약물에 내성을 가진 슈퍼박테리아가 증가하고 있어 영국의 연구자들과 캠페인 활동가들은 물 시스템 정화를 요구하고 있습니다.
저는 고글을 쓰고 얼굴을 물속으로 내밀고 수영하는 스타일이지만, 요즘은 머리를 바다 표면 아래로 담그기 전에 주저합니다. 최근 몇 년 동안 점점 더 빈번해지는 유출로 인해 수백만 시간 분량의 처리되지 않은 하수가 영국의 강과 해안 수역 으로 유출되었습니다 . 즉각적인 건강 위험은 많습니다. 노출되면 급성 질환, 귀 감염 또는 복통 으로 이어질 수 있습니다 . 하지만 그게 전부가 아닙니다. 오염된 물 속에는 또 다른 잠재적 건강 위험이 도사리고 있습니다.
항균제 내성(AMR)은 하수에 존재하는 박테리아를 포함한 병원균의 유전 코드가 돌연변이를 일으켜 감염을 통제하도록 설계된 약물에 내성을 갖게 될 때 발생합니다. 때때로 " 슈퍼버그 "라고도 하는 결과적으로 생긴 약물 내성 병원균으로 인한 감염은 매년 127만 건의 사망 과 직접적으로 관련이 있는 것으로 추정되며 영국의 항균제 내성 특사인 샐리 데이비스 여사는 이 위협을 "세계적인 항생제 비상사태"라고 불렀습니다 . 유엔 환경 계획에 따르면 2050년까지 AMR로 인해 매년 1,000만 명이 사망할 수 있습니다 .
세계보건기구(WHO)는 AMR을 " 침묵의 팬데믹 " 으로 규정했습니다. AMR은 전 세계적으로 공중 보건 에 심각한 위협 이지만 언론이나 정책 입안자들은 이에 대해 자주 언급하지 않습니다.
처리되지 않은 하수는 AMR이 확산될 수 있는 한 가지 가능한 경로입니다. 그리고 AMR이 포함된 처리되지 않은 하수 오염이 환경에 도달하면 저와 같은 수영자를 포함한 사람들이 노출될 수 있습니다. 하지만 하수 유출이 정기적으로 헤드라인을 장식하는 반면 , AMR은 종종 간과됩니다.
그래서 과학자들은 비밀리에 AMR의 어떤 공급원이 가장 위험한지, 그리고 어떤 솔루션이 AMR 확산을 줄이는 데 가장 효과적일 수 있는지 정량화하기 위해 노력하고 있습니다. 영국뿐만 아니라 전 세계적으로도 그렇습니다.
더러운 물은 깊이 흐른다
AMR을 섭취했는지 궁금해서, 특정 유형의 항생제 내성 대장균이 내 장에 식민지화되었는지 확인하기 위해 검사를 받고 있습니다. 빠르고 간단하지만 그다지 화려하지 않은 선별 검사는 영국의 엑서터 대학교의 진화 미생물학자인 엘리차 펜코바에게 대변 샘플을 우편으로 보내는 것입니다. 그녀는 박사 학위 의 일환으로 영국 강의 하수 오염과 수영자와 비수영자의 항균제 내성 간의 연관성을 평가하는 Poo-Sticks 프로젝트를 조정하고 있습니다. 300명의 대변 샘플을 분석하여 말입니다.
제가 결과를 기다리는 동안 펜코바는 인간은 항생제를 잘 소화하지 못한다고 설명했습니다. " 이러한 항생제의 최대 70%가 소변과 대변을 통해 배출될 수 있습니다." 그래서 일부는 모르게 변기에 흘려보내집니다.
하수 오염에는 폐수 처리 시설 의 유출수 , 폭우 시와 같이 시스템이 과부하될 때 원시 하수를 수로로 방출하는 합류식 하수 오버플로 , 그리고 정화조가 포함됩니다 . 병원 폐수는 항생제의 또 다른 공급원 입니다. 그리고 전 세계 항생제의 약 절반이 농장에서 사용되므로 농업 유출수는 주요 문제 입니다 .
