인체의신비, 항생제의 역습 점점 약해지는 항생제

귀에 감염이 일어났을 때였죠. 그런데도 아들의 장 세균들은 항생제에 내성을 띠고 있었어요. 일어나서는 안될 일이었어요.” 다행히도 다른 두 항생제는 효과가 있었고, 그랜트는 목숨을 구했다.

"아들은 운이 좋았어요. 그러나 우리 몸속의 세균이 우리가 투여하는 항생제의 3분의 2가 아니라 전부에 내성을 띠게 되는 날이 빠르게 다가오고 있어요. 그때가 되면 우리는 정말로 심각한 문제에 빠질 겁니다.”

현재 킨치는 세인트루이스에 있는 워싱턴 대학교 생명공학 연구혁신 센터의 소장이다. 그는 대학교가 추진하는 동네 재생 사업의 일환으로 버려진 전화기 공장을 새롭게 개보수한 건물에서 일한다. 

 

“예전에는 여기가 세인트루이스에서 마약을 구하기 가장 좋은 곳이었어요.” 그는 살짝 비꼬는 어조로 자랑하듯이 말한다. 중년 초입에 들어선 유쾌한 인물인 그는 기업가 정신을 함양하기 위해서 워싱턴 대학교로 왔지만, 여전히 제약업의 미래와 새로운 항생제의 개발 문제에 깊은 관심을 가지고 있다. 

 

2016년에 그는 그 문제를 경고하는 변화를 위한 처방 : 곧 닥칠 약물 개발의 위기(A Prescription for Change: The Looming Crisis in Drug Development)」라는 책을 썼다.

“1950년대부터 1990년대까지는 미국에서 1년에 대략 세 종류의 새로운 항생제가 나왔어요. 지금은 2년에 대략 한 종류가 나올 뿐입니다. 효과가 없거나 쓸모가 없어져서 시장에서 항생제가 사라지는 속도가 새 항생제가 나오는 속도보다 두 배는 빨라요. 

 

어떤 결과가 빚어질지 뻔히 보여요. 우리가 세균 감염을 치료하는 데 쓸 약물의 병기고는 점점 비어가고 있어요. 게다가 이 추세는 멈추려는 기미조차 없어요.”

설상가상으로 현재 우리는 그냥 미친 짓이라고 할 만큼 항생제를 마구 써댄다. 미국에서 한 해에 발행되는 항생제 처방전 4,000만 건 중에서 거의 4분의 3은 항생제로 치료할 수 없는 증상에 쓰인다. 

 

하버드 대학교의 약학과 교수인 제프리 린더는 처방 지침에 아무런 효과가 없다고 명백히 나와 있음에도, 급성 기관지염 환자 중 70퍼센트가 항생제 처방을 받는다고 말한다.

더욱 두려운 점은 미국에서 항생제 중 80퍼센트를 가축에게 먹이고 있다는 것이다. 주로 가축을 더 살찌우기 위해서이다. 과일 농가들도 세균 감염을 막으려고 항생제를 쓴다. 

 

그 결과 대부분의 미국인은 자신도 모르게 (심지어 유기농이라는 꼬리표가 붙은 것까지 포함하여) 식품을 통해서 간접적으로 항생제를 먹고 있다. 스웨덴은 1986년에 농업에 항생제 사용을 금지했다. 

 

유럽 연합도 1999년에 같은 조치를 취했다. 1977년 미국 식품의약청은 가축을 살찌우는 용도의 항생제 사용을 금지했다가, 농업 이익단체들과 그들을 지지하는 의회 지도자들이 들고 일어나는 바람에 철회하고 말았다.

알렉산더 플레밍이 노벨상을 받은 해인 1945년에는 페니실린 총 4만 단위를 투여하면 전형적인 폐렴알균성 폐렴을 치료할 수 있었다. 지금은 내성 증가 때문에, 하루에 2,000만 단위 이상을 여러 날 동안 투여해야만 같은 결과를 얻을 수 있다. 

 

지금은 페니실린이 전혀 듣지 않는 질병들도 있다. 그래서 감염병의 사망률은 점점 증가해왔으며, 약 40년 전의 수준으로 돌아가 있다. 세균은 사실 우습게 볼 존재가 아니다.

 

세균은 꾸준히 점점 더 내성을 띠어왔을 뿐만 아니라, 널리 알려진, 과장이라고는 거의 없는용어인 슈퍼버그(superbug)라는 무시무시한 새로운 병원균으로 진화해왔다.

 

황색포도알균은 사람의 피부와 콧구멍에 있는 미생물이다. 대개는 아무런 해를 끼치지 않지만, 면역계가 약해지면 몸속으로 침입하여 큰 혼란을 일으킬 수 있는 기회주의자이다.

 

이 세균은 1950년대에 페니실린에 내성을 획득했지만, 다행히 메티실린(methicillin)이라는 다른 항생제가 나와서 감염의 확산을 막을 수 있었다. 그러나 메티실린이 나온 지 겨우 2년 뒤에 런던 인근 길드퍼드의 로열 서리 카운티 병원에서 환자 2명이 메티실린이 듣지 않는 황색포도알균에 감염되었다는 것이 밝혀졌다.

