차 의과학대학교(총장 김동익) 약학대학 조유희 교수(사진)팀은 폐렴, 패혈증을 유발하는 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)이 폴리믹신(polymixin)B 항생제에 내성을 보이는 원인을 규명했다. 이번 연구는 생화학 및 분자생물학 분야의 국제저명학술지인 활성산소학회지(Antioxidant & Redox Signaling, ARS IF=7.040) 최신호 주요 논문(Featured Article)으로 게재됐다. 

녹농균은 세계보건기구(WHO)가 지정한 슈퍼버그중 하나로 항생제에 강한 내성이 있다. 녹농균은 여러 개의 항생제를 동시에 투여해도 듣지 않을 때 사용하는 폴리믹신B와 같은 항생제에도 내성을 보인다. 

조유희 교수팀은 내성을 보이는 이유가 녹농균의 호흡 때문이라는 사실을 밝혔다. 녹농균을 비롯한 다양한 세균의 항생제 내성은 외부의 내성 유전자로 인한 내성과 세균이 태생적으로 가지고 있는 내성으로 나눌 수 있다. 조유희 교수팀은 녹농균이 산소호흡이 아닌 혐기호흡(산소가 없는 상태에서의 호흡) 활성을 통해 에너지를 얻음으로써 항생제에 내성을 갖게 된다는 것을 처음으로 증명했다. 또, 이 과정에서 폴리믹신B가 활성산소(ROS)가 있는 환경에서 더 활성화된다는 것도 밝혀냈다. 

이번 연구는 녹농균이 여러 감염 조건에서 혐기호흡을 통해 생존해 왔다는 내재적인 특성과 항생제 내성과의 연관성을 규명했다. 혐기호흡 활성을 낮추는 약물을 함께 사용하면 폴리믹신B의 효과를 높일 수 있기 때문에 감염 치료의 새로운 표적을 제시했다는 점에서 그 의미가 크다. 

조유희 교수는 “항생제에 대한 내성은 점차 다양한 병원균에서 나타나고 있으며 새로운 항생제에 대한 내성 출현 기간도 점점 짧아지고 있다.”며, “병원균의 내재 내성은 관련 기전에 대한 이해가 높을수록 감염 치료의 성과가 더 좋아질 수 있기 때문에 향후 지속적인 연구를 통해 새로운 항생제 개발의 방향을 제시할 수 있도록 노력할 것”이라고 말했다. 

차 의과학대학교는 의과대학, 간호대학으로 출발하여 사회과학대학인 융합과학대학을 신설해 생명과학과 보건·의료, 사회과학의 융합을 선도하고 있다. CHA그룹의 산학연병 네트워크를 바탕으로 판교 종합연구원과 미국·호주 등 글로벌 네트워크를 활용해 해외연수와 취업의 기회를 부여하며 실무에 강한 글로벌인재를 양성하는 교육환경을 갖추고 있다.

(좌) A의 정상균은 혐기호흡 활성이 낮은 만큼 혐기호흡 유전자의 결손여부와 무관하게 폴리믹신B를 처리하면 세포의 사멸이 많이 관찰됨.

(우) B의 정상균은 혐기호흡 활성이 높아 동일한 조건에서 A에 비해 세포의 사멸이 확연히 줄어들지만, 혐기호흡 유전자가 결손되면 세포의 사멸이 증가함.