Epidemiological characterization of bacterial pathogens and antimicrobial resistance profiles in porcine respiratory disease complex in Jiangxi Province, China
본 연구는 중국 장시성 전역의 돼지 호흡기 질환 복합체에 의한 세균성 병원체의 역학 및 항생제 내성을 특성화하며, 근거 기반의 제어 전략을 수립하기 위해 특히 대장균(Escherichia coli)에서 두드나 나타나는 심각한 다제내성을 포함하여 뚜렷한 연령 관련 감염 패턴을 보이는 대장균과 연쇄상구균(Streptococcus suis)을 주요 병원체로 식별하였다.
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모든 가축과 마찬가지로 돼지도 성장을 저해하고 식량 공급을 위협할 수 있는 복잡한 질병의 그물망에 취약합니다. 가장 지속적인 과제 중 하나는 돼지 호흡기 질환 복합체(porcine respiratory disease complex)라고 알려진 질환입니다. 이것은 단일 세균에 의해 발생하는 하나의 질병이 아니라, 폐를 공격하는 바이러스와 박테리아 감염이 뒤엉킨 혼합물입니다. 흔히 바이러스가 폐 조직을 손상시켜 문제를 시작하면, 박테리아가 침투하여 상황을 훨씬 더 악화시키고 심각한 폐렴으로 이어지게 만듭니다. 농가에게 이는 동물이 덜 먹고, 느리게 자라며, 때로는 죽게 되어 상당한 경제적 손실을 초래함을 의미합니다. 지역 사회 전체의 관점에서 볼 때, 이 박테리아들이 약물에 어떻게 반응하는지는 매우 중요합니다. 박테리아가 치료에 사용되는 약물에 내성을 갖게 되면 감염을 치료하기가 더 어려워지며, 이러한 강한 세균이 사람에게 전달되어 인간의 감염 또한 치료하기 어렵게 만들 위험이 있습니다.
돼지 사육의 주요 중심지인 중국 장시성에서 과학자들은 최근 어떤 박테리아가 이러한 폐 감염을 일으키고 있으며, 그것들이 항생제에 어떻게 반응하는지를 정확히 지도화하기 위해 연구를 수행했습니다. 수년간 연구자들은 범인에 대해 대략적인 개념은 가지고 있었지만, 이 지역의 병든 돼지 폐 속에서 구체적으로 어떤 일이 일어나고 있는지에 대한 상세하고 최신화된 그림은 부족했습니다. 이 간극을 메우기 위해 장시 농업과학원과 후베이 농업과학원의 연구팀은 11개 도시에서 폐렴으로 병들거나 폐사한 돼지 372마리로부터 폐 조직을 수집했습니다. 수집 기간은 2022년 1월부터 2026년 2월까지였으며, 갓 태어난 새끼 돼지부터 다 자란 성체에 이르기까지 다양한 연령대의 돼지를 포함했습니다. 연구진은 실험실에서 이 샘플들을 정밀하게 처리하여, 폐에 존재하는 박테리아를 배양해 정체를 식별한 다음, 다양한 일반 의약품을 대상으로 어떤 약이 여전히 효과가 있는지 테스트했습니다.
이번 조사 결과, 세계 다른 지역에서 나타나는 것과는 다소 다른 박테리아 경관이 드러났습니다. 많은 국제 연구들이 다른 박테리아를 돼지 폐렴의 주요 원인으로 지목하는 경우가 많지만, 본 연구에서는 장시 지역에서 두 가지 특정 유형의 박테리아가 주요 골칫거리임을 발견했습니다. 가장 흔한 것은 종종 장과 연관되지만 여기서는 폐에서 발견된 대장균(Escherichia coli)으로, 분리된 모든 박테리아 균주의 거의 29%를 차지했습니다. 두 번째로 빈번한 것은 연쇄상구균(Streptococcus suis)으로, 약 25%를 차지했습니다. 이 두 종은 확인된 박테리아 감염의 절반 이상을 일으켰습니다. 연구진은 또한 돼지의 연령이 매우 중요하다는 점에 주목했습니다. 글레이세라 파라수스(Glaesserella parasuis)라는 세균은 어린 새끼 돼지들을 주로 감염시키는 경향이 있는 반면, 파스퇴렐라 멀토시다(Pasteurella multocida)와 엔테로코커스 페카리스(Enterococcus faecalis)라는 세 번째 유형은 더 나이 많은 돼지에서 발견될 가능성이 높았습니다. 이는 동물이 성장함에 따라 감염 위험이 변하며, 생애 각 단계마다 서로 다른 예방 전략이 필요함을 시사합니다.
연구에서 가장 결정적인 발견은 항생제, 즉 박테리아를 죽이는 데 사용되는 약물에 대한 박테리아의 반응에 관한 것이었습니다. 연구팀은 일반적인 치료제와 강력한 최후의 수단인 약물을 포함한 20가지 다른 약물을 대상으로 박테리아를 테스트했습니다. 결과는 우려스러운 내성 패턴을 보여주었으며, 특히 대장균(Escherichia coli)에서 두드러졌습니다. 이 박테리아는 암모시실린, 테트라사이클린, 마크로라이드, 설폰아미드 등 많은 표준 약물에 대해 매우 높은 내성을 보였습니다. 더욱 우려스러운 점은 일부 대장균 균주가 의사들이 가장 심각한 인간 감염을 위해 아껴두는 계열인 카바페넴에도 내성을 보였다는 것입니다. 이는 이 지역의 돼지들이 인간에게 전달될 수 있는, 치료하기 어려운 특성을 가진 박테리아를 보유하고 있을 가능성을 시사합니다. 반면, 연쇄상구균(Streptococcus suis)은 페니실린과 암모시실린을 포함하는 베타-락탐계 항생제에는 여전히 취약했지만, 마크로라이드와 테트라사이클린에는 거의 완전히 면역력을 갖게 되었습니다. 세 번째 주요 박테리아인 파스퇴렐라 멀토시다(Pasteurella multocida)는 테스트된 대부분의 약물에 대해 비교적 협조적이었습니다.
또한 본 연구는 단일 박테리아가 세 가지 이상의 다른 종류의 항생제를 거부할 수 있는 상황인 다제 내성의 심각성을 강조했습니다. 대장균(E. coli) 균주가 가장 심각한 가해자였으며, 거의 43%가 9가지 다른 계열의 약물에 내성을 보였습니다. 일부 초강력 내성 균주는 심지어 10개 또는 11가지 종류의 항생제를 견뎌낼 수도 있었습니다. 연쇄상구균(Streptococcus suis)은 중간 정도의 내성을 보였으며, 파스퇴렐라 멀토시다(Pasteurella multocida)는 상대적으로 치료하기 쉬운 상태를 유지했습니다. 이러한 발견은 박테리아가 많은 일반적인 치료법에서 살아남기 위해 진화한 지역의 모습을 명확히 보여줍니다. 연구진은 기존의 질병 통제 방식에 의존하는 것만으로는 더 이상 충분하지 않다고 결론지었습니다. 그들은 어린 새끼 돼지를 표적으로 하는 세균으로부터 보호하는 것과 같은 연령별 예방 조치의 필요성을 강조하며, 항생제 사용에 있어 더 신중하고 과학적인 접근을 촉구했습니다. 어떤 세균이 존재하는지, 그리고 그것들이 약물에 어떻게 내성을 갖는지 정확히 이해함으로써, 농부와 수의사는 돼지의 건강을 보호하고 공중 보건의 위험을 줄이기 위한 더 나은 결정을 내릴 수 있습니다.
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