동물용 항균제와 대체제를 둘러싼 최신 동향 <PART 4> - 컨설팅

이인호

들어가며

약제내성균은 어느 시대에서도 감염증 치료에 있어서 중요한 문제가 되어 왔다. 근년, 신규 항균제 개발과 시장에서의 도입이 진전되지 못하고 있기에 기존 항균제를 유효 적절히 사용하는 것이 추구되고 있다. 그와 동시에 감염 제어의 입장에서는 약제내성균의 출현을 가능한 빠르게 감지해서 그 전파를 방지하는 것도 중요하다.
장(알)구균, 황색포도상구균, 녹농균 등 다양한 병원체가 복수의 약제에 대해서 내성화되고 그 검출빈도의 증가는 임상 상 중요한 문제가 되고 있다. MRSA, ESBL, CRE를 비롯한 이러한 다제내성균(MDR)의 다수는 병원, 축산현장, 시설 등에서 교차감염 및 확산되는 동향을 나타내고 있고 축산분야에서도 내성유전자가 검출되는 것이 확인되고 있다.
다제내성균 제어에 있어서는 항균제의 적정 사용과 동시에 감염 대책도 당연히 중요한 과제가 되고 있다. 특히, 병원 등 의료시설에 있어서 교차감염을 방지하는 것은 의료기관에 부여된 중요한 책무이나 실제로는 아직도 우리나라는 이 부분에서 선진국의 3차 의료기관의 수준에는 미치지 못하고 있는 것으로 확인되고 있다.
내성균의 제어에는 항균제의 유효성을 높이는 것이 가장 중요하다. 그리하여 애초 항균제의 효과적인 사용방법 검토가 주로 행해졌지만, 최근에는 항균제의 사용과 내성균의 관계가 사람건강에 미치는 영향과 관련된 문제가 주로 검토 및 관심의 대상이 되어 ‘가축건강=사람건강’이라는 ‘One Health 시대’가 이미 도래하였다.
수의분야 주요 세균성 감염증 제어를 위해서는 동물용 항균제가 현재는 물론이고 미래에도 중요한 자재로써 사용될 점에 대해서는 재론의 여지가 없다. 그러나 동물용 항균제의 사용이 허용되는 한 약제내성균 문제를 수반해 이를 해결하기 위해 항균제 적정사용 프로그램(ASP)을 비롯해 끊임없는 노력을 병행해야 하는 것이 숙명적인 과제가 되고 있다(관련자료 1).

<관련자료 1> 항균제 적정사용 프로그램(ASP)의 소개. 현재 사람의료 분야를 중심으로 해서 수의분야로까지 영역이 확대되고 있는 ASP를 통해 동물약품업체들도 자사의 약제 유효성은 연장하고, 내성과 부작용은 최소화하는 전략을 도입하기 위한 기본기를 다지는데 보다 적극적인 자세로 임하는 것이 요망되고 있다.

또한, 수의의료에 있어서 내성균의 출현은 동물용 항균제의 유효성 저하에 의한 생산효율의 저하뿐 아니라 축산물을 통한 사람으로의 전파가 비록 그 가능성이 현재까지는 낮은 것으로 확인되고 있지만, 사람의료에 있어서 내성균 출현에 관여하는 위험이 있는 것으로 우려하는 반론의 목소리가 계속해서 터져 나오고 있는 것을 목격할 수 있다. 이 때문에 수의영역에 있어서도 동물용 항균제의 적정 및 신중 사용이 강력하게 요구되고 있기에 긴장의 도를 늦출 수 없는 상황이다.
우리나라는 동물용 항균제 내성과 관련된 수준급 서적과 논문을 제대로 한번 다독·정독해보았는지 의심스러운 비전문가들이 오히려 마치 전문가라도 되는 것처럼 목소리를 더 내려는 기현상을 연출하고 있다. 이로 인해 국민들과 소비자들이 미혹당하고 있는 실정이다.
즉, 사람의료에서 사용되는 항균제가 사람의 건강에 직접적으로 영향을 미치는 주범임에도 불구하고 이 부분에 대해서는 침묵하면서 오직 동물용 항균제 사용만 중지시키면 사람의 건강과 관련된 안전성 확보가 완료되기라도 하는 것처럼 착각하게 하는 발언과 기술을 하는 것을 현장에서 심심치 않게 목격할 수 있다.
만약 지도교수가 이런 사고방식을 지닌 분이면 그 제자들도 그대로 답습할 것이 뻔하다. 결과적으로 슈퍼박테리아가 무엇인지도 제대로 모르면서 용어를 남발해가며 무리한 논리를 전개하는 한심한 광경을 연출할 수 있는 문제점을 드러낼 수 있다.
따라서 본고에서는 계속해서 본 주제와 관련된 최신 내용을 기술함으로써 독자들의 올바른 이해를 돕고자 한다.

