(Three bacteriophages, or bacteria-eating viruses, were administered to the young patient suffering from a major antibiotic-resistant infection following lung transplant surgery(Credit: R. M. Dedrick et al./Nature Medicine 2019))
바이러스는 스스로 증식할 수 없기 때문에 반드시 숙주 역할을 할 세포가 필요합니다. 숙주 세포는 박테리아가 될수도 있고 진핵세포가 될수도 있는데, 전자의 경우 박테리아를 먹어치우기 때문에 박테리오파지로 불립니다. 자연 상태의 박테리아에게는 가장 큰 포식자 가운데 하나입니다. 따라서 이를 이용해서 항생제 내성 세균의 치료에 응용하려는 연구가 진행 중입니다. 하지만 박테리오파지를 이용한 감염 치료는 만만치 않은 도전입니다. 정확하게 목표로 하는 박테리아를 공격하기도 힘들고 바이러스 자체가 감염원으로 우리 몸의 면역 시스템의 공격을 받기 때문입니다.
피츠버그 대학 하워드 휴즈 의학 연구소의 그레이엄 하트풀(Graham Hatfull, from the Howard Hughes Medical Institute at the University of Pittsburgh)이 이끄는 연구팀은 전 세계 각지에서 다양한 박테리오파지의 샘플을 수집했습니다. SEA-PHAGES 프로젝트로 알려진 이 바이러스 수집 프로젝트는 본래 치료 목적보다는 바이러스 관련 자료 수집이 목적이었으나 연구팀은 2017년 런던에서 특별한 연락을 받게 됩니다.
심각한 낭성 섬유증 (cystic fibrosis)으로 폐이식을 받은 환자 두 명에서 생긴 심각한 항생제 내성 감염증에 사용할 수 있는 박테리오파지를 찾아달라는 것입니다. 박테리아 샘플을 받은 연구팀은 세 종의 바이러스를 찾아 치료 효과를 높이기 위해 두 종의 유전자를 변형한 후 섞어서 환자에게 투여했습니다. 하지만 불행히 환자 한 명은 준비가 되기 전 사망했고 생존한 젊은 환자 한 명을 대상으로 치료가 진행됐습니다.
의료진은 병변에 대한 직접 주입 및 하루 2회 정맥 주입을 6개월 진행했으며 다행히 모든 내성균 감염이 사라지는 것을 확인했습니다. 항생제가 아닌 바이러스를 이용한 최초 치료 성공 사례라는 점에서 이 연구는 저널 네이처 커뮤니케이션스에 실렸습니다.
물론 이런 치료법이 모든 환자에서 안전하게 사용될 수 있을지는 더 검증이 필요합니다. 바이러스가 다른 감염원이 될 위험성과 더불어 면역이 정상인 환자의 경우 환자의 면역 시스템이 바이러스를 공격해 더 위험한 상황이 될수도 있습니다. 여기에 각 균주에 맞춤형으로 바이러스를 준비해야 한다는 점이 큰 제약점이 될 것으로 보입니다. 이를 찾아서 배양하고 주입하는데 엄청난 비용이 들 수 있습니다.
그럼에도 항생제를 통해서 치료가 불가능한 세균 감염에서 희망을 보여준 사례이기 때문에 앞으로 지속적인 연구가 필요합니다.
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