항균 잔류물은 토양 , 강 퇴적물, 수로 및 바다 로 유입됩니다 . 환경 자선 단체 Earthwatch Europe의 새로운 수질 보고서에 따르면 영국의 강의 75%가 생태적으로 건강하지 못한 상태라고 결론지었습니다.
"오염된 강은 항생제 내성 박테리아의 출현, 확산 및 유지에 유리한 조건을 제공합니다." 펜코바의 연구는 2018년 엑서터 대학의 Beach Bums 연구 에 따른 것입니다 . 이 연구는 더 깨끗하고 안전한 물을 위한 캠페인을 펼치는 비영리 환경 단체인 Surfers Against Sewage와 협력하여 진행되었습니다.
이 연구에서 영국 서퍼의 배설물 샘플과 바다에 들어가지 않는 사람의 배설물 샘플을 비교한 결과, 물 사용자와 AMR 간에 강력한 연관성이 있는 것으로 나타났습니다 . 서퍼의 장은 항생제 내성 대장균( WHO에서 우선 병원균으로 지정한 박테리아 로, 일반적인 항생제인 세포탁심이 있는 곳에서 자랍니다)을 서퍼가 아닌 사람의 장에 비해 약 3배 더 많이 보유하고 있었습니다. 연구원들은 또한 서퍼가 바다에서 수영하는 사람보다 최대 10배 더 많은 물을 삼키기 때문에 항생제 내성 박테리아를 섭취할 가능성이 더 높을 수 있다는 사실을 발견했습니다.
그러나 2023년 아일랜드 연구에서는 해안 수영자가 수영을 하지 않는 사람보다 장에 항생제 내성 박테리아를 보유할 가능성이 낮다는 것을 발견했습니다 . 이러한 결과는 Beach Bums 결과와 모순되는데, 수영자가 서퍼보다 적은 양의 물을 삼키기 때문일 수 있다고 Penkova는 말합니다.
오염된 강은 수영객과 서퍼에게만 위협이 되는 것이 아닙니다. 환경 비영리 단체인 Surfers Against Sewage(SAS)의 최고 경영자인 Giles Bristow는 "AMR을 섭취할 수 있는 방법은 여러 가지가 있습니다."라고 말합니다. "어떤 사람들은 개를 쫓아 노를 저어 가거나 물속으로 걸어 들어갈 수 있습니다. 예를 들어 발에 상처가 있는 경우 AMR이 혈류로 들어갈 수 있습니다. 오염된 물은 귀, 눈 또는 입으로 들어갈 수도 있습니다."
AMR을 가지고 있다고 해서 반드시 누군가를 건강하지 못하게 만드는 것은 아니고, 박테리아는 건강한 사람에게 문제를 일으키지 않고 배출될 수 있지만, 지속적인 노출은 AMR이 감염에 더 취약한 사람에게 전파될 위험을 증가시킵니다 . "그것은 끔찍한 벌레입니다."라고 펜코바는 말합니다. "[심각한 질병]을 예방하기 어렵습니다. 왜냐하면 이러한 슈퍼박테리아는 쉽게 전염되고 AMR 감염에 대한 치료 옵션이 제한적이기 때문입니다. 항생제는 효과가 없습니다. 그것이 가장 큰 우려입니다."
현재 정부 당국(잉글랜드의 환경청, 웨일즈의 천연자원부, 스코틀랜드의 환경보호청)이 하수에 대해 강과 해안을 모니터링할 때, 널리 퍼진 박테리아 두 가지, 즉 대장균 과 장내구균 의 수치만 측정합니다. 이는 잘 연구되었고 예측 가능하기 때문입니다. 그러나 이러한 지표는 강 건강 상태와 그에 따른 AMR 확산 위험에 대한 스냅샷만 제공합니다. 브리스토는 "병원성이 있는 항균제 내성이 증가하는 박테리아의 종류가 수천 가지나 됩니다 . 우리의 하수 시스템은 AMR의 번식지입니다."라고 설명합니다.
