항생제는 어떻게 작용할까?
박테리아에 대한 항생 물질은 박테리아를 공격하고 우리 몸의 세포는 공격하지 않는 특징이 있다. 그 이유는 항생제가 박테리아에게만 있는 효소나 구조를 공격하기 때문이다. 즉, 진핵생물의 리보솜과 다른 구조를 가진 박테리아의 리보솜을 표적으로 스트렙토마이신 등의 항생제가 작용한다. 또한, 진핵세포의 세포벽과는 다른 구조를 갖는 박테리아 세포벽은 페니실린이나 반코마이신에 의해 합성이 억제된다.
항생제 내성균－슈퍼박테리아
오늘날 어떤 항생제로도 잘 죽지 않는 박테리아들(슈퍼박테리아)이 많이 발견되고 있다. 항생제가 있는 환경에서 계속 미생물을 키우면 자연 선택 때문에 항생제 내성균이 우점종이 될 수밖에 없다. 그런데 실제로 손 세척 비누, 세탁세제, 동물, 축산농가 심지어는 과수나무에도 항생제가 남용되고 있으므로 항생제 내성균이 많아지는 것이다.
https://simagebank.net/wp/2878/
박테리아의 항생제 내성
Antibiotic Resistance in Bacteria-A Review
https://www.mdpi.com/2079-6382/11/8/1079
배경: 박테리아 간의 다제 내성(MDR)의 세계적인 문제는 매년 수십만 명의 사망 원인입니다. MDR 박테리아의 상당한 증가에 대응하여 가축용 사료 첨가제의 형태뿐만 아니라 2019년 6월 EU 규정의 대상이었던 메타필락시스 및 그 치료를 포함하여 항생제의 사용을 제한하거나 제거하기 위한 입법 조치가 널리 취해졌습니다. 수많은 연구에서 박테리아가 표현형과 유전 전략을 모두 사용하여 항생제에 대한 자연 방어를 가능하게 하고 사용된 항균 화학 물질에 대한 내성을 증가시키는 기전을 유도한다는 것을 문서로 만들었습니다. 이 검토에서 제시된 기전은 인간과 동물의 박테리아 감염과 싸우는 능력을 줄이는 데 큰 영향을 미친다. 또한, 환경에서 다중 내성 균주의 높은 유병률과 공생 식물상 및 식인성 병원체와 같은 병원성을 포함한 다른 박테리아 종 간의 약물 내성 유전자의 전달 용이성(대장균, 캄필로박터 종, 엔테로코커스 종, 살모넬라 종, 리스테리아 종, 포도상구균 종.) 인간과 동물의 박테리아 사이에 다중 저항의 급속한 확산을 선호합니다. 인간과 동물에게 위험한 박테리아 사이에 다중 약물 내성의 광범위한 현상으로 인한 세계적인 위협을 감안할 때, 이 연구의 주제는 인간과 동물로부터 분리된 “식인성 병리학자”라고 불리는 가장 빈번한 박테리아에서 내성 기전을 제시하는 것입니다. 선택된 병원체, 특히 인간에 대한 위험 중 다제 내성과 관련된 글로벌 문제의 중요성을 제시하기 위해이 간행물은 또한 세계 여러 지역에서 선택된 박테리아 중 약물 내성 발생 비율 범위에 대한 통계 데이터를 제시합니다. 병원체 내성의 표현형 특성 외에도 이 검토는 특정 항생제 그룹에 대한 약물 내성 유전자 검출에 대한 자세한 정보를 제공합니다. 원고는 또한 Campylobacter spp., E. coli 또는 Enetrococcus spp와 같은 자체 연구 결과를 제시한다는 점을 강조해야합니다. 이 주제와 박테리아 간의 약물 내성 위험에 대한 데이터 제시는 약물 내성 예방 및 박테리아 제어의 항균 방법에 대한 대안 개발을 구현하는 연구를 시작하는 데 기여할 것입니다.
농업에서의 항생제 사용은 약물 내성 두려움에도 불구하고 급증할 것입니다.
Antibiotic use in farming set to soar despite drug-resistance fears
https://www.nature.com/articles/d41586-023-00284-x
분석에 따르면 항생제 내성의 주요 원인인 동물 사육에서의 항생제 사용은 사용을 줄이기 위한 지속적인 노력에도 불구하고 2020년에서 2030년 사이에 8% 증가할 것으로 예상합니다.
