“슈퍼 박테리아 몰려 오니, 항생제 관리 철저히 하자.” 코로나19에 이어 항생제 내성균인 ‘슈퍼 박테리아’가 급증하며 의료계를 긴장 시키고 있다. 대전보건환경연구원은 14일 관내 의료기관에서 일명 ‘슈퍼 박테리아’로 불리는 항생제 내성균 감염이 급증하고 있다며 철저한 관리를 당부했다. 지난해 대전 의료기관에서 항생제 내성균의 일종인 카바페넴 내성 장내세균속균종 감염 의심 신고가 328건 들어와 297건이 양성 판정을 받았다. 이는 전년도 양성 판정 210건과 비교해 41% 증가한 수치다. 2019년에는 154건이 항생제 내성균에 감염된 것으로 확인됐다. 코로나19 대유행으로 손 씻기, 마스크 착용 등 개인위생이 개선돼 대부분 감염병 발생·의심 신고가 감소하는 데 반해 유독 항생제 내성균만 증가세를 보였다고 연구원측은 설명했다. 항생제는 병원균 감염을 치료하는 데 사용되지만, 지속해서 오남용하면 다양한 내성균이 만들어져 공중보건에 큰 위협이 된다. 각종 항생제에 노출돼 내성을 가진 균을 다제내성균이라고 하는데, 치료가 어려워 슈퍼 박테리아로 불린다. 연구원 측은 “항생제 내성균 감염은 주로 의료기관에서 환자 및 병원체 보유자와 직·간접 접촉을 통해 전파되기 때문에 병원 내에서 감염 관리 원칙을 철저히 준수해야 한다.”며 “항생제 내성 예방을 위해 의사가 처방했을 때만 항생제를 사용하고, 환자는 항생제 사용 방법과 기간을 철저히 지켜야 한다.”고 말했다.

소변이 만들어지는 콩팥부터 요도, 방광, 요도를 포함하는 요로기계 감염을 요로 감염 (UTI, Urinary tract infection)이라고 한다. 생각보다 매우 흔한 세균 감염으로 항생제를 이용한 치료에 잘 반응하는 편이나 재발이 잦다. 그러나 최근에는 항생제 내성 세균에 의한 요로 감염이 증가하면서 새로운 문제가 되고 있다. 항생제 치료에 반응하지 않는 심각한 요로 감염의 경우 신우신염이나 패혈증 같은 더 심각한 상황으로 진행해 생명이 위험할 수 있다. 일부 과학자들은 이 문제를 극복하기 위해 요로 감염 백신에 도전하고 있다. 요로 감염의 대부분 (80%)는 대장균에 의해 발생하기 때문에 대장균에 대한 면역을 지니고 있으면 아예 감염 자체를 처음부터 막거나 혹은 감염되더라도 쉽게 치료되고 중증으로 진행되지 않게 막을 수 있다. 문제는 요로 감염이 일어나도 세균에 대한 면역이 충분히 생가지 않는다는 것이다. 세균은 바이러스보다 매우 복잡한 항원성을 지니고 있어 면역 시스템이 인식하기 쉽지 않을 뿐 아니라 소변에 의해 계속 쓸려나가는 요로 자체가 면역 시스템이 제대로 작동하기 힘든 환경이다. 따라서 한 번 완치된 이후에도 같은 세균에 재감염이 쉽게 일어난다. 세균을 불활성화한 백신을 만들어도 마찬가지 이유로 강한 면역이 생기지 않는다. 텍사스 대학의 연구팀은 항원을 계속 배출해 면역 시스템이 인식할 수 있는 새로운 방법을 개발했다. 연구팀이 찾은 해답은 금속 유기 골격체 (metal organic framework, MOF)다. 금속 유기 골격체는 내부에 많은 공간을 지닌 독특한 물질로 화학 반응의 촉매나 물질 저장 소재로 과학자들의 주목을 받고 있다. 연구팀이 주목한 부분은 불활성화 세균 백신 항원 물질을 저장했다가 오랜 시간 방출할 수 있는 능력이다. 연구팀은 금속 유기 골격체 내부에 불활성화 세균 백신을 넣고 쥐를 이용한 동물 실험을 통해 효과를 검증했다. 그 결과 불활성화 세균 백신만 넣은 대조군과 비교해서 금속 유기 골격체를 사용한 실험군은 4일 정도 더 대장균 항원을 배출했으며 항체의 농도도 5배나 높았다. 마지막으로 치사량의 대장균을 주입해 중증 요로 감염 모델을 만든 경우 금속 유기 골격체 백신을 접종한 실험군만 생존했다. 아직은 기초 연구 단계이지만, 연구팀은 금속 유기 골격체가 요로 감염은 물론 다른 환경에서의 세균 백신 개발에 큰 도움이 될 것으로 기대하고 있다. 다만 실제로 사람에서 효과적이고 안전하다는 것을 입증하기 위해서는 더 많은 전임상 연구 및 임상 연구가 필요하다. 앞으로 금속 유기 골격체 백신 기술이 상용화될 수 있을지 연구 결과가 주목된다.

손 소독제는 코로나19 대유행과 함께 이제는 생활 필수품으로 널리 사용되고 있다. 물론 코로나19 이전에도 병원에서는 필수적인 물품이었다. 세균이나 바이러스 감염이 이미 기저 질환이나 중증 질환이 있는 환자에게 치명적일 수 있기 때문이다. 그런데 일부 소독제 성분이 역설적으로 항생제 내성을 키울 수 있다는 연구 결과가 발표됐다. 호주 맥쿼리 대학의 연구팀은 병원에서 문제가 되는 대표적인 항생제 내성균 그룹인 이스케이프 (ESKAPE, Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter) 병원균의 내성 발현 기전을 연구했다. 연구팀의 관심은 우리가 흔히 사용하는 소독제가 내성균에 미치는 영향이다. 일반적으로 생각했을 때 소독제와 항생제는 모두 세균을 죽이는 방향으로 작용하기 때문에 같이 사용하면 시너지 효과가 날 것으로 기대할 수 있다. 하지만 연구팀이 이스케이프 병원균의 하나인 아시네토박터 바우마니 (A. baumannii)와 손 소독제 및 의약품에 흔히 사용하는 성분인 염화 벤잘코늄 (benzalkonium chloride, BAC)을 같이 사용한 결과 전혀 의외의 결과가 나타났다. 염화 벤잘코늄은 겐타마이신이나 스트렙토마이신 같은 아미노글리코사이드 (aminoglycoside) 항생제의 작용을 방해해 오히려 항생제 내성균 출현을 도왔다. 염화 벤잘코늄은 현재도 일부 의약품과 손 소독제에 사용되고 있으나 가습기 살균제 사건의 원인 물질로 지목되면서 최근에는 사용이 줄어드는 추세다. 그러나 효과가 우수한 소독제로 여전히 많은 소독제와 의약품에 사용되고 있다. 연구팀은 염화 벤잘코늄의 농도가 매우 높을 때는 당연히 세균이 죽을 수밖에 없지만, 시간이 지나면서 농도가 낮아지면 세균을 죽이는 대신 아미노글라이코사이드 항생제의 세균 흡수를 방해해 오히려 세균을 도와줄 수 있다고 지적했다. 세균이 항생제에 잘 죽지 않으면 내성이 있는 후손을 남길 가능성이 높아져 결국 점점 항생제에 강한 내성을 지니게 된다. 소독제 성분은 여러 가지가 있으므로 염화 벤잘코늄이 정말 문제가 된다면 대체하는 일은 어렵지 않을 것으로 보인다. 다만 그전에 다른 소독제도 비슷한 문제가 있는지, 그리고 실험실 환경이 아니라 실제 진료 환경에서 의미 있는 내성을 유발할 수 있는지를 검증할 필요가 있다. 이 연구는 란셋의 자매지인 EBioMedicine에 실렸다. 

