미래 도시 연구소 : 세균 이론

환경 설정 : 뉴욕 북부 지역의 한 소 농민들이 소의 많은 양이 죽고 있다고보고합니다. 농부들은 젖소들이 종종 아무런 경고없이 빨리 죽는 것처럼 보입니다. 학생들에게 소를 죽이는 것에 대한 문제를 해결하는 임무를 맡은 미생물 학자에게 말한다. 그들은 질문하고 싶은 두 가지 질문과 그들이 배우는 데 도움이되는 한 가지 행동에 대해 (슬라이드와 유인물) 질문을받습니다.

가능한 질문은 다음과 같습니다.

1.) 젖소들은 무엇을 먹었습니까?

2.) 젖소는 몇 살입니까?

이상적인 질문은 다음과 같습니다.

1.) 죽은 소와 그렇지 않은 소 사이에는 어떤 차이점이 있습니까?

2.) 죽은 젖소는 서로 공통점이 무엇입니까?

잠재적 조치 :

1.) 죽은 소 및 / 또는 살아있는 소를 검사

2.) 젖소에 대한 인구 조사 데이터 : 나이, 성별, 체중 등

학생들의 제안에 따라, 병든 소들을 부검하고 장에서 세균을 배양했다고 말해 보세요. 첫 번째 발견 사항은 모든 병든 소에서 탄저균( Bacillus anthracis )이 검출되었다는 것입니다 . 슬라이드와 유인물에 있는 세 가지 새로운 질문을 제시하세요.

1. 탄저균이 질병의 원인일 수 있는 한 가지 이유는 무엇입니까 ? 답변: 일부 박테리아는 병원균이라는 것이 알려져 있습니다. 탄저균은 죽은 소에서 모두 발견되므로 사망 원인이 될 수 있습니다.

2. 탄저균이 질병의 원인이 아닐 수 있는 이유는 무엇입니까 ? 답변: 단순한 우연일 수 있습니다. 탄저균은 흔히 발견되는 무해한 세균일 가능성이 있습니다.

3. 추가적으로 필요한 정보는 무엇입니까? 답변: 우선 건강한 소에서도 탄저균이 발견되는지 확인해야 합니다 !

학생들이 답을 작성하고 공유한 후, 이제 B. anthracis가 건강한 소에서는 발견되지 않는다는 사실을 알려주세요. 이것이 무엇을 의미할까요? 답: 이는 B. anthracis 가 우리 몸의 병원균 이라는 생각을 뒷받침합니다 . P. ruminicola 처럼 건강한 소와 아픈 소 모두에서 발견되는 세균과는 다릅니다.

이 시점에서 이제 상관 관계를 설정했다고 설명하십시오. 상관 관계를 정의하십시오 (슬라이드 사용). 상관 관계는 원인을 설정하는 것과 다릅니다. 프레젠테이션의 예는 Bronx의 비가 미국의 물고기 소비와 밀접한 관련이 있다는 것입니다. 이것은 강한 상관 관계이지만 우연의 일치입니다.

학생들에게 다음과 같이 질문하세요. 과학자들은 어떻게 인과관계를 밝혀낼까요? ( 답: 실험을 통해서요. ) 그렇다면 앞서 우리가 조사했던 내용 중 실험이 되기 위해 부족했던 것은 무엇일까요? ( 답: 대조군이 없었습니다. )

학생들에게 슬라이드를 사용하여 실험을 설계하기 위해 다음 자료를 준비하게합니다.

1.) 필요한만큼의 건강한 소

2.) 시험관 내 탄저균 액체 배양

3.) 시험관 내 P. ruminicola 액체 배양

이상적으로는 학생들이 소 한 무리에 탄저균 ( B. anthracis )을 감염시키는 실험군과 루미니콜라균(P. ruminicola )을 감염시키는 대조군 (안전하다고 가정)을 설계해야 합니다. 만약 탄저균이 질병의 원인이라면 실험군은 죽고 대조군은 살아남을 것입니다. 탄저균이 무해하다면 모든 소가 살아남을 것입니다. 만약 소에게 많은 양의 세균을 투여하는 것 자체가 해롭다면 두 그룹의 소 모두 죽을 것입니다.

이 강의는 동물 실험이 용인되었던 과거 의학의 방법론에 기반하고 있음을 유의하십시오. 의학은 과학 기술의 발전과 함께 동물 실험을 점차 지양해 왔습니다. 동물 실험 반대론은 책임 있는 의학을 위한 의사 위원회(Physicians Committee for Responsible Medicine)에서 제시한 자료를 참고하십시오. http://www.pcrm.org/sites/default/files/pdfs/research/research/Problems-Associated-with-Animal-Experimentation.pdf

^{학생들이 실험을 설계한 후, 19 세기} 독일 에서 소의 탄저병 발생 원인이 탄저균 (B. anthracis) 임을 증명한 로버트 코흐의 실험을 재발견했음을 밝히세요 . 코흐의 가설은 다음과 같습니다.

1.) 미생물은 아픈 사람에게서 발견되어야하지만 건강한 사람에서는 발견되지 않아야합니다.

2.) 미생물은 아픈 사람으로부터 배양됩니다.

