Uncovering linezolid resistance in Enterococcus isolates from Tunisian traditional healthy chickens: A One health surveillance study

튀니지의 조용한 시골 구석진 곳에서는 다른 종류의 농업이 번창하고 있습니다. 그것은 세계 여러 지역에서 볼 수 있는 거대하고 산업적인 운영이 아니라, 가족들이 자신의 식탁이나 지역 판매를 위해 닭을 기르는 소규모의 전통적인 가금류 사육입니다. 이 새들은 주인 및 주변 환경과 밀접하게 접촉하며 살아가는데, 이러한 설정은 지역 경제의 중요한 부분을 정의합니다. 이 건강한 닭들의 내장 속에는 엔테로코커스(enterococci)라고 불리는 박테리아가 살고 있습니다. 대부분의 경우, 이 미생물들은 동물의 내부에서 자연스러운 공동체의 일부로서 해롭지 않은 거주자입니다. 그러나 일부 엔테로코커스 균주는 인간에게 심각한 감염을 일으킬 수 있으며, 이 박테리아들이 의사들이 치료에 사용하는 약물들을 무시하는 법을 배우고 있다는 점이 커지는 우려 사항입니다. 의사의 무기 창고 중 가장 강력한 도구 중 하나는 리네졸리드(linezolid)라는 항생제로, 이는 다른 치료법이 실패했을 때 가장 강력한 감염을 위해 남겨두는 약물입니다. 만약 박테리아가 이 최후의 방어선에 저항하는 법을 배운다면, 공중 보건에 미칠 결과는 매우 심각할 것입니다. 연구자들이 직면한 질문은 이러한 저항성 박테리아가 우리가 가장 예상치 못한 곳, 예를 들어 지역 사회에 음식을 공급하는 전통 농장에서 숨어 있는지 여부입니다.

과학자 팀은 북부 튀니지의 8개 서로 다른 전통 농장에서 온 닭의 장을 직접 조사함으로써 이 가능성을 조사하기 위해 나섰습니다. 2020년 10월부터 2021년 7월 사이에 그들은 107마리의 건강한 조류로부터, 닭의 장 끝에 있는 주머니인 맹장(ceca)에서 샘플을 채취했습니다. 연구자들은 어떠한 마취나 특별한 절차도 사용하지 않았으며, 단지 지역 관습의 일상적인 부분인 닭이 식용으로 도축된 직후에 샘플을 수집했습니다. 그런 다음 연구자들은 실험실에서 이 샘플들로부터 박테리아를 배양하여, 특정 유형의 엔테로코커스를 식별하고 다양한 항생제에 어떻게 반응하는지 테스트했습니다. 목표는 이 박테리아들 중 어떤 것이 리ine졸리드나 다른 약물에 저항성을 발달시켰는지 확인하고, 발견된 저항성 균주들의 유전적 구성을 이해하는 것이었습니다.

연구 결과, 닭들은 건강했지만 그들의 장내 박테리아는 완전히 결백하지는 않았습니다. 식별된 105개의 서로 다른 박테리아 균주 중에서, 작지만 유의미한 숫자가 리네졸리드에 대한 저항성을 보였습니다. 구체적으로, 전체의 약 6.5%를 차지하는 7개의 샘플이 이 강력한 약물의 존재에서도 살아남을 수 있는 박테리아를 포함하고 있었습니다. 이 저한성 박테리아들은 Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium, 그리고 Enterococcus gallinarum이라는 세 가지 서로 다른 종에 속했습니다. 이 발견을 특히 중요하게 만든 것은 저항성 뒤에 숨겨진 유전적 메커니즘이었습니다. 이 7개의 저항성 균주 모두는 optrA라고 불리는 특정 유전자를 보유하고 있었습니다. 이 유전자는 박테리아가 약물이 해를 끼치기 전에 세포 밖으로 항생제를 퍼낼 수 있도록 하는 방패 역할을 합니다. 연구자들은 cfr이나 poxtA와 같은 다른 알려진 저항성 유전자는 발견하지 못했으며, 이는 이 특정 닭들에게서 optrA가 이 저항성의 유일한 동력이었음을 시사합니다.

