COVID-19時代の抗菌薬の有害使用による環境副作用
Environmental side effects of the injudicious use of antimicrobials in the era of COVID-19
www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969720345824
ハイライト
・COVID-19は、新規コロナウイルスSARS-CoV-2によって引き起こされる。
・COVID-19の治療・予防では、抗菌薬の誤用が増加している。
・抗菌剤の負荷が増えると環境に影響が出る。
・廃水インフラや国民の意識改革に投資が求められている。
要旨
新型コロナウイルスSARS-CoV-2によるCOVID-19の治療および予防における抗菌薬の使用が増加している。抗菌薬の使用の増加は、環境に深刻な影響を及ぼす可能性がある。抗生物質は、COVID-19の管理に関して、細菌の共感染において相応の役割を果たしてきた。しかし、最近の証拠は、抗菌薬の不適切な処方があったことを示唆している。さらに、多くの人々がウイルスから身を守るために、誤った試みで抗生物質を自己投薬している。このような行為は、特に発展途上国のコミュニティで広く行われている。一般的な石鹸は、SARS-CoV-2のようなエンベロープ型ウイルスを不活性化するのに有効であるが、今回のパンデミックでは殺生物剤を使用した抗菌製品の使用が増加している。現在の廃水処理技術では、抗菌性殺生物剤を完全に除去することはできない。これらの化合物は、様々な環境コンパートメントに蓄積され、その結果、在来微生物の機能を混乱させる可能性がある。これらの微生物は、元素の生物地球化学的循環や環境浄化に関与している。さらに、環境中に抗菌性元素が存在すると、抗菌性抵抗性を刺激する可能性がある。この問題に対処するためには、具体的なアクションが必要とされている。COVID-19に特化した抗菌政策の策定が急務である。廃水インフラの改善と国民の意識向上のための投資が重要である。さらに、このパンデミックの環境への影響を理解するためには、世界的なモニタリングプログラムと学際的な共同研究が必要である。
キーワード
COVID-19環境中の抗生物質抗菌石鹸抗菌抵抗性(AMR)排水汚染
1. 序論
現在進行中のコロナウイルス病2019(COVID-19と命名)の世界的なパンデミックは、今日の最も重要な健康上の懸念である。この病気は、2019年12月に中国の武漢で最初に報告された。2020年1月30日に世界保健機関(WHO)はこのアウトブレイクを「国際的に懸念される公衆衛生上の緊急事態」と宣言し、2020年3月11日には「パンデミック」として特徴づけられた。2020年6月30日現在、このパンデミックは1,000万人以上に感染し、50万人以上の死者を出している。感染を防ぐためのワクチンの開発や、この病気の治療法の創出が世界的に急務となっている。このパンデミックへの対応として、感染制御と抗菌薬スチュワードシッププログラムが急速に適応されている。
COVID-19はウイルス性疾患であるにもかかわらず(新規コロナウイルス-SARS-CoV-2によって引き起こされる)、COVID-19の治療および予防における抗生物質の使用が増加している(Rawson et al 2020a)。したがって、研究者は、COVID-19が抗菌薬耐性(AMR)の全体的なレベルに及ぼす臨床内影響をますます懸念するようになってきている(Hsu, 2020)。
医学および農業における抗菌薬の過剰使用が、ヒト、動物および環境の健康に対する世界的な脅威であるAMR(薬剤耐性)を駆動させることはよく認識されている(Maillard er al)。 米国疾病予防管理センター(2019)によると、抗生物質使用の最大50%は医学的に正当化されていない。この状況は、規制されていない店頭販売や上下水道のインフラが脆弱な発展途上国のコミュニティでは特に悪化している。例えば、パキスタンで最近発生した腸チフスのアウトブレイクは、医薬品の不適切な使用に加えて、貧しい衛生環境や汚染された水の供給に起因する抗生物質耐性と関連している(Cohen, 2018)。国連の抗菌薬耐性に関する省庁間調整グループ(UN Interagency Coordination Group on Antimicrobial Resistance)による最近の推計(2019)では、AMR疾患が世界で年間約70万人の死亡者を出していることが示唆されている。具体的な行動がなければ、2050年までに死者数は年間1,000万人に達する可能性がある。
このコミュニケーションの意図は、COVID-19の管理が環境に及ぼす影響を強調することである。COVID-19の治療や予防における抗菌薬や個人用衛生用品の不必要な使用に焦点を当てる。これらの問題についての簡単な説明は以下の通りである。
2. 治療用抗菌薬の過剰使用
抗生物質は、COVID-19の管理において、特に細菌性の共感染が疑われる、または確認された細菌性の共感染を治療するために合理的な役割を有する(Rawson et al 2020a)。世界保健機関(WHO)は、抗生物質は、細菌性の共感染が存在する場合を除き、COVID-19を治療する目的で使用すべきではないと助言している(WHO, 2020)。しかし、増加する証拠は、非常に高い割合のCOVID-19患者が不必要に抗生物質で治療されていることを示唆している。二次的な細菌感染の確認が低い(10%未満)にもかかわらず、経験的な抗生物質が90%の患者に処方されていた(Lai et al 2020)。Weiら(2020)はまた、これらの患者では細菌感染の確定的証拠がないにもかかわらず、COVID-19患者の59%で入院時に抗生物質が開始されたことを指摘している。さらに、これらの処方の98%は経験的なものであった。同様に、主にアジアからのCOVID-19症例のデータの非常に最近の別のレビューでは、細菌性または真菌性の感染症を有する患者はわずか10%未満であったにもかかわらず、70%以上の患者が抗菌薬治療を受けていたことが報告されている(Rawson et al 2020a)。