[논문]국내 환경 중 항생제 내성균의 발생 동향

정윤희

제안 방법

연구를 위해서 무항생제농가 6곳, 충북, 전북, 경기 지역의 일반축산농가에서 무항생제농가로 시스템을 전환하는 과정에 있는 농가 5곳을 대상으로 4월, 6월, 8월 3차에 걸쳐 총 990개 샘플에 대해 실시하였으며 직장과 분변, 사료, 환경토양, 하천, 종사자 손에서 내성균 영향, 돈사내 벽, 음수를 대상으로 위생을 평가하였다. 또한 등급판정소 통계, 국립농산물품질관리원의 가축통계 등과 무항생제농가 및 전환농가의 기초자료를 비교하여 항생제사용과 관련된 축산시스템을 비교하였다. 무항생제농가 및 전환농가의 항생제 내성률이 2006년 실시한 수의과학검역원 보고서의 결과와 비교하였을 때 E.
2007년 축산환경의 내성조사 및 영향평가에 대한 연구를 하였다. 연구를 위해서 무항생제농가 6곳, 충북, 전북, 경기 지역의 일반축산농가에서 무항생제농가로 시스템을 전환하는 과정에 있는 농가 5곳을 대상으로 4월, 6월, 8월 3차에 걸쳐 총 990개 샘플에 대해 실시하였으며 직장과 분변, 사료, 환경토양, 하천, 종사자 손에서 내성균 영향, 돈사내 벽, 음수를 대상으로 위생을 평가하였다. 또한 등급판정소 통계, 국립농산물품질관리원의 가축통계 등과 무항생제농가 및 전환농가의 기초자료를 비교하여 항생제사용과 관련된 축산시스템을 비교하였다.
2003년 축산환경 중의 항생제 내성균 모니터링에서는 전국 5개도(경기도, 강원도, 충청도, 전라도, 경상도)에서 소, 돼지, 닭 농장 각각 10곳을 무작위로 선정하여 분변, 퇴비, 지하수, 농부 손 및 그 주위 환경인 하천, 토양에서 샘플을 채취하여 대장균, 살모넬라균, 캄필로박터균, 장구균, 황색포도상구균을 분리하였다. 이들 균주에 대해 항생제 감수성검사를 실시하여 항생제 내성률, 내성패턴 등 내성균의 오염실태 및 균들 간의 내성 패턴 등을 연구하였다. 모니터링 결과 축산환경에서 분리된 균의 한 가지 이상의 항생제에 내성률은 E.
한국소비자원에서는 항생제 내성균에 대한 대책 마련을 촉구하기 위해 국민 섭취빈도가 높은 식품에 오염돼 있는 식중독균 및 대장균군에 항생제 내성균의 분포에 대한 모니터링 시험을 2001년 6월부터 2002년 5월에 걸쳐 실시한 바 있다. 조사는 육류, 어류, 야채류 및 가공식품 등 8개 식품군 18품목 212종을 대상으로 해당 식품에 오염돼 있는 식중독균 및 대장균군들을 분리하여 이들이 어떤 항생제에 어느 정도 내성을 가지고 있는지를 알아보는 방법으로 진행하였다. 그 결과 시험대상 식품에서 검출(63%)된 대장균군 중 93%가 항생제 내성을 가지고 있는 것으로 나타났다.

대상 데이터

2%(14균주)였다. 그리고 환경 중에서 VREF 2개 균주를 분리하였다. 모니터링 결과를 분석하여 보면 소 농장 환경에서 분리한 균이 돼지나 닭 농장 환경에서 분리한 균보다 내성률이 낮게 나타나 항생제 사용량과 관계가 있는 것을 추측할 수 있었으며, 전체적으로 분리된 균의 내성률이 임상에서 분리되는 균의 항생제 내성률에 비해서는 낮게 검출되었다.

