내 나이가 어때서?…항생제 내성균 해결사로 ‘칠순’ 항생제 [와우! 과학]

항생제 내성균 문제는 21세기 의학이 직면한 가장 큰 위기다. 20세기에 여러 항생제가 등장하면서 치명적인 감염균을 치료하고 많은 생명을 살렸지만, 이제 항생제 내성을 지닌 세균이 늘어나면서 세균의 역습이 시작된 것이다. 물론 새로운 항생제가 계속 개발되고 있지만, 항생제 개발 속도보다 내성균 진화 속도가 더 빨라 21세기 중반쯤 되면 항생제 내성균 문제가 지금보다 상당히 심각해질 것으로 우려되고 있다.

네덜란드 라이덴 대학의 나다니엘 마틴 교수가 이끄는 연구팀은 오래 전 개발했지만, 최근까지 이를 개량하기 위한 시도가 거의 이뤄지지 않았던 항생제에 주목했다. 바시트라신(bacitracin)은 1945년 고초균이라는 세균에서 분리된 항생제로 그람 양성균의 세포벽에 결합해 펩티도글리칸 같은 주요 물질의 생성을 방해해 세균을 억제한다.

바시트라신은 의학적으로는 연고 형태로 가장 많이 사용된다. 상처에 바르는 연구에 포함된 항생제로 가정상비약에도 흔히 들어가 있는 성분이다. 하지만 바로 그렇기 때문에 세균에 많이 노출되어 내성을 지닌 세균이 흔해지고 있다. 이대로라면 바시트라신 역시 효과가 거의 없어질 위험이 있다.

따라서 연구팀은 바시트라신이 그람 양성균의 세포벽에 어떻게 결합하는지 분석하고 결합력을 획기적으로 높일 방법을 연구했다. 연구팀에 따르면 바시트라신은 개발된 지 오래된 항생제임에도 불구하고 사실 그 작용기전이 최근까지도 잘 알려지지 않았다. 이 항생제가 세포벽의 분자와 다섯 곳에서 결정 형태로 결합한다는 사실도 최근에 알려졌다.

연구팀은 바시트라신이 세포벽에 더 단단히 결합할 수 있게 구조를 약간 수정했다. 그 결과 기존의 바시트라신보다 세포벽에 대한 결합력이 수백 배 강한 개량형 바시트라신을 개발하는 데 성공했다. 연구팀은 이 개량 바시트라신을 중요한 항생제 내성균인 반코마이신 내성균에 테스트해 효과적으로 세균을 파괴할 수 있다는 사실을 알아냈다. (사진)

물론 이렇게 만든 개량형 바시트라신이 인체에서 큰 부작용 없이 효과적으로 항생제 내성균을 억제할 수 있는지 알기 위해서는 몇 단계에 걸친 임상 시험이 필요하다. 하지만 최후의 항생제 중의 하나인 반코마이신 내성균을 잡을 수 있다면 항생제 내성균으로 위기감이 고조되고 있는 상황에서 큰 도움이 될 수 있다.

사실 바시트라신은 세균에서 분리된 후 거의 개조 없이 70년 가까이 사용됐다. 거의 70년 만에 개량을 통해 오래된 항생제인 바시트라신이 다시 세균과의 전쟁에서 큰 활약을 할 수 있을지 앞으로 연구가 주목된다. 이 연구는 미국 국립과학원 회보(PNAS) 최신호에 실렸다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com