2019년 국내 인체 항생제 사용량은 26.1DID(인구 1000명당 1일 항생제 소비량)로, 경제협력개발기구(OECD) 29개국 중 세 번째 수준이다. 축·수산 분야 항생제 사용량 또한 2013년 기준 188㎎/PCU로, 일본(78㎎/PCU), 덴마크(28㎎/PCU) 등 다른 국가보다 많다. 보건복지부는 항생제 내성균으로부터 국민 건강을 지키기 위해 2025년까지 인체 항생제 사용량을 올해 대비 20%, 가축은 10% 줄이는 내용을 담은 ‘제2차 국가 항생제 내성 관리대책´을 관계부처 합동으로 수립했다고 7일 밝혔다. 정부는 2016년부터 지난해까지 제1차 대책을 추진해 인제 항생제 사용량을 31.5DID에서 26.1DID까지 줄였다. 이 수치를 2025년까지 20.9DID로 20% 줄일 계획이다. 축·수산용 항생제 판매량은 현재 보정단위(PCU)당 217㎎에서 2025년 195㎎로 10% 감축하기로 했다. 항생제는 사용기간이 짧고 내성이 쉽게 생겨 항생제 개발보다 내성균 발생 속도가 더 빠르다. 제약회사가 내성균에 대항할 항생제를 만들면 또 다른 내성균이 생겨 약제를 폐기할 수밖에 없다. 반코마이신 내성 장알균 내성률은 2007년 26.0%에서 2017년 34.0%로 늘었고 2019년에는 40.9%에 이르렀다. 카바페넴 내성 장내세균속균종은 2010년 국내에 첫 보고된 이후 2020년 1만 8904건이 발생했다. 항생제가 오히려 부메랑이 돼 돌아오는 형국이다. 복지부 관계자는 “인구 고령화와 의료기관 접근성이 좋으면 항생제 사용도 상대적으로 많을 수 있다”면서 “항생제 오남용 방지와 내성균 확산 방지가 중요하다”고 강조했다. 이에 따라 2차 대책에서는 의료기관용 항생제 사용관리 프로그램과 분석 시스템을 마련하고, 축·수산분야 관리 시스템을 강화해 수의사가 처방할 수 있는 항생제 품목 수도 20종에서 79종으로 크게 늘렸다. 중소·요양병원과 의원급 의료기관의 감염관리 역량을 높여 줄 수 있도록 기술지원 네트워크를 확대해 감염관리 활동을 촉진할 방침이다. 항생제 내성관리 연구개발을 지원하고 협력체계를 강화하는 것도 목표로 한다.

외부에서 온 사람을 배척할 때 흔히 ‘텃세 부린다’라는 표현을 사용한다. 그런데 이는 사람에게만 해당되는 표현이 아니다. 사실 많은 동물들이 먹이와 서식지를 두고 경쟁하는 침입자를 배척하고 자신의 영역을 지키기 위해 텃세를 부린다. 텃세 부리기는 박테리아 세계에서도 예외가 아니다. 한곳에 정착한 박테리아들은 외부에서 다른 박테리아가 침투하는 것을 막기 위해 생물막(biofilm) 같은 물리적 장벽을 치거나 혹은 다른 박테리아를 파괴하는 독성 물질을 분비한다. 여러 항생제에 내성을 지녀 극히 치료가 어려운 황색포도상구균(Staphylococcus aureus) 역시 항생제와 외부 침입자를 막을 수 있는 수단으로 생물막을 이용한다. 이 세균은 몸에 삽입하는 관인 카테터 표면에서 생물막을 형성해 중증 환자의 상태를 더 악화시킨다. 스페인의 유전자 조절 센터(Centre for Genomic Regulation, CRG)의 과학자들은 황색포도상구균의 텃세를 이겨내는 다른 세균을 이용한 치료법을 연구했다. 연구팀이 찾은 해답은 마이코플라스마 페렴균(Mycoplasma pneumoniae, 사진)이다. 물론 이 박테리아도 병원성이 있지만, 연구팀은 병원성이 없게 변형한 마이코플라스마 페렴균을 이용하면 가장 골치 아픈 슈퍼 박테리아 중 하나인 황색포도상구균 생물막을 파괴해 환자를 더 효과적으로 치료할 수 있을 것으로 생각했다. 연구팀은 실험용 쥐를 이용한 동물 모델과 실험실 배양 모델 모두에서 무독성 마이코플라스마 폐렴균이 카테터 표면에 있는 황색포도상구균 생물막을 효과적으로 용해하고 파괴한다는 사실을 확인했다. 쥐 체내에 삽입한 카테터에 있는 항생제 내성균 생물막은 82% 정도 사라졌다. 생물막은 여러 세균이 협력해 만든 방어막으로 면역 시스템과 항생제 침투를 가로막는다. 따라서 생물막이 사라진 슈퍼 박테리아는 항생제와 인체 면역 시스템에 그대로 노출되어 훨씬 치료가 쉬워진다. 연구팀은 무독성 마이코플라스마 폐렴균 자체를 살아 있는 약물로 사용할수도 있지만, 생물막을 녹이는 효소를 따로 추출해서 카테터 표면에 코팅하거나 항생제와 함께 투여해 치료 효과를 높일 수 있다고 보고 있다. 아직은 기초 연구 단계이지만, 연구팀은 후속 연구를 진행해 2023년부터 임상 시험에 도전할 계획이다. 박테리아를 이용해 박테리아를 막는 이이제이(以夷制夷) 전략이 과연 통할 수 있을 지 주목된다.

기후 변화 탓에 북극권의 영구동토층이 녹아내리면서 깊은 땅속에 묻혀 있는 핵폐기물과 치명적인 병원균이 지표로 곧 방출될 수 있다는 충격적인 연구 결과가 나왔다. 영국 애버리스트위스대 등 국제연구진이 북극권의 지표 부근 영구동토층 3분의 2가 기후변화 탓에 오는 2100년까지 사라질 수 있다고 경고했다. 이 지역은 지구 평균의 3배에 달하는 온난화가 진행되고 있다. 연구진은 1955년부터 1990년까지 35년간 옛소련이 러시아 북서부 해안의 대기 및 해양 표면에서 총 130건의 핵무기 실험을 시행했으며 옛소련 붕괴 이후 러시아 정부가 이 지역에 관한 정화 작업을 벌이고 있다고 밝혔지만, 최근 이 일대에서 고위험 수준의 방사성 물질이 검출됐다고 지적했다. 또 영구동토층에는 핵폐기물 외에도 수많은 미생물 종이 얼어붙어 있다. 그런데 이 층이 녹으면서 이들 미생물이 융해수와 섞여 흘러나올 수 있는데 문제는 오늘날 항생물질에 노출된 적이 없는 박테리아 중에서 항생제 내성을 지닌 변종이 태어날 가능성이 크다는 것이다. 이번 연구에 따르면, 영구동토층 심층부에서 발견한 미생물 100여 종이 이미 항생제에 내성이 있는 것으로 확인됐다. 또 지난 2016년 시베리아에서는 영구동토층이 녹으면서 지표로 노출된 순록 사체의 탄저균에 어린이 1명이 감염돼 숨지고 성인 몇 명이 피해를 본 사례가 보고되기도 했다. 이런 영구동토층은 북극권에서 약 2331만 ㎢에 이른다. 북극의 영구동토층 대부분은 약 100만 년 전 생성됐지만, 일반적으로 그 깊이가 깊으면 깊을수록 그 기원은 더 오래 전으로 거슬러 올라간다. 영구동토층에는 미생물부터 화학 물질까지 모든 것이 수용돼 있는데 이들은 1000년 넘게 얼음이라는 감옥에 갇혀 있는 것이다. 또 다른 위험은 산업혁명이 시작된 이래로 영구 동토층 환경에 유입된 화석연료 부산물이다. 북극에는 비소와 수은 그리고 니켈을 포함한 천연 금속 퇴적물이 있으며 지난 몇십 년간 채굴이 진행되면서 몇천만 헥타르에 걸쳐 발생한 폐기물로부터 대량 오염이 발생하고 있다. 이들 화합물이 영구동토층에서 방출되면 인간이 식량으로 의존하는 지역의 동물이나 생선이 중독돼 식량 부족 문제를 증가시킬 수 있다. 이런 유독성 화합물은 핵폐기물과 함께 대기 중에 더 많은 온실가스를 방출해 기후 변화에 더 크게 관여할 것이다. 이에 대해 연구 공동저자인 어윈 에드워즈 애버리스트위스대 교수는 성명에서 “북극의 기후와 생태 변화는 탄소를 대기 중에 공급하고 해수면을 높임으로써 지구상의 모든 지역에 영향을 미칠 것이다. 이번 검토연구는 온난화된 북극에서 또다른 위험이 어떻게 발생하는지를 파악한다”면서 “영구동토층은 오랫동안 온실가스뿐 아니라 다양한 유해물질을 얼려서 보관해온 저장고였다”고 설명했다. 이어 “우리가 이런 유해 미생물과 오염물질 그리고 핵물질이 초래하는 위협을 제대로 이해하려면 이들 물질이 최종적으로 어디로 흘러갈지에 대해 더 잘 이해할 필요가 있다”고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 네이처 기후변화(Nature Climate Change) 최신호에 실렸다.

