での殺菌剤と農薬の生産
Sapec作物保護、ポルトガル
農業用途は、複数のヒトの細菌感染症にまたがって薬剤耐性を生み出し、1年に23,000-100,000アメリカ人を殺し、そして増加する量の抗生物質で 海外で適用 700,000の人々 世界中で。
今すぐ 菌類の 種、 カンジダオーリス、持っている 発展した 多剤 そして、世界中の人々の間で急速に広がっています（図を参照）。 CDCはの90％を報告します C.アウリス 感染症は、1つの抗真菌薬と2つ以上の30％に耐性があります。
国によるC.auris事件。 CDCから（2019）
2月の時点でCDCによって報告されたカンジダ・オーリスの臨床例28、2019：米国の州による。 CDCから（2019）
C.アウリス、 a 酵母、 1カ月以内に血流感染症を患う人の最大40-60％まで、病院、診療所、介護施設の免疫低下患者を驚異的なクリップで殺害しています。
感染した人と死んだ人の部屋では、真菌は根絶のためのほとんどすべての試みに対して過渡的に見えます。 真菌はできます 生き残る エアロゾル化された過酸化水素の床から天井へのスプレーでさえ。
何年も前に150が対処した無菌性の無菌性の無菌性を治療するために、薬剤耐性菌がどのように現代の病院を悩ませているのでしょうか。
それがますます明らかになってきています C.アウリスの耐性、そして他の多くの真菌種の耐性は、産業用農業における殺菌剤の大量適用に由来します。 これらの化学物質は抗真菌薬の分子構造に近いものです。
作物全体- とりわけ、熱、バナナ、大麦、リンゴ - 殺菌剤は、それらが患者に投与された薬物に対しても耐性がある病院へと向かう耐性株を選択する。
酵母耐性の経路
最近マシューフィッシャーと同僚 分類された 殺菌剤の6つの主要なクラス、すべて ほとんど使われません 2007の前に米国中西部で。
アゾール & モルフォリン ターゲットにする エルゴステロール生合成経路 これは真菌細胞の原形質膜を生成する。 の ベンズイミダゾール 真菌と干渉する 細胞骨格、 セルの組み立てを防ぐ 微小管 ストロビルリン & コハク酸デヒドロゲナーゼ阻害剤 より生理学的な経路をとる 電子伝達チェーン ミトコンドリア の アニリノピリミジン ミトコンドリアシグナル伝達経路を標的とすると思われる。
カンジダオーリス 持っています 進化 以下を含む一連のアゾール系抗真菌薬に対する耐性 フルコナゾール、 他のアゾールに対する感受性がさまざまである アムホテリシンB、 & エキノカンジン。 で使用されるアゾール 両言語で 作物保護と医療設定は、 広域殺菌剤 特定の種類をターゲットにするのではなく、広範囲の真菌を消滅させる。
この分野では、真菌と殺菌剤はどのようにしてお互いを見いだしましたか。
C.アウリス、 CDCのTom Chillerとして、何千年もの間、長い間循環していた可能性が高い 仮説を立てる、 70の東京の病院で2009歳の日本人女性の外耳道から最初にヒトで分離された 特定され） 後の単離は酵母が血流感染が可能であることを見出した。
感染源を特定するために、国際チーム 配列を決定 パキスタン、インド、南アフリカ、ベネズエラ、2012〜2015の各病院から集められた耐性分離株。
予想に反して、チームは発散していることがわかりました アミノ酸置換中でアゾール耐性に関連する ERG11 一塩基多型- のうちの1つ いくつかの そのようなSNP - 4つの地理的地域にまたがる。 それらは同じ株ではなく、各耐性表現型が独立して出現したことを示している。
言い換えれば、株 距離によって分離 お互いから、それらがさらされていた殺菌剤へのユニークな解決策を進化させました。
それは、さまざまな被ばくへの分子の適応を示すかもしれません。 しかしそれはまた分野の殺菌剤へのそのような広い露出に対応して、各菌株を示すかもしれません 進化 問題に対する独自の解決策
菌類はしませんが 水平転送 それらの遺伝子は、ウイルスやバクテリアが行う速度で、患者や真菌の移動も同様であり、後者は 農業貿易、 どの地域でも循環する殺菌剤耐性の多様性を高めるのに役立ちます。
第二チーム 特定され イギリスの比較的制限された範囲内の異なる国際的起源の複数の遺伝子型。 近くの地図が示すように、3番目のチーム 特定され 米国の場合も同様です。
しかし、旅行関連の事件以外に、すべての事件が海外からの株に由来するのかどうかは明らかではない。 例えば、国内の農業従事者の間で真菌負荷の基準がなければ、内因性の供給源が依然として可能性がある。
米国におけるCandida aurisクレードの分布 （A）コロンビア、インド、日本、パキスタン、韓国、南アフリカ、ベネズエラ、および米国における米国の臨床症例からのマーカー単離物の最大の倹約系統樹。 （B）クレードによる米国の臨床症例の頻度。 （C）紹介されたクレードの系統地理学。 実線は、海外で医療を受けたことが知られている患者に関連する紹介を示しています。 Chowらから適応。 （2018）
