廃水は抗生物質耐性の早期警告システムになる可能性があります

下水の監視は、早期発見と抗微生物耐性の拡散の追跡に使用される可能性があり、これは健康に対する主要なグローバルな脅威の一つであると、欧州委員会の環境総局が発表した科学的分析によると述べています。この方法は、下水のサンプル中の抗生物質に対する耐性を持つ細菌に遺伝子を特定することを可能にし、地域的な発生がどこで発生しているか、耐性がコミュニティ間でどのように循環しているか、そしてどのような衛生的、社会的、環境的要因がその拡散を助長しているかを示すことができます。

要するに、COVID-19の追跡に広く使用されている下水の監視は、抗微生物耐性に関連する遺伝子の検出と高リスク地域の迅速な特定のために拡張される可能性があります。この分析は、これらの遺伝子の豊富さと多様性と、下水道インフラ、清潔な水へのアクセス、抗生物質による汚染、社会経済的および健康的条件との関連を示しています。このシステムは、単一の建物から都市全体まで適用可能で、病院、農場、製薬工場、そして市の下水道ネットワークなどのソースを監視することができます。広範な実施には、高度な遺伝子配列決定、標準化されたサンプリング、地域間で比較可能な分析、そしてデータの機密性と交換に関する明確なルールが必要です。研究は、One Healthアプローチに下水の監視を統合することを推奨しており、これは人間、動物、そして生態系の健康を一つの枠組みで扱い、すでに抗微生物耐性に対抗するためのEUの方向性の一つとなっています。

抗微生物耐性は、微生物がそれに対して使用される薬剤に効果的に反応しなくなるときに発生します。細菌の場合、これは抗生物質をより効果が薄いものにしたり、使用不可能にしたりし、治療可能な感染症を制御が非常に困難な医療問題に変えてしまいます。委員会が提示した分析は、抗微生物耐性が2050年までに年間約191万人の死亡と関連している可能性があるという推定を示しています。

この現象に対抗する上での主要な課題の一つは、耐性の出現と拡散が病院だけで発生するわけではないということです。細菌や耐性遺伝子は、水、食品、農場、廃棄物、下水道、そしてさまざまな経済活動を通じて人間、動物、そして環境の間で循環しており、患者にのみ焦点を当てた医療監視システムではこの現象を観察することが困難です。

下水に基づく監視は、このサーキットのより大きな部分を観察する機会を提供します。下水から収集されたサンプルは、多くの人々とさまざまなソースからの生物学的材料を含んでおり、遺伝子分析は微生物が特定の抗生物質に耐えることを可能にする遺伝子を検出できます。

この方法は、COVID-19のパンデミックの際に公衆に知られるようになり、下水の分析がすべての症例が個別に診断される前にコミュニティ内でのウイルスの循環を検出するために使用されました。現在分析されている研究は、同じインフラと経験が抗微生物耐性に適応できることを支持していますが、遺伝的問題は単一のウイルスの追跡よりも複雑です。

特定の病原体を検出する代わりに、抗微生物耐性の監視は、非常に多くの遺伝子とそれらが出現する組み合わせを特定することを含みます。抗生物質に対する耐性遺伝子は、さまざまな微生物の間で循環し、新しい遺伝的宿主に移行する可能性があり、リスク評価と結果の解釈を複雑にします。

DG環境が引用した分析は、異なる環境や異なる地理的地域で繰り返し検出された49の耐性遺伝子を特定しています。これらの遺伝子の広範な存在は、持続的な地域的循環の可能性と国際的な拡散能力の両方を示唆しています。

これらの遺伝子の分布は均一ではありません。分析された研究は、耐性遺伝子の量と多様性と、コミュニティの社会経済的、衛生的、環境的条件との間に強い関連性を示しています。下水道インフラ、清潔な水へのアクセス、医療サービスの質、そして抗生物質による汚染のレベルは、下水中で特定された耐性プロファイルに影響を与える可能性があります。

したがって、監視は既存の問題を測定するためのツール以上のものになる可能性があります。繰り返しの標準化されたサンプリングの使用は、時間の経過に伴う変化を特定し、新しい遺伝子の出現や既知の耐性形態の急速な増加を検出することを可能にするかもしれません。

このような信号は、地域的な介入に使用される可能性があります。特定の耐性形態の異常に高い濃度が特定された地域では、保健当局がその源を調査し、情報が抗生物質の処方に関する決定や拡散を制限するための措置に貢献する可能性があります。

監視は非常に異なるスケールで実施できます。サンプルは、単一の不動産、病院、農場、工業施設、地区、または下水道ネットワーク内の収集地点に応じて、都市全体を表すことができます。

この柔軟性は、ソースの差別化も可能にします。病院からの下水は、抗生物質の集中的な使用と医療環境に関連する耐性微生物の循環を反映する可能性がありますが、農場からのサンプルは、獣医学における抗微生物の使用によって影響を受けた他の遺伝的プロファイルを示す可能性があります。

製薬施設は、別の可能なソースを表します。抗生物質やその残留物が水中に放出されると、環境中の微生物に対して選択圧を生じさせ、耐性の発展と維持を助長する可能性があり、したがって、汚染の監視は同じ健康問題に関連する可能性があります。

この関連性は、なぜ抗微生物耐性がOne Healthアプローチで扱われるのかを説明しています。この概念は、人間、動物、そして生態系の健康は、同じ生物学的エージェントと環境圧力がこれらの領域間で循環するため、別々に管理することはできないという事実に基づいています。