1. 다약제 내성(MDR)유전자 전파 최신 동향

항균제가 임상에 사용되기 시작한 초기에는 기적의 약으로 생각되었다고 서술한다(Salyers와 Whitt, 2005). 그러나 항균제에 뒤이어 내성인 세균이 출현하고 이로 인해 사람과 세균의 경쟁이 반복되어 왔다. 그리하여 그동안 여러 Class의 항균제가 발견 또는 반합성되어 사용되었으며, 이제는 새로운 항균제를 만들기가 더 어렵게 되었다(Bush, 2004).
그리하여 미래에는 내성세균이 퍼져서 항균제가 무용지물이 되고 세균 감염에 무방비 상태였던 항균제 이전 시대(Preantibiotic era)의 상태가 될 것을 우려하는 목소리가 국내외 의료계와 소비자단체를 통해 지금도 제기되고 있는 것을 볼 수 있다.
동물용 항균제에 대해서도 같은 주장을 제기하면서, 특히 인수공용 항균제 사용을 금지하자고 압박을 가해 미국 FDA CVM에서도 올해 하반기부터는 사료에서 인수공용 항균제를 모두 사용 금지시키고로 했다. 또한, 수의사 처방품목(VPD)으로 돌리겠다는 정책을 시행하는 것은 물론이고 맥도널드, KFC를 비롯한 다국적 식품업체들도 정부정책에 부응해 인수공용 항균제가 사용된 축산물은 전면 사용을 금지하겠다는 마케팅 전략으로 소비자들의 신뢰를 유지해 나가려는 동향을 나타내는 것으로 확인되고 있다(관련자료 2).

<관련자료 2> 미국 다국적 식품회사의 항균제 관련 정책자료. 맥도널드를 비롯한 미국의 주요 다국적 식품회사들은 앞으로는 인수공용 항균제를 사용한 축산물은 자사의 제품에는 절대 사용하지 않겠다는 정책을 발표, 생산자들의 인식전환을 공개적으로 요구하면서 정부의 인수공용 항균제 사용금지 정책에 동참의사를 적극적으로 피력하고 있다.

세균의 여러 항균제에 대한 내성기전을 Courvalin 등(2001)은 교차내성과 공통내성으로 설명하고 있다. 현재 국내 동물약품업체들의 대다수는 교차내성은 알아도 공통내성현상에 대해서는 기본 개념을 파악하지 못하는 경우가 허다 해 보수교육이 절실히 필요한 입장이다.
그러다 보니 이로 인해 실제 현장에서 벌어지는 현상에 대해서 양축농가들에게 올바르게 전달치 못하고 경험만을 가지고 상황에 대처하고 있어, 내성유전자 전파에 한몫 거들고 있는 실정이다. 임상 수의사들도 공통내성으로 인해 벌어지는 현상에 대해서 모르기는 피차일반인 경우가 많아, 보수교육을 통한 각성이 요망된다.

