【論文/抗菌薬】Evaluation of the Correspondence between the Concentration of Antimicrobials Entering Sewage Treatment Plant Influent and the Predicted Concentration of Antimicrobials Using Annual Sales, Shipping, and Prescriptions Data(年間販売・出荷・処方データを用いた下水処理場に流入した抗菌剤の濃度と抗菌剤濃度予測値の対応関係評価)

  • 雑誌名:Antibiotics
  • 著者:Takashi Azuma, Takashi Nakano, Ryuji Koizumi, Nobuaki Matsunaga, Norio Ohmagari, Tetsuya Hayashi
  • 掲載年月:2022年4月1日
  • URL:https://www.mdpi.com/2079-6382/11/4/472/htm  

Executive Summary

目的:
薬剤耐性菌の出現と蔓延は地球規模で急速に進行している問題である。これは河川、湖沼、海などの水環境から広く検出される。下水処理場では様々な廃液が濃縮されており、薬剤耐性菌の重要な発生源となる可能性がある。過去の研究では排水中に薬剤耐性菌以外の抗菌剤も検出されているが、この抗菌剤は本来の薬効を保持した未変化体の形で体外に排泄され、下水道を通じて下水処理場に回収される。しかし従来の下水処理場での排水処理では医薬品の化学汚染物質を完全には除去できず、処理水は河川、湖沼、海洋などの水域環境に流入する。残留する抗菌剤は生態系への毒性や人の健康に及び、飲料水源を通じ新たな薬剤耐性菌の発生を促進し、水環境中の微生物への感染を介してヒトへの感染リスクを高める可能性もある。本研究の目的は、都市部の下水処理場流入水中の代表的抗菌薬濃度調査で得られた測定値と、出荷量、販売量、処方量から推定される予測値との対応関係を評価し、排水中の抗菌剤濃度の予測手法の有効性を評価することである。

手法
アンピシリン、セフジニル、セフポドキシムプロキセチル、シプロフロキサシン、クラリスロマイシン、ドキシサイクリン、レボフロキサシン、ミノサイクリン、テトラサイクリンおよびバンコマイシンの10種類の代表的抗菌薬について都市部の下水処理場の流入水中の濃度を調査し、その測定値をNDB(National Database of Health Insurance Claims and Specific Health Checkups of Japan)の出荷量,販売量,処方量から推定される予測値と比較検証した。日本の都市部にある下水処理場から流入する抗菌剤について、季節的・通念的なモニタリング調査を実施、抗菌剤の検出量を算出。調査期間中に調査地域で使用された抗菌剤の使用量を、国内年間販売量、出荷量、NDB統計の3つの統計を用いて推定、各下水処理場使用量から下水処理場流入液中の抗菌剤の予測濃度を算出した。調査で得られた実測値と使用量から推定した予測値との対応関係を検証し、抗菌剤使用に伴う環境負荷の予測手法としての有効性を評価した。

-調査対象:国内外の病院排水、下水、河川水の濃度及び過去の検出頻度の報告と、日本での抗菌薬使用状況から10種類の抗菌薬を調査
サンプル:人口1700万人の日本の淀川流域にある代表的な下水処理場における流入水
時期:2019年-2021年(2019年10月、2020年9月、2021年1月、2021年3月)
-分析方法:固相抽出(SPE)と超高速液体クロマトグラフィー‐タンデム質量分析(UPLC‐MS/MS)の組み合わせ

結果

下水処理場流入液中の抗菌剤検出濃度について、出荷量およびNDBに基づいて算出した予測濃度と実測濃度との対応関係(予測濃度/実測濃度)は概ね一致
出荷量とNDB量で対応比が異なる
下水処理場流入水からはアンピシリン、セフジニル、セフポドキシムプロキセチルは検出されず
販売量による予測濃度と実測濃度は異なる
・シプロフロキサシンは出荷量とNDB量からの推定においても実測濃度が予測濃度の約10倍に

考察
アンピシリン、セフジニル、セフポドキシムプロキセチルが検出されなかったのは、これらが共通のβラクタム構造を持ち、環境中で分解されやすく下水道中で分解されたためと考えられる。販売量による実測濃度と予測濃度が異なる主な理由はクラリスロマイシン、レボフロキサシン、バンコマイシンがジェネリック抗菌薬として多くの製薬会社から販売されているからと推定され、シプロフロキサシンの予測濃度が低いのはヒトの使用だけでなく獣医・畜産分野にも由来(動物の抗菌剤の使用量はヒトの約2倍)していると考えられる。
従って、水環境における抗菌剤の影響に関するリスク評価・管理を行うためにはヒト用抗菌剤に加え、地域特性を考慮した動物用抗菌剤の評価を試みることが重要である。
・日本では臨床の最前線で使用されている新薬の出荷量はその製造・販売に関する特許の関係で公開されていないためNDBの出荷量に関する統計情報は代替がきかず、新規医薬品の評価では実測値と予測値の対応関係を今後改善する必要がある。

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