2017년 6월 7일
감염성 질병 전파를 예방하기 위해 손씻기가 널리 권장됩니다. 그러나 어떤 손씻기 방법이 전염병 병원균을 제거하는데 가장 효과적인지에 대한 증거는 거의 없다. 우리는 미생물 제거시 손씻기 방법의 효능을 평가하는 방법을 개발했습니다.
본 실험의 전반적인 목표는 특정 표적 미생물을 실험적으로 접종한 손을 대상으로 다양한 손 씻기 방법의 상대적 효능을 테스트하는 것입니다. 이 방법은 연구자가 특정 표적 미생물에 대한 손 씻기의 효능을 조사할 수 있게 함으로써, 감염성 질환 예방에 도움이 되는 핵심 질문들에 대한 정보를 제공할 수 있습니다.
이 기법의 주요 장점은 유연성이 뛰어나 다양한 유기체를 조사하는 데 맞게 조정할 수 있다는 것입니다. 저희는 에볼라 대응 현장에서 손 씻기용으로 염소 용액이 사용되고 있었지만 당시에는 그 효능에 대한 근거가 없다는 점을 깨닫고 이 방법의 아이디어를 처음 떠올렸습니다. 적격 피험자를 모집하고 텍스트 프로토콜에 따라 손 씻기 용액을 준비한 후, 비병원성 E.Coli 균주를 LB agar 플레이트에 스트리킹하여 박테리아를 준비하고, 37 °C에서 24시간 동안 배양하여 단일 콜로니를 얻습니다.
실험 시작 하루 전, 멸균 루프를 사용하여 플레이트에서 단일 콜로니를 채취하고 10 milliliters의 LB broth에 접종합니다. 배양액을 37 degree celsius에서 진탕 배양하며 하룻밤 동안 배양합니다. 실험 당일 아침, 하룻밤 배양한 배양액 1 milliliter를 20 milliliters의 신선한 LB broth에 추가합니다.
밀리리터당 10⁸ CFU 이상의 균 밀도에 도달하도록 배양물을 약 2시간 30분 동안 배양합니다. 그 다음, 분광광도계를 사용하여 배양물의 농도를 추정합니다. 테스트 직전에 박테리아 또는 바이러스 현탁액 68%와 염화나트륨 또는 토양 하중 32%로 구성된 접종액을 준비합니다.
회전시키거나 가볍게 볼텍싱하여 혼합합니다. 텍스트 프로토콜에 따라 피험자 준비를 마친 후, 검지와 중지 사이의 물갈퀴 공간에 평면 팁 피부 pH 프로브를 배치하여 각 피험자의 피부 pH를 측정합니다. 전극이 피부에 밀착되었는지 확인하고 pH 측정값을 기록합니다.
다음으로, 자원자가 양손을 모으게 합니다. 그런 다음, 손을 오염시키기 위해 각 손바닥에 접종액 750 microliters를 조심스럽게 피펫으로 분주합니다. 자원자의 손을 오염시킬 때 접종액을 흘리지 않는 것이 중요합니다.
자원봉사자들에게 이 과정이 중요하다는 점을 상기시키고, 절차를 시작하기 전 물로 연습할 기회를 줍니다. 자원봉사자들이 마찰을 최소화하면서 손의 모든 표면에 접종물이 도포될 때까지 손을 부드럽게 서로 문지르게 합니다. 접종물이 마를 수 있도록 자원봉사자들에게 손을 몸에서 떨어뜨려 30초 동안 가만히 유지하도록 지시하십시오.
그 다음 텍스트 프로토콜에 설명된 방법 중 하나를 사용하여 손을 씻습니다. 비누로 손을 씻는 경우, Ultrapure water 10 milliliters를 사용하여 손을 적십니다. 지원자들이 비누로 손에 거품을 내게 한 뒤, 추가로 20초 동안 손을 서로 문지르게 합니다.
상온의 초순수 500 milliliters를 깔때기를 통해 분당 1.5 liters의 유량으로 대형 시료 수집 백에 부어 지원자의 손을 헹구고, 2시간 이내에 시료를 처리합니다. 모든 염소 용액의 경우, 염소 용액 200 milliliters를 깔때기를 통해 분당 1.5 liters의 유량으로 지원자의 손에 붓고 지원자가 손을 철저히 문지르게 합니다. 또 다른 손 씻기 방법으로, 지원자가 손 소독제를 사용하여 손을 씻게 합니다.
손의 모든 표면을 부드럽게 문지르는 것이 중요하므로, 참여자들에게 손바닥, 손톱, 손가락 사이 등 각 부위에 집중하여 문지르도록 안내한 후 손 전체를 깨끗이 헹구었는지 확인하십시오. 대조군 A의 경우, 접종 후 손 씻기 단계를 수행하지 마십시오. 대조군 B의 경우, 유속을 알고 있는 깔때기를 통해 실온의 초순수(Ultrapure water)만을 사용하여 손 씻기를 수행하십시오.
손 씻기 후, 테스트 대상으로 선정된 자원봉사자의 손을 손목까지 75 milliliters의 Leeuwin이 들어 있는 샘플 백에 즉시 넣습니다. 백의 윗부분을 손목 주위에 단단히 고정합니다. 자원봉사자가 용액 속에서 30초 동안 손을 부드럽게 문지르도록 하며, 이때 손가락 사이와 손톱 밑까지 꼼꼼하게 닦도록 주의합니다.