① 교차내성
한 가지 생화학적 기전으로 한 Class의 여러 항균제에 내성을 나타내는 현상을 교차내성(Cross resistance)이라고 한다. 이 현상은 같은 Class에 속한 항균제는 화학적으로 유관(비슷)하고 그 항균제가 작용하는 세균의 표적이 같기 때문이다. 따라서 같은 Class의 한 항균제에 내성인 세균은 정도의 차이가 있지만, 대체로 같은 Class의 다른 항균제에도 내성을 나타낸다.
내성의 수준에 차이가 있는 것은 같은 Class에 속한 각 항균제의 활성이 다르기 때문이다. 그러나 최근 들어서는 Class가 달라도 항균제 표적이 같은 경우와 항균제 유출에 의한 내성은 Class가 다른 항균제 사이에서도 교차내성을 볼 수 있다.
마크로라이드, 케톨이드, 린코사마이드 및 스트렙토그라민(MKLS 약제)은 화학적 구조의 차이가 크다. 그러나 리보좀 RNA의 한 개 아데닌잔기가 구성적으로 메칠화되면 세균은 이들 네 Class의 항균제 모두에 대한 고도내성을 나타낸다.
이 내성현상은 항균제 표적이 모두 리보좀에 있기 때문이다. 이 경우 메칠라제 활성을 저해한다면 MKLS 항균제 모두에 대한 감수성을 회복할 수 있음을 뜻한다.
현재 국내 동물약품업체 관계자들의 다수는 MKLS 내성현상을 영업상 도움이 안 되는 것으로 여겨 아직도 각각의 항생제를 단독적으로만 설명하려는 자세를 유지하고 있다. 그리하여 실제로 벌어지는 현상을 과학적으로 설명하기에는 역부족인 상태가 발생하고 있다.

② 공통(동시)내성
공통(동시)내성(Co-resistance)은 여러 항균제 각각에 대해 내성을 나타내기에 필요한 여러 기전을 가지고 있기 때문에 교차내성과 다르다. 공통내성을 나타내는 유전자는 흔히 서로 가까이에 위치하고 함께 발현되는데, 인테그론(Integron)이나 플라스미드(Plasmid)가 그 예이다.
인테그론은 그람음성 간균에서 처음 기술되었으나 그람양성 세균에서도 관찰된다. 인테그론은 내성 유전자를 받아들이고 발현하는 작용을 한다.
여러 내성 유전자를 가진 인테그론의 모형도에서 보듯이 특정 항균제에 대한 내성을 줄이기 위해서 특정 항균제의 사용을 중단하는 시도를 한다. 그러나 여러 Class의 항균제에 대한 내성 유전자가 인테그론이나 플라스미드에 있다면 그 중 어느 한 Class의 항균제 사용을 중단하여도 다른 class의 항균제에 대한 내성이 소실되지 않고 지속될 수 있다.
이 현상으로 인해 사료용 AGPs를 사용 중지시키고 치료용 항균제 사용은 우리나라와 같이 일시에도 아니고 10년 이상에 걸쳐서 단계적으로 수의사처방에 의해서 사용하는 것으로 하는 정책을 펴면 동물용 항균제 내성유전자 확산전파 속도는 선진국에 비해 현저히 빠를 수밖에 없다. 그리하여 식약처와 검역검사본부의 기대효과를 충족시키는데 난관에 봉착할 가능성이 높을 수밖에 없다.
결과적으로 소비자단체들이 단순하게 동물용 항균제 사용을 중지시키는 것만이 능사인 것처럼 주장해도 안 되는 것이 바로 이 공통(동시)내성현상 때문이라는 것을 임상수의사들과 관련업계 종사자들은 올바르게 알고 현장에서 설명할 수 있어야 한다.