박테리아 조류를 억제하는 방법
폐수는 AMR에 크게 기여합니다. 처리 시설은 배설물에서 박테리아가 제거되는 곳이기 때문에 싱크대와 핫스팟 역할을 합니다. 박테리아가 내성 유전자를 가지고 있든 없든 말입니다. 또한 이 박테리아가 활성 슬러지 응집물 (유기 물질을 생분해하고 대부분의 병원균을 걸러내는 미생물 덩어리로 덮인 젤 같은 물질) 에 자연적으로 존재하는 다른 박테리아 와 섞이는 곳 이기도 합니다. 이러한 응집물에 높은 영양소 농도가 있기 때문에 박테리아가 빠르게 번식하고 항생제 내성을 포함한 유전자가 더 빨리 전달될 수 있습니다.
영국 버밍엄 대학교의 계산 생물학 조교수인 Jan-Ulrich Kreft는 폐수 처리 시설의 복잡성을 연구하고 환경을 통한 AMR의 전파 경로를 정량화하는 것을 목표로 합니다 . "우리는 아직 소의 유출수나 들판에 뿌려진 분뇨가 인간의 하수 경로만큼 중요한지 알지 못합니다. 일단 알게 되면 개입의 우선순위를 정하고 그 기준선에서 진행 상황을 측정할 수 있습니다."
크레프트는 "폐수 처리 시설은 대략적으로 모든 박테리아와 그 내성 유전자를 100배 정도 제거합니다."라고 말하며 처리되지 않은 하수는 항상 처리된 하수보다 훨씬 더 나쁘다고 설명했습니다.
영국에서는 합류식 하수 오버플로(종종 비가 오는 날씨에 발생 하지만 항상 그런 것은 아님 )를 통해 방출된 유출물이나 오래된 빅토리아 시대의 파이프 의 구멍이나 균열에서 새어 나오는 하수를 제외한 모든 인간의 하수를 처리합니다 . 처리되지 않은 하수가 얼마나 유출되는지 정확히 아는 사람은 없지만 한 연구에 따르면 2020년에 영국의 30개 폐수 처리 시설에서 110억 리터(24억 갤런)의 처리되지 않은 하수가 방출되었습니다. 이는 4,352개의 올림픽 규모 수영장에 해당하는 양입니다. 이러한 이유로 크레프트는 폭우 오버플로에 용적 측정기를 설치하는 것이 법적 요구 사항이어야 한다고 주장합니다. 하원 환경 감사 위원회에서 권장했지만 2021년 환경법 에서는 제외된 사항입니다 .
처리된 유출수에는 소량의 AMR이 남아 있을 수 있으며 , 대장균은 슬러지 응집물에 결합하지 않는 박테리아 중 하나입니다. 대신 시스템을 통해 흘러 수로로 배출됩니다.
개발도상국 에서는 상황이 훨씬 더 나쁠 수 있다고 크레프트는 말한다. 인구가 처리 시설을 건설할 수 있는 속도보다 더 빨리 증가하기 때문에 하수의 약 20% 만 처리되는 인도의 무시 강에서 도시 강은 원시 하수로 가득 차 있다. 크레프트는 "처리 시설 유출수는 실제로 오염된 강물보다 깨끗합니다."라고 말한다.
AMR은 운송 및 관광을 통해 전 세계를 돌아다니는 모바일 엔티티 이므로 개발도상국의 폐수 처리를 개선하면 영국의 AMR 문제를 해결하는 데 도움이 될 것이라고 Kreft는 말합니다. 사실, 영국 정부는 최근 아프리카에서 항균제에 대한 접근성을 개선하고 전 세계적으로 AMR을 모니터링하기 위한 국제적 노력을 지원하기 위해 8,500만 파운드 (1억 800만 달러)를 약속했습니다.