複雑さを増すために、それによって抵抗が現れる複数のメカニズムも現れます。
ドミニクサングラード まとめ 3：真菌細胞中の薬物濃度の低下、薬物標的の変更、および薬物毒性を抑制する代償メカニズム。 これらの上に、3つはさまざまな遺伝的出来事によって到達することができます。 ＳＮＰと並んで、真菌ゲノムへの挿入、欠失、および遺伝子または染色体コピー事象を含む構造変化がある。
1つの研究 発見 X の敏感な循環株に関連して フザリウム に苦しんだ プロピコナゾール、 トリアゾール殺菌剤の単一クラスのみ。
そのような抵抗への道は複雑になる可能性があり、単に抗真菌剤の真下から直接進化することを超えて曲がっています。
2015では、研究者 発見 その C.アウリス ゲノムにはいくつかの遺伝子が ATP結合カセットトランスポーターファミリー 主要なファシリテータースーパーファミリー（MFS）。 ＭＦＳは細胞膜を横切って多種多様な基質を輸送し、そして効果的に示されることが示されている。 持っています 薬の広いクラスの。 許可する C.アウリス 抗真菌薬の猛攻撃を生き残るために。
チームはそれが C.アウリス ゲノムはまた、真菌の病原性を促進する多数の遺伝子ファミリーをコードする。 C.アウリス 適応形 バイオフィルム 細胞の高密度によって抗真菌性抵抗を支えるそれはの存在 ステロール バイオフィルム細胞、および効率的な栄養素の使用と成長。
その他の真菌、その他の危険
カンジダオーリス 多剤耐性に集中している唯一の致命的な真菌であることはほとんどありません。 近くの地図は、植物と人間の抵抗性が重なっている複数の種を示しています。
真菌、 アスペルギルス・フミガタスの条件付きプレビューを提供することがあります C.アウリス 軌跡の現在と未来
アゾール系抗真菌薬、イトラコナゾール、ボリコナゾール、およびポサコナゾールは長い間治療に使用されてきました 肺アスペルギルス症 によって引き起こされる感染 A.フミガタス 菌類はおよそを引き起こします 200,000による死亡 年間で、過去10年間で抗真菌薬に対する耐性が急速に高まっています。
病原菌Aspergillus fumigatus、Candida albicans、C. auris、C。glabrata、Cryptococcus gattii、およびCryptococcus neoformansに対する植物（アゾール）のアゾール系殺菌剤に対する耐性（青）およびヒト（赤）に対する耐性の査読された報告の数。 フィッシャーから（2018）
長期のアゾール使用者と薬剤を服用し始めたばかりの患者を比較した研究は、薬剤耐性を示した A.フミガタス 両群で蔓延していた 農業で進化した 医療現場よりもむしろ。
研究者たちは持っている 発見 マルチトリアゾール耐性を示唆する生物地理学的証拠 A.フミガタス 臨床的および環境的設定における株は有意な重複を共有する。 近くの図では、薬剤耐性 A.フミガタスこの分野（緑色）と臨床試験（赤色）で見いだされたものは、ヨーロッパとアジアにおけるそれらの結合を示している。
グローバルマップは、マルチトリアゾール耐性Aspergillus fumigatus株の地理的分布を示しています。 ２つの異なる突然変異が示されている：ＴＲＸＮＵＭＸ ／ ＬＸＮＵＭＸＨ（丸）およびＴＲＸＮＵＭＸ ／ ＹＸＮＵＭＸＦ ／ ＴＸＮＵＭＸＡ（四角）。 パーセンテージは抵抗の環境有病率を示します。 Chowdharyらから。 （34）
最近その他の作品 発見 アゾール耐性 A.フミガタス コロンビアのボゴタ以外の農地でのトリアゾール系殺菌剤の使用に関連しています。 土壌は一連の作物畑から採取され、 A.フミガタス イトラコナゾールまたはボリコナゾール殺菌剤で処理した寒天上で増殖させた。 25％以上の場合、 A.フミガタス 殺菌剤処理にもかかわらず持続した。
それは、農業慣行によるものです。 アスペルギルス属 その広がりをチェックするために設計された抗真菌剤のカクテルのスルーに既に適応した病院に入っています。 ブドウ、トウモロコシ、ストーンフルーツ、および他の無数の作物の真菌を防除するためにアゾールを投棄すると、ヒト患者の薬剤耐性を促進する条件が生まれました。
広範囲の系統発生学的および生物地理学的研究がまだ行われていない間、既存の分布の素早い精読 マップ 間の類似点を示唆する アスペルギルス・フミガタス そしてその若い（そして突然もっと悪名高い）コホート カンジダオーリス これらの株は類似の地理的分布を共有し、上で説明したのと同じゾーンの多くを占めています。 C.アウリス.