EUにとって、One Healthは、公衆衛生、獣医学、農業、環境保護の政策を調整する枠組みを表します。下水の監視は、耐性がソースとコミュニティ間でどのように移動するかに関する共通のデータセットを通じて、これらの分野を接続することを可能にします。

分析は、衛生インフラが不十分で、抗生物質による汚染が高く、医療サービスへのアクセスが制限されている地域で、この方法が特に関連性があると考えています。まさにこれらの地域では、中央集権的な下水道ネットワークの欠如が代表的なサンプルの収集をはるかに複雑にするため、実施が最も困難です。

この矛盾は、抗微生物耐性の監視におけるグローバルな不平等を強調する可能性があります。最も高い曝露リスクを持つコミュニティは、同時に最も少ないデータと最も低い監視技術能力を持つコミュニティでもあります。

この問題には環境正義の次元もあります。適切な下水道と清潔な水へのアクセスがない人口は、耐性を持つ細菌や遺伝子を含む汚染水に接触するリスクが高く、同じコミュニティの多くは洪水、極端な気温、そして気候変動の他の影響に対しても脆弱です。

このような出来事は、微生物の循環を変える可能性があります。洪水は下水を水源や居住環境と混合させ、高温は微生物の生存や遺伝子の交換に影響を与え、耐性の制御をさらに複雑にします。

下水の監視を運用システムに変えるには、定期的なサンプル収集以上のことが必要です。遺伝子分析は、耐性遺伝子、優先病原体、そして各サンプルに存在する遺伝的多様性を特定する必要があり、結果は他の地域のデータや医療、農業、環境に関する情報と比較される必要があります。

重要な技術的障害は、特定の耐性遺伝子を保持する微生物を特定することです。下水中の遺伝子を検出することは、自動的にそれを保持する細菌種を示すわけではなく、またそれが人間の感染を引き起こす可能性がどれほど高いかを示すわけでもないため、リスク評価の精度が制限されます。

標準化も別の問題です。異なる都市から得られた結果は、サンプルが異なる方法で収集され、異なる配列決定技術を使用し、または互換性のない方法で分析されている場合、信頼性を持って比較することはできません。

このため、研究の著者は、サンプリング、バイオロジカルマテリアルの処理、遺伝子配列決定、データの解釈に関する共通の国際基準を推奨しています。グローバルなシステムは、進化や遺伝的変化が観察されるために、監視が十分に長く維持される必要があるため、長期的な投資も必要とします。

データ保護に関する問題も発生します。大規模な市のシステムからのサンプルは、個別の特定が難しいほどの十分な人口を表しますが、非常に小さな建物やコミュニティからのサンプルは、特定の条件下で敏感なデータを推測することを可能にする情報を含む可能性があります。

研究は、機密性、同意、データ管理、そして結果が公に伝えられる方法に関するルールの策定を推奨しています。これらの基準は、病院、コミュニティ、または地域の監視がスティグマを生み出したり、個人を間接的に特定することを避けるために必要です。

遺伝データは、当局が利用できる情報に変換される必要があります。数千の配列を検出することは、自動的に公衆衛生の決定を生み出すわけではなく、分析は環境データと臨床、農業、製薬に関する情報を組み合わせる必要があることを強調しています。

このようなシステムは、下水中の特定の耐性遺伝子の増加と抗生物質の処方、病院の活動、農業の慣行、または工業施設からの汚染との関連を特定することを可能にするかもしれません。

提案された優先事項には、監視のための専用資金、リソースが限られた地域でのパイロットプログラム、方法論のための国際基準、そして遺伝子分析をよりアクセスしやすく、さまざまな下水道インフラで適用しやすくするための技術への投資が含まれます。

最終的な目標は、監視が早期警告システムとして機能できるようにすることです。特定の地域で新しい遺伝子を特定したり、それが他の微生物に移行するのを観察することは、その耐性形態が人間の感染で一般的になる前に介入を可能にするかもしれません。

分析は、下水の監視が臨床テスト、病院の監視、または抗生物質の使用の管理を置き換えることができるとは主張していません。むしろ、環境からの情報が人間と動物からのデータを補完するより広いシステムへの統合を提案しています。

DG環境が提示した結果は、研究者ホセ・ルイス・バルカザールによる展望記事と文献分析に由来しています。この資料は、欧州委員会によって採用された新しい政策を表すものではなく、抗微生物耐性のための下水の監視に関する欧州の義務的なシステムの創設を発表するものではありません。

委員会はまた、この資料が単一の研究を要約しており、独立した研究の意見や結論が欧州委員会の制度的立場を必ずしも表すものではないことを明記しています。他の研究は異なる結論に達する可能性があります。

抗微生物耐性は、微生物に対して使用される抗生物質や他の薬剤の効果を低下させ、One Healthの分野における欧州の優先事項の一つです。このアプローチは、人間と獣医の健康を農業や生態系の保護と調整することを目指しており、抗微生物の使用と拡散は単一のセクターに限定されることはありません。

下水の監視は、COVID-19のパンデミックの間に大幅に拡張され、下水の分析がコミュニティレベルでのウイルスの循環傾向を特定することを可能にしました。現在提示されている研究は、抗生物質に対する耐性遺伝子に同じ論理を使用することを提案していますが、より複雑な遺伝的および分析的ツールを使用しています。

このようなシステムを長期的な戦略に統合するには、国際的な調整、共通の基準、そして持続的な投資が必要です。目指すべき利点は、新しい遺伝子が他の微生物、地域、そして人口に拡散する前に、新たな耐性を検出することです。