농업에서 항생제의 남용은 항생제로 치료할 수 없는 박테리아 감염의 인간 증가의 주요 동인으로 생각됩니다. 항생제는 가축의 감염을 치료하는 데 필요할 수 있지만, 종종 동물의 성장을 가속하고 붐비고 비위생적인 환경에서 동물의 질병을 예방하는 데 사용됩니다.
많은 정부가 항생제 사용을 줄이기 위한 규칙을 만들거나 시행하기 위해 고군분투하고 있습니다. 예를 들어, 미국과 유럽의 많은 부분을 포함한 많은 국가에서 성장을 촉진하는 항생제의 사용을 금지하지만, 제조업체는 질병을 예방하기 위해 약물을 마케팅하고 있다고 말할 수 있습니다.
파지 요법: 생물학적 메커니즘에서 미래 방향으로
Phage therapy: From biological mechanisms to future directions
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)01461-1
항생제 내성 비율이 증가함에 따라 100년 전에 발견된 박테리아의 자연 포식자인 박테리오파지 (파지) 연구가 활성화되었습니다. 파지를 치료적으로 사용하기 위해서는, 이들은 (1) 바람직하게는 용균이고, (2) 박테리아 숙주를 효율적으로 죽이고, (3) 부작용을 배제하도록 완전히 특성화되어야 한다. 치료 파지를 개발하려면 여러 이해 관계자의 공동 노력이 필요합니다. 본원에서, 우리는 파지 요법의 최신 기술을 검토하여, 생물학적 메커니즘, 임상 적용, 나머지 과제, 및 자연 발생 및 유전자 변형 또는 합성 파지를 포함하는 미래 방향을 다룹니다.
2022년에 항생제 내성(AMR)의 글로벌 건강 영향에 대한 첫 번째 종합 평가에서는 2019년에 4.95백만 명이 AMR과 관련이 있으며 1.2백만 명이 직접 기인하는 것으로 추정되었습니다. 이러한 사망 대부분은 저소득 및 중간 소득 국가에서 발생했으며 4분의 3은 이전에 세계 보건기구 (WHO)에서 우선 병원체로 확인된 6종의 박테리아에 의해 발생했습니다. 이 보고서는 이환율, 사망률 및 장애에 대한 AMR의 규모가 적어도 인간 면역 결핍 바이러스 및 말라리아의 규모만큼 크다는 것을 확인했지만 AMR의 발병률은 COVID-19 대유행 기간 크게 악화하였습니다.
숙주 관련 미생물군집의 멀티스케일 진화 역학
Multiscale Evolutionary Dynamics of Host-Associated Microbiomes
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)30159-4
미생물총의 복합 구성원은 다양한 선택적 압력에 직면하며 숙주에서 지속하도록 적응해야 합니다. 우리는 생물학적 및 비생물적 섭동에 대한 탄력성을 가능하게 하는 숙주 관련 미생물 총의 중첩된 규모에 걸쳐 유전 정보의 진화와 전달을 특성화하는 최근 연구를 강조합니다. 균주 수준에서 우리는 자손 계통에서 적응 정보의 보존 및 다양화를 고려합니다. 지역 사회 수준에서 우리는 생태계에서 별개의 미생물 간의 유전 적 교환을 고려합니다. 마지막으로, 우리는 미생물 군집을 외부 미생물의 침입을 통해 외부 생태계에서 새로운 정보를 습득할 수 있는 개방형 시스템으로 구성합니다.
강력한 경구 항결핵제로서의 천연 제품 유래 세쿼나마이신의 발견
Discovery of natural-product-derived sequanamycins as potent oral anti-tuberculosis agents
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)00102-2
하이라이트
구조 기반 의약 화학은 최적화된 세쿼나마이신 유래 선도 분자인 SEQ-9로 이어집니다.
세쿼나마이신은 고유한 Mtb 마크로라이드 내성을 극복할 수 있는 마크로라이드 항생제입니다.
SEQ-9는 Mtb 리보솜의 메틸화 (내성) 형태에 대한 결합 모드를 조정할 수 있습니다.
SEQ-9는 시험관 내에서 Mtb를 죽이고 결핵 마우스 모델에서 효과적입니다.
