내성 없이 결핵을 치료할 수 있을 것으로 보이는 두 가지 화합물이 발견됐다.
영국의 독자적인 연구센터 존이네스센터 과학자들은 항결핵 활성이 있는 두 가지 화합물을 밝혀냈다. 모두 결핵에 대한 항생제 후보 물질로 꼽히며, 돌연변이 영향을 받지 않는다. 연구 결과는 항균 화학요법 저널에 게재됐다.
세계보건기구(WHO)에 따르면 결핵은 마이코박테리움 그룹에 의해 발생하는 전염병으로, 단독으로 또는 다른 질병과 함께 사망을 유도할 수도 있는 심각한 질병이다. 결핵 항생제는 존재하지만, 내성 때문에 모든 경우에 효과가 있는 것은 아니다. 전 세계 인구의 약 25%가 잠복성 결핵을 앓고 있으며, 면역 체계가 약해지면 결핵이 활성화할 수 있다.
2019년 글로벌 결핵 보고서에 따르면, 2018년에는 약 150만 명이 결핵으로 사망했다. 그중 25만 1,000명은 HIV에 감염된 상태이기도 했다. 전 세계적으로 1,000만 명 정도가 결핵 진단을 받았는데, 약 570만 명이 남성, 약 320만 명이 여성, 약 110만 명이 어린이였다.
약물 내성 결핵 균주는 여전히 중요한 문제다. 2018년에 결핵 진단을 받은 사람 중 40만 건의 새로운 사례가 리팜피신에 대한 내성을 보였다. 그중 78%가 다제 내성을 보였다. 내성 결핵 사례의 부담이 가장 큰 국가는 인도다. 전 세계 사례 중 27%를 차지한다. 다음은 중국이 14%, 러시아가 9%다.
결핵 발생률의 평균 감소율은 2000~2018년 동안 연 1.6% 정도, 2017~2018년 동안 2% 정도였다. 2015~2018년 누적 감소율은 6.3%로 목표치인 20%보다 훨씬 낮았다. 결핵으로 인한 사망의 경우 2015~2018년 사이에 11% 감소했는데, 이 역시 목표치인 35%보다 낮았다.
유럽은 목표 달성을 위한 이정표를 잘 유지하고 있다. 2015~2018년 발병률이 15%, 사망률이 24% 감소했다. 아프리카 지역에서는 같은 기간 발병률이 4.1%, 사망률이 5.6% 감소했다.
존이네스센터 연구진은 항결핵 특성이 있는 화합물을 조사, 미래에 항생제로 전환될 수 있는 새로운 유도체를 모색했다. 두 가지 화합물은 흔히 내성을 유발하는 일반적인 돌연변이의 영향을 받지 않고 결핵에 대항할 수 있다. 제출된 논문에 따르면 Redx03863 및 Redx04739는 항균 분석에서 테스트를 거쳤다.
연구 저자 토니 맥스웰 교수는 "이 연구가 표적과 상호 작용하는 화합물의 추가 합성 및 조사를 위한 길을 열어 줄 것"이라고 말했다.
기존에 결핵 치료제는 마이크로박테리움 박테리아 효소인 DNA 자이레이스를 부당하게 이용한다. 이 효소는 결핵 박테리아의 DNA 기능에 매우 중요한 영향을 미친다. 효소의 억제제는 미생물을 멈출 수 있지만, 효소는 돌연변이의 영향을 받아 억제제를 쓸모없게 만들 수 있다.
연구자들은 엑스레이 결정학을 통해 두 화합물이 결핵균에 대해 작용하는 분자적인 세부 사항을 명확하게 관찰했으며, 그 결과 화합물이 DNA 자이레이스의 매우 흔한 돌연변이에 영향을 받지 않는다는 사실을 알아냈다. 돌연변이는 결핵 박테리아가 아미노쿠마린이라고 불리는 항생제에 내성을 갖도록 만든다. 연구진의 실험 결과 돌연변이가 발생했을 때도 화합물의 효과는 지속됐다.
또한 두 화합물은 그람 양성 및 그람 음성 결핵균 종에서 활성을 보였다. Redx03863은 Redx04739보다 더 강력했으며 Redx04739의 효능은 일반적으로 무해한 것으로 간주되는 마이크로박테리움 종인 M 스메그마티스 종에 대해 선택적으로 작용하는 것으로 확인됐다. Redx03863은 내성 돌연변이의 영향을 받지 않았으며 노보바이오신과는 별개의 결합 부위로 결정됐다. 이런 특성은 Redx03863에서 항생제를 제형화해 결핵 및 기타 내성 박테리아에 사용할 가능성이 있다는 점을 시사했다.
맥스웰 교수는 “항생제 내성이 21세기의 가장 큰 위협 중 하나”라고 설명했다. 약물 내성 박테리아는 치료로 완화되지 않으며, 박테리아가 모든 항생제에 대한 내성을 보이기 시작한다면 치료가 불가능하다.
항생제 내성과 관련된 전염병으로는 아프리카, 아시아 및 유럽에서 흑사병을 일으킨 것과 동일한 선페스트가 있다. 페스트균이 다른 박테리아 그룹과 여러 항생제에 대한 내성을 공유한다면 미래에는 인간이 대처할 수 없는 슈퍼버그가 대량 번식할 수도 있다.