬는 공기는 결코 비어 있지 않습니다. 모든 사람의 코와 목 안에는 미세한 박테리아들이 북적이는 공동체가 살고 있으며, 이는 우리가 건강을 유지할지 아니면 병에 걸릴지를 결정하는 데 도움을 주는 숨겨진 생태계입니다. 이 거주자들 중에는 Streptococcus pneumoniae(폐렴구균)라고 불리는 박테리아가 있습니다. 이들은 변장의 명수로, 종종 건강한 사람들의 목 안에서 아무런 해를 끼치지 않고 조용히 살아가지만, 심각한 폐렴, 뇌수막염, 패혈증을 유발할 수 있는 위험한 존재로 돌변할 잠재력을 가지고 있습니다. 과학자들은 오랫동안 이 병원균 주변의 박테리아 혼합이 중요하다는 것을 알고 있었습니다. 붐비고 다양한 미생물 이웃은 때때로 이 말썽꾸러기를 억제할 수 있는 반면, 다양성이 낮은 공동체는 이 박테리아가 장악하도록 허용할 수도 있습니다. 이러한 공동체가 어떻게 형성되고, 변화하며, 상호작용하는지를 이해하는 것은 매우 중요하며, 특히 이 박테리아를 서로 간에, 그리고 사회에서 가장 어리고 취약한 구성원들에게 전달하는 주요 매개체 역할을 하는 아이들에게는 더욱 그러합니다.
수년 동안 연구자들은 심각한 질병의 위험이 가장 높은 집단인 영유아에게 집중해 왔습니다. 그러나 5세에서 14세 사이의 연령대인 학령기 아동들은 여전히 미지의 영역으로 남아 있습니다. 이 학령기 아이들은 호흡기 건강의 문지기 역할을 하며, 어린 아이들에게 박테리아를 유입시킬 수 있는 저장소 역할을 하지만, 특히 아프리카 농촌 지역에서 이들의 내부 미생물 경관은 대체로 미개척 상태였습니다. 이 격차를 메우기 위해, 과학자 팀은 감비아의 한 농촌 공동체로 이동하여 134명의 건강한 아이들의 목을 연구했습니다. 2년 동안 그들은 이 아이들을 여덟 차례 방문하여, 어떤 박테리아가 그곳에 살고 있는지, 그리고 계절에 따라 그리고 아이들이 성장함에 따라 공동체가 어떻게 변하는지를 확인하기 위해 샘플을 수집했습니다.
연구자들은 이 학령기 아동들의 상기도가 두 가지 주요 박테리아 그룹인 Streptococcus(스트렙토코커스)와 Prevotella(프레보텔라)에 의해 지배된다는 것을 발견했습니다. 개별 아동의 목 안에 있는 특정 박테리아 혼합은 놀라울 정도로 불안정하여 방문할 때마다 자주 변했지만, 전체적인 공동체 구조는 두 가지 요인, 즉 아이의 연령과 연중 시기에 의해 강력하게 형성되었습니다. 아이들이 나이가 들면서 그들이 보유한 박테리아의 유형도 변했습니다. 연구 대상 중 어린 아이들은 Haemophilus(헤모필루스)나 Moraxella(모락셀라)와 같은 특정 박테리아를 보유할 가능성이 더 높았으나, 아이들이 성장함에 따라 이러한 박테리아는 덜 흔해졌습니다. 반대로, 다른 유형의 박테리아는 연령과 함께 더 빈번해졌습니다. 계절 또한 중요한 역할을 했습니다. 지역에 먼지 바람을 몰고 오는 건기 동안에는 박테리아 공동체가 Streptococcus 속을 포함하는 광범위한 범주인 그람 양성균을 더 많이 포함하는 방향으로 변화했습니다. 우기에는 혼합 양상이 달랐으며, 다양한 박테리아 유형이 더 균형 있게 존재했습니다.
아마도 가장 중요한 발견은 Streptococcus pneumoniae 자체의 존재와 관련되었을 것입니다. 이 연구는 이 박테리아가 이 연령대에서 매우 흔하며, 광범위한 백신 프로그램이 시작되기 전에 관찰되었던 것과 유사한 비율인 약 41%의 샘플에서 발견된다는 것을 확인했습니다. 연구자들은 이 박테리아가 존재할 때 박테리아 공동체의 전체적인 다양성이 더 낮다는 것을 관찰했습니다. 또한 이 박테리아는 더 높은 수치의 Moraxella 및 Haemophilus와 함께 발견되었습니다. 더 중요한 것은, 이 연구가 Streptococcus pneumoniae에 대항하는 장벽 역할을 하는 것으로 보이는 특정 박테리아를 식별했다는 점입니다. Granulicatella(그라눌리카텔라)와 Filifactor(필리팩터) 박테리아가 높은 수치로 존재할 때, 아이들이 위험한 폐렴구균을 보유할 가능성은 훨씬 낮았습니다. 이는 이 두 박테리아가 신체의 자연 방어 체계의 일부로서, 공간이나 자원을 두고 경쟁함으로써 병원균을 저지하는 방식으로 작용할 수 있음을 시사합니다.
이 연구는 또한 환경이 이러한 보이지 않는 공동체를 어떻게 형성하는지를 강조했습니다. 가축이 있는 집에서 사는 아이들은 동물에서 흔히 발견되는 박테리아인 Campylobacter(캄필로박터)를 보유할 가능성이 더 높았고, 반려동물을 키우는 아이들은 더 높은 수준의 Megasphaera(메가스페라)를 보유했습니다. 이러한 결과는 연령, 날씨, 그리고 일상생활이 모두 우리의 기도에 살고 있는 박테리아에 흔적을 남기는 역동적인 생태계의 모습을 보여줍니다. 연구자들은 Granulicatella와 Filifactor가 어떤 방식으로 Streptococcus pneumoniae를 멀리하는지에 대한 정확한 기전을 밝혀내지는 못했지만, 이들의 발견은 미래 과학의 새로운 방향을 제시합니다. 이는 이러한 유익한 박테리아를 보호하거나 증진하는 것이 위험한 감염의 확산을 자연적으로 줄이는 방법이 될 수 있음을 시사하며, 단순히 약물에 의존하기보다 신체의 자체적인 미생물 이웃에 의존하는 건강을 향한 잠재적인 경로를 제공합니다.
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