小さなことを考える

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" マイクロシン - 腸内微生物の生態を研究するスペインの先見性

https://schaechter.asmblog.org/schaechter/2023/10/surrounded-by-antibiotic-resistance-.html
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抗生物質耐性に囲まれて

by Mechas

私たちのほとんどは、抗生物質を使ったことがあるだろう。この "奇跡の薬 "は、感染性細菌が制御不能になるのを食い止め、致命的な感染症から私たちを救ってくれる。しかし、抗生物質が素晴らしい理由は他にもある。天然物である抗生物質は、常に新しい科学的洞察の源である。抗生物質は薬として、抗生物質耐性という新たなパンデミックの原因ともなっている。

ほんの1世紀前には医療用として広く利用されていなかったこの奇跡の薬が、細菌感染で愛する人を失うという苦悩から私たちを解放してくれたという事実を、多くの人はほとんど顧みることがない。しかし悲しいことに、私たちは過去と似たような遠くない未来にゆっくりと向かっている。これは、我々がコントロールしなければならない病原菌の中で、抗生物質耐性が増加しているためである。しかし、この耐性はどこから来て、なぜ脅威と見なされるのだろうか？

図
抗生物質耐性試験： さまざまな抗生物質を染み込ませた白い円盤の上に細菌を並べる。左のような透明な輪は、細菌が増殖していないことを示し、これらの細菌が耐性でないことを示す。右の細菌は、試験した7種類の抗生物質のうち、2種類を除くすべてに完全耐性である。出典 扉絵： Streptomyces roseosporus細胞のコロニーは抗生物質を含む液滴を生成する。出典（画像出典：Scott Chimileski and Roberto Kolter）
現在使用されている抗生物質の多くは、微生物自身によって生産されている。ちなみに、この門にはよく知られた病原体である結核菌も含まれている。この門には、放線菌として非公式に知られている薬物産生微生物群が含まれており、その素晴らしく複雑な生物学も研究されている。胞子形成に至る発生経路から、ゆっくりと成長する生理学、そしてもちろん、特殊な代謝産物の産生まで、その一部は強力な抗菌薬として医療に利用されている。なぜ一部の細菌がこれらの抗菌性代謝産物を産生するのかは完全には解明されていないが、自然界におけるその役割からいくつかの手がかりが得られる。ある場合はシグナル伝達の手がかりとなり、またある場合は感染から宿主を守る。しかし、ほとんどの場合、野生におけるこれらの特殊な代謝産物の役割や産生は謎のままである。

わかっているのは、抗生物質を産生する微生物は、これらの分子の毒性作用から身を守るための耐性遺伝子をもっているということだ。これらの遺伝子の多くは、病院の耐性病原体に見られる遺伝子と疑わしいほど似ている。これはもちろん、抗生物質耐性遺伝子の起源である可能性を示している。しかし、なぜこのような遺伝子が、患者の治療によって1種類または数種類の抗生物質に耐性を示すことが多い臨床現場で生まれるのだろうか？その答えもまた不完全だが、進化に根ざしている。

一つは、抗生物質の生産量と環境への放出量の両方が増加していることである。環境中では、抗生物質が微生物にプレッシャーを与え、耐性遺伝子を持つ微生物を選択する。そしてこれらの微生物は他の場所に移動し、不注意にも世界中に耐性遺伝子を拡散させてしまう。第二に、これらの遺伝子の一部は、水平遺伝子移動によって他の細菌に移動し、微生物全体にこれらのマーカーを効果的に分布させることができる。そうすることで、環境中にすでに存在する抗生物質耐性遺伝子の貯蔵庫に、その集団に内在するものもあれば、汚染された抗生物質によって選択されたものもある。抗生物質に対する耐性遺伝子は、内在性、後天性ともに、汚染された下水処理場から手つかずの極地まで、環境中に広く存在している。したがって、私たちは抗生物質耐性遺伝子を持つ多くの微生物に囲まれている。病院内で見られるように、抗生物質に遭遇した場合、他の敏感な細菌が死滅する一方で、彼らはすでに繁殖を可能にする防御手段で武装しているのである。

抗生物質耐性は現実のものであり、懸念すべきものであるが、それは微生物の進化に関する我々の意図しない実験の結果でもある。耐性菌の増加にどう対抗するかは、また別の問題である。それには、個人の行動と、生産と使用をコントロールするための世界的な努力の両方が必要である。このような世界的な戦略を強化するのは、微生物に比べれば遅々として進まない。微生物たちは、結局のところ、生き残るために進化するという、自分たちが最も得意とすることをすることで効率的に対応しているのだ。

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投稿日 10月 09, 2023｜午前 01:18 カテゴリー: Ecology, Evolution, Pathogens｜パーマリンク

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