요약
약물 내성 결핵의 출현으로 새로운 항결핵제가 절실히 필요하게 되었습니다. 여기에서 우리는 결핵균(Mtb)에 대한 뛰어난 체외 및 생체 내 활성을 가진 세쿼나마이신이라고 하는 일련의 마크로라이드의 발견을 보고합니다. 세쿼나마이신은 에리스로마이신 및 클라리스로마이신과 같은 고전적인 마크로라이드와 유사한 방식으로 리보솜과 상호 작용하는 박테리아 리보솜 억제제이지만 Mtb의 고유한 마크로라이드 내성을 극복할 수 있는 결합 특성이 있습니다. 결합한 억제제를 갖는 리보솜의 구조는 고급 선도 화합물 SEQ-9를 생산하기 위해 세쿼나마이신을 최적화하는 데 사용되었습니다. SEQ-9는 단일 제제로서 급성 및 만성 결핵의 마우스 모델에서 효과적이었으며, 다른 결핵 약물과 함께 쥐 결핵 감염 모델에서 살균 활성을 입증했습니다. 이러한 결과는 약물 감수성 및 약물 내성 결핵에 대한 새로운 요법에 사용될 가능성과 함께 결핵 임상 후보로서 이 시리즈에 대한 추가 조사를 뒷받침합니다.
An overview of the antimicrobial resistance mechanisms of bacteria
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6604941/
항균제에 대한 내성은 전 세계적으로 이환율과 사망률의 주요 원인이 되었습니다. 1900년대에 항생제가 처음 소개되었을 때 우리는 미생물과의 전쟁에서 승리했다고 생각했습니다. 그러나 미생물이 사용된 모든 약물에 대한 내성을 발달시킬 수 있다는 사실이 곧 발견되었습니다. 분명히 대부분의 병원성 미생물은 적어도 일부 항균제에 대한 내성을 발달시키는 능력을 가지고 있습니다. 저항의 주요 기전은 약물의 흡수 제한, 약물 표적의 변형, 약물의 불활성화 및 약물의 활성 유출입니다. 이러한 기전은 미생물 고유의 것일 수도 있고 다른 미생물로부터 얻은 것일 수도 있습니다. 이러한 메커니즘에 대한 더 많은 이해는 감염성 질환에 대한 더 나은 치료 옵션으로 이어지기를 바랍니다.
Antimicrobial Resistance (AMR)
https://www.frontierspartnerships.org/articles/10.3389/bjbs.2023.11387/full
항균제 내성(AMR)은 현재 전 세계적으로 만성적인 공중 보건 문제로 부상하고 있으며 2050년까지 전 세계적으로 연간 1천만 명이 사망할 것으로 예상됩니다. 따라서 숙주 내에서 미생물의 생존을 허용합니다. 현재 위기에 기여하는 두드러진 원인은 항생제의 남용과 오용, 특히 항생제의 부적절한 사용으로 전 세계적으로 항생제 내성 부담을 증가시키는 것입니다. 따라서 항생제의 전 세계 소비 및 사용은 항상 면밀히 모니터링됩니다. 이 리뷰는 UN의 17가지 지속 가능한 개발 목표(SDGs), 하나의 건강 접근법,” 인간, 동물 및 공유 환경 사이의 명확한 연결을 인정함으로써 최상의 건강 결과를 달성하기 위한 다학제적 노력을 통합하는 시스템입니다. 일반 청중의 대중 인식 및 건강 이해력의 중요성은 글로벌 및 지역 실행 계획의 일환으로 더욱 강조되어야 합니다. 항균제 내성은 계속해서 21세기의 주요 글로벌 공중 보건 딜레마입니다. 이미 이 주제는 G7 국가들로부터 상당한 정치적 의견을 받고 있으며 수많은 정치 회의의 의제에 계속 포함되고 있습니다. AMR을 적절하게 다루지 못한 결과는 심오하며, 출산, 수술 및 사지 개방 골절과 관련된 일상적인 감염이 잠재적으로 생명을 위협할 수 있는 항생제 이전 시대로의 회귀로 추정됩니다. AMR 자체는 사회 인류학, 시민 불안/전쟁, 디아스포라, 민족 이주, 정치 체제, 의료, 경제, 인구 및 개인 수준의 사회적 행동, 건강 지식, 지구 기후 사건, 글로벌 여행 및 제약 혁신을 포함한 요인의 축소판을 나타냅니다. 따라서 AMR을 적절하게 다루고 추가 AMR 출현을 막는 데 도움이 되는 솔루션을 찾는 것은 복잡합니다. 성공을 위해서는 현재와 미래에 인간과 동물의 건강을 유지할 수 있는 효과적인 항균제를 세계가 계속해서 충분히 보유할 수 있도록 개인, 지역 사회 및 국가 모두가 함께 노력해야 합니다. 인구 및 개인 수준의 사회적 행동, 건강 문해력, 지리학적 사건, 전 세계 여행 및 제약 혁신 및 투자
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3 replies on “항생제 내성 진화-과학 심화 탐구”
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