항생제 내성 보인 병원균에 90% 항균 효과 보여

미국 일리노이대 어바나-샴페인캠퍼스 연구진은 두꺼운 외막으로 덮여 있어 항생제가 잘 듣지 않는 그람양성균을 선택적으로 공격하는 항생제를 개발했다고 29일(현지 시각) 밝혔다. 사진은 그람음성균 중 하나인 대장균을 전자현미경으로 관찰한 모습./미국농업연구소

미국 연구진이 장내 세균 중 병을 일으키는 것들만 골라 죽이는 항생제를 개발했다. 기존 항생제에 내성을 가진 세균까지 잡을 수 있다.

미국 일리노이대 어바나-샴페인캠퍼스 연구진은 지난 29일 항생제가 잘 듣지 않는 그람음성균을 선택적으로 공격하는 약물인 롤라마이신을 개발했다고 밝혔다. 이 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처’에 실렸다.

그람음성균은 세포벽 바깥에 외막을 두르고 있는 세균을 말한다. 대장균, 살모넬라균, 이질균, 헬리코박터균 등이다. 세포벽으로만 싸여 있어 항생제가 쉽게 침투하는 그람양성균과 달리, 그람음성균은 외막 때문에 약물이 잘 들어가지 못한다. 아목시실린, 암피실린, 나프실린 등 일부 항생제만 듣는다.

하지만 최근 항생제 사용이 많아지면서 일부 그람양성균은 이들 항생제마저 듣지 않는 내성이 생겼다. 내성균에 감염되면 치료 방법이 없어 생명을 위협하는 패혈증으로 이어질 수 있다.

연구진은 그람음성균에만 있는 단백질인 ‘롤(Lol) 시스템’에 주목했다. 이 시스템은 지질단백질을 외막으로 옮기는 역할을 한다. 그람양성균에게는 없다. 연구진은 롤 시스템만 표적으로 삼아 선택적으로 공격하는 항생제 롤라마이신을 개발했다.

폴 허젠로더 일리노이대 교수는 “인체에서 병을 일으키는 그람음성균만 롤 시스템을 갖고 있다”며 “롤라마이신은 장내 세균 중에서도 이들 병원균만 골라 선택적으로 죽인다”고 설명했다.

롤라마이신은 연구진이 키운 다제내성 세균(2종 이상 약물에 대해 내성이 있는 세균) 130여종에 90% 항균 효과를 보였다. 항생제 내성균이 패혈증을 일으킨 쥐들에게 롤라마이신을 투여한 결과, 모두 살아남았다. 반면 롤라마이신을 투여하지 않은 쥐는 87%가 3일 이내에 죽었다.

아목시실린 같은 일반 항생제는 유해균뿐만 아니라 유익균까지 죽인다. 장내 세균 생태계 균형이 무너져 오히려 클로스트리디움 디피실 같은 유해균만 살아남아 심각한 장염을 일으킬 위험이 있다. 이번에 개발한 롤라마이신은 장내 세균 생태계에 영향을 미치지 않는 것으로 확인됐다.

안타깝게도 이 약물은 당장 상용화되기는 쉽지 않다. 네이처에 따르면 항생제를 발견해 환자 사용 승인까지 대개 20년 이상이 걸린다. 이번 연구에 참여하지 않은 세바스찬 힐러 스위스 바젤대 교수는 네이처에 “지난 10년 간 그람음성균에 대한 새로운 항생제가 20개쯤 개발됐지만 미국 식품의약국(FDA)이 승인한 것은 하나도 없다”고 말했다.

참고 자료

Nature(2024), DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-024-01566-8

Nature(2024), DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07502-0

조선비즈

이정아 기자 [email protected]