"이것은 세계적인 문제입니다. 동남아시아 국가에서 온 사람들은 장에 내성균이 있는 채로 돌아올 가능성이 높습니다." 크레프트가 말했습니다. " 비행기 변기는 AMR로 가득 차 있고 이 내성균은 몇 달 동안 장에 머물 수 있습니다. 문제가 되지 않을 수도 있지만, 병에 걸려 항생제를 복용하면 내성균을 선택하는 것입니다. 내성 유전자가 감염을 일으키는 병원균으로 전이되면 약이 효과가 없습니다."
2022년, 영국 요크 대학 의 과학자들은 환경의 약물 오염에 대한 최초의 세계적 조사를 수행한 글로벌 프로젝트인 약물 모니터링을 주도했습니다. 전 세계 258개 강에서 61개 약물에 대한 검사를 실시한 결과 , 4분의 1이 AMR의 진화를 주도할 만큼 높은 농도에서 일반적으로 사용되는 항생제를 포함한 일부 약물에 대해 양성 반응을 보였습니다.
AMR 문제는 증가하는 세계 인구가 기존 하수 시설에 대한 수요를 증가시키고 더 많은 폐수 처리 시설에 대한 필요성을 증가시키면서 더욱 악화될 것으로 예측됩니다. 기후 변화로 인한 극심한 날씨 도 위협을 증폭시킵니다. 가뭄 동안 수로의 하수는 더욱 농축되고 홍수는 농경지에서 유출되는 양을 증가시키고 하수도를 압도하여 원유가 강으로 흘러들게 합니다.
"강물이 빠르게 흐르면 강 퇴적물에 있는 일부 박테리아가 재부유되어 수중으로 다시 방출되므로 폭우 후에는 강에서 수영하지 않는 것이 좋습니다." Kleft가 경고합니다. 기온 상승도 영향을 미칩니다. 박테리아는 더 따뜻한 퇴적물이나 물에서 더 빨리 자라고, 2018년 미국 연구에 따르면 10C(18F)의 증가는 일반적인 병원성 박테리아의 AMR 수치 증가와 일관되게 연관되어 있습니다.
그러나 영국에서는 하수 시스템 청소에 대한 요구가 커지고 있습니다. SAS의 최신 수질 보고서 에 따르면 2023년에 1,924명이 영국 해역에 들어온 후 병에 걸렸다고 보고했습니다 . 브리스토에 따르면 "이러한 사례의 약 60%가 '우수'로 분류된 목욕 수역에서 발생했습니다. 즉, 사람들이 들어가 수영하도록 권장하는 곳입니다."
브리스토는 자신의 비영리 단체가 하수 오염 문제와 수질 모니터링의 광범위한 부족에 대한 독립적인 조사를 추진하고 있다고 말했습니다. 그는 "[AMR]은 미래의 위협이 아니라 현재의 위협이며 우리의 폐기물 처리 시스템은 회복력을 구축하는 데 절대적으로 핵심적입니다."라고 말했습니다.
수도 및 폐수 회사 무역 협회인 Water UK의 대변인에 따르면, 연구에 따르면 폐수 처리 작업은 유출수에서 AMR 유전자와 유기체를 제거하는 데 "효과적"이라고 합니다. 수도 회사는 또한 처리 작업을 포함한 인프라에 대한 추가 투자를 자금 지원하기 위해 가격 인상을 제안했으며, 이 중 일부는 산업의 경제 규제 기관인 Ofwat에서 승인했습니다 .
아이슬란드, 핀란드, 슬로베니아와 같이 AMR 모니터링 전략이 발전된 국가는 유럽에서 가장 깨끗한 수로를 보유하고 있습니다 . 따라서 브리스토는 한 가지 해결책으로 영국 환경청( 수질을 모니터링하는 정부 부서 )에 더 많은 자원을 제공 하는 것을 제안합니다. 그는 "모니터링이 매우 부족해서 강과 해안 수역에 무엇이 있는지 잘 이해하지 못합니다."라고 경고합니다.
