◎KIST 김중협 박사팀 한국과학기술연구원(KIST) 응용과학연구부 김중협 박사팀이 새로운 제4세대 세파계 항생물질합성에 성공,국내제약사와 상용화연구에 들어간다. KIST 김은영 원장과 주식회사 종근당 이장한 회장은 기술실시료 24억원과 제품생산및 판매시부터 매년 매출액의 3%를 20년간 경상실시료로 KIST에 지급하는것을 조건으로 신약후보물질 CRB­604 상용화에 합의,25일 서울 홍릉 KIST회의실에서 공동연구조인식을 가졌다. CRB­604는 KIST가 6년간의 연구끝에 개발한 것으로 그람 양성·음성균주,MRSA균주등 고질적인 내성균에 대해 기존의 제3세대 항생제보다 5배이상 뛰어난 항균력을 갖고 있다.

◎약물 남용 따라 변종세균 속출/페니실린 약효 30∼10%로 하락/과학자들,생명공학 이용 새 항생제 개발 노력 「영특한 작은 악마」 슈퍼세균을 잡아라­. 달 정복에 이은 컴퓨터기술의 혁명등으로 과학기술의 전성기를 구가하고 있는 인류는 6마이크로미터도 안되는 미물로 인해 또 한차례의 위기를 맞고 있다.지난 29년 페니실린이 등장하면서 퇴치된 것처럼 보였던 세균이 항생제에 내성을 갖는 이른바 슈퍼세균으로 둔갑,엄청난 파괴력을 과시하며 인간생존을 위협하고 있기 때문이다.이에 따라 세계 과학계는 『지금 세균을 퇴치 못하면 거꾸로 인류가 정복당한다』는 위기감이 팽배,세균과의 치열한 일전을 서두르고 있다고 미주간지 「타임」과 「포춘」 최신호는 전한다. 최근들어 항생제에 대한 세균의 내성정도는 항생물질의 오·남용으로 이미 위험수위를 넘어섰다는게 과학자들의 공통된 진단이다. 페니실린의 경우 지난 40년대만 해도 폐렴구균에 1백% 효과가 있었으나 지금은 약효가 30%에도 못미친다.화농증의 원인균인 포도상구균도 40년대엔 페니실린으로 박멸이 가능했지만 현재는 90%이상이 내성을 보이고 있다.또 페니실린에 이어 60년대에 나온 메칠시린 역시 포도상구균의 치료약으로 쓰였으나 80년대 들어 약효가 급격히 떨어져 요즘은 밴코마이신만이 유일하게 효과를 인정받는 정도.임질균 또한 이미 오래전 페니실린에 내성을 보였으며 대장균의 코트라목시졸에 대한 내성도 80%를 넘어섰다. 이처럼 모든 세균이 항생제에 내성을 나타내면서 개도국은 물론 공중보건체계가 잘 된 선진국에서도 감염성질환이 기승을 부리고 있다. 미국의 경우 지난해 9백만명이 포도상구균에 감염돼 이중 10만명이 목숨을 잃었고 인체 내장균인 E 콜리균이 변형을 일으켜 수백명의 사상자를 내기도 했다.또 결핵내성균이 36개주에서 검출되면서 LA교외의 한 중학교에서는 4백명이 집단 감염됐으며 백일해환자도 26년만에 가장 많은 6천5백여명에 이르렀다.이밖에 러시아 남부지역에서는 지난해 1천여명의 콜레라환자가 발생했는가 하면 지난 4월 세상을 떠들썩하게 한 「괴박테리아 소동」 역시 연쇄상구균의 변종 때문인 것으로 밝혀졌다. 내성균주가 속속 출현하는 데는 항생제 오·남용 말고도 지금까지의 안일한 항생제 제조방식이 큰 몫을 한 것으로 지적되고 있다.현재 미국에서 시판되는 항생제는 모두 1백60종에 이르지만 실제 이것들은 페니실린이나 메치실린등을 조금씩 땜질한 아류에 불과할 뿐이다.이 사이에 인간보다도 영특하고 적응력이 뛰어난 세균들은 항생제의 속성을 모두 파악,내성을 보이게 된 것이다. 이에따라 과학자들은 예전처럼 몇몇 성분의 바꿔치기로는 세균퇴치가 불가능하다고 보고 생명공학을 이용한 새로운 항생제 개발에 주력하고 있다. 