미세침 패치(microneedle patch)는 피부 아래 신경을 자극하지 않을 정도로 작은 바늘 여러 개를 이용한 패치로 최근 새로운 약물 투여 방식으로 주목받고 있다. 미세침 패치의 가장 큰 장점은 주사기처럼 피부를 깊이 뚫지 않기 때문에 신경을 자극하지 않아 통증이 없다는 것이다. ‘조금 따끔한 거야 참으면 되지’라고 생각할 수 있지만, 매일 주사를 맞거나 혹은 장시간 주사제를 투여해야 한다면 이야기는 달라진다. 통증이 없는 미세침 패치는 반창고처럼 피부에 장시간 붙일 수 있기 때문에 주사제로 투여해야 하는 인슐린 같은 약물도 서서히 투여할 수 있다. 백신의 경우에도 항원을 한번 대량으로 주입하는 것보다 오랜 시간 서서히 주입하는 것이 더 강한 면역 반응을 유발하고 부작용은 줄일 수 있어 미세침 패치가 새로운 백신 투여 수단으로 주목받고 있다. 퍼듀 대학 연구팀은 미세침 패치가 약물 전달 수단이 될 수 있을 뿐 아니라 물리적으로도 질병을 치료하는 수단이 될 수 있다는 연구 결과를 발표했다. 연구팀이 주목한 문제는 항생제 내성균이 만드는 생물막(biofilm)이다. 거친 환경에서 살아남기 위해 서로 협력하는 것은 세균도 마찬가지다. 세균들은 주변으로 분비물을 내놓아 보호막인 생물막을 만든다. 생물막은 면역세포나 항생제처럼 세균에 유해한 세포나 물질이 쉽게 침투하지 못하게 막아 세균을 보호한다. 물론 세균 입장에서 보면 보호이지만, 만약 이 세균이 항생제 내성균인 경우 사람 입장에서는 반드시 파괴해야 할 장애물이다. 항생제 내성균은 21세기 의학이 직면한 가장 중대한 문제로 연구팀은 상처에서 생기는 감염에 주목했다. 당뇨 환자에서 자주 생기는 발의 궤양이나 욕창 환자에서 볼 수 있는 만성 궤양은 쉽게 치료되지 않고 만성으로 진행하면서 항생제 내성균 감염이 생기기 쉽다. 특히 이 세균이 생물막을 형성한 경우 더 치료가 쉽지 않다. 연구팀은 상처를 덮을 수 있는 부드러운 미세침 패치를 이용해서 물리적으로 생물막을 찢은 후 과산화칼슘(CaO2)을 분비하는 방법을 개발했다. 과산화칼슘이 산소를 발생시키면서 주변의 세균을 화학적으로 파괴하고 새로운 조직의 성장을 자극하기 때문이다. 돼지 피부를 이용한 동물 모델에서 미세침 패치는 효과적으로 생물막을 파괴하고 상처의 치유를 돕는 것으로 나타났다. 연구팀은 현재 사람을 대상으로 한 임상 시험을 준비 중이다. 이론적으로 보면 물리적으로 생물막을 파괴하기 때문에 어떤 내성균에도 효과적인 치료법이지만, 실제 사람에서 효과가 없거나 혹은 생각치 못한 부작용이 있을 수 있기 때문에 신중한 임상 연구와 검증이 필요하다. 최근 주목 받는 미세침 패치가 새로운 방식으로 인류 건강에 도움이 될 수 있을지 결과가 주목된다.

술과 수면제를 함께 먹으면 위험하다는 것은 너무나도 잘 알려진 사실입니다. 이처럼 ‘궁합이 별로다’는 말은 사람에게만 국한되는 것이 아닌데요. 술과 수면제처럼 함께 먹으면 독이 되는 ‘약과 음식’을 약잘알 약사가 소개합니다. 1. 감기약·진통제 & 카페인·초콜릿 진통제나 감기약에는 약의 지속시간을 늘리고 효과를 더하기 위해 카페인이 함유된 약이 있습니다. 그 양은 1회 복용량 당 30~50mg 정도로 많지는 않지만, 하루 3번 복용하는 것을 생각했을 때 무시하기는 어렵습니다. 평소 커피나 홍차 초콜릿 등 카페인을 함유하는 식품을 많이 먹는 사람들은 카페인의 과다로 위염, 식욕부진, 두통, 신경과민, 불안, 불면 등이 나타날 수 있는데요. 혹시 평소에 이런 증상을 자주 겪는 분들은 진통제나 감기약을 카페인과 함께 먹지 않았는지 의심해보면 좋을 것 같습니다. 2. 빈혈약 & 녹차·홍차 기본적으로 철분제를 복용할 때는 다른 약 또는 음식과 어느 정도 간격을 두고 드시는 것이 좋습니다. 특히 녹차, 홍차, 커피 등에 들어있는 탄닌, 카페인 성분은 철분의 흡수를 방해합니다. 아예 먹지 말라는 것은 아니고, 적어도 철분제 복용 후 2시간 이내에는 피하는 것이 좋습니다. 3. 변비약 & 우유 보통 변비약의 정확한 제품명을 보면 ‘장용정’이라는 말이 붙습니다. 이것은 약이 위에서 분해가 되지 않고 장까지 가서 약효를 내도록 코팅을 해놨다는 뜻인데요. 우유를 마시면 위의 산성 상태가 약해져서 장용정이 위에서 분해될 가능성이 높아집니다. 그렇게 되면 약 효과가 감소할 뿐만 아니라 위장장애도 나타나게 됩니다. 따라서 이런 변비약을 복용할 때는 우유는 피해서 복용하는 것이 좋습니다. 4. 고혈압약 & 바나나 고혈압 환자에게는 보통 칼륨이 많은 바나나, 토마토 등의 과일이나 야채가 좋습니다. 혈압을 높이는 나트륨의 배출을 도와주기 때문입니다. 그런데 알닥톤 같은 칼륨보존성 이뇨제를 복용하는 경우(또는 신장 기능에 이상이 있거나 당뇨가 함께 있는 분들)는 칼륨 수치가 높아지는 고칼륨혈증에 주의해야 합니다. 따라서 고혈압약을 드실 때 칼륨이 많이 함유된 바나나를 복용하면 체내 칼륨이 과다 섭취될 수 있기 때문에 주의가 필요합니다.5. 고지혈증약 & 자몽주스 자몽주스, 자몽에 들어있는 후라노쿠마린 이라는 성분은 우리 몸에서 약물을 분해하는 역할을 하는 CYP450이라는 단백질의 기능을 방해합니다. 약물과 이 자몽주스와의 상호작용은 70~80여 가지로 굉장히 많기 때문에 내가 어떤 약을 먹든지 간에 복용기간에는 자몽을 피하시는 것이 좋습니다. 5. 피임약 & 인삼 인삼이나 홍삼에 들어있는 진세노사이드는 여성호르몬과 그 구조가 유사합니다. 몸 안에서 여성호르몬과 유사한 작용을 하는데요. 피임약과 함께 인삼, 홍삼을 먹는 경우는 여성호르몬이 많아져 부작용이나 불편한 증상들이 생길 수 있습니다. 특히 자궁근종, 자궁내막암, 유방암 등의 위험인자가 있으신 분은 주의해야 합니다. 6. 제산제(위장약) & 오렌지 속이 쓰릴 때 먹는 제산제에는 수산화알루미늄이 포함되어 있습니다. 이런 약을 오렌지주스나 다른 산성의 과일 주스와 함께 복용하게 되면 알루미늄 성분이 우리 몸에 흡수될 수 있기 때문에 함께 먹지 않는 것이 좋습니다. 7. 수면제 & 술 잠을 더 잘 자기 위해 술의 힘을 빌리는 사람들이 있습니다. 이것은 정말 위험한데요. 수면제 복용 중 술을 마시게 되면 수면제의 부작용이나 내성, 의존성이 커질 수 있습니다. 잠을 더 잘 잘 수는 있어도 이것은 건강한 형태로 잠을 자는 것이 아니라 사실상 기절한 상태가 되는 것입니다. 오히려 결과적으로 불면증이 심해지고, 인지기능도 점차 떨어질 수 있습니다. 8. 우울증약 & 치즈 우울증에 쓰는 일부 약들은 치즈나 와인, 말리거나 훈제된 식품을 조심해야 합니다. 이런 음식들에 포함된 티라민이라는 성분 때문인데요. 가볍게는 두통이나 울렁거림에서부터 심한 경우 혈압 상승 위험도 있습니다. 다행히 해당되는 약물이 우울증에 일차적으로 쓰거나 많이 쓰는 약은 아니지만, 우울증약을 여러 가지 혹은 장기간 복용하시는 분들은 성분을 확인할 필요가 있습니다. 9. 항생제 & 유제품 우유나 유제품 등에 포함된 칼슘은 ‘-사이클린, -플록사신이라는 항생제’와 결합하여 체내 흡수를 방해하기 때문에 피하시는 것이 좋습니다. 이 항생제는 여드름, 비뇨기계 질환 등 광범위하게 사용되기 때문에 그때그때 확인하기가 어렵습니다. 따라서 항생제를 먹을 때는 우유, 요구르트 등 유제품과 같이 먹지 않아야 한다고 생각하시는 게 편합니다. *더 많은 이야기는 영상을 통해서 확인하세요!

