임질(Gonorrhea)에 대한 새로운 항생제

천연 유래 활성 성분이 임질 병원균의 자살 프로그램을 활성화

내성이 있는 "슈퍼박테리아"에 대항하여:

새롭게 발견된 항생제 계열이 성병인 임질에 효과적이다. 새로운 항생제는 병원균인 임균의 완고하고 다중 내성을 지닌 균주까지도 죽인다. 이 제품은 박테리아의 자살 프로그램을 활성화하며 외부적으로 적용해도 효과적이다. 연구팀은 WHO가 "문제가 있는" 것으로 분류한 이 병원균에 대한 실질적인 돌파구가 될 것이라고 보고했다.

임질은 Neisseria gonorrhoeae 종의 박테리아에 의해 발생하지만, 현재는 다중 내성을 갖는 경우가 많고 일반적인 활성 성분으로는 퇴치하기 어렵다. © CDC/ Antibiotic Resistance Coordination and Strategy Unit

임질은 성병 중 가장 흔한 질병 중 하나로, 전 세계적으로 8천만 명 이상이 이 질병에 감염돼 있다. 그 원인은 임균(Neisseria gonorrhoeae)인데, 이 세균은 인간에게만 존재하는 매우 특수한 종류의 세균이다. 이러한 세균은 생식기관의 점막에 우선적으로 서식하며 감염된 어머니로부터 신생아에게 전염될 수도 있다. 세계보건기구(WHO)는 임균을 전 세계적으로 매우 문제가 되는 15가지 병원균 중 하나로 분류하고 있다.

임질 병원균이 '슈퍼박테리아'인 이유

문제점:

"임균은 항생제에 매우 빠르게 내성을 갖게 되기 때문에 악명을 얻었다"고 공동 저자인 비엔나 대학교의 토마스 뵈처가 설명했다. 이러한 박테리아는 주변 환경에서 유전 물질을 쉽게 흡수하여 문자 그대로 저항 유전자를 수집할 수 있기 때문이다. 뵈트허 박사는 "최근 몇 년 사이에 지금까지 사용된 모든 항생제에 내성을 가진 임균 균주가 등장한 것도 바로 이 때문이며, 이러한 슈퍼박테리아는 더 이상 항생제로 치료할 수 없다"고 말했다.

하지만 콘스탄츠 대학의 뵈트처와 수석 저자인 앤 카트린 믹스가 이끄는 팀은 이제 임균 문제에 대한 해결책을 찾았을지도 모른다. 그들은 임균에 관해 선택적이고 매우 효과적인 새로운 종류의 항생제를 발견했다. 연구팀은 자신들이 찾던 것을 '슈퍼박테리아'로 간주되는 박테리아, 즉 병원균인 녹농균에서 발견했다.

그 모든 것 중에서도 병원균으로 악명 높은 녹농균(Pesudomonas aeruginosa)이 새로운 활성 성분의 공급원인 것으로 밝혀졌다. © Janice Haney Carr/ CDC

병원균으로부터 얻은 천연 항생제

믹스와 그의 팀은 슈도모나스 박테리아에서 알킬퀴놀론(AQ)이라는 화학 화합물 그룹을 발견했는데, 이는 유망한 것으로 판명되었다. 박테리아가 생성하는 많은 화합물과 마찬가지로, 이 화합물은 박테리아의 경쟁자에 대한 방어 수단으로 사용되는 것으로 보인다. "이러한 천연 알킬 퀴놀론 중 일부는 황색포도상구균에 대해 항균 활성을 나타낸다. 따라서 우리는 이 화합물이 다른 미생물에도 효과가 있을 것이라는 가설을 세웠다"고 연구진은 설명했다.

"적의 적은 친구다"라는 모토에 걸맞게 믹스와 그녀의 팀은 실험실에서 알킬 퀴놀론을 재생성한 다음, 화학적으로 약간 변형된 다양한 변종을 시험하여 임균에 대한 효과를 확인했다. 콘스탄츠 대학의 수석 저자인 크리스토프 하우크는 "실제로 이 새로운 AQ 분자 중 하나는 이전에는 유례가 없었던 독특한 효과를 보였다. 이 화합물은 임균을 죽일 수 있었지만 다른 박테리아나 인간 세포에는 부정적인 영향을 미치지 않았다"고 보고했다.

실험 결과, 쥐의 경우 0.5nmol(나노몰) 농도의 메틸화된 2-노닐-4-퀴놀론 N-옥사이드(NQNO) 용액을 외부에 도포하면 다중 내성을 지닌 임균의 성장을 멈추고 박테리아를 사멸시키는 데 충분했다.

약간 변형된 이 알킬퀴놀론은 임질 병원균에 대항하는 가장 강력한 무기임이 입증되었다.

© Mix et al./Nature Microbiology, CC-by 4.0

활성 성분은 박테리아 자살 프로그램을 활성화한다.

추가 분석을 통해 천연 박테리아 물질에서 유래한 이 항생제가 왜 그렇게 효과적인지 밝혀졌다. 활성 성분은 임균에 이미 존재하는 자살 메커니즘을 활성화한다. 믹스는 "소위 독소-항독소 시스템에 기반한 이러한 자살 프로그램은 다른 미생물에서도 알려져 있지만, 우리의 AQ 활성 성분을 통해 임균의 아킬레스건을 정확히 공격했다"고 설명했다.

구체적으로, 새로운 항생제는 박테리아에 세포 스트레스를 유발하여 이 이중 시스템의 항독소 분해를 증가시킨다. 그러면 해당 독소가 방출되어 파괴적인 효과를 발휘하게 된다. 연구진은 "NQNO는 내인성 독소의 활성화로 이어지는 일련의 반응을 촉발한다"고 설명했다. 영향을 받는 독소-항독소 시스템은 거의 전적으로 임균에서만 발생하므로 다른 세균 종은 이 새로운 항생제에 의해 해를 입지 않는다.

변형되어 다른 병원균에도 사용 가능

믹스와 그의 팀에 따르면, 이 새롭게 발견된 항생제 계열의 활성 성분은 다른 박테리아 병원균에 대항하도록 변형될 수도 있다고 한다. 하우크는 "이번에 발표된 연구 결과는 항생제 치료에 대한 선택 사항이 모두 소진되기 전에 문제가 되는 세균을 퇴치할 수 있는 새롭고 혁신적인 방법을 제시한다"고 설명했다.

참고: Nature Microbiology, 2025; doi: 10.1038/s41564-025-01968-y

출처: Universität Konstanz, Universität Wien