2014년에 영국 총리의 요청에 따라 실시된 연구에 의하면 항생제 내성균에 대한 문제를 해결하지 않을 경우 향후 35년 이내에 항생제 내성 슈퍼버그(superbug)로 인해 사망하는 사람이 암으로 인해 사망하는 환자보다 더 많아질 것이라고 분석이 제기됐다.
점차 커져가고 있는 전 세계적인 항생제 내성 위협을 막을 수 있는 새로운 항생제들을 개발하기 위해서는 슈퍼버그가 항생제들에 어떻게 내성을 갖게 되는지 이해하는 것이 매우 중요하다.
국제적인 구조생물학 저널(Structure)에 실린 연구에 따르면 캐나다 맥길대학교의 연구진은 특정 세균성 효소가 광범위하게 사용되는 매크로라이드(macrolide) 계열 항생제에 대한 내성을 야기한다는 점을 발견했다. 키나아제 효소가 매크로라이드 계열 항생제를 화학적으로 파괴할 수 있다는 점을 밝혀낸 것은 이 연구가 최초다.
이러한 키나아제들이 존재한다는 점은 이미 알려져 있었지만 이를 화학적, 구조적으로 정확하게 분석하는 것은 어려운 일이었다.
연구 선임저자인 맥길대학교 의과대학 생화학부문 알버트 버귀스 교수는 “2009년부터 연구에서 많은 양의 효소들을 생산하려는 시도를 해왔다”며 충분한 물질을 수집하기 위한 수년간의 수정작업 이후 설탕결정 같은 키나아제 결정을 만들려고 했다고 설명했다.
연구진은 결정을 제조하고 캐나다 서스캐처원주 새스커툰에 위치한 싱크론트론 광원 시설(Canadian Light Source)에서 도출된 자료를 분석하는데 추가로 3년이 걸렸다고 한다.
버귀스 교수는 조사 결과 이 키나아제들을 원자적 관점에서 바라본 자료가 나왔지만 이 원자 수준의 영상이 익숙하지 않은 기술이 포함된 복잡한 기계의 모습과 유사해 이 기계가 실제로 어떻게 작동하는지는 해석할 수 없었다고 부연했다.
이에 따라 키나아제가 서로 다른 매크로라이드 항생제에 대한 내성 발생에 어떻게 영향을 미치는지 알아보기 위해 다시 3년가량이 소요됐다.
연구진은 키나아제 효소가 다수의 매크로라이드 항생제들에 대한 내성이 발생하는 과정에서 상당한 영향을 미치며 특정 효소 2개가 현재 사용되고 있는 모든 매크로라이드 항생제에 대한 내성 발생에 있어 필수적이라는 점을 발견했다.
버귀스 교수는 “마침내 슈퍼버그가 어떻게 이러한 키나아제를 이용해 매크롤라이드 약물에 내성을 갖는지 정확하게 알게 됐다”며 이는 이 키나아제들이 항생제와 상호작용하지 않도록 해 슈퍼버그에 의한 내성문제에 덜 취약한 차세대 항생제들의 개발로 이어질 수 있을 것이라고 주장했다.
다음 단계는 새로운 개선된 매크로라이드 항생제를 개발하는 일이며 후보물질을 만들어질 때까지 2~3년이 걸릴 것이라고 예상했다.
버귀스 교수는 이러한 연구가 슈퍼버그 위협에 대항하기 위한 방법 중 하나에 불과하다며 “포괄적인 다차원적인 전략이 갖춰졌을 때 이 전 세계적인 보건 위협에 성공적으로 대비할 수 있을 것”이라고 강조했다.