産業農業の役割
重なり合った人と作物に抵抗性のある事例の アスペルギルス・フミガタス そして、臨床環境を荒廃させ、超高速で進化する新しいアゾール耐性菌の増加する幽霊は、アゾール系殺菌剤の使用がであろうことを願うであろう。 綿密に監視されている 廃止されていない場合
農業開発のこの道を続けることの危険は深刻です。
医療用および農業用アゾール系殺菌剤は同様の作用機序を共有するため、ある分野で抵抗が発生した場合、それは別の分野に容易に移転可能です。 農業用および医療用殺菌剤の両方で、化学形のフェニル基 ファンデルワールス連絡先 のアクティブサイトで 遺伝子 cyp51A。
有機化学の詳細は別にして、Chowdharyグループが近くの図に描写しているのとよく似た類似性が アスペルギルス・フミガタス への結合を防ぐため cyp51A 農業環境における遺伝子 - 具体的には 14-αステロールデメチラーゼ酵素- 医療用途への耐性を与える可能性が高い 立体化学的に 似たような薬
医療用途（A）と農業用途（B）の間のトリアゾールにおける類似の作用機序を示す図。 Chowdharyらから。 （2013）
農業用アゾール系殺菌剤は、 三番殺菌剤市場全体の 25種類の農業用アゾール脱メチル化阻害剤が使用されていますが、認可されている医療用アゾールは3種類のみです。
したがって、年間数百万ポンドの景観規模でこれらの殺菌剤を適用する際に、同じ作用機序を使用するトリアゾール抗真菌薬の医学的使用が急速に無効になることは驚くべきことではありません。
これらの長く問題のある用途を制限するために、世界の公衆衛生の利益に介入する代わりに、 政府の政策 近年では もうかる 全体的な 拡大 殺虫剤の使用の、毒性のある薬剤耐性菌のための条件を助長します。
2009では、米国のトウモロコシ、大豆、小麦の面積の30％に殺菌剤が塗布され、合計で80百万エーカーになりました。 2002と2006の間で4倍になる大豆さびを防除するための殺菌剤の予防的使用 疑わしい経済的根拠。 2005以来、世界の売上は急増し続けています。 8で$ 21十億から$ 2017十億.