さらに、同じ研究では、広範囲の細菌を殺すことを目的とした幅広いスペクトルの抗生物質が投与されていることが分かった。これらの抗生物質の過剰使用は、急性期医療の現場でAMRを刺激しうる(Hsu, 2020; Rawson et al 2020b)。COVID-19に対する可能性のある治療法をめぐる早すぎる誇大広告もまた、抗生物質の処方を急増させる可能性がある。これは、抗生物質アジスロマイシンとヒドロキシクロロキンとの併用で見られ、米国での不足を引き起こしている(Reardon, 2020)。測定されていないが、ウイルスから身を守るために自己治療をするという誤った目的で抗生物質を服用している人が多数いる可能性がある。これは、抗生物質が処方箋なしで簡単に手に入る開発途上国のコミュニティで非常に蔓延している可能性がある。生理活性型のこれらの薬剤の多くは、排水中に排泄され、そこから自然系に流入する可能性がある(Slater er al)。
大量の抗生物質とともに抗生物質耐性菌が廃水に放出されると、AMRやその他の環境への意図しない結果に拍車がかかることになる。世界の水生系における医薬品汚染物質を詳細に調査した最近のレビューでは、最も頻繁に検出される化合物として抗生物質が検出された (Patel et al 2019)。廃水は、非常に高い細菌負荷と亜治療的な抗生物質との組み合わせで特徴づけられるため、AMRの主要なホットスポットであることに留意すべきである(Berendonk et al 2015)。
3. 非治療的抗菌薬の過剰使用
適切な手指衛生は、このパンデミックに対する最初の防御線として認識されている。したがって、COVID-19(WHO, 2020)の広がりを防ぐための影響力のある方法として、少なくとも20秒間、普通の石鹸と水で頻繁に手を洗うことが推奨されている。石鹸には界面活性剤が含まれており、SARS-CoV-2エンベロープの不可欠な部分である脂質膜を溶解し、ウイルスの不活性化につながる。これらの不活性化されたウイルス分子は、その後、ミセル内にカプセル化され、洗い流される(Chaudhary et al 2020)。20秒の洗浄は、石鹸分子がSARS-CoV-2ウイルスの脂質膜を溶解するのに十分な時間を提供する。
市場で入手可能なすべての通常の石鹸は、ウイルスを破壊するために必要な基本的な成分および化学的性質を有する(Chaudhary et al 2020)。一般的な石鹸は、SARS-CoV-2のようなエンベロープされたウイルスを不活化するのに有効であるため、抗菌性石鹸は必要ない(UNESCO, 2020)。米国食品医薬品局(FDA)も同様のことを提唱しており、19種類の抗菌化学物質の危険な影響を認めて、石鹸からの抗菌化学物質の使用を禁止するように動き出した(McNamara and Levy, 2016)。これにもかかわらず、抗菌性の石鹸や消毒剤の使用は、世界的な販売の急激な増加から明らかなように、このパンデミックの間に増加している(Cleaning Matters, 2020)。抗菌製品/石鹸の需要の同様の増加は、2009年の豚インフルエンザの時代に指摘された(Hickman、2009; Slater et al 2011)。
抗菌製品には大量の殺生物剤が含まれており、その結果、排水中の存在が急増している。実際、廃水バイオソリッド(土壌改良剤として土地に適用されるもの)には、石鹸からの抗菌化学物質が抗生物質の濃度よりも数桁高い濃度で含まれている可能性がある(McClellan and Halden, 2010)。これは、生態系に深刻なリスクをもたらし、環境中のAMRの拡散にも影響を及ぼす可能性がある。AMRに加えて、これらの殺生物剤の環境中への残留は、適切な浄化を必要とする大きな環境脅威である(McNamara and Levy, 2016)。さらに、これらの殺生物剤の存在は、微生物の活動に依存する廃水処理プロセスを妨害する可能性がある(McNamara et al 2014)。これらの化合物は、元素の生物地球化学的循環と環境浄化において重要な役割を果たしている在来の生物相の機能を混乱させる土壌システムに侵入する可能性がある(Patel et al 2019)。
4. まとめと提言
抗生物質スチュワードシップの原則は、COVID-19の時代にも引き続き適用され、促進されるべきである(Huttner et al 2020)。しかし、COVID-19に特化した抗菌薬政策の開発が緊急に必要である。そのためには、個人、医療、政策レベルでの協調戦略が不可欠である(Rawson et al 2020b)。
現在の廃水処理技術は、これらの化合物の完全な除去を提供することができないので(Kümmerer et al 2018; Rodriguez-Mozaz et al 2020)、環境中の様々な抗生物質、殺生物剤およびそれらの活性代謝物への私たちの日常的な曝露は避けられなくなる。水の安全性を確保するためには、排水処理を補完する生産源での汚染物質の投入防止が極めて重要である(Kümmerer et al 2018)。しかし、抗菌剤やその他の医薬品の場合の効果的な投入防止には、個人による医薬品やパーソナルケア製品の責任ある使用が必要である。抗菌製品を誤って使用することによる生態学的影響について大衆を教育するために、集中的な情報キャンペーンを開始すべきである。大部分の人々は、パンデミックの結果として、定期的な手洗いの習慣を身につけている。これらの習慣は、パンデミックが治まった後も定着したままである。したがって、パンデミック期間中の抗菌・抗菌製品の望ましくない影響について国民を教育することは、変化を植え付ける最大の機会となる。政府は、衛生製品の広告材料やメッセージがCOVID-19ガイドラインに沿ったものであることを確認すべきである。我々はまた、治療用抗菌薬だけでなく非治療用抗菌薬にも焦点を当て、COVID-19への対応策が環境に与える影響を評価することを研究者に強く求める。