이러한 저항성 박테리아의 확산은 단일 지역에 국한되지 않았습니다. 7개의 저항성 균주는 서로 57km 떨어진 곳에 위치한 세 곳의 서로 다른 농장에서 발견되었습니다. 한 가지 놀라운 사례로, 이만큼 멀리 떨어진 농장의 두 마리 닭이 모두 리네졸리드에 저ласти성을 가질 뿐만 아니라, ST2516으로 알려진 새로 식별된 가계 유형에 속하는 유전적으로 동일한 Enterococcus faecium 박테리아를 보유하고 있었습니다. 이는 동일한 박테리아 균주가 환경이나 사람 및 동물의 이동을 통해 서로 다른 농장 사이를 이동하고 있음을 시사합니다 easily. 연구자들은 또한 이 저항성 박테리아들이 리네졸리드에만 저항성을 갖는 것이 아니라, 테트라사이클린(tetracycline)과 시프로플록사신(ciprofloxacin)을 포함한 많은 다른 흔한 항생제에도 저항성을 갖는 경우가 많아, 이른바 다제내성(multidrug-resistant)임을 주목했습니다.

항생제 저항성 외에도, 연구자들은 이 박테리아들이 인간에게 더 위험하게 만드는 유전자, 즉 독성 인자(virulence factors)를 보유하고 있는지 살펴보았습니다. 그들은 대부분의 리네졸리드 저항성 균주가 체내의 조직 장벽을 분해할 수 있는 효소를 생성하는 hyl이라는 유전자를 가지고 있다는 것을 발견했습니다. 이러한 능력은 박테aria가 숙주 내에서 침입하고 퍼지는 것을 돕습니다. 저항성 균주 중 하나는 박테리아가 서로 뭉치고 세포에 부착하도록 돕는 agg라는 유전자를 보유하고 있었습니다. 닭 자체는 질병의 징후를 보이지 않았지만, 강력한 약물에서도 살아남을 수 있는 박테리아가 이러한 공격적인 특성을 가지고 있다는 점은 이들이 농장에서 인간으로 얼마나 쉽게 이동할 수 있는지에 대한 우려를 불러일다. 농부들은 이 닭들에게 항생제를 전혀 사용하지 않았다고 보고했음에도 불구하고, 저항성은 여전히 존재했습니다. 이는 박테리아가 직접적인 의학적 치료가 아니라, 아마도 닭이 소비하는 오염된 수원이나 음식 폐기물을 통해 환경으로부터 저항성 유전자를 습득했을 가능성을 가리킵니다.

이러한 발견은 저항성이 "낮은 소음(low noise)" 속에서 확산되고 있다는 그림을 그려내는데, 즉 감시가 제대로 이루어지지 않는 전통적인 축산 시스템에서 위험한 박테리아가 조용히 순환하고 있다는 것입니다. 항생제 사용이 추적되는 대규모 산업형 농장과 달리, 이러한 소규모 가족 경영 농장은 감독이 적게 이루어져 저항성 박테리아의 숨겨진 저장소 역할을 합니다. 이 연구는 최후의 수단인 리네조리드에 대한 저항성이 병원이나 집중적인 축산 현장에만 국한된 것이 아니라, 전통적인 농촌 경제에도 존재함을 강조합니다. 연구자들은 이러한 환경에서 더 나은 감시와 통제 조치가 없다면, 이러한 저항성 박테리아가 계속 확산되어 결국 인간에게 도달할 수 있다고 강조합니다. 이 지역의 Enterococcus gallinarum에서 optrA 유전자를 발견한 것은 아프리카의 전통 가금류에서 이 특정 저항성이 발견된 첫 사례로, 항생제 저항성이 어떻게 이동하는지에 대한 글로벌한 이해에 새로운 층을 더했습니다.

궁극적으로, 이 작업은 동물의 안녕, 환경, 그리고 사람을 연결하는 더 넓은 접근 방식의 필요성을 강조합니다. 건강한 닭들에게서 발견된 이러한 저항성 균주들은 농장과 인간 건강 사이의 장벽이 생각보다 훨씬 얇다는 것을 보여줍니다. 전통적인 농업의 숨겨진 위협을 식별함으로써, 이 연구는 중요한 경고를 제공합니다: 생명을 구하는 약물의 효과를 보호하기 위해서는 모니터링이 병원을 넘어 우리의 음식이 길러지는 규제되지 않은 공간까지 확장되어야 한다는 것입니다. 여기서 수집된 데이터는 더 엄격한 감시를 위한 행동 촉구이며, 이를 통해 이러한 저항성 박테리아의 확산이 공중 보건의 위기가 되기 전에 탐지되고 관리될 수 있도록 보장해야 함을 의미합니다.