3.) 미생물은 건강한 사람들에게 소개 될 때 질병을 유발해야합니다.

4.) 정확히 같은 미생물이 새로 아픈 사람들로부터 배양됩니다.

처음 두 단계는 상관 관계를 설정하는 것입니다. 세 번째 단계는 원인을 설정합니다. 네 번째는 상관 관계를 다시 확인합니다.

학생들이 결핵을 예로 들어 연습함으로써 자신의 지식을 굳건하게하십시오. 유인물의 마지막 질문은 다음과 같이 묻습니다. Koch의 가정을 사용하는 데 잠재적 인 문제는 무엇입니까?

학생들은 인간과 동물을 감염시키는 윤리 문제, 모든 질병이 박테리아에 의한 것은 아니며 박테리아가 돌연변이 및 변화 할 수있는 것을 포함하여 적어도 하나의 문제를 식별 할 수 있어야합니다.

이 기사를 참고 하여 상황을 설명하세요 . 1830년대에 수천 명의 사람들이 콜레라로 사망했습니다. 학생들에게 무엇이 콜레라의 원인이었을지 생각해 보도록 질문하세요. ( 답변에는 열악한 위생 상태, 상한 음식, 오염된 물, 과밀 등이 포함될 수 있습니다 .)

이제 우리는 콜레라 가 비브리오 콜레라균 이라는 수인성 세균에 의해 발생한다는 것을 알고 있습니다 . 자, 질문해 보세요. 콜레라가 세균에 의한 것이지 (미아스마 이론에서 주장하는 것처럼) 나쁜 대기 질 때문이 아니라는 것을 뉴욕 시민들에게 납득시키려면 어떤 증거를 제시해야 할까요? 사실 콜레라는 도시에서 훨씬 더 많이 발생했고, 도시는 대기 질이 더 나쁩니다. 콜레라는 가난한 사람들에게 가장 큰 영향을 미쳤고, 가난한 사람들은 대기 질이 나쁜 지역에 사는 경향이 있습니다. 그들은 시골로 휴가를 가서 맑은 공기를 마실 여유가 없었습니다.

콜레라는 나쁜 물과 배설물과의 접촉으로 전염됩니다. 가난한 사람들은 위생 상태가 좋지 않은 지역과 서로 훨씬 가까운 지역에 살면서 질병의 전파 속도를 높였습니다. 실제로 콜레라는 적절한 기반 시설이없이 인구 밀집으로 인한 질병입니다.

가능한 방법 :

1.) 환자에게서 콜레라균을 배양하여 상관관계를 확립한다 .

2.) 콜레라균 을 주입하여 비인간 동물(예: 쥐)에게 콜레라를 유발한다.

비록 뉴요커들이 콜레라의 근원을 해결하지는 않았지만,이 전염병은 1835 년의 주요 화재와 함께 도시가 Croton Aqueduct를 건설하기로 결정하는데 도움을 주었다고 설명합니다 (건축은 1837 년에 시작하여 1842 년에 끝남). 깨끗한 물은 1850 년대에 도시 전역에서 널리 이용 가능했으며 뉴욕은 그 이후로 큰 콜레라 발생이 없었습니다.

1854 년 런던에서 콜레라가 발생했을 때 콜레라 발생원으로 처음으로 물을 식별하는 데 도움을 준 John Snow 박사의 연구를 소개함으로써이 토론을 끝내십시오. 콜레라 사례를 체계적으로 매핑함으로써 대부분의 단일 감염된 우물 주변에 군집되어 있음을 알 수있었습니다 . 이러한 종류의 신중한 데이터 수집은 과학적으로 건전한 공중 보건 정책의 기초가되어야합니다.

사회적 편견에 대한 본능과 대조적 인 과학적 분석 : 1832 년 콜레라 발생 동안이 질병은 가장 열악한 지역, 특히 흑인과 아일랜드 인 뉴요커들이 살았던 Five Points라고 불리는 맨해튼 지역에서 가장 어려운 지역을 강타했습니다. 당시 많은 사람들의 태도는 사람들이 그들의 도덕적 실패 때문에 병 들었다는 것이 었습니다. 학생들과 토론하십시오 : 상관 관계의 오용이 건강 정책에 어떻게 영향을 미칠 수 있습니까? 상관 관계 / 원인 혼동이 어떻게 인종 차별주의 나 계급 주의적 태도를 강화시킬 수 있습니까?

이번 수업을 통해 우리는 질병 발생 시 질병의 원인을 파악하는 데 있어 신중한 데이터 수집의 중요성을 배웠습니다. 그리고 그러한 노력이 크로톤 수로 건설과 같은, 궁극적으로 모두에게 유익한 결과를 가져올 수 있다는 것을 알게 되었습니다. 지금까지는 역사적 자료에 초점을 맞추었지만, 현대 과학은 150년 전보다 훨씬 발전했습니다. 최근 발생한 질병과 효과적인 치료에 대한 어려움을 생각해 볼 수 있을까요? (개발도상국에서 발생한 지카 바이러스, 에볼라, 콜레라 등을 예로 들 수 있겠습니다.) 시민으로서 우리가 전염률을 낮추는 데 도움이 될 수 있는 일은 무엇일까요?