영국 환경, 식품 및 농촌부(Defra)에 따르면, 해당 부서와 환경청은 모두 농업 , 식품 및 환경(Path-Safe) 프로그램에서 재무부에서 지원하는 2,400만 파운드(3,100만 달러) 병원균 감시 프로그램에 참여하고 있습니다 . 이 프로그램은 식품 및 수자원 시스템을 통해 병원균과 관련 AMR을 탐지하고 추적하는 것을 목표로 하며, 환경 감시를 위한 새로운 접근 방식을 시험해 왔습니다.
"사람들이 이것이 얼마나 시급한지 깨닫지 못하는 것 같아요... 불쾌하고 무섭기 때문에 자주 이야기하지 않는 일이죠." 정책 입안자들이 이 문제를 시급히 우선 순위에 두고 의료 분야 와 산업 농업 모두에서 항생제 남용이 체계적으로 발생하는 문제를 해결하기를 바라는 펜코바의 말이다 .
하지만 개인이 취할 수 있는 조치도 있습니다. 그녀는 "첫 번째 단계는 항생제를 과도하게 사용하지 않는 것, 항상 약을 복용하고 항생제 낭비를 중단하는 것"이라고 덧붙였습니다.
또한, 새로운 표적 항생제의 개발은 AMR 예방의 또 다른 전선이며, 몇 가지 희망의 조짐이 있습니다 . 벨파스트 퀸스 대학교 의 미생물 학자들은 최근 박테리아가 항생제의 영향으로부터 스스로를 보호하는 방법을 발견했으며, 이는 미래에 새로운 약물 개발로 이어질 수 있습니다. 한편, 런던 킹스 칼리지 의 화학자 들은 새로운 항생제의 생산을 가속화하는 방법을 발견했습니다. 스코틀랜드 스털링 대학교 의 연구원들은 또한 혁신적인 센서 기술과 인공 지능을 사용하여 오염된 물을 표시하는 담수 품질을 모니터링하는 새로운 저비용 시스템을 개발하고 있습니다.
며칠 후, 펜코바는 제 대장균 검사 결과를 알려주었습니다. 제 샘플에는 AMR 증거가 전혀 없었는데, 지금은 좋은 소식입니다. 사람의 장내 미생물군은 역동적입니다. 섭취하는 음식과 음료, 상호작용하는 사람, 방문하는 장소에 따라 변동합니다. 하지만 펜코바는 사람들이 수영을 꺼리게 만들고 싶어하지 않습니다. 그녀는 "사람들이 더 많은 정보를 얻고 수로를 청소하기 위한 변화를 요구할 수 있도록 힘을 실어주고 싶습니다."라고 말합니다.
확인된 대장균 존재가 사람이 수영하는 물과 확실하게 연관이 있다는 것은 아니지만, 펜코바와 같은 과학자들은 그러한 연관성을 정량화하고 의료 및 농업 분야에서 더 강력한 항균제 관리를 장려하기 위해 노력하고 있습니다 . 이는 의사와 수의사가 필수적이고 적절한 경우에만 항생제를 처방하는 것에서 시작되며, 항균제에 반응하지 않는 바이러스 감염을 치료하거나 예방 조치로 처방해서는 안 됩니다.
개인적으로, 절대적으로 필요하지 않는 한 항생제의 기본 사용을 확실히 피할 것이고, 환경에서 AMR에 노출되는 것도 피하기 위해 최선을 다할 것입니다. SAS 안전한 바다와 강 서비스 앱을 통해 오염 예보를 보다 주의 깊게 확인할 것이고, 폭우 후에는 강이나 해안에서 수영하지 않을 것이고 , 욕실 캐비닛에 있는 사용하지 않은 항생제를 지역 약국으로 가져가 안전하게 폐기할 것입니다.
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