Antimicrobial resistance and biofilm formation among clinical Pseudomonas aeruginosa isolates from a tertiary care hospital in Nepal
네팔의 한 3차 의료기관에서 수행된 이 연구는 임상 *Pseudomonas aeruginosa*(녹농균) 분리주들 사이에서 높은 바이오필름 형성률(80.33%)과 ESBL, 카바페넴 분해효소 및 MBL 생성을 포함한 유의미한 항생제 내성이 나타남을 밝히며, 이는 항생제 스튜어드십 및 감염 관리 조치를 강화해야 할 시급한 필요성을 강조한다.
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병원의 숨겨진 구석진 곳, 싱크대의 축축한 표면에서부터 호흡기 관 내부까지, 한 종류의 박테리아가 종종 도사리고 있습니다. 이것은 끈질기고 기회주의적인 세균으로, 건강한 사람을 병들게 하는 일은 드물지만 신체가 약해졌을 때 번성합니다. '슈도모나스 에루기노사(Pseudomonas aeruginosa)'라고 알려진 이 박테리아는 생존의 달인입니다. 이 박테리아는 의료 환경에서 위험하게 만드는 두 가지 주요 기술을 가지고 있습니다. 첫째, 스스로를 보호하기 위해 '바이오필름(biofilm)'이라 불리는 끈적한 층인 보호막을 구축할 수 있는데, 이는 항생제를 차단하는 요새 역할을 합니다. 둘째, 의사들이 박테리아를 죽이기 위해 사용하는 많은 약물을 잘라내고 파괴하는 분자 가위와 같은 특수한 효소를 생성할 수 있습니다. 이 두 가지 특성이 결합하면 감염 치료가 매우 어려워지며, 환자들에게 남은 선택지는 거의 없게 됩니다.
네팔 다란(Dharan)에 위치한 한 대형 병원의 연구팀은 최근 현지 환자군에서 이러한 특성들이 얼마나 흔하게 나타나는지 이해하기 위해 조사를 시작했습니다. 연구진은 박테리아 감염 검사를 받을 정도로 상태가 좋지 않은 사람들에게서 채취한 약 3,600개의 샘플을 살펴보았습니다. 이 샘플들 중에서 슈도모나스 에루기노사가 원인이 된 사례는 178건이었습니다. 연구진은 단순히 이 세균이 얼마나 자주 나타나는지뿐만 아니라, 이 세균이 현대 의약품에 얼마나 잘 저항하는지, 그리고 얼마나 자주 보호막인 바이오필름을 형성하는지도 알고 싶어 했습니다. 그들은 박테리아의 약물 절단 효소 생성 능력을 조사했으며, 바이오필름을 형성하는 박테리아가 실제로 치료에서 살아남을 가능성이 높은지를 테스트했습니다.
연구 결과, 이 박테리아는 양성 배양 샘드 100개당 약 5개꼴로 발견되었으며, 이는 해당 지역의 다른 병원들이 보여준 비율과 유사했습니다. 이 세균은 이미 입원 중인 환자들에게서 가장 자주 발견되었으며, 특히 고름, 상처 스왑, 소변 샘플에서 많이 나타났습니다. 연구진이 일반적인 항생제 목록을 대상으로 박테리아를 테스트했을 때, 결과는 엇갈린 모습을 보였습니다. 세균들은 몇몇 강력한 약물에는 여전히 상당히 민감하여, 약 4분의 3이 이미페넴(imipenem)과 메로페넴(meropenem)에 의해 사멸되었습니다. 그러나 다른 흔한 치료제들에 대해서는 저항성이 높았는데, 특히 피페라실린-타조박탐(piperacillin-tazobactam)이라는 복합 제제에 의해 저지되는 능력이 가장 낮았습니다.
아마도 더 우려스러운 점은 박테리아의 숨겨진 방어 기제의 발견이었을 것입니다. 연구진은 거의 4분의 1의 박테리아가 주요 항생제 계열인 확장형 스펙트럼 세팔로스포린(extended-spectrum cephalosporins)을 분해하는 효소를 생성하고 있음을 발견했습니다. 더욱 심각한 것은, 약 29%의 분리 균주가 심각한 감염에 대한 최후의 보루로 간ر되는 카바페넴(carbapenems)을 파괴할 수 있는 효소를 생성하고 있었다는 점입니다. 이 그룹 내에서는 특히 이 최후의 보루 약물들을 무력화하는 데 매우 효과적인 메탈로-베타-락탐(metallo-beta-lactamase)이라는 특정 유형의 효소를 만드는 비율이 약 19%에 달했습니다.
또한 이 연구는 박테리아의 바이오필름 형성 능력에 대해서도 밝혀냈습니다. 두 가지 다른 테스트 방법을 사용하여, 연구진은 80% 이상의 박테리아가 이러한 보호 공동체를 구축할 능력이 있음을 발견했습니다. 이것은 단순히 무작위로 일어나는 현상이 아니었습니다. 데이터는 바이오필름을 형성하는 박테리아와 항생제 저항성 사이에 명확한 연관성이 있음을 보여주었습니다. 이러한 보호막을 구축하는 박테aria는 젠타마이신(gentamicin), 토브라마이신(tobramycin), 아미카신(amikacin), 시프로플록사신(ciprofloxacin), 메로페넴(meropenem)과 같은 약물로 치료할 때 생존할 가능성이 현저히 높았습니다. 실제로 바이오필름의 존재는 보호막을 형성하지 않는 박테리아에 비해 이러한 특정 약물들로 박테리아를 죽이는 것을 훨씬 더 어렵게 만들었습니다.
연구진은 이 병원의 상황이 심각하다고 결론지었습니다. 높은 약물 저항성과 광범위한 바이오필름 형성 능력의 결합은 이 박테리아에 의한 감염을 치료하는 것을 점점 더 어렵게 만들고 있습니다. 연구진은 자신들의 연구가 한 병원에 국한되었고 유전자 시퀀싱 대신 시각적 테스트에 의존했다는 한계가 있지만, 결과는 커지는 위협을 가리키고 있다고 언급했습니다. 저자들은 이러한 저항성 균주의 확산을 늦추기 위해 병원 내 감염의 엄격한 통제와 항생제 처방의 세심한 관리가 필수적이라고 제언했습니다. 이러한 조치가 없다면, 이 끈질긴 세균으로부터 환자를 치료하기 위한 선택지는 계속해서 줄어들 것입니다.
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