고막에서 달팽이관 사이 공간에 염증이 생기는 질병인 중이염은 소아에서 생기는 가장 흔한 감염병 가운데 하나다. 다행히 대부분의 중이염은 쉽게 치료할 수 있으나 일부 중증 환자에서는 뇌수막염 같은 치명적인 합병증으로 진행할 수 있다. 중이염 치료에서 한 가지 문제점은 세균 감염을 없애기 위해 사용되는 항생제가 세균에 도달하기 어렵다는 것이다. 세균도 거친 환경에서 살아남기 위해서 다른 세균과 협력한다. 대표적인 협력 방법은 세균 공동체를 보호하는 보호막인 생물막(biofilm)을 만드는 것이다. 세균의 분비물로 형성된 생물막은 인체의 내부 장기에도 생길 수 있다. 세균 입장에서는 인체의 면역 시스템이나 항생제 같은 외부의 위협을 방어하는 수단이다. 중이염을 일으키는 세균 역시 고막 뒤에 생물막을 형성할 수 있다. 이런 식으로 세균이 항생제와 면역 시스템을 회피하면 결국 수술적 치료를 통해 중이염을 치료할 수밖에 없다. 미국 일리노이 대학 연구팀은 수술보다 덜 침습적이고 상당수 어린아이인 환자들이 더 쉽게 받아들일 수 있는 대안을 연구했다. 이들이 개발한 장치는 마치 고막을 보는 장비인 검이경(otoscope)처럼 생겼지만, 고막 내부를 보는 대신 미세한 플라스마 제트(plasma jet)를 발사한다는 차이점이 있다. 플라스마는 이온핵과 자유전자로 이루어진 고온의 물질로 사실 우주에 가장 흔한 물질 형태다. 하지만 대부분 고온의 고에너지 입자이기 때문에 세균이나 생물막을 쉽게 파괴할 수 있다. 하지만 너무 강력한 플라스마 제트를 발사하면 고막도 크게 손상될 수 있으므로 매우 미세한 플라스마 제트를 여러 개 발사한다. 물론 세균은 다 죽일 수 없지만, 대신 생물막을 찢는 일은 가능하다. 미세한 바늘로 찔러 풍선을 터트리는 것 같은 원리다. 이렇게 되면 항생제와 면역 시스템이 훨씬 세균을 효과적으로 파괴할 수 있어 치료 효과가 훨씬 좋아진다. 이 방법의 가장 큰 장점은 물리적으로 생물막을 파괴하므로 내성균에 대한 우려가 없다는 점이다. 다만 사람에서 임상 시험을 하기 전 효과와 안전성에 대한 충분한 검증이 필요하다. 연구팀은 우선 고막 모형을 만들어 녹농균 생물막에 대한 치료 효과를 검증했다. 그 결과 15분간의 플라스마 제트 치료가 고막 손상 없이 대부분의 녹농균과 생물막을 파괴한다는 사실을 확인했다. 남아 있는 세균 역시 적은 양의 항생제로 쉽게 치료가 가능했다. 물론 플라스마 제트 치료기가 정식 승인받기 위해서는 다른 치료법과 마찬가지로 동물 실험을 통한 전임상 단계와 임상 단계를 거쳐 안전성과 효과를 입증해야 한다. 사실 상당수 치료기와 신약이 이 단계를 넘기지 못하고 사장된다. 하지만 이런 도전과 연구를 통해 의학 기술이 지금처럼 발전할 수 있었다. 실패할 가능성이 있지만, 많은 과학자들이 참신한 아이디어를 가지고 끊임없이 도전하는 이유다.

서울특별시의회 기획경제위원회 권영희 의원(더불어민주당, 비례대표)은 지난 2일 제301회 정례회 본회의 5분 자유발언을 통해 서울시가 25개 자치구와 함께 체계적이고 지속가능한 폐의약품 수거 및 처리 방안을 마련할 것을 요청했다. 권 의원은 최근 한강에서 미국 FDA 기준치 3배 이상의 항생제가 검출되고 있는 현황을 언급하며, 무분별하게 버려진 폐의약품이 한강 등으로 유입되며 서울시민의 건강을 위협하고 있다고 지적했다. 폐의약품은 유효기간이 경과하거나, 변질된 약, 복용하지 않는 약 등을 의미하며, 별도의 전용 수거함을 통해 수거한 후 소각처리 하는 것을 원칙으로 한다. 권 의원은 “폐의약품이 일반쓰레기와 함께 매립되면 토양과 수질을 오염하여 생태계를 교란시키고, 체내에 항생제가 지속적으로 유입되어 약제내성이 생긴다”며 “결국 항생제로도 살균 불가한 슈퍼버그 및 슈퍼박테리아가 발생하며 건강을 위협하게 된다”고 지적했다. 하지만 ‘2018년 건강보험심사평가원’이 실시한 ‘의약품 처리방법 설문조사’에 따르면, 폐의약품을 약국･보건소를 통해 처리하는 비율은 8%에 불과한 것으로 나타났다. 2017년 ‘폐기물관리법’이 개정돼 지자체장에게 폐의약품 처리계획 수립을 의무화하고 있으나, 자치구별 소극적이고 일관성 없는 운영으로 폐의약품 수거 및 처리가 체계적으로 이뤄지지 못하고 있다. 권 의원은 “서울시와 수차례 간담회를 가지며 대안을 제시했으나, 환경부 지침을 핑계 삼아 소극적으로 일관했다”며, “시민의 건강을 지키기 위한 적극행정 의지가 결여된 복지부동의 전형적 모습”이라며 서울시가 폐의약품 수거 및 처리 방식의 방안 마련에 적극 행동할 것을 강력히 촉구했다.