성능/효과

특히 폐렴구균 내성은 세계에서 가장 높은 수준인데 예를 들면 페니실린의 경우 77%가 내성을 지녔으며 이 수치는 다른 선진국에 비해 5-7배 높은 편이다.¹⁾ 더욱이 일반 지방 병원에서 검출되는 있는 포도상구균의 77%가 메티실린에 내성을 지니고 있다.²⁾
2005년 의료 환경 중의 항생제 내성균 모니터링에서는 전국적으로 400병동 이상의 규모 13개 병원에 대해서 의사, 간호사, 간병인 또는 보호자, 환자의 손과 비강, 화장실 벽면, 침대 높낮이 조절대, 문고리, 공기, 의료인 키보드 등 총 1334샘플을 채취하고, 의료 환경에서 분리한 균과 일반인 및 지역 환경에서 분리한 균의 내성률의 차이가 있는지를 알아보기 위하여 각기 다른 장소의 지역에 있는 일반인 160명의 비강과 손과 70개의 키보드에서도 총 390샘플을 채취하여 전체적으로 1724개의 검체를 대상으로 실험을 하였다. 2003년 축산 환경, 2004년 수산 환경의 결과와 비교하여 보면 항생제를 집중적으로 사용하고 있는 의료 환경에서 분리된 균의 내성률, 다제 내성률이 높게 나타났으며, 특히 MRSA(Methicillin Resistant Staphylococcus aureus)만 비교하여도 축산 환경에서 분리한 균들에서는 MRSA가 한 균주도 나오지 않았고 수산 환경에서 분리된 균들에서 2균주 5.1%가 나타났으며 금년도에 실시한 의료 환경 및 일반인에서는 181균주 25%의 높은 검출률을 보였다. 축산과 수산 환경에서보다 집중적으로 항생제를 많이 사용하고 또항생제에 많이 노출되어 있는 의료 환경에서 높은 검출률이 나타난 것으로 추측된다.
조사는 육류, 어류, 야채류 및 가공식품 등 8개 식품군 18품목 212종을 대상으로 해당 식품에 오염돼 있는 식중독균 및 대장균군들을 분리하여 이들이 어떤 항생제에 어느 정도 내성을 가지고 있는지를 알아보는 방법으로 진행하였다. 그 결과 시험대상 식품에서 검출(63%)된 대장균군 중 93%가 항생제 내성을 가지고 있는 것으로 나타났다. 특히 4종류 이상의 항생제에 대한 내성을 가진 “다제 내성균”이 12%나 되었다.
특히 4종류 이상의 항생제에 대한 내성을 가진 “다제 내성균”이 12%나 되었다. 또한 일부 식품에서 검출된 식중독균들의 내성률은 최저 56%에서 최고 100%에 이르는 것으로 나타나 상당히 심각한 수준임을 알 수 있었다.⁵⁾
내성균에 대한 몇 가지 사례를 살펴보면, 메티실린과 그 외 다른 항생제에 저항성을 가지는 황색포도상구균(Staphylococcus aures)이 출현하게 되었다. 메티실린에 내성을 가진 황색포도상구균(MRSA: Methicillin Resistant Staphylococcus aures)에 의한 감염이 증가하면서 이 감염에 대해 효과적으로 치료할 수 있는 약이 많이 제한되었다.
이들 균주에 대해 항생제 감수성검사를 실시하여 항생제 내성률, 내성패턴 등 내성균의 오염실태 및 균들 간의 내성 패턴 등을 연구하였다. 모니터링 결과 축산환경에서 분리된 균의 한 가지 이상의 항생제에 내성률은 E. coli 69.4%(137균주), S. aureus 78.6%(33균주), C. jejuni/coli 100%(13균주), E. faecium/faecalis 82.1%(183균주)였다. 또한 4계열 이상의 항생제 내성이 있는 다제내성률은 각각 19.
그리고 환경 중에서 VREF 2개 균주를 분리하였다. 모니터링 결과를 분석하여 보면 소 농장 환경에서 분리한 균이 돼지나 닭 농장 환경에서 분리한 균보다 내성률이 낮게 나타나 항생제 사용량과 관계가 있는 것을 추측할 수 있었으며, 전체적으로 분리된 균의 내성률이 임상에서 분리되는 균의 항생제 내성률에 비해서는 낮게 검출되었다. 그러나 하천, 토양, 농부손, 지하수 등에서 분리된 균의 항생제 내성 획득 결과는 동물의 분변 등 환경관리에 대한 좀 더 많은 관심과 정책이 필요할 것으로 사료된다.
