독일 생화학자인 파울 에를리히는 신체의 면역반응을 설명하기 위한 이론을 발전시켰으며 화학요법과 관련해 중요한 업적을 이뤘다.
에를리히는 세균 같은 질병을 유발하는 원인만을 제거하는 물질을 만들 수 있을 것이라고 말하면서 이 물질을 마법의 탄환이라고 불렀다. 그는 면역학에 기여한 공로를 인정받아 1908년에 노벨생리의학상을 받았다.
에를리히는 1854년에 현재는 폴란드 영토가 된 실레지아 슈트레헨에서 태어났다. 그는 브레슬라우와 프라이부르크, 라이프치히 대학교에서 의학을 공부하고 베를린 샤리테병원에서 연구를 수행하면서 특정 장기, 조직, 세포에 대한 염료의 선택성에 관심을 가졌다.
그는 세균학자 로베르트 코흐가 발견한 결핵균을 염색하는 방법을 개발했으며 이 방법은 나중에 다른 과학자들에 의해 개선돼 오늘날에도 사용되고 있다.
에를리히는 코흐의 요청으로 결핵 치료를 위해 여러 국가를 오가고 민간 실험실에서 일하다가 코흐의 제의에 따라 베를린 감염병연구소에서 일했다. 에를리히의 동료 연구자로는 디프테리아를 연구한 에밀 폰 베링과 파상풍을 연구한 키타사토 시바사부로가 있었다.
두 사람은 혈청의 면역 특성을 설명하기 위해 항독소라는 개념을 발전시키고 혈청 치료제를 개발했는데, 이 때 에릴리히의 성과 중 하나는 폰 베링의 디프테리아 항독소를 표준화할 수 있도록 한 것이다.
1908년에 에를리히는 면역 반응에 대해 별개의 연구를 수행한 일리야 메치니코프와 함께 노벨상을 받았다.
에를리히는 항독소 생성을 설명하기 위한 화학 이론을 제시하고 메치니코프는 식세포의 역할을 연구했는데 당시 학계에서는 면역체계를 설명하는데 두 이론이 모두 필요하다고 판단했다.
에를리히는 살아있는 세포가 곁사슬(측쇄)을 갖고 있고 이것이 독소와 관련이 있다고 생각했다. 그에 의하면 이물질로부터 위협을 받는 세포는 더 많은 곁사슬을 성장시키는데 여분의 곁사슬은 분리돼 항체가 되고 체내를 순환한다.
에를리히는 치료 효과가 곁사슬과 연관이 있다는 그의 이론에 따라 새로운 화합물을 합성했으며 이렇게 만들어진 화학요법은 마법의 탄환으로 묘사됐다.
그는 1906년에 프랑크푸르트 게오르그슈파이어하우스 연구소의 소장이 된 뒤 사하치로 하타를 비롯한 연구자들과 함께 매독을 유발하는 스피로헤타 등의 미생물을 연구했다. 그리고 수백 번의 합성을 수행한 끝에 1909년에 살바르산이라는 최초의 마법의 탄환인 매독치료제를 발견했다.
살바르산은 초기 질병 단계에 투여했을 때 효과적인 것으로 나타났다. 에를리히의 연구소는 훽스트(Hoechst) 회사와 맺은 계약 덕분에 화학물의 임상 개발을 신속히 수행할 수 있었다. 살바르산과 이후 부작용 및 용해성을 개선해 만들어진 네오살바르산은 1940년대까지 매독을 치료하는데 가장 효과적인 치료제로 사용됐다.
마법의 탄환에 대한 에를리히의 연구는 차후 제약 연구의 기틀이 됐다. 마법의 탄환에 대한 개념은 암 세포 같은 특정 표적에 대해 선택적으로 전달되는 세포독성 물질의 개발을 통해 일정 부분 실현됐다. 에를리히는 1915년에 뇌졸중으로 인해 사망했다. (사진출처 : National Library of Medicine, Images from the History of Medicine (IHM) Collection)