새 형태의 항생제 개발노력은 크게 ▲개구리·상어등에서 얻은 초강력 항생물질로 세균을 직접 살상하는 방식 ▲특수 화학물질로 세균의 표피세포를 봉쇄하는 기법 ▲세균 세포안의 DNA나 RNA를 파괴하는 방법 ▲백신요법등 4개 분야로 나뉘어 진행중이다. 이중 세균 직접살상방식은 개구리·나방·상어·고래등에서 추출한 강력한 항생물질이 세균 세포벽의 전하를 바꿔 세포벽에 구멍을 낸다는 점에 착안한것으로 동물실험 결과 박테리아 뿐 아니라 원형동물,암세포까지 죽이는 것으로 판명됐다.현재 FDA의 승인을 얻어 농가진·당뇨성 족부궤양·위궤양등에 임상 실험중이며 빠르면 3년안에 시판될 것으로 전망된다. 또 세균세포 표면에 있는 신진대사 기관을 특수화합물로 봉쇄,세균을 무력화시키는 연구도 이뤄져 곧 폐렴과 위염에 임상실험할 예정이다. 이밖에 세균 세포의 DNA경보체계를 파괴하거나 리보솜을 공격,단백질합성을 막는 방법과 세균의 DNA를 이용해 면역체계를 자극하는 백신요법도 활발히 연구되고 있다. 이러한 연구노력들이 결실을 거두게 되면 인류는 일단 「박테리아 재앙」을 모면할수 있겠지만 「영리한 악마」들이 또 어떠한 꾀를 내어 살아남을지 모르기 때문에 세균과의 전쟁은 앞으로도 계속될 것으로 보인다.

지난 주말의 「박테리아 소동」과 관련,보사부와 의료계가 엇갈린 주장을 내놓자 가뜩이나 불안해 하던 국민들을 깊은 혼돈의 수렁에 빠질수 밖에 없었다.한 쪽은 국내의 괴사성 근막염 사례가 유럽의 괴박테리아에 의한 괴질과 무관한 것이라고 강변한 반면,다른 쪽에선 대동소이하다는 입장을 굽히지 않았기 때문이다. 하지만 애당초부터 「괴박테리아」는 실존하지 않았다.연쇄구균이 있었고 이의 악성변종만이 존재했다.결과적으로 유럽에서 많은 희생자를 낸 괴질도,국내에서 생긴 괴사성 근막염의 주범도 모두 연쇄구균의 악성변종일 뿐이었다.다시 말해 연쇄구균의 변종들이 갖는 독소에 차이가 있을지언정 「괴질」의 원인균및 발생기전은 같은 것이었다. 이런 점에서 볼 때 진상을 보다 정확히 밝히려는 노력없이 「급한 불만 끄고 보자」는 식의 보사당국 처사는 결코 합당해 보이지 않았다.물론 보건책임자로서 국민의 불안을 극소화하려는 의지를 이해 못하는 건 아니다.다만소동 직후 곧바로 『아니다』보다 찬찬히 정확한 정보를 알렸다면 국민은 혼돈까지 겪지 않아도 됐을 것이란 아쉬움이 남는다.『병은 알려야 낫고 알아야 예방할수 있다』는 극히 상식적인 말을 다시 한번 음미해 볼 필요가 있을 것이다. 한편으로 이번 「박테리아 소동」은 세균성 질환에 둔감해진 현대인에 대한 일종의 「옐로우 카드」성 색채를 띠고 있음을 간과해선 안된다.인류는 66년전 알렉산더 플레밍이 페니실린을 발견하자 세균성 질환이 완전 정복된 것으로 생각했다.페니실린이 폐렴과 매독을,스트렙토마이신은 결핵을 진압하면서 항생제는 만병통치약으로 군림했다.그러나 이에 대한 맹신은 곧 남용으로 이어져 최근들어 내성을 가진 「슈퍼세균」이 속속 출현하고 있다.폐렴구균의 70%,포도상구균의 98%가 각각 페니실린에 이미 내성을 나타낸 것으로 알려진다.「영특한 작은 악마」 세균은 이번 사건에서 보듯 내성뿐 아니라 곧잘 생존전략의 하나로 변종을 양산,치료를 어렵게 함으로써 인류는 다시 딜레마에 처해 있다.이번 소동을 교훈 삼아 세균성 질환에 대한 경각심을 새롭게 일깨우지 않으면 안된다.더구나 국내 항생제의존율이 외국 보다 두배이상 높다는 사실을 생각하면 내성균및 변종균의 문제는 결코 남의 일만일수 없는 노릇이다.