殺菌剤は、売上だけでなく地理的分布においても拡大しました。
近くの地図から、 テトラコナゾール 農業用トリアゾールは、後期1990の平野西部での孤立した使用法からカリフォルニアのセントラルバレー、中西部北部、そして南東部への大量の使用に移行しました。 ボスカリド、 果物や野菜の農作物に使用される殺菌剤は、0.15から0.6に100万ポンド増加し、2004％増加し、現在全国で広く使用されています。
殺菌剤テトラコナゾール（左）およびボスカリド（右）の1米平方マイル当たりのポンドでの推定農業用途（EPest-high）、1999および2014。 農薬使用に関する州ベースおよびその他の制限は、EPest-HighまたはEPest-Lowの見積もりには組み込まれていません。 EPest-low見積もりは、主に調査データに基づいているため、通常これらの制限を反映しています。 EPest-highの推定値には、調査で報告されていない農薬使用のより広範な推定値が含まれています。これには、使用制限が課されている国や地域も含まれます。 ユーザーは、特定の使用制限について州および地方の機関に相談する必要があります。 国家水質評価（NAWQA）プロジェクト/ USGS / ARERC
それぞれの新しい場所から、殺菌剤は地域の環境に浸透します。
2012では、USGSの科学者 研究 33の異なる殺菌剤がジャガイモの生産に使用され、テストされた表層水の75％と地下水サンプルの58％に少なくとも1つの殺菌剤が見つかりました。 半減期が数ヶ月に及ぶことで、アゾール系殺菌剤は簡単に手を伸ばして持続することができます。 水生環境 流出とスプレードリフトによって、非常に流動的になります。
気候変動が根本的に米国を再形成し、より高い全体的な気温と干ばつと豪雨の間の極端な振動をもたらして、菌類は 予測 現在の範囲を超えて拡大する一方で、新たな気候レジームに特に対応すること。 アスペルギルスフラバス、のプロデューサー 発がん性アフラトキシン それは、トウモロコシの収量を減らし、人間に毒を与え、干ばつ条件の中で繁栄し、そして穀物と水の大きな不足をもたらします。
現在の農業生産のもとでは、市場が気候や公衆衛生よりも強い自然の力として扱われているため、広域殺菌剤の使用は増加する可能性が高いだけです。.
独自の真菌対策としての農業
薬剤耐性の細菌や真菌に対応して、研究機関は農業用抗生物質の使用と、高い利用率からの移行から生じる潜在的な経済的コストに関するより良いデータの収集を求めています。
2016 イギリスの報告は、農業用殺菌剤の過剰使用を引用し、抗生物質使用の全体的な監視とWHO、FAO、およびOIEによって組織された規制装置の強化を勧告し、その任務の中で農業使用から禁止されるべき重要な抗生物質を列挙する。
しかし、より多くの情報を収集し、最小限の規制のように見えるものを要求すること以外に、何をするべきですか。
抗生物質および除草剤耐性における最近の悩みを考えると、化学会社とその農業の顧客は開発を追求するだろうと思われる 新しい殺菌剤 標的分子研究に基づいて、 複数の薬物カクテル, 遺伝子編集耐性
政府機関は、疑わしいバイオセキュリティ対策であれば増加を強いる可能性があります。 外来性不安そして慣れている 非難労働者 産業農業の体系的な失敗に対処するのではなく、汚染のために。
強力な製薬会社と農業会社の共同の動機は、有毒薬物の適用と真菌抵抗性との間の軍拡競争を悪化させ、致命的な化学物質の環境への順列を拡大させる「解決策」を促進することにほぼ確実です。 統合して民営化する 農薬セクター。
しかし、違いがあります、 証拠に基づくパラダイム 殺菌剤の崩壊に対応するため。
農業生態学的な例の簡単なレビューは、 疾患モデリング & 文化的慣習 輪作やカバークロップなどの作物は、真菌病の存在を大幅に減らすことができ、したがって殺菌剤への依存を減らすことができます。
ここではダイズと亜麻の間作は、病原菌を排除するために土壌微生物相を増やし多様化させる可能性があります。 写真：アレクシスストックフォード）
カリフォルニアのセントラルバレーでは、イチゴの生産者は、土壌汚染を防除するために殺菌剤で土壌を燻蒸することに慣れていた Verticillium しおれ、 病原性土壌菌類は、イチゴ作物の輪作の間にブロッコリー作物を植えることを発見した 大幅に削減 のレベル Verticillium
数十年前にさかのぼると、同様の結果がの多様化で発見されています じゃがいもの輪作。
インド - 薬剤耐性のある国の研究者 A.フミガタス & C.アウリス 両方が見つかった - 研究した 新しいアプローチ じゃがいもの疫病防除
