Isolation of Methicillin-resistant Staphylococcus Aureus From Bovine Mastitis in Sebeta Town, Ethiopia

젖소의 유방 속에 살고 있는 아주 작고 보이지 않는 군대를 상상해 보세요. 이 병사들은 박테리아이며, 이들이 파티를 열기로 결정하면 유선염이라는 질환을 일으킵니다. 유선염은 젖소에게 일종의 심한 목감기 같은 것이라고 생각하면 됩니다. 이는 우유의 맛을 떨어뜨리고, 젖소가 생산할 수 있는 우유의 양을 줄이며, 심지어 젖소를 아프게 할 수도 있습니다. 이 이야기에서 가장 유명한 '악당'은 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus)라는 세균입니다. 이 녀석은 아주 독한 녀석으로, 현미경으로 보면 포도 송이처럼 뭉쳐서 숨어 있는 것을 좋아합니다.

여기서 까다로운 점이 있습니다. 인간은 강력한 약인 항생제로 이 박테리아들과 싸워왔습니다. 하지만 어떤 벌레들이 살충제에 살아남는 법을 배우는 것처럼, 어떤 박테리아들은 항생체에서 살아남는 법을 배웁니다. 박테리아가 너무 강해져서 일반적인 약이 통하지 않게 되면 이를 '내성'이 있다고 부릅 열립니다. 더 무서운 것은 메티실린 내성 황색포도상구균(MRSA)이라는 슈퍼 박테리아입니다. 이 녀한 거의 모든 표준 치료법을 무시할 수 있습니다. 이것이 여러분에게 중요한 이유는, 만약 이 강력한 세균들이 우리가 마시는 우유나 먹는 치즈에 들어온다면 우리를 아프게 할 수 있고, 우리의 약 또한 효과가 없을 수도 있기 때문입니다. 과학자들은 이 슈퍼 박테리아들이 우리 지역의 낙농장에 숨어 있는지 확인하기 위해 끊임없이 감시하고 있습니다.

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에티오피아의 슈퍼 박테리아 추적

이 연구에서 연구진은 에티오피아 세베타(Sebeta) 마을과 그 주변 지역에서 탐정 임무를 수행했습니다. 그들은 두 가지 큰 질문에 답하고자 했습니다: 현지 낙농가의 젖소들에게 유선염이 얼마나 흔하게 발생하는가, 그리고 그곳에서 발견되는 스타필로코쿠스 아우레우스 박테리아가 약물에 대해 슈퍼 내성을 갖게 되고 있는가?

조사 과정
과학자들은 낙농가를 방문하여 수유 중인 젖소 200마리를 조사했습니다. 젖소가 유선염에 걸렸는지 확인하기 위해 캘리포니아 유선염 검사(CMT)라는 간단한 테스트를 사용했습니다. 우유 한 방울을 특수한 비눗물 같은 액체와 섞는다고 상상해 보세요. 만약 우유가 걸쭉한 젤 형태로 변한다면, 그것은 감염의 신호입니다. 조사 결과, 젖소의 65%(200마리 중 130마리)가 유선염을 앓고 있었습니다. 정말 많은 젖소들이 아픈 젖을 가지고 있었던 셈입니다!

이 감염된 젖소들로부터 우유 샘플을 채취하여 실험실에서 박테리아를 배양해 그들이 무엇과 싸우고 있는지 확인했습니다. 그 결과 23개의 샘플에서 스타필로코쿠스 아우레우스가 발견되었습니다. 이는 감염된 우유의 약 17.69%에 해당합니다.

