슈퍼버그를 죽이는 새로운 항생제의 등장 (조수라발핀)

최근 과학자들은 독특한 방식으로 박테리아를 죽이고 기존 약물 저항성에 취약하지 않은 새로운 종류의 항생제를 발견했습니다. 새로 발견된 이 항생제는 위험한 약물 내성 박테리아 종의 방어를 회피할 수 있습니다. 해당 약물은 기존 항생제 대부분에 내성을 보이는 다제내성균, 즉 카바페넴 내성 아시네토박터 바우만니를 표적으로 삼습니다.

 

박테리아가 몰랐던 것

새로 발견된 항생제는 이전에 항균제에서 볼 수 없었던 공격 전략을 사용해 다제내성균을 죽이며, 고도로 표적화된 이 전략은 한 종의 박테리아에만 영향을 미칩니다. 스위스 바젤에 위치한 로슈 파마 연구 및 초기 개발의 전염병 발견 책임자이자 약물 개발자 케네스 브래들리는 "완전 합성 항생제의 새로운 종류의 장점은 박테리아가 이것을 본 적이 없다는 것"이라고 말했습니다. 업계에 따르면 다제내성균이 항생제를 방어하기 위해 사용하는 기존의 방어막은 신약의 공격을 차단할 수 없습니다. 브래들리를 비롯한 로슈와 하버드 대학교의 공동 연구자들은 과학 학술지를 통해 새로운 항생제의 발견과 작용을 설명하는 두 편의 논문을 발표하면서 "조수라발핀이라는 약물은 현재 인간을 대상으로 한 초기 단계 안전성 시험에서 테스트 되고 있다"라고 전했습니다. 이번 연구에 참여하지 않은 일리노이 대학 어바나-샴페인 캠퍼스의 화학 교수인 폴 헤르겐로더는 "이것은 새로운 약물 종류이자 새로운 약물 표적이라는 점에서 매우 유망하다"라고 의의를 뒀습니다. 헤르겐로더는 "다른 표적을 공격하는 항생제와의 교차 내성은 기대하지 않는다"라고 덧붙였습니다.

 

새로운 항생제

다제내성균은 광범위한 저항으로 인해 미국에서 긴급 위협으로 지정됐습니다. 혈액, 요로, 폐 및 상처 감염을 일으키며, 의료 환경에 있는 사람들에게 가장 자주 발생하는 이 미생물은 면역 체계가 약한 사람과 카테터, 또는 인공호흡기가 필요한 사람에게 특히 위협으로 작용합니다. 이 박테리아는 그람 음성 박테리아, 막으로 둘러싸인 세포벽을 가지고 있다는 뜻으로 해당 박테리아에 작용하는 새로운 종류의 항생제가 시장에 출시된 지는 50년 이상이 지났습니다. 헤르겐로더는 "부분적으로 미생물의 외막에 침투하여 임무를 수행할 수 있을 만큼 오랫동안 내부에 머무를 수 있는 약물을 찾는 것은 어렵다"라고 전했습니다. 이에 연구자들은 이러한 격차를 줄이고자 새로운 유형의 항생제를 찾기 시작했습니다.

 

기존 항생제 비계의 새로운 버전을 만드는 대신 완전히 다른 것으로 시작하고 싶었다는 브래들리는 아시네토박터 바우마니를 포함한 다양한 박테리아에 대한 활성 징후를 찾기 위해 거의 45,000개 이상의 화합물 라이브러리를 광범위하게 스크리닝했습니다. 헤르겐로더는 "결정적으로 이 라이브러리에는 제약회사의 표준 라이브러리에서 볼 수 있는 많은 것과는 달리 고유한 특성을 가진 합성 화합물이 포함되어 있어 발견의 문이 열릴 가능성이 높았다"라고 설명했습니다.

 

여기에서는 조수라발핀이라는 약물을 생성하기 위해 변형할 수 있는 화합물이 드러났고, 초기 화합물은 아시네토박터 바우마니 종에 대해 비슷한 효능을 보였지만, 다른 유형의 질병을 유발하는 박테리아에는 효과가 없었습니다. 연구팀은 아시네토박터 바우마니에 더욱 강력하게 작용하도록 화합물을 조정했으며 이는 생쥐와 쥐의 감염을 제거하는 데 효과적인 것으로 입증됐습니다. 이 화합물은 아시네토박터 바우마니를 죽이는 것 외에도 설치류의 혈액에 있는 지방 거품과 반응해 동물에게 해를 끼쳤고, 안전 플래그를 식별한 브래들리의 연구팀은 화합물의 전하를 조정해 이 문제를 해결했습니다.

 

신약의 작동 원리

조수라발핀의 최종 버전을 개발하는 동안 연구원들은 이 화합물이 다제내성균을 어떻게 죽이는지 정확히 조사했습니다. 연구에 따르면 이 약물은 박테리아의 외막을 만드는 데 핵심적인 기계를 교란합니다. 박테리아는 막을 만들기 위해 지질다당류가 필요하며 기계는 지질다당류를 미생물 표면으로 운반, 조수라발핀은 해당 기계를 강화하지만 지질다당류에 바인딩된 경우에만 해당됩니다. 하버드 공동 연구자들은 이 약물이 표적 기계의 특정 구성 요소 때문에 아시네토박터 바우마니에만 효과가 있음을 입증했습니다. 브래들리는 "그들은 조수라발핀에 결합된 표적의 실제 원자 분해능 구조를 해결할 수 있었다. 실제로 조수라발핀 화합물이 박테리아의 다른 종과 결합하는 것을 방해하는 분자적 차이가 있다"라고 부연했습니다.

 

헤르겐로더는 "좁은 표적을 가진 항생제는 장내 미생물과 신체의 다른 유익한 박테리아를 방해할 가능성이 작다"라면서 광범위하고 많은 항생제가 실제로 장내 미생물을 제거할 것이라 봤습니다. 이어 그는 "또한 특정 미생물을 표적으로 삼아 좁은 항생제는 많은 박테리아에 새로운 내성을 개발하도록 광범위한 압력을 가하지 않는다. 조수라발핀이 미생물을 보존하는 것으로 입증되기를 바란다"라고 덧붙였습니다. 과학자들은 여전히 지질다당류가 조수라발핀에 대한 새로운 저항 전략을 발전시켜야 한다는 압력을 받을 것이라고 내다봤습니다. 브래들리는 "우리는 진화가 어느 시점에서 저항의 출현으로 이어질 것이라고 완전히 기대한다"라면서도 "그러나 적어도 이번 문제에 대해서는 뒤에서 시작하지는 않는다"라고 이야기했습니다.

 

추가로 브래들리는 "때로는 한 약물에 대한 내성을 얻기 위해 박테리아가 다른 약물에 더 취약해지거나 질병을 일으키는 능력을 일부 상실한다. 이는 임상시험을 통해 더 많이 연구되어야 할 부분"이라 짚었습니다. 건강한 지원자를 대상으로 현재 진행 중인 조수라발핀 실험을 통해 약물의 안전성 프로필을 평가하고 있다고 밝힌 브래들리는 "조수라발핀 외에도 이 약물의 출현은 지질다당류가 다른 그람 음성 박테리아에 작용하는 미래 항생제의 유망한 새로운 표적이 될 수 있다는 생각을 불러일으킨다"라고 첨언했습니다.