A One Health analysis of the Human Gut Resistome across 34 countries in relation to climate, geography, diet, and veterinary antimicrobial use
이 연구는 34개국의 젊은 성인들을 대상으로 장내 레지스토옴(resistome)을 분석하여, 항생제 내성의 전반적인 부담은 주로 기온에 의해 주도되는 반면, 내성 유전자의 구체적인 구성은 대륙적 위치, 식단 패턴, 그리고 수의용 항생제 사용에 의해 형성된다는 점을 밝힘으로써 지역별 맞춤형 관리 전략의 필요성을 강조한다.
원본 논문은 CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) 라이선스로 제공됩니다. 이것은 동료 심사를 거치지 않은 프리프린트의 AI 생성 설명입니다. 의학적 조언이 아닙니다. 이 내용을 바탕으로 건강 관련 결정을 내리지 마세요. 전체 면책 조항 읽기
인체는 소화관에 서식하는 수조 개의 미생물, 주로 박테리아의 집입니다. 이 공동체들은 건강에 필수적이지만, 항생물질에서 살아남을 수 있게 하는 숨겨진 유전적 지침서도 보유하고 있습니다. 이 저항성 유전자들의 집합을 '레지스토옴(resistome)'이라고 부릅니다. 의사들이 환자의 질병 치료를 위해 어떤 박테리아가 약물에 내성을 갖게 되는지는 오랫동안 추적해 왔지만, 전 세계 건강한 사람들의 장내에 존재하는 조용한 저항성 유전자의 저장고에 대해서는 알려진 바가 적습니다. 이 숨겨진 도서관을 형성하는 것이 무엇인지 이해하는 것은 매우 중요한데, 왜냐하면 이 유전자들이 퍼져나가 흔한 감염을 치료 불가능한 위협으로 바꿀 수 있기 때문입니다. 문제는 단순히 얼마나 많은 저항성 유전자가 존재하는가가 아니라, 날씨, 식습ale, 혹은 동물을 치료하는 방식과 같은 어떤 힘이 세계 각 지역에서 특정 유형의 저항성 유전자를 가장 흔하게 만드는가 하는 것입니다.
연구팀은 34개국에서 온 젊은 성인들의 장내 박테리아를 조사하여 이 보이지 않는 풍경을 지도화하기 위해 나섰습니다. 공정한 비교를 위해 그들은 매우 구체적인 집단을 선택했습니다. 바로 헝가리의 한 대학교에 최근 도착한 의대생들입니다. 이 학생들은 모두 연령대가 비슷하고 교육 수준이 유사하며, 새로운 환경에 머문 기간이 짧았기 때문에, 연구진은 이들의 장내 박테리아 차이가 현재의 생활 방식이나 부유함 때문이 아니라 그들이 어디 출신인지에 기인한다는 점을 확신할 수 있었습니다. 연구팀은 이 학생들로부터 대변 샘음을 수집하고, 각 국가의 샘플을 결과적으로 통합한 뒤, 첨단 DNA 시퀀싱 기술을 사용하여 박테리아의 유전 코드를 읽어냈습니다. 그런 다음 이들의 유전적 프로필을 각 학생의 고향 국가의 기후, 대기 질, 식단 및 수의학적 항생제 사용 데이터와 비교했습니다.
연구 결과, 저항성의 총량(quantity)을 주도하는 요인과 어떤 특정 유형의 유전자가 존재하는지를 결정하는 요인 사이에 놀라운 분리가 있음이 드러났습니다. 장내 저서 있는 저항성 유전자의 순수한 양은 기후, 특히 평균 연간 기온과 밀접한 관련이 있었습니다. 연구진은 기온이 10도 상승할 때마다 저항성 유전자의 총량이 약 22% 증가한다는 사실을 발견했습니다. 이 연결 고리는 어느 대륙에 속해 있든 상관없이 유효했으며, 이는 더 따뜻한 날씨가 박테리아의 성장을 돕거나 유전 물질을 더 자주 교환하도록 도움으로써 저항성 유전자가 축적되거나 더 쉽게 퍼질 수 있는 조건을 만든다는 것을 시사합니다. 대기 오염 또한 역할을 했는데, 미세먼지 농도가 높은 국가일수록 높은 수준의 저항성 유전자를 보였습니다. 그러나 한 국가의 강수량은 별다른 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다.
날씨가 저항성의 '양'을 설명했다면, 어떤 '종류'의 저항성이 있는지는 설명하지 못했습니다. 대신, 특정 저항성 유전자의 혼합은 지리적 위치와 식단에 의해 형성되었습니다. 연구진은 아시아 국가들이 마크롤라이드(macrolides), 린코사마이드(lincosamides), 스트렙토그라민(streptogramins)을 포함한 약물군에 저항하는 유전자가 더 풍부한 독특한 패턴을 가지고 있음을 발견했습니다. 이 패턴은 아마도 아시아의 농업 및 양식업에서 이러한 특정 항생제들이 집중적으로 사용되는 것을 반영하는 것으로 보입니다. 반면, 다양성이 낮은 자급자족형 식단을 특징으로 하는 사하라 이남 아프리카의 5개국 그룹은 매우 다른 징후를 보였습니다. 이 인구 집단은 마크롤라이드와 니트로푸란(nitrofurans)에 대한 유전자는 적은 반면, 테트라사이클린(tetracycline) 항생제에 저항하는 유전자는 훨씬 더 많이 보유하고 있었습니다.
아프리카 집단에 대한 이 발견은 항생제 사용량을 측정하는 방식의 격차를 보여주었기에 특히 의미가 깊었습니다. 공식적인 추정치는 이 국가들이 전체적으로 수의학적 항생제를 거의 사용하지 않는다고 나타냈습니다. 그럼에도 불구하고 그들의 장내 박테리아는 테트라사이클린 저항성에 크게 노출되어 있었습니다. 이러한 불일치는 공식 수치가 비공식적이거나 기록되지 않은 항생제 사용량을 놓치고 있거나, 혹은 약물이 사용된 후에도 저항성 유전자가 환경 속에 오랫동안 지속되고 있음을 시사합니다. 또한 이는 소규모 축산 시스템에서의 인간과 가축 간의 밀접한 접촉이, 전문적인 수의학적 처치가 제한적인 상황과 결합하여 테트라사이클린 저항성이 번성하기에 완벽한 환경을 조성할 수 있다는 가능성을 시사합니다.
연구는 인간의 장내 레지스토옴이 단일하고 균일한 문제가 아니라 다양한 힘에 의해 형성되는 복잡한 모자이크라고 결론짓습니다. 저항성의 전체적인 부담은 온도와 같은 광범위한 환경 요인에 의해 주도되는 반면, 특정 유형의 저항성은 식품 생산 방식이나 농업에서 사용하는 약물과 같은 지역적인 인간 행동에 의해 결정됩니다. 이러한 구분은 공중 보건 측면에서 매우 중요합니다. 즉, 항생제 저항성과 싸우기 위해서는 단순히 약물 판매량을 추적하는 것 이상의 노력이 필요하며, 기후, 농업, 그리고 일상생활이 특정 유형의 저항성을 선택하는 데 어떻게 상호작용하는지에 대한 심층적인 통찰이 요구된다는 것을 의미합니다. 과학자들은 이제 인간의 장을 생물학적 센서로 활용함으로써, 공식적인 약물 사용 통계가 놓칠 수 있는 패턴을 파악하고, 저항성이 어디에서 왜 증가하고 있는지에 대한 더 명확한 그림을 그려낼 수 있게 되었습니다.
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