바이러스는 수많은 질병을 일으키는 무서운 감염성 입자다. 본래도 무서운 존재였지만, 코로나19 이후 바이러스는 인류에게 더욱 두려운 존재가 됐다. 하지만 일부 과학자들은 바이러스가 인류를 전염병에서 구할 무기가 될 수 있다고 보고 있다. 바로 내성균을 잡는 무기다. 지금은 코로나19 대유행에 가려 상대적으로 주목받지 못하지만, 사실 인류가 21세기에 직면한 최대 의학 문제 중 하나가 바로 항생제 내성균이다. 20세기에 개발된 항생제는 기적의 신약이었다. 과거에는 전쟁터에서 총상으로 바로 죽는 경우보다 2차적인 세균 감염으로 죽는 병사가 더 많다고 할 정도로 세균 감염이 큰 문제였다. 페니실린 같은 항생제 개발은 야전 병원은 물론 전쟁이 끝난 후 민간 병원에서도 사망률을 획기적으로 줄이는 데 기여했다. 그러나 세균 역시 여기에 적응해 항생제 내성을 키웠다. 인류는 바로 항생제 내성균을 잡을 수 있는 새로운 항생제를 개발했으나 세균 역시 계속 내성을 키워 여러 약물에 내성을 지닌 다제 내성균으로 진화했다. 물론 그렇다고 해도 새로운 항생제 개발 속도가 내성균 진화 속도보다 빠르면 문제없다. 문제는 그 반대라는 것이다. 새로운 신약 개발은 점점 어려워지는 것과 대조적으로 내성균은 점점 흔해지고 있다. 따라서 일부 과학자들은 세균을 숙주로 삼는 바이러스인 박테리오파지에 주목하고 있다. 박테리오파지는 사람 세포에 침투하지 않기 때문에 인체에 안전하고 항생제 내성과 무관하게 내성균을 파괴할 수 있다. 물론 세균 역시 박테리오파지를 피하기 위해 끊임없이 진화하지만, 이점은 박테리오파지도 마찬가지라 충분히 따라잡을 수 있다. 하지만 내성균에 특화된 박테리오파지를 개발하는 것이 문제점 중 하나였다. 미국 캘리포니아 대학 샌디에고캠퍼스 연구팀은 세균이 들어 있는 플라스크에 박테리오파지를 같이 넣고 특정 내성균을 효과적으로 제거하도록 진화시킬 수 있는 방법을 개발했다. 연구팀은 이를 훈련(training)이라고 표현했는데, 28일간 훈련된 박테리오파지의 세균 제거 능력은 무려 1000배나 강해졌다. 이렇게 강해진 슈퍼 바이러스의 공격에서 살아남는 세균이 있다해도 다시 이 균주와 박테리오파지를 같이 배양하면 결국 세균을 감염시키는 박테리오파지가 진화하게 된다. 사실 바이러스의 빠른 변이 생성 능력은 코로나19 백신과 치료제 효과를 무력화시킬 수 있어 큰 우려를 낳고 있다. 하지만 박테리오파지 치료제 개발에서는 오히려 장점이다. 세균보다 더 빠르게 진화할 수 있는 만큼 세균의 적응 능력을 쉽게 무력화할 수 있기 때문이다. 박테리오파지 치료제는 아직 대부분 초기 연구 단계이지만, 내성균 문제의 궁극적인 해결책이 될 수 있어 앞으로 결과가 주목된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

2019년 늦가을 중국에서 시작된 코로나19는 순식간에 전 세계로 확산됐다. 교통수단의 발달로 하루 이틀이면 전 세계 원하는 곳 어디든 갈 수 있게 된 영향이 컸다. 외국 여행이 코로나19 같은 바이러스뿐만 아니라 항생제 내성을 가진 장내미생물과 유전자까지 옮기는 계기가 될 수 있다는 연구가 나왔다. 코로나19 대확산 이후 ‘0’으로 수렴됐던 외국 여행 수요가 코로나 종식 후 다시 늘어난다고 하더라도 여전히 경계를 늦춰서는 안 된다는 뜻이다. 미국 세인트루이스 워싱턴대 의대 부설 게놈과학·시스템생물학센터, 병리·면역학과, 분자미생물학과, 의생명공학과, 네덜란드 마스트리히트대 의대 의료미생물학과, 암스테르담대 의대, 에라스무스대 메디컬센터 의료미생물학·감염과, 암스테르담 국제보건발전연구소 공동연구팀은 외국 여행객들이 항생제 내성(AMR) 유전자를 가진 장내미생물을 갖고 귀국하는 경우가 늘고 있다고 9일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 의생명과학분야 국제학술지 ‘게놈 의학’ 6월 7일자에 실렸다. 연구팀은 2013년 11월부터 2016년 7월까지 18세 이상 네덜란드 성인 남녀를 대상으로 한 ‘여행 후 다항성박테리아 운반’(COMBAT) 연구 데이터를 활용했다. 연구팀은 특히 동남아시아, 남아시아, 북아프리카, 동아프리카 등 4개 지역을 여행했던 190명을 무작위로 선정해 여행 전후 장내미생물 군집과 유전자 변화를 조사했다. 이번 연구에서 주목한 지역들은 열악한 위생 상태와 의료 상황 때문에 항생제 내성균이 많이 발견되는 이른바 ‘핫스폿’(hot spot)이다.사람은 약 39조개의 미생물을 갖고 있는데 대부분 대장이나 소장 등 소화기관에 집중돼 있다. 이들 소화기관에 있는 미생물을 ‘장내미생물’이라고 부른다. 장내미생물은 영양소 분해나 소화를 돕는 역할을 하는 정도로만 알려져 있었지만 최근 다양한 연구를 통해 비만, 대장암을 포함한 다양한 암종과 면역계질환, 치매나 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환, 우울증, 양극성장애 같은 신경정신질환에도 상당한 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 실제로 장내미생물에는 인체에 유익한 것과 유해한 것들이 모두 존재하고 있다. 최근에는 항생제 오남용과 항생제가 포함된 각종 화학물질로 키운 농축산물을 통해 항생제 내성을 가진 유해한 장내미생물도 늘고 있는 추세다. 연구팀은 여행 전후로 실험대상자들의 장내미생물을 메타게놈 염기서열 분석법으로 조사하고 지금까지 알려진 AMR 유전자 자료들과 비교했다. 그 결과 여행자들 대부분 출국 전에는 없었던 AMR 유전자를 가진 장내미생물들이 여행 이후 발견됐다. 이렇게 발견된 AMR 유전자는 56종이었으며 그중에는 항생제 내성이 강해 어떤 항생제도 통하지 않는 고위험 AMR 유전자도 10종이 포함돼 있었다. 특히 동남아시아 지역으로 여행을 다녀온 실험대상자들에게서 고위험 AMR 유전자가 가장 많이 발견된 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 AMR 유전자는 여행 이후에 발견된 만큼 해외여행이 바이러스뿐만 아니라 항생제 내성 장내미생물을 전달하고 확산시키는 수단이라고 지적했다. 연구를 이끈 네덜란드 마스트리히트대 의대 존 펜더스 교수(의료미생물학)는 “백신접종으로 집단면역이 형성돼 코로나19가 사실상 종식되면 다시 여행자들이 늘어날 텐데 이때 보건학적으로 가장 우려되는 점은 항생제 내성 박테리아의 빠른 확산”이라면서 “이번 발견은 항생제 내성 박테리아 확산 차단을 위한 공중보건정책을 수립할 때 큰 도움이 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아서 코난 도일이 창조한 명탐정의 대명사 ‘셜록 홈즈’는 당시에는 생소했던 과학수사의 개념과 방법론을 제시한 것으로도 유명하다. 소설 곳곳에서 홈즈는 의뢰인이나 범인의 옷자락이나 신발에 묻은 흙만 보고도 어디서 왔는지를 맞추는 모습을 보여준다. 과학수사가 도입되기 이전이었던 당시는 물론 지금도 이해하기 쉽지 않은 부분이지만 생물학자와 수학자들이 신발에 묻은 먼지나 흙만으로도 어디서 왔는지를 알아낼 수 있다는 연구결과를 내놔 사람들을 놀라게 했다. 미국 코넬대 의대, 뉴욕 빈 탈알 빈 압둘아지즈 알사우드 계산의생명과학연구소, 마운트시나이 아이칸의대, 싱가포르 국립게놈연구소, 스페인 바르셀로나 과학기술연구원, 스위스 취리히연방공과대(ETH) 계산과학과를 중심으로 케냐, 인도, 칠레, 이탈리아, 프랑스, 브라질, 노르웨이, 스웨덴, 우크라이나, 오스트리아, 영국, 우루과이, 한국, 중국, 호주, 포르투갈, 독일, 나이지리아, 터키, 베트남, 일본, 콜럼비아, 폴란드, 이집트 등 28개국 67개 연구기관이 참여한 국제공동연구팀은 전 세계 도시마다 독특한 미생물 ‘지문’을 갖고 있는 것을 확인했다고 29일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀’ 5월 27일자에 실렸다. 연구팀은 최근 3년 동안 6개 대륙, 60개 도시에서 4728개의 표본을 채취해 8조개의 유전자를 검출했다. 60개 도시에는 한국의 서울도 포함됐다. 연구팀은 이들 도시에서 사용되는 지하철, 버스, 고가열차, 전차 등 대중교통을 대상으로 대기장소의 벤치, 개찰구, 매표소 등의 표면을 3분 이상 면봉으로 닦는 방식으로 샘플을 채취했다. 이렇게 모아진 면봉에서 DNA를 채취해 슈퍼컴퓨터를 이용해 분석한 결과, 샘플의 97%가 31개 미생물종에 포함된 것으로 나타났으며 이것들의 비율이 도시마다 달라 도시의 특성을 파악할 수 있게 해주는 ‘핵심 도시 미생물’이라고 연구팀은 밝혔다. 사람 피부에서 볼 수 있는 세균이거나 토양, 물, 공기, 먼지 등에서 발견되는 것들도 포함돼 있었다. 또 1만 929개의 바이러스와 748개의 박테리아는 지금까지 전혀 알려지지 않았던 것으로 이번에 처음 발견됐다.이번 연구에 따르면 각각의 도시마다 다른 곳에서는 찾아볼 수 없는 독특한 미생물 지문을 갖고 있기 때문에 마치 셜록 홈즈처럼 신발만 있다면 어디서 왔는지 90% 이상의 정확도로 알아낼 수 있다고 연구팀은 밝혔다. 연구를 주도한 미국 코넬대 의대 크리스토퍼 메이슨 교수(생리학·생물물리학)는 “이번 연구는 알려진 감염병 뿐만 아니라 알려지지 않은 미지의 감염병 발생을 사전에 감지하고 다른 도시환경에서 항생제 내성 미생물 확산의 가능성까지도 예측할 수 있게 도와줄 것”이라며 “미생물의 진화 연구에 대한 새로운 발견에도 기여할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