이러한 현실에서 항생제를 사용하지 않고 양돈 농가를 운영한다는 것은 거의 불가능한 것으로 인식되어 있으나 현재 무항생 양돈 시스템을 적용하는 농가의 운영 현황을 일반농가들과 비교하여 평가해 본 결과 MSY, 폐사율 등 생산성에 관련된 지표와 품질등급 등이 무항생 양돈 시스템을 운영하는 농가에서 더 우수한 것으로 조사되었다. 무항생제농가와 전환농가, 일반농가의 환경을 비교하여 본 결과 무항생제농가와 전환농가의 항생제 내성률은 일반농가에 비해 낮게 조사되었으며 생산성 및 수익성에서도 일반농가보다 우수한 것으로 평가되었다. 다만, 전환농가의 경우 폐사율 등 일부 지표에서 일반농가보다 좋지 않은 결과를 나타냄으로써 무항생 양돈 시스템이 완전히 구축되기 전까지 일부 시행착오를 겪는 것으로 보인다.
2004년 수산 환경 중의 항생제 내성균 모니터링에서는 육상 수조식 양식장, 해상 가두리 양식장, 내수면 양식장, 어민 손 등 총 335샘플에 대해서 실험을 했다. 수산 환경에서 분리한 균과 2003년 축산 환경에서 분리한 균의 항생제 감수성시험 결과를 비교해 보면, E. faecalis와 E. faecium의 경우 축산환경에서는 한 가지 이상의 항생제에 내성을 가지고 있는 균이 82.1%이며 다제 내성률은 6.2%였는데 수산 환경에서 분리한 균은 91%, 10.8%으로 나타났고, S. aureus는 축산환경에서 분리한 균이 한 가지 이상의 항생제에 내성을 가지고 있는 균이 78.6%이며, 다제 내성률은 11.9%였는데, 수산 환경에서는 96.9%, 7.7%였다. E.
2006년 하천 환경 중의 항생제 내성균 모니터링에서는 한강유역 금강유역, 낙동강유역, 영산강유역 4개 권역 하천 샘플과 하수종말처리장은 경기도, 강원도, 충청도, 전라도, 경상도 지역 총 21곳에서 각각 축산폐수 유입수(축산폐수가 하수종말처리장으로 투입되는 지점), 축산폐수 방류수(투입 된 축산폐수가 처리되어 중간처리장으로 나가는 지점), 생활하수 유입수(생활하수가 하수종말처리장으로 투입되는 지점), 최종방류수(하수종말처리장에서 최종 처리되어져 주변하천으로 방류되는 지점) 총 128샘플을 채취하여 연구하였다. 연구결과 전체 하천유역에서 분리된 E. faecalis의 경우, 하천유역에서는 다제내성균이 검출되지 않았지만 축산폐수 유입수 71.8%, 축산폐수 방류수 52.2%, 생활하수 유입수 20.8%, 최종방류수에서 16.2%가 검출되었고, E. faecium은 하천유역에서 4.0%, 축산폐수 유입수 22.2%, 축산폐수 방류수 31.8%, 생활하수 유입수 15.8%, 최종방류수에서 11.8%가 검출되었다. S.
축산과 수산 환경에서보다 집중적으로 항생제를 많이 사용하고 또항생제에 많이 노출되어 있는 의료 환경에서 높은 검출률이 나타난 것으로 추측된다. 이들 MRSA의 Oxacillin(OX) MIC는 의료 환경 내에서 분리된 총 181균주의 MRSA의 MIC는 16㎍/㎖ 11균주, 32㎍/㎖ 40균주, 64㎍/㎖ 56균주, 128㎍/㎖ 3균주, 256㎍/㎖ 27균주, ＞256㎍/㎖ 44균주이고, 수산 환경 내에서 분리된 2균주는 32㎍/㎖였다. 의료 환경에 연구 사업을 실시하면서 항생제 내성균의 비율이 높을 것으로 의사와 간호사 그룹에 대해서 예상했으나 이번 사업 결과 두드러지는 것은 환자와 그 보호자에서 분리한 균이 내성률이 높다는 것이다.
국내에서 축산용 항생제는 돼지의 질병 치료와 예방목적으로 주로 사용되고 있다. 이러한 현실에서 항생제를 사용하지 않고 양돈 농가를 운영한다는 것은 거의 불가능한 것으로 인식되어 있으나 현재 무항생 양돈 시스템을 적용하는 농가의 운영 현황을 일반농가들과 비교하여 평가해 본 결과 MSY, 폐사율 등 생산성에 관련된 지표와 품질등급 등이 무항생 양돈 시스템을 운영하는 농가에서 더 우수한 것으로 조사되었다. 무항생제농가와 전환농가, 일반농가의 환경을 비교하여 본 결과 무항생제농가와 전환농가의 항생제 내성률은 일반농가에 비해 낮게 조사되었으며 생산성 및 수익성에서도 일반농가보다 우수한 것으로 평가되었다.
9%의 다제내성균이 검출되었다. 전반적으로 하천유역에서 분리된 균주의 다제내성률보다 하수종말처리수의 다제내성률이 높은 것으로 나타났다. 시험결과에서 보이듯이 하수종말처리장에서 축산폐수 안에 오염되어 있는 다제내성균을 감소시키기는 하지만 외국의 연구결과처럼 우리나라에서도 하수종말처리 과정을 거친 물이 하천으로 들어가 다제내성균으로 오염시키는 것으로 나타났다(Iwane T.