내성 성적표
박테리아를 확보한 후, 연구팀은 어떤 항생제가 박테리아를 죽일 수 있고 어떤 항생제를 박테리아가 무시할 수 있는지 확인하기 위해 테스트를 진행했습니다. 그들은 열 가지 서로 다른 약물을 테스트했습니다. 성적표는 다음과 같았습니다:

• 나쁜 소식: 박테리아는 두 가지 흔한 약물인 페니실린 G(Penicillin G)와 암피실린(Ampicillin)에 대해 믿기 힘들 정도로 고집스러웠습니다. 무려 91.3%의 박테리아(23개 중 21개)가 이 약물들에 내성을 보였습니다. 또한 옥시테트라사이클린(Oxytetracycline)에 대해서도 꽤 잘 버텼습니다(내성 39.1%).
• 좋은 소식: 박테리아는 반코마이신(Vancomycin), 젠타마이신(Gentamycin), 세폭시틴(Cefoxitin), 옥사실린(Oxacillin)에 대해서는 아무런 방어 기제가 없었습니다. 모든 분리 균주(100%)가 이 약물들에 민감하게 반응했으며, 이는 이 약물들이 완벽하게 작동할 것임을 의미합니다.
• '거의' 좋은 소식: 대부분의 박테리아(95.7%)는 에리트로마이신(Erythromycin), 설파메톡사졸/트리메토프림(Sulphamethoxazole/Trimethoprim), 메티실린(Methicillin)에 대해서도 약한 모습을 보였습니다. 하지만 작은 변수가 있었습니다: 한 개의 분리 균주가 각각의 약물에 대해 '중간(intermediate)' 반응을 보였는데, 이는 아직 완전히 패배한 것은 아니지만 그렇다고 완전히 내성이 있는 것도 아닌 상태를 의미합니다.

"슈퍼 박테리아" 질문
연구진은 특히 메티실린과 여러 다른 약물에 내성을 가진 슈퍼 박테리아인 MRSA를 찾고 있었습니다. 결과는 다소 안도할 만했습니다: 이 젖소 그룹에서는 MRSA를 발견하지 못했습니다. 테스트한 모든 박테리아는 여전히 MRSA를 찾아내는 표준 검사인 옥사실린과 세폭시틴에 민감한 상태였습니다. 만약 MRSA가 있었다면, 이 검사들이 내성을 보여주었을 것입니다.

하지만 박테리아가 결백한 것은 아니었습니다. 연구 결과, 91.3%의 스타필로코쿠스 아우레우스 분리 균주가 "다제내성(multidrug resistant)"을 가지고 있었습니다. 이는 이들이 적어도 두 가지 이상의 다른 유형의 항생제를 무시할 수 있음을 의미합니다. 가장 흔한 패턴은 페니실린 G와 암피실린 모두에 내성을 보이는 것이었으며(47.82%), 대규모 그룹은 페니실린 G, 암피실린, 옥시테트라사이클린 세 가지를 동시에 무시했습니다(43.47%).

이것이 의미하는 바
이 연구는 무서운 MRSA 슈퍼 박테리아가 아직 이 특정 농장들을 점령하지는 않았지만, 박테리아들이 이미 매우 강력해졌음을 시사합니다. 아마도 농부들이 약물을 너무 많이 혹은 부주의하게 사용했기 때문에, 박테리아들이 가장 흔하고 저렴한 항생제에 내성을 갖게 된 것으로 보입니다. 91.3%의 박테리아가 여러 약물에 대항할 수 있다는 사실은 경고 신호입니다. 이는 젖소가 병에 걸렸을 때 일반적인 약들이 효과가 없을 수 있으며, 농부가 더 강하고 비싼 약을 사용해야 할 수도 있음을 의미합니다.

연구진은 MRSA는 발견되지 않았지만, 흔한 약물에 대한 높은 수준의 내성이 우려스럽다고 결론지었습니다. 그들은 농부들이 약물을 사용하는 방식에 대해 더 똑똑해져야 하며, 착유 구역을 더 깨끗하게 유지하고, 어떤 세균이 감염을 일으키는지 더 면밀히 관찰해야 한다고 제안합니다. 만약 그렇게 하지 않는다면, 박테리아는 결국 현재 효과가 있는 약물들까지도 저항하는 법을 배워, 관리 가능한 문제를 소와 사람 모두에게 심각한 건강 위협으로 바꿀 수 있습니다.