수산물 도매시장과 온라인에서 팔리는 수산물 안전성을 평가한 결과 인체에 위험하지 않은 수준이라는 조사 결과가 나왔다. 식품의약품안전처는 소비자들이 자주 구매하는 패류 2종·해수어 9종·담수어 7종 등 18종 425개 제품을 대상으로 항생제·구충제 등 동물용 의약품 168종의 검출률을 조사한 결과 일상적인 수산물 섭취로 인한 위해 우려는 없는 수준으로 나타났다고 1일 밝혔다. 이들 동물용 의약품은 어류의 세균성 질병 치료에 쓰이는 항균제로 일정 기준까지는 사용이 허가됐으나 과다하게 사용할 경우에는 내성을 유발할 우려가 있다. 수산물 종류별로는 담수어(38.1%)에서 동물용 의약품 검출률이 가장 높았고, 해수어(25.8%), 패류(6.5%) 순이었다. 성분별로는 항균제(32.4%), 구충제(2.4%) 등이 주로 나왔다. 전체 425개 품목 가운데 우럭 1건에서는 항균제 성분인 트리메토프림이 기준치의 14배, 오르메토프림이 3배 넘게 나와 행정조치가 내려졌다. 식약처는 “수산물의 동물용 의약품 목록관리제도가 원활히 시행될 수 있도록 잔류 실태를 지속적으로 관리해 식품 안전에 대한 국민의 불안감을 해소할 것”이라고 밝혔다. 강국진 기자 betulo@seoul.co.kr

코로나19는 전자 현미경으로만 볼 수 있는 작은 바이러스의 파괴적인 위력을 생생하게 증명했습니다. 사실 코로나19 같은 신종 전염병 유행은 많은 과학자가 이전부터 경고해왔던 것입니다. 하지만 오래된 병원균이라고 해서 안전한 것은 아닙니다. 코로나19처럼 인류를 위협하고 있는 문제가 우리가 사용하는 거의 모든 항생제에 내성을 지닌 슈퍼 박테리아입니다. 20세기 의학의 가장 큰 성과는 백신과 항생제의 개발 및 보급이라고 해도 과언이 아닐 것입니다. 세균 감염으로 죽는 사람의 숫자가 크게 줄어들면서 평균 수명이 늘어난 것은 물론 수술 후 감염으로 사망하거나 합병증이 생길 가능성이 낮아지면서 장기 이식을 포함해 여러 가지 치료법이 크게 발전했습니다. 20세기 이후 의학의 눈부신 발전은 많은 부분 항생제에 기댄 것이었습니다. 하지만 생물은 끊임없이 진화하기 마련입니다. 숫자가 많고 세대가 짧은 세균의 진화 속도는 매우 빨라 이미 20세기에 기존 항생제에 대한 내성을 지닌 세균이 다수 보고됐습니다. 물론 과학자들도 새로운 항생제를 만들어 재빨리 여기 대응했으나 새로운 항생제 개발 속도는 더딘 반면 내성 발현 속도는 갈수록 빨라졌습니다. 현재와 같은 추세라면 2050년에는 1000만 명이 항생제 내성균으로 사망할 수 있다는 암울한 전망까지 나오는 상황입니다. IBM 왓슨 연구소 파엘 다스가 이끄는 연구팀은 인공지능을 통해 기존의 연구 방법으로는 상상할 수 없을 만큼 빠른 속도로 새로운 항생 물질을 찾아내는 데 도전했습니다. 이를 위해 연구팀은 첫 단계로 심층 생성 오토인코더(deep generative autoencoder) 기법을 통해 항생 능력을 지닌 펩타이드(peptide)를 학습하고 데이터를 수집했습니다. 그리고 두 번째 단계로 CLaSS(Controlled Latent attribute Space Sampling)라는 방법을 통해 항생 능력을 지닌 펩타이드 후보군을 9만 개나 만들어냈습니다. 하지만 박테리아를 죽이는 능력이 있다고 해서 바로 항생제로 개발이 가능한 것은 아닙니다. 인체에도 해로운 물질이라면 아무리 효과가 좋아도 약물로 사용할 수 없습니다. 따라서 마지막 단계로 딥러닝 기반의 분류 알고리즘을 이용해서 인간에게 독성이 있거나 항생 효과가 떨어질 것으로 예상되는 후보를 탈락시켰습니다. 3일에 걸친 인공지능 연산 끝에 연구팀은 20개의 후보 물질을 선발할 수 있었습니다. 연구팀은 이 후보 물질을 48일간 테스트한 후 두 가지 물질이 특히 유망한 항생제 후보라는 사실을 확인했습니다. 이 항생 후보 물질은 실험실 환경에서 그람 음성 및 양성균에 대한 광범위한 효능을 지녔으며 여러 약물에 내성을 지닌 폐렴간균(Klebsiella pneumoniae)과 대장균을 억제하는 데 효과적이었습니다. 쥐를 이용한 동물 실험에서도 낮은 독성이 확인됐습니다. 내성균에 효과적인 항생제 신약의 가능성을 보여준 것입니다. 이 연구는 저널 '네이처'에 발표됐습니다. 물론 후보 물질을 찾았다는 것은 신약 개발에서 아직 초기 단계라는 이야기입니다. 실제 사람에서 임상시험을 하기 위해서는 까다로운 안전성 테스트와 엄격한 임상시험 기준을 통과해야 합니다. 그리고 많은 시간과 비용을 들여 임상시험을 진행해도 성공하는 약물은 소수에 지나지 않습니다. 하지만 자연 물질 가운데 새로운 항생제 후보를 찾는 대신 인공지능을 통해 훨씬 빠르게 항생 물질을 찾아낼 수 있다면 항생제 개발 속도가 획기적으로 빨라질 가능성이 있습니다. 어쩌면 인공지능에 수많은 생명을 구할 수 있는 잠재력이 숨어 있을지도 모르는 것입니다. 인공지능이 일부의 우려처럼 인류를 위협하는 신기술이 아니라 인류를 치명적인 질병에서 도울 수 있는 든든한 조력자가 될 수 있을지 앞으로 후속 연구 결과를 지켜봐야 할 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