じゃがいも作物はしばしば、疫病などの真菌性病原体を防除するために大量のアゾール系殺菌剤を摂取する。 科学者たちは、殺菌剤処理よりもむしろシリカを葉の組織に塗布し、シリカが吸収されて菌の侵入に対してジャガイモの細胞壁を強化したことを発見しました。 病害の発生率は、シリカベースの統合管理システムでは2.8 - 7.9％、従来の殺菌剤依存システムでは49.4 - 66.7％の範囲でした。
一般に、 有機農業 従来の農業よりもはるかに高度に共存真菌をサポートし、病原性株を排除します。 輪作、マメ科植物の導入、および土壌凝集体の栽培は、土壌微生物相の生態学的ニッチを助長します。
化学肥料の削減と耕作の制限、2つの農業生態学的手法により、汚染の低減と炭素貯蔵の向上に大きなメリットがあります。 を選択 の有益な株 アーバスキュラー菌根菌それは植物の根と相互主義的な関係を形成し、土壌病原体に対する耐性を付与することができます。
農業生産をより幅広い非作物植生のマトリックスに統合することも、真菌性病原体を防除するために重要です。 野生の風景 病原体集団が作物に順応する可能性を減らし、モデリングは野生パッチの連続した帯が農作物に対する病原体の攻撃性を減らすことを示唆している。
Ivette PerfectoとJohn Vandermeerの研究室がヨーマンの仕事をした、と書かれている ここで深く & ここにまとめて 生態学的関係の茅葺き - 捕食、共産主義、競争など - が食物網を上下に揺り動かすことによって、彼らのチームが見つけた害虫の被害を取り除くことができる方法を追跡すること。 さび菌。
それが真菌に適用されるような細かい点は、Vandermeerの学生Douglas Jacksonに見られます。 論文 コーヒー中の農薬真菌防除
ザカリー・ハジアン・フォロオシャニ
ミシガン大学のもう1人の学生であるZachary Hajian-Forooshani（写真） フォローアップ1970からの調査結果 真菌症 メキシコとプエルトリコで行われたPerfecto-Vandermeerチームの研究では、ハエの幼虫がコーヒーのさびを食べていました。
採掘土より
このすべての作業はうまく 農業生態学的理論 現在の政治政策や人口統計の動向の下では、農場は 自然保護のマトリックス 農村部の生計手段と低外部投入食料生産を支援しながら、天然資源を保護するための「土地節約」アプローチよりも可能性が高い。
明らかになったのは、殺菌剤戦争がまさに間違った道具であるという生態学的な複雑さの絵です。
その代わりに、悪臭を投げ捨てて今日の殺菌剤は、単純化された景観、広大で途切れのない遺伝的に同一の単一文化から病気が繁栄し、急速に地球温暖化を加速し、そして世界貿易の急速なペースを加速するシステムに適用されます。
残酷な皮肉では、殺菌剤の適用は、耐性を開発するために病原体に進化的圧力をかける 同時に 産業管理はこれらのビルレントな突然変異を助長し広めるためのほぼ完璧な条件を提供します。
アグリビジネス部門が自然を自然と見なしていると認識した場合にのみ意味があります。 最も厳しい競争。
地元の生態系や、農民が自分たちの土壌を豊かにし、水をきれいにし、植物を受粉させ、家畜に餌を与え、害虫を駆除するのを助けるためにこれらが提供するほぼ自由な仕事を一掃します。捕獲された市場
行われた被害は、農業的または経済的なものだけではありません。 それは、文明としての自分自身を社会的に複製するという私たちの能力を侵害する危険を冒しても追求されている事業計画です。
農民や食糧活動家は、産業農業はほんの一般的な意味で 栄養素 & カーボンマイニング 企業は、農民があまりにも早く成長することを余儀なくされているので、生産は食料品の形で土壌から炭素を絞り出します。 その結果、土地と水はそのような忘却のために汚染されています。 食品の安全性 説明することはできません。
その汚染、職業被ばく、増加する毒性と範囲の発生、糖尿病などの代謝性疾患、抗生物質耐性、そして今や増大する殺菌剤耐性の脅威によって、炭素鉱山は今や世界的な公衆衛生を追い払うことにまで及ぶ。
その日のうちに、世界中の小規模農家によって長い間追求され更新されてきた、そして増大する科学文献に裏付けられた代替農業は、その罠から抜け出す道を提供しています。
この記事の以前のバージョンは 私たちの間でファクトリーファームカビ.
Alex Liebmanは、植物土壌と政治生態学の研究者です。 ルラルド、 アタカマ砂漠での多国籍銅とリチウム鉱業の利益に直面して、領土主権と水の権利のための彼らの闘争でアタカメニャとアヤマラの人々を支持するチリのグループ。
ロブウォレス博士は、進化論の生物学者であり、一般の人々でもあります。富 系統地理学者。 彼は 大農場は大きなインフルエンザを作る そして、ごく最近では、 明確な疾病管理.
