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[카드뉴스] 박테리아 vs 항생제 내성 전쟁

2017년 12월 20일 19:30


최근 이대목동병원에서 4명의 신생아가 숨진 안타까운 사건이 있었습니다. 질병관리본부는 신생아 3명의 혈액에서 시트로박터 프룬디(Citrobacter freundii)라는 세균을 검출했습니다. 특히 3명 모두 같은 CTX M-9형의 ‘광범위 베타락탐계 항생제 분해효소’(ESBL) 내성 유전자가 있음이 추가로 확인돼 눈길을 끌고 있습니다. 그런데 베타락탐계 항생제는 무엇이고 항생제 내성균은 어떻게 생기는 것일까요?


항생제는 기능별로 크게 네 가지가 있습니다.


1. 세포벽 합성 방해제
페니실린이나 세팔로스포린, 카바페넴 등 베타락탐계는 세포벽의 합성단계에 작용한다. 인체에는 세포벽이 없어 영향이 없다.


2. 핵산 합성 방해제
DNA 합성을 방해하는 퀴놀론계와 RNA 중합효소와 결합해 RNA 합성을 막는 리팜피신계가 있다.


3. 세포막 합성 방해제
콜리스틴, 암포데리신 등이 있다. 물질의 수송에 관여하는 세포막 합성을 막는다. 대량 투여 시 사람의 세포에 독성을 보일 위험이 있다.


4. 단백질 합성 방해제
아미노글리코사이드나 테트라사이클린계 등이 있다. 리보솜에 작용해 세균의 단백질 합성을 막는다. 사람의 리보솜과 세균의 리보솜은 차이가 커서 인체 영향이 적다.


그렇다면 박테리아는 세포벽 합성을 방해해 파괴하는 베타락탐계 항생제에 어떻게 내성을 갖게 된 것일까요?


▷ 최초의 항생제인 페니실린은 베타락탐이라는 성분이 박테리아의 효소에 결합해 세포벽을 이루는 물질(펩티도글라이칸)의 합성을 막고, 결국 세포분열을 방해한다.


▶ 박테리아는 베타락탐을 분해하는 효소를 만들거나, 베타락탐의 공격을 피하도록 구조를 바꾸는 방법 등으로 페니실린을 무력화했다.


▷ 1950년대 말 메티실린이라는 또다른 베타락탐계 항생제가 탄생했다. 옥사실린 등 다른 페니실린계 항생제도 나왔다.


▶ 하지만 이 항생제마저 듣지 않는 미생물이 나왔다. 메티실린내성 황색포도알균(MRSA)은 여러 종류의 항생제에 내성을 가지고 있는 다제내성균이다.


▷ MRSA에 대항할 수 있는 항생제로 박테리아의 세포 내벽과 외벽이 결합하지 못하도록 방해하는 반코마이신이 있다.


▶ 1990년대 초반, 반코마이신이 결합하는 아미노산의 종류를 바꿔서 이 과정을 방해하는 ‘반코마이신내성 장알균(VRE)’과 ‘반코마이신내성 황색포도알균(VRSA)’이 발견됐다.


▷ 세포막 단백질을 타고 세포질로 들어가 세포벽 합성에 필요한 효소인 트랜스펩티데이스의 활성을 억제하는 카바페넴은 여러 종류의 미생물을 막는 강력한 항생제였다.


▶ ‘카바페넴내성 장내세균속 균종(CRE)’ 중 하나인 NMD-1은 카바페넴을 분해하는 효소를 지니고 있다. 카바페넴분해효소 유전자는 다른 균종으로 전파가 쉬워 문제가 되고 있다.


불필요한 항생제 사용과 처방 받은 약을 임의로 중단하는 행위는 내성균을 발생시킵니다. 의사와의 상의 없이 약을 중단하면 병원균은 완전히 죽지 않고 오히려 그 약에 내성을 지닌 채 되살아납니다. 따라서 항생제는 꼭 필요한 만큼만 처방하고, 환자는 수칙에 맞게 마지막까지 확실히 복용해서 몸 안의 박테리아를 박멸해야 합니다.

 


- 참고: 과학동아 2013년 06월호 ‘내성균 리턴즈’
과학동아 2017년 06월호 ‘슈퍼박테리아 비상, 그런데… 한국엔 재래식 무기만 있다’

 

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