말라리아 원충(Plasmodium)은 일반적인 사람 세포 부피의 1/50에 불과한 작은 생명체이지만, 그래도 박테리아가 아닌 기생충으로 분류한다. 크기는 박테리아보다 조금 더 클 뿐이지만, 내부에 세포 핵과 소기관을 갖춘 진핵생물이기 때문이다. 말라리아 원충은 단세포 동물로 형태를 바꿔가며 모기와 사람을 통해 숙주에서 숙주로 전파된다. 말라리아 치료제 개발에도 불구하고 아직도 세계적으로 매년 40만 명이 사망하는 무서운 기생충 감염병이다. 그런데 단세포 생물인 말라리아 역시 몸의 지탱하고 형태를 유지하기 위해서 골격을 갖고 있다. 뼈나 연골이 있는 건 아니지만, 대신 세포 골격(cytoskeleton)을 통해 몸의 형태를 유지하는 것이다. 말라리아 원충은 모기와 사람의 체내에서 다양한 세포와 장기를 이동하기 때문에 목적에 맞는 형태를 유지해야 한다. 따라서 세포 골격 생성을 방해할 수 있다면 말라리아 원충의 생존과 증식을 효과적으로 방해할 수 있다. 스위스 제네바 대학 연구팀은 말라리아가 모기 체내에 있을 때 중간 단계 중 하나인 오키네트(ookinete) 상태의 세포 골격의 모습을 연구했다. 보통 세포 골격 같은 미세 구조를 관찰할 때는 전자 현미경을 사용하는 경우가 많으나 연구팀은 세포 전체의 골격 구조를 더 입체적으로 확인하기 위해 팽창 현미경(expansion microscopy) 기술을 사용했다. 팽창 현미경은 최근 개발된 세포 관찰 기술로 다른 현미경과 달리 샘플 자체의 크기를 키워 대상을 상세히 관찰한다. 원리는 간단하다. 관찰하고자 하는 대상에 특수 중합체 겔(polymer gel)을 결합시킨 후 이를 물리적으로 팽창시키는 것이다. 따라서 원하는 구조만 염색해 선택적으로 팽창시킬 수 있다. 연구팀이 선택한 물질은 말라리아 오키네트가 원추형 형태를 유지하는 데 중요한 튜불린 (tubulin)이라는 단백질이다. 튜불린 염색 팽창 현미경을 통해 연구팀은 마치 바나나 같은 말라리아 원충의 모습과 이를 지탱하는 세포 골격 구조를 확인했다. (사진) 매년 말라리아로 많은 사람이 사망하지만, 말라리아 신약 개발은 상대적으로 더디다. 여기에 항생제와 마찬가지로 항말라리아제에 대해서 내성을 지닌 말라리아 원충이 등장하면서 말라리아의 위험성은 점점 커지고 있다. 이런 기초 연구를 통해 바로 새로운 치료제가 개발되는 것은 아니지만, 말라리아 원충에 대한 이해도가 높아질수록 새로운 돌파구를 찾을 수 있는 가능성도 커질 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

동국제약이 폐렴 치료에 쓰이는 항생제로 코로나19 치료제를 개발한다. 동국제약은 항생제 ‘테이코플라닌’의 세포실험에서 코로나19 바이러스 증식을 억제하는 능력을 확인해 치료제를 개발키로 결정했다고 18일 밝혔다. 다음달 식품의약품안전처에 임상시험 계획서를 제출하고 본격적인 개발에 나선다. 테이코플라닌은 일반 항생제에 내성이 생겨 ‘슈퍼 박테리아’로 불리는 메티실린 내성 포도상구균, 반코마이신 내성장구균 등을 효과적으로 제압하는 슈퍼 항생제다. 이미 폐렴 치료제로 쓰이고 있어 코로나19 감염 후 2차 감염으로 인한 폐렴 증상 악화를 방지하는 장점도 있다. 동국제약 관계자는 “동물실험 결과를 신속히 확보한 뒤 국내 임상에서 유효성을 입증하겠다”고 말했다. 오경진 기자 oh3@seoul.co.kr

국내 연구진이 어떤 항생제도 듣지 않는 슈퍼박테리아를 현장에서 10분만에 검출해 낼 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국기초과학지원연구원 소재분석연구부, 바이오화학분석팀, 전북대 의대 진단검사의학과 공동연구팀은 항생제 내성 슈퍼박테리아 중 하나인 ‘클로스트리디오이데스 디시필’(C,디시필)을 현장에서 바로 검출할 수 있는 진단키트를 개발했다고 15일 밝혔다. 이번 연구결과는 분석화학 분야 국제학술지인 ‘바이오센서 앤드 바이오일렉트로닉스’ 15일자에 실렸다. C,디시필은 현재 나와있는 항생제로는 치료가 불가능한 장내세균으로 감염될 경우 발열, 설사, 복통이 발생하며 심할 경우는 전격성위막대장염, 독성거대결장, 패혈증 등으로 인해 사망에 이를 수도 있다. 이 때문에 미국 질병통제예방센터(CDC)는 C,디시필을 ‘최고 위협단계’ 세균으로 규정하고 있다. 치료제가 없는 C,디시필의 확산을 막기 위해서는 빠르고 정확한 조기진단이 필요하다. 그러나 현재 사용되는 진단법은 항원검사, 독소검사, 유전자 검사까지 3단계에 걸쳐 시행되기 때문에 이틀 이상의 시간이 걸리고 항원검사와 독소검사 민감도가 낮아 정확하고 신속한 진단이 어렵다는 문제도 있다. 연구팀은 C,디시필을 빠르게 검출하는 고감도 다중 분석기술을 개발하고 이를 종이 기반의 다중 검출키트(mPAD)로 만들었다. 연구팀은 왁스프린팅을 한 종이에 친수성, 소수성 패턴을 만들고 5겹으로 쌓아 입체 유체통로가 있는 mPAD를 만들었다. mPAD의 구멍 안으로 미량의 분변시료를 떨어뜨리고 검출신호 증폭을 위해 시약이 건조처리된 다른 구멍에 물을 떨어뜨리면 시료는 유체통로로 먼저 흘러간 다음 시약이 물에 녹아 흘러가게 된다. 용액은 mPAD 종이 표면 금나노입자에 반응하면서 측정감도가 커지면서 색 변화를 통해 감염여부를 확인하게 된다. 실제로 C.디시필 감염의심환자의 분변 시료 미량을 mPAD에 떨어뜨리면 감염여부를 확인할 수 있는 바이오마커 항원 1종과 독소 2종 검출여부를 10분 내에 육안으로 확인할 수 있다. 연구팀에 따르면 mPAD 검출민감도는 97%, 정확도는 95%에 이르고 종이 기반으로 만들기 때문에 제작비용이 저렴하고 추가 장비가 필요치 않다는 장점이 있다. 기초과학지원연구원 권요셉 박사는 “이번 연구는 C.디피실 진단 원천기술을 확보하고 국산화 가능성을 제시한 것”이라며 “고비용의 유전자 검사가 포함된 기존 검사법을 대체하게 될 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