후속연구

모니터링 결과를 분석하여 보면 소 농장 환경에서 분리한 균이 돼지나 닭 농장 환경에서 분리한 균보다 내성률이 낮게 나타나 항생제 사용량과 관계가 있는 것을 추측할 수 있었으며, 전체적으로 분리된 균의 내성률이 임상에서 분리되는 균의 항생제 내성률에 비해서는 낮게 검출되었다. 그러나 하천, 토양, 농부손, 지하수 등에서 분리된 균의 항생제 내성 획득 결과는 동물의 분변 등 환경관리에 대한 좀 더 많은 관심과 정책이 필요할 것으로 사료된다.
하지만 이러한 난관을 극복한 무항생 양돈농가가 있는 현실을 볼 때 일부에서 말하는 무항생 양돈 시스템이 비현실적인 것은 아니다. 따라서 무항생 양돈 시스템 정착과 제도적 뒷받침을 통한 확산은 국내 항생제 내성률의 저하 및 질 좋은 축산물 생산에 기여할 것으로 보인다.
불필요하게 항생제를 사용하는 것이 결코 이득이 되지 않는다는 것을 명심하고 꼭 필요할 때 수의사 처방으로 항생제를 주는 시대가 빨리 오기를 바란다. 마지막으로 어쩔 수 없이 사용되는 항생제로 인해 항생제나 항생제 내성균이 자연으로 돌아가서 또 다른 문제를 만들어 우리에게 돌아오지 않도록 환경관리를 잘하고 축산 분뇨 등의 재활용에도 깊은 관심을 갖는 것이 필요할 것이다.
이런 균들은 빠르게 증식할 뿐만 아니라 내성유전자가 다른 세균에게로 전달되어 내성균의 생성은 기하급수적으로 증가된다. 만약 내성을 가진 병원성 세균이 사람이나 동물에 감염되면 내성을 가지고 있는 항생제로는 치료가 불가능하므로 이와 다른 항생제나 더 강력한 항생제를 사용해야 할 것이다. 이로 인해 현재까지 개발된 어떤 항생제로도 치료할 수 없는 슈퍼박테리아까지 등장하게 되는 심각한 상황을 맞이하게 되었다.
aureus의 MRSA가 가축보다는 사람으로부터 기인한다는 것을 말해주고 있다. 전체 하천환경에서 분리된 항생제 다제내성률의 결과, 축산폐수에서의 항생제 내성률이 높은 것으로 보아 축산환경에서의 항생제 사용을 줄이는 전국적인 캠페인이 필요할 것으로 보이며, 또한 항생제 사용을 줄이고, 축산 환경을 개선하는 것이 경제적으로나 국민 보건적으로 도움이 된다는 결과를 도출할 수 있는지에 대한 구체적인 연구가 필요하며, 이와 관련한 연구사업도 추진할 필요가 있는 것으로 사료된다.

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