□반도체/10년만에 3대생산국 발돋움 퀴놀론항생제/최고특허료 받은 차세대신약 수소불화탄소/프레온가스 대체물질로 유력 『다가오는 21세기는 총성없는 기술전쟁시대』선진국들이 「기술보호주의」를 강화하는 가운데 기술개발의 중요성을 일깨울때 인용하는 경구다.최근 한국산업기술진흥협회 조사에 따르면 기술개발력지수는 미국을 1백으로 할때 우리나라가 28,일본 1백13,독일 1백28,프랑스 99 등인 것으로 나타났다. 이같은 열악한 상황에서도 세계 최고수준에 근접했다고 자부할수 있는 우리기술이 있다.반도체기술,퀴놀론계 항생제,수소불화탄소기술등 그 내용을 알아본다. ▷반도체기술◁ 「산업의 쌀」로 불리는 반도체는 컴퓨터제품에서 자동차·조선·정보통신·항공우주산업까지 광범위하게 이용될 뿐 아니라 타산업에 파급효과가 크고 부가가치가 높아 첨단산업의 총아로 자리잡고 있다. 황무지에서 출발,지난83년 64KD램 개발을 시발로 본격화된 국내 반도체산업은 86년 엄지손톱크기의 칩에 신문8면 기억용량의 1MD램,88년 32면 용량의 4MD램,89년 1백28면 분량의 16MD램을 개발,상품화했다.이어 92년 5백12면 기억용량의 64MD램 개발등 10년의 짧은 기간에도 연평균 30%의 고성장을 이뤄 미국·일본 등과 함께 세계3대 반도체생산국 반열에 올라섰다.또 지난10월부터 G­7프로젝트의 하나로 97년까지 산·학·연 공동으로 신문2천여면 용량의 2백56MD램 개발을 추진하고 있다.특히 반도체의 메모리·주문형반도체등 비메모리·조립등 3대분야중 메모리분야는 세계 최대 시장점유율을 자랑하던 일본을 제치고 선두로 발돋움,4MD램의 경우 전세계 시장점유율이 30%,16MD램은 50%를 웃돌고 있다.삼성전자 메모리본부 권오현이사는 『비록 우리나라가 반도체산업 세계3강에 속하지만 국내 장비기술및 인력부족등 기초기반기술이 취약한 것이 문제』라고 지적했다. ▷퀴놀론계항생제◁ 한국화학연구소 김완주박사가 지난89년 개발,세계 물질특허를 얻어 93년6월3일 영국의 스미스클라인 비참사와 특허실시권양여 협약을 체결한 신물질.91년 럭키가 영국 그락소사와 체결한 세파계 항생물질(기술료 1천5백만달러)에이어 우리기술 수출2호로 기술료로는 최고액(2천1백만달러)을 기록,각광받고 있는 차세대 항생제에 속한다. 김박사팀이 개발한 퀴놀론계 항생제는 적응범위및 효능면에서 기존 퀴놀론계와는 한차원 높은 항생제.퀴놀론계 항생제는 앰피실린,세포탁심등 페니실린계 항생제보다 적용범위가 넓고 강력한 항균력을 갖는다.경구투약도 가능하며 생산가격이 저렴하다.그러나 내성이 생기는 게 흠이다.이에 비해 김박사팀의 퀴놀론계 항생제는 기존 퀴놀론계 항생제의 내성균주에까지 강력한 항균작용을 하며 기존 퀴놀론계 항생제 투여로 발생할수 있는 중추신경계에 대한 부작용이 거의 없다는 것이 특징이다.퀴놀론계 항생제시장은 현재 독일 바이엘사의 시프로플록사신,일본 다이치사의 오플록사신 등이 석권하고 있다.김완주박사는 『퀴놀론계 항생제에 대한 광·세포변이·심장순환계독성,임산부의 영향여부를 알아보는 생식독성등 수십∼수백가지의 독성시험을 진행중에 있다』며 『빠르면 94년말에 임상실험에 들어갈 것』이라고 말했다. ▷수소불화탄소◁ 한국과학기술원(KIST)박건유박사팀이 지난7월 개발한 오존층 파괴로 국제적으로 사용규제를 받고 있는 염화불화탄소(CFC·일명 프레온가스)대체물질이다.이 HFC­134a는 자동차의 에어컨및 가정용 냉장고의 냉매로 사용되는 CFC­12와 물리적 성질이 비슷해 가장 유력한 CFC대체물질의 하나로,수소및 불화탄소화합물 자체에 염소나 브롬이 포함돼 있지 않아 오존층에 도달하더라도 파괴하지 않을 뿐 아니라 인체에 무해한 제2세대 대체물질이다.특히 이 물질의 개발은 선진국을 중심으로 CFC에 대한 사용규제가 가속화되는 추세에다 오는 96년1월부터 전면 사용중단하도록 몬트리올의정서에 명시하고 있어 더욱 의미가 크다. 박건유박사는 『이번에 개발된 HFC­134a는 실험실 합성단계를 거쳐 생산의 소규모 연속 시험공장인 파일롯 플랜트를 설치,가동하는데 성공함으로써 상품화의 기틀이 마련됐다』며 『상품화 공장건설의 추가공정 연구를 계속하면 2∼3년내 양산체제를 갖출 것』이라고 전망했다.