급성 호흡기 질환인 디프테리아를 일으키는 세균이 다양한 항생제에 내성을 갖는 사례가 급증하면서 세계적인 위협이 될 가능성이 있다는 우려 섞인 연구 결과가 나왔다. 영국 케임브리지대 등 국제연구진은 1896년부터 2018년까지 122년간 채집한 디프테리아균 표본 512개의 데이터를 분석했다. 그 결과 디프테리아균에는 항생제 내성을 갖게 하는 유전자의 수가 늘고 있어 언젠가 현재의 백신을 넘어 진화할 가능성이 큰 것으로 나타났다. 디프테리아는 디프테리아균 독소가 함유된 기침이나 재채기와 같은 호흡기 비말 또는 감염된 피부 분비물과의 접촉으로 발병하는데 치사율이 5~10%에 달할 정도로 치명적이고 특히 5세 미만 소아나 40세 이상 성인이 감염될 경우 치사율은 20%에 이른다. 또 1명의 환자가 전염시킬 수 있는 환자 수인 기초감염재생산지수(R0)가 6~7로, 코로나19(2.2~6.47)나 독감(1.4~1.6)과 비교해도 높다. 국내에서는 디프테리아를 치명률이 높거나 집단 발생 우려가 커 발생 또는 유행 즉시 신고하고 읍압격리가 필요한 ‘제1급 법정감염병’으로 지정해 관리하고 있다. 디프테리아는 질환이 감염된 뒤 회복돼도 자연면역이 형성되지 않아 과거 영유아에서 주요한 질병 및 사망의 원인이었지만 다행히 백신이 개발되면서, 백신 접종률이 높은 국가에서의 발생률은 현저히 낮아졌다. 국내에서도 1950년대 말 백신이 도입되고 1982년 DTaP 백신을 사용하면서 환자 발생이 급격히 감소해 1987년 1명의 환자가 보고된 이후 추가 감염 사례는 보고되지 않았다. 하지만 코로나19의 발생으로 전 세계적으로 디프테리아 예방접종 일정이 늦어지고 있어 디프테리아 발병 사례가 급증하고 있다고 연구진은 밝혔다. 이번 연구에서 연구진은 환자에게서 분리한 61개의 박테리아 유전체(게놈)의 배열을 정하고 이를 다른 변이 디프테리아균 411종에 관한 공개 자료와 통합해 서로 다른 발병이 어떻게 관련되고 확산했는지를 밝혀냈다. 연구진의 분석에 따르면 여러 대륙, 특히 아시아와 유럽에 걸쳐 유전적으로 비슷한 디프테리아균 군집이 발견됐는데 이는 박테리아가 적어도 한 세기 동안 인간 집단 안에서 정착해 이동해 왔다는 것을 보여준다. 게놈 데이터는 또 항생제 내성과 독소 변이를 일으키는 유전자의 존재도 밝혀냈다. 디프테리아균 독소는 주요 발병 성분으로 독소 유전자에 의해 암호화돼 있으며 18종의 변이가 발견됐으며 그중 몇 개는 독소의 구조를 바꿀 가능성이 있는 것으로 확인됐다. 이에 대해 연구 저자인 케임브리지대의 고든 듀건 박사는 “디프테리아 백신은 독소를 중화하도록 설계됐기에 독소의 구조를 바꾸는 유전자 변이체는 백신의 효과에 영향을 줄 수 있다”면서 “우리의 데이터가 현재 쓰이는 백신이 효과가 없게 될 것임을 나타내지는 않지만 독소 변이체의 다양성이 커지고 있다는 사실은 백신과 독소를 표적으로 하는 치료법을 정기적으로 평가할 필요가 있다는 점을 시사한다”고 설명했다. 연구진은 또 디프테리아균의 항생제 내성을 관찰하면서 최근 10년간의 박테리아가 90년대보다 4배나 많이 내성 유전자를 갖고 있다는 것을 발견했다. 연구에 참여한 로버트 윌 박사는 “디프테리아균의 게놈은 복잡하고 엄청나게 다양하다. 디프테리아균은 임상 치료에 사용하지 않는 항생제에 대해서조차도 내성을 얻고 있다”면서 “무증상 감염이나 다른 질병의 치료를 목적으로 한 대량의 항생제 노출 등 다른 요인도 작용하고 있을 것”이라고 설명했다. 또다른 연구 저자로 감염증 연구자인 안쿠르 무트레자 박사도 “디프테리아가 어떻게 진화하고 확산하고 있는지를 이해하는 연구가 반드시 필요하다”고 지적했다. 연구진은 “게놈 배열 결정은 우리에게 디프테리아균을 실시간으로 관찰할 강력한 도구를 제공해 공중보건기관들이 너무 늦기 전에 강력한 조치를 취하도록 할 것”이라고 말했다. 이와 함께 “우리는 디프테리아에게서 눈을 떼지 말아야 한다. 그렇지 않으면 디프테리아가 잠재적으로 변형돼 더 잘 적응하는 형태가 돼 다시 한 번 세계적으로 큰 위협이 될 위험이 있다”고 지적했다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

바퀴벌레는 불결한 환경을 상징하는 벌레다. 주로 음식물 찌꺼기나 부스러기 따위를 먹으면서 살아갈 뿐 아니라 지저분한 환경에서 창궐하는 해충이기 때문이다. 하지만 바퀴벌레 역시 불결한 환경을 좋아하는 것은 아니다. 이런 장소에는 유해한 세균이나 곰팡이 역시 유행하기 때문이다. 따라서 바퀴벌레가 이런 환경에서도 살아갈 수 있다는 이야기는 뭔가 여기에 대처할 수 있는 능력이 있다는 이야기다. 예를 들어 독일 바퀴벌레(학명 Blattella germanica)는 생존을 위해 여러 가지 항생 물질을 분비한다.독일 바퀴벌레는 이름과는 달리 우리나라에서 가장 흔한 바퀴벌레로 작지만 번식력은 매우 강한 것으로 유명하다. 과학자들은 이 바퀴벌레가 살충제에만 강한 것이 아니라 세균이나 곰팡이 감염에도 매우 강하다는 사실을 확인하고 그 비결을 연구했다. 그 결과 이 바퀴벌레가 디펜신(defensin)과 테르미신(termicin), 드로소마이신(drosomycin) 그리고 아타신(attacin)이라는 네 가지 종류의 항생 물질을 만든다는 사실을 확인했다. 여기에 더해 최근 스페인 발렌시아대와 국립과학연구소의 연구팀은 새로운 종류의 항생 물질인 블라텔리신(Blattellicin)을 발견했다. 발렌시아대의 프란시스코 J 실바 박사가 이끄는 연구팀은 블라텔리신 유전자가 기존에 알려진 항균 펩티드 유전자인 아타신과 유사하다는 사실을 확인했다. 흥미롭게도 블라텔리신은 바퀴벌레의 장내 공생 미생물의 생존을 돕고 숙주에 영양분을 공급해 바퀴벌레를 유해한 세균으로부터 보호하는 것으로 나타났다. 흰개미의 사촌인 바퀴벌레는 장내에 많은 공생 미생물을 지니고 있는데, 유해한 병원성 세균이 많으면 이들의 생존이 위험하다. 따라서 장내 미생물을 보호할 목적의 항생 물질이 필요하다. 연구팀은 블라텔리신이 주로 성체가 된 이후 가장 활성화되는 점으로 봤을 때 이 시기에 장내 미생물을 노리는 병원성 세균으로부터 숙주를 보호하는 것으로 생각하고 연구를 계속 진행 중이다. 바퀴벌레가 병원성 세균이나 곰팡이로부터 자신을 지키는 방법을 알아낸다면 역으로 이를 활용해 살충제를 쓰지 않고 바퀴벌레만 없애는 물질을 개발할 수 있다. 더 나아가 바퀴벌레에서 새로운 항생제 후보 물질을 찾을 수도 있다. 항생제 내성균은 코로나19처럼 인류를 위협하는 심각한 감염병으로 기존의 항생제에 내성을 지닌 세균의 비율이 점점 높아져 새로운 항생제 개발이 시급한 상태다. 어쩌면 이 분야 만큼은 바퀴벌레가 인간에게 뜻밖의 도움을 줄지도 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com