 

거의 하룻밤 사이에 새로운 약물에 내성을 띠는 형태로 진화한 것이다. 이 새로운 균주는 메티실린 내성 황색포도알균(methicillin-resistant Staphylococcus caureus), 줄여서 MRSA라고 불리게 되었다. 2년이 지나지 않아서 이 균주는 유럽 대륙으로 퍼졌고, 곧이어 미국으로 확산되었다.

현재 MRSA와 그 유사 균주들은 연간 전 세계에서 70만 명의 목숨을 앗아가는 것으로 추정된다. 최근까지 반코마이신(vancomycin)이라는 약물이 MRSA에 효과가 있었지만, 지금은 그 약물에도 내성을 띠기 시작했다. 

 

또 카바페넴 내성 장내세균(carbapenem-resistant Enterobacteriaceae, CRE) 감염이라는 무시무시하게 들리는 것도 현재 우리를 위협하고 있다. 이 세균들은 우리가 투여하는 거의 모든 약물에 내성을 띤다. CRE에 감염되면 거의 절반이 사망한다. 다행스럽게도, 대개 건강한 사람은 아직까지는 감염되지 않는다. 

 

그러나 어찌될지 모르니 주의해야 한다. 이렇게 문제가 점점 심각해지고 있는데도, 제약업계는 새로운 항생제 개발에서 발을 빼왔다. 킨치는 이렇게 말한다. “개발비가 너무 많이 든다는 거죠. 현재 화폐 가치로 환산했을 때, 1950년대에는 10억달러에 약 90가지 약물을 개발할 수 있었어요.

 

지금은 그 돈으로 평균적으로 한 약물의 3분의 1만 개발할 수 있어요. 약물 특허권은 계우 20년 동안 유지돼요. 게다가 임상시험에 들어간 기간도 포함되죠. 실질적으로 배타적 권리를 행사할 기간이 겨우 5년에 불과합니다."그 결과 세계에서 가장 규모가 큰 제약회사 18곳 중에서 2곳 외에는 새 항생제 개발을 포기했다.

 

항생제는 대개 1-2주일만 투여한다. 그보다는 좀더 꾸준히 계속 투여할 수 있는 스타틴(고지혈증 치료제/역주)이나 항우울제 같은 약물의 개발에 초점을 맞추는 편이 훨씬 더낫다. “제정신이 박힌 기업이라면 다음 항생제를 개발하지 않을 겁니다.” 킨치의 말이다.

상황이 반드시 절망적이라고는 할 수 없겠지만, 주의를 기울일 필가 있다. 현재의 확산 속도로 볼 때, 항생제 내성으로 앞으로 30년 안에 현재의 화폐 가치로 따져서 100조 달러의 손실을 입고 연간 1,000만 명이 목숨을 잃을 것으로 예측된다. 현재 암으로 죽는 사람들의 수보다 더 많다.

표적만 골라서 공격하는 접근법이 필요하다는 데에는 거의 모두가 동의한다. 흥미로운 가능성이 엿보이는 방법 중 하나는 세균의 의사소통을 교란하는 것이다. 

 

세균은 개체수가 충분히 이를 정족수(quorum)라고 한다 모이기 전까지는 공격을 하지 않으므로 연구할 만한 가치가 있다. 모든 세균을 죽이는 것이 아니라, 단지 공격을 촉발할 정족수 미만으로 세균의 수를 영구히 유지시킬 정족수 감지 약물을 만들자는 것이다.

또 한 가지 가능성은 바이러스의 일종인 박테리오파지(bacterie
phage)가 우리를 대신하여 해로운 세균을 죽이도록 하는 것이다. 박테리오파지는 줄여서 파지라고도 하는데, 대부분의 사람들은 잘 모르지만 지구에서 가장 수가 많은 생명 입자이다. 

 

우리를 포함하여 지구의 거의 모든 표면은 그들로 덮여 있다. 그들이 아주 잘 하는 일이하나 있다. 바로 특정한 세균을 표적으로 삼는 것이다. 그 말은 의사가 병원균의 정체를 파악하고 그것을 죽일 수 있는 파지를 골라야한다는 뜻이다. 더 많은 비용과 시간이 드는 과정이다. 

 

그러나 세균에게서 내성이 진화하기가 훨씬 어려워질 것이다.

분명한 것은 무슨 수는 써야 한다는 것이다. “우리는 항생제 위기가 조만간 닥칠 거라는 식으로 말하는 경향이 있어요. 하지만 결코그렇지 않아요. 그 위기는 이미 와 있어요. 내 아들의 사례가 보여주었듯이, 지금 우리가 겪고 있는 문제이고, 앞으로 훨씬 더 악화될 겁"니다.”

한 의사는 내게 이렇게 말했다. “우리는 감염 위험이 너무 높아서인공 관절 수술이나 으레 하는 치료들을 하지 못하게 될 가능성까지내다보고 있어요.”

사람들이 다시금 장미 가시에 찔려서 목숨을 잃게 될 날이 그다지멀지 않을 수도 있다.