손 전체와 손목까지 Leeuwin으로 충분히 헹궈지도록 봉투 바깥쪽에서 30초 동안 손을 부드럽게 마사지합니다. 봉투를 밀봉하고 적절한 분석법에 따라 처리합니다. 각 손 씻기 방법으로 과정을 반복하기 전에, 자원봉사자가 세면대에서 따뜻한 물과 비누를 사용하여 손을 깨끗이 씻도록 합니다.
마지막으로, 70% ethanol을 사용하여 자원봉사자의 양손 전체에 도포될 때까지 분무하고 건조시킵니다. 샘플을 분석하려면, 화염과 멸균 여과 깔때기 및 진공 연결 장치가 포함된 여과 매니폴드를 준비합니다. 핀셋을 ethanol에 담근 후 화염 멸균하여 소독합니다.
포셉을 사용하여 0.45 micron 필터를 그리드 면이 위로 향하게 하여 여과 매니폴드 위에 놓습니다. 그다음 소량의 멸균 PBS를 사용하여 필터를 적십니다. 베이스 위에 깔때기를 놓은 후, 샘플을 필터 위에 직접 피펫으로 옮기거나 붓습니다.
전체 시료가 막을 통과할 때까지 진공 상태를 유지하십시오. 그 후, 멸균된 PBS를 사용하여 깔때기 측면을 헹구고 다시 진공을 가동하십시오. 다음으로, 깔때기를 제거하고 핀셋을 화염 멸균한 후 바닥에서 필터를 들어 올리십시오.
그런 다음, 그리드가 위를 향하도록 하여 필터를 페트리 접시의 배지 위에 조심스럽게 올리고, 필터가 표면에 완전히 밀착되었는지 확인합니다. 플레이트를 뒤집어 37 °C에서 24시간 동안 배양합니다. 배양이 끝나면 E.coli 콜로니 수를 세고 데이터를 기록합니다.
텍스트 프로토콜에 따라 데이터 분석을 수행하십시오. 본 영상에서 설명한 프로토콜은 E.Coli 및 Phi6를 대상으로 테스트한 18명의 자원봉사자를 통해 완료되었습니다. 토양 부하가 없는 E.Coli의 경우, HTH, NaDCC 및 안정화된 NaOCl을 이용한 손 씻기가 물로만 씻은 경우보다 유의미하게 더 높은 로그 감소율을 보였습니다. 토양 부하가 있는 경우, HTH는 비누를 이용한 물 세척 및 ABHS보다 E.Coli의 로그 감소율이 유의미하게 더 높게 나타났습니다.
토양 부하가 없는 Phi6의 경우 방법 간에 유의미한 차이가 없었습니다. 그러나 토양 부하가 있는 Phi6의 경우, 물만 사용했을 때가 ABHS 또는 안정화된 NaOCl보다 더 큰 로그 감소량을 보였으며, 비누를 이용한 손 씻기가 ABHS, 안정화된 NaOCl 및 생성된 NaOCl보다 더 큰 로그 감소량을 나타냈습니다. HTH 또한 ABHS 및 안정화된 NaOCl보다 더 큰 로그 감소량을 보였으며, NaDCC는 안정화된 NaOCl 및 ABHS보다 더 큰 로그 감소량을 나타냈습니다.
이 그래프들에서 입증된 바와 같이, 염소는 비누를 이용한 손 씻기보다 헹굼물에 잔류하는 E.Coli의 로그 감소율을 유의미하게 더 높게 나타냈습니다. 마지막으로, 오염물이 없는 Phi6에서도 동일한 패턴이 발견되었으며, 모든 염소 용액이 비누를 이용한 손 씻기보다 헹굼물 내 Phi6의 감소율을 유의미하게 더 높이는 결과를 보였습니다. Phi6와 오염물이 함께 있는 경우에는 헹굼물에서 유의미한 감소가 나타나지 않았습니다.
이 절차를 수행할 때, 각 조건에 대한 효능 결과는 두 대조군의 결과를 비교하여 계산된다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 이는 각 손 씻기 옵션에 대해 모든 단계를 일관되게 수행하는 것이 매우 중요하다는 것을 의미합니다.
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본 논문은 다양한 손 씻기 방법이 사람의 손에서 미생물을 제거하는 효능을 평가 및 비교하고, 헹굼물 내 미생물의 잔류 여부를 분석하는 실험실 프로토콜을 제시합니다. 이 방법은 자원봉사자의 안전을 보장하기 위해 대리 미생물을 사용하며, 감염성 질환 예방에 매우 중요한 다양한 손 위생 접근법의 효과에 대한 정량적 데이터를 제공합니다.
대리 미생물을 이용한 손 씻기 효능의 정량적 평가는 바이오 제약 및 공중 보건 R&D의 감염병 완화 전략에 중요한 데이터를 제공합니다. 이 방법은 위생 중재 방안의 직접적인 비교를 가능하게 하여, 유행 대응 및 환경 소독 프로토콜을 위한 증거 기반의 의사결정을 지원합니다. 미생물 제거 및 잔류에 대한 신뢰할 수 있고 재현 가능한 측정은 위험 관리와 중개 위생 제품 개발의 기초가 됩니다.
이 방법은 위생 중재 개발을 위한 발견-전임상 연속체에 통합되어, 초기 단계의 스크리닝과 중개 검증을 모두 지원합니다.