◎세균감염으로 인한 질병 치료에 탁효/영국의 그락소사와 상품화계약 체결 세계의 제약회사들과 연구소들이 신물질 개발에 치열한 경쟁을 하는 속에 럭키정밀화학연구팀이 강력한 항균력을 지닌 신물질을 창출,이제 세계인들이 한국인이 개발해낸 항생제를 쓰게됐다. 관계자들은 이번 제4세대 항생제 개발이 1928년 플레밍의 페니실린발견 이후 최대 발명이라고 평가하고 있다. 또한 세계굴지의 제약회사인 영국 그락소사가 항용 기술계약체결전 「옵션 어그리먼트」를 거친후 「라이센스 어그리먼트」를 갖는 단계를 건너뛴 것은 이 새로운 유효 화합물의 항균효능 등을 바로 인정한 때문이라고 풀이하고 있다. 신물질연구 개발의 주역은 서울대 화학과 KAIST석ㆍ박사를 거친 34세의 국내 박사인 김용주씨(의약품합성전공). 그로부터 궁금한 것을 들었다. ▲페니실린 이후 최대의 발명인가. ­나 자신도 신물질 합성을 해내고서 믿지 못했다. 페니실린 이후 최대라는 것은 상대적으로 효능이 좋다는 뜻이다. 제3세대 항생제를 선도한 세포탁심이 나온지 10년이됐다. 세포탁심은 좋은 약이다. 그러나 몇가지 약점이 있다. 양성균에 약효가 없고 약효의 지속효과가 짧아 하루에 3∼4번 주사를 맞아야 한다는 것이다. 얼마나 광범한 약효를 가지느냐와 지속되느냐,안정성이 있느냐를 볼때 성능이 뛰어나다고 본다. ▲안정성실험은 어느정도 했나. ­소ㆍ중형 동물실험까지 했다. ▲하나의 신물질이 만들어지는데는 적어도 1만번이상의 합성을 통해 신물질을 찾아낸다고 한다. 그만큼 새로운 신물질합성은 어려운 것으로 알고 있다. 어느정도 행운이었다고 보지 않는가. ­흔히들 그렇게 말한다. 그러나 꼭 그렇지는 않다. 문헌연구라든가 간접경험 등을 통해 그 연구 기간은 짧게 할 수도 있다고 생각한다. KAIST에서 5년간에 석ㆍ박사를 마치고 83년 1월에 입사한 이후 5백여종을 합성했다. 간접경험ㆍ문헌연구를 충실히 한것이 크게 뒷받침됐다. ▲항생제는 제1세대,2세대,3세대,4세대로 구분하고 있다. 어떤 차이가 있나. ­효능에 따라 구분하는 것이 아니라 화학구조에 따라 구분하는 것이다. 즉 화학구조의 특징으로가려진다. 항생제는 화학구조에 따라 6개의 계열군으로 구분된다. 세파계ㆍ페니실린계의 베타락탐계가 전체항생제 시장의 70%를,퀴놀론계항생제가 15%,기타 아미노글리코사이드계와 마이크로라이드계가 나머지를 차지한다. 제1세대 항생제가 그람양성균에 의해 유발되는 폐염ㆍ기관지염ㆍ피부감염증 및 뇌막염 등에 약효를 보이는데 비해 제2세대는 그람음성균 및 내성균에,제3세대가 그람음성균ㆍ내성균 및 녹농균에 유발되는 뇨로감염증ㆍ급성위장염ㆍ뇌막염ㆍ전입선염에 효능을 나타낸다. 이번 개발된 제4세대 항생제는 이들 전감염균에 의해 유발되는 질병에 광범한 항균작용을 한다는 점이다. ▲연구의 어려움은 없었는가. ­처음에는 시설ㆍ인원이 없어 하나하나 갖춰 나가느라 힘들었다. ▲앞으로의 일은. ­나는 화학자이다. 항생제개발을 평생의 업으로 삼겠다. 이번 개발한 것을 주사제 아닌 경구용으로 만들어 내는 것이 나의 다음 연구목표이다.