2. 감수성 시험 차이의 최신 동향

시험관 내 감수성 시험은 감염 치료에 가장 유효한 항균제를 알아내기 위한 것이다. 하지만 단지 세균과 항균제의 관계만을 밝힐 수 있을 뿐이고 환축 측 요인은 고려될 수 없는 것이 큰 제한점이다.
세균이 감수성을 보인 동물용 항균제가 투여되면 상당수의 환축이 치유되고 내성을 보인 동물용 항균제가 투여되면 치유효과가 현저히 떨어지는 양상을 나타낸다. 근래 들어서는 공인병성감정기관에 의뢰해 시험관 내 감수성이 우수한 항균제로 선택돼 양축농가에게 권장된 항균제 성분에 대한 유효성이 떨어지거나 효과가 없다든가, 과다 용량을 사용해야 한다는 등의 반응을 양축농가들이 호소하는 경우를 쉽게 확인할 수 있다. 이 부분에 대한 의문을 전문가들이 설명하고 기술하고 해야 하는 상황에 이르고 있다.
시험관 내 감수성 시험이 임상효과와 안 맞는 주요 원인 중에는 ▲감염 세균 감별이 부정확했거나 ▲감염 세균의 감별이 정확하고 감수성 시험이 정확하였으나 그 해석을 잘못했거나 ▲환축의 감염에 대한 방어력이 약했기 때문이다.
감수성 시험 결과와 임상효과 예측이 맞지 않는 예가 근래 많아진 것은 생체 내에서 벌어지는 현상을 반영하지 못하기 때문이다. 그리고 경험적 항균제 선택으로 치료 효과를 얻기 어려워진 것은 다약제 내성세균(MDR)에 의한 야외 감염이 많아졌기 때문이다.
이러한 문제를 줄이려면 양축농가와 임상수의사는 본지를 통해 본인이 수없이 기술한대로 바이오필름을 둘러싼 문제를 비롯해서 임상적 내성한계치(BP)를 적용하기 위한 정확한 검사결과를 얻기 위한 노력을 해야 할 것이다. 그리고 감수성 시험의 본질에 대해서 뿐 아니라 생체 조직 내에서 벌어지는 현상의 실질적인 적용을 통한 판정결과에 대해서도 선진국 수준에 도달할 수 있도록 배전의 노력을 기울여야 한다.
바이오필름 형성이 동물용 항균제의 치료 실패와도 관련이 있다는 것은 이미 여러 증거자료를 통해서 확인·증명되고 있다. 그러나 아직도 국내 공인병성감정기관에서는 MIC 이외에는 바이오필름과 관련된 어떠한 검사를 해주는 것이 공식화되지 못하고 있기 때문에 시험관 내 검사결과가 야외에서 같은 기대효과를 그대로 반영하지 못할 가능성은 언제나 상존하고 있다고 보는 것이 타당하다고 할 수 있다.

맺으며

현재 국내에서 발간되는 수의약리학 교재 수준의 내용만을 습득하면 학창시절에 일방적 가르침을 받는 【후진국형 수용적 사고력】은 일부 충족될지는 모른다. 하지만 크게 생각하고 다르게 생각할 줄 아는 【선진국형 비판적 창의력 사고력】을 지닌 리더를 탄생시키는 것은 불가능하다.
실전경험 속에서의 살아있는 지식을 습득해서 【알고 있는 지식이 아니라 내 앞에 닥친 문제를 해결하기 위해 사용할 수 있는 지식전파】도 전문가들의 몫임을 깨달아야 한다. 즉, 선진국형 살아있는 공부법 사고방식을 적용해 세계 속에서 한국을 바라보며 경쟁력을 배가시켜 나가야 한다.
이번 이세돌 9단과 빅데이터로 무장한 인공지능(AI) 알파고와의 대결에서 보듯이 앞으로는 【저 수준 수의약리학 교재】가 아니라 현장에서 벌어지고 있는 임상과 사물의 현상을 과학적으로 설명하는 데 부족함이 없는 내용이 기술된 【진보된 수의약리학 교재】로 기초를 다지고 토론하여 지식을 운영하는 능력인 지혜를 창출하는 상황으로 계속해서 진화되도록 발전해나가야 한다. 그렇지 못하면 우리는 영원한 학문종속국으로 전락할 수 있다는 점을 강조하면서 본고를 마친다.

<월간 피그 2016년 4월호>