국내연구진이 다제내성균^* 치료 시 최후 처방 항생제로 사용되는 콜리스틴(Colistin)의 효과를 무력화하는 내성균의 기전을 발견해 다중미생물 감염치료에 새로운 전기를 마련하였습니다.

한국연구재단은 차창준 교수(중앙대학교) 연구팀이 토양에서 분리한 병원균 스테노트로포모나스 말토필리아가 콜리스틴 항생제를 분해하고, 다중미생물 감염 시 일반적으로 치료가 가능한 병원균까지 집단 내성^*을 유발하는 원리를 규명했다고 밝혔습니다.

콜리스틴은 수퍼박테리아로 알려진 녹농균, 아시네토박터 바우마니 등 다제내성균 감염 치료 시 마지막 단계에서 사용하는 항생제입니다. 2016년 중국 돼지농장에서 검출된 대장균에서 콜리스틴 내성유전자(mcr)가 처음 보고된 이래 세계 각국 병원을 비롯해 하수 및 폐수처리장에서도 mcr 유전자 변이가 지속 출현하여 세계 공중보건을 위협해 왔습니다.

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그러나, 아직까지 효소에 의한 콜리스틴의 불활성화 기작은 규명되지 않았습니다.

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이에 연구팀은 세균 ‘스테노트로포모나스 말토필리아’^*의 단백질 분해효소가 콜리스틴 항생제를 분해하여 항생제 내성을 유발함을 증명했습니다. 또한 다제내성균인 녹농균 및 아시네토박터 바우마니와의 공동 배양 및 공동 감염 실험을 통해, 분해된 콜리스틴이 불활성화됨에 따라 일반적으로 치료가 가능한 다른 세균들까지 생존하여 집단 내성을 유발함을 확인하였습니다.

한편 연구팀은 비교유전체 분석을 통해 콜리스틴 분해 유전자를 가지고 있는 스테노트로포모나스 말토필리아 세균이 이미 여러 나라 병원의 환자 호흡기에서 검출되고 있음을 경고했습니다. 호흡기질환의 하나인 낭포성 섬유증 환자의 경우, 녹농균과 스테노트로포모나스 말토필리아 세균이 동시 감염되는 경우가 많습니다. 일반적으로 녹농균은 콜리스틴으로 치료가 가능하지만, 스테노트로포모나스 말토필리아가 콜리스틴을 분해하면 집단 내성이 생겨 녹농균이나 다른 병원균의 감염 치료가 어려울 수 있습니다.

연구팀은 이번 연구를 통해 발견한 콜리스틴 분해 유전자를 새로운 항생제 내성 유전자로 감시할 것을 제안했으며, 다중미생물 감염 치료 시 미생물 군집 수준에서 집단 내성을 고려한 항생제 처방의 중요성을 강조하였습니다.

이번 연구의 성과는 미생물학 분야 국제학술지 ‘마이크로바이옴(Microbiome)’에 8월 19일 게재되었습니다. 

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< 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업의 지원으로 수행되었습니다. >

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(1) 다제내성균 : 수퍼박테리아라고도 불리며, 여러 종류의 항생제에 대한 내성을 동시에 가지고 있어 이 균에 감염되면 치료할 수 있는 항생제가 거의 없는 세균을 의미함
(2) 내성 : 항생제의 공격에 저항하여 생존할 수 있는 약물 저항성으로, 일부 내성유전자는 수평적 전달이 가능해 다른 균으로 이동하여 내성을 전파함
(3) 스테노트로포모나스 말토필리아 : 강물, 토양, 동식물 등에 널리 서식하는 세균으로 폐렴, 낭포성섬유증 등의 호흡기 환자나 균혈증 환자에서 검출되는 기회성 병원균

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출처 : 한국연구재단

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