생물권의 암흑물질, 박테리오파지(bacteriophage)는 세균과 고균(古菌; 세포핵이 없는 원핵생물)에 다시 말해 박테리아에 기생하는 바이러스를 통칭하는 말이다. 간단히 파지(phage)라고 한다. 옛 소련과 서유럽에서 박테리오파지를 항생제 대용으로 쓰려는 연구가 60년 이상 진행되고 있으며 항생제에 내성을 가진 세균을 잡는 데 쓰일 가능성이 높다. 흙이나 동물의 창자처럼 숙주로 삼을 박테리아가 풍부한 곳이면 생물권 어디에서도 쉽게 발견되는 이 녀석들에게 생명공학이 주목받는 이유를 알아보자. 필자 주 : 뉴욕타임스 2023년 8월 21일 월요일자, Book review, ‘Reasons to cheer for cells and viruses’ 참조

매년 천만 명의 생명을 뺏는 항생물질 내성(耐性)균을 잡아라!  

1910년대 페니실린이 발명이 되고 나서도 10년도 더 지난 당시에 자기 멋대로 사는 미생물학자 Felix d’Herelle는 설사를 유발하는 박테리아를 그의 연구소에서 배양하고 있었다. 자격증 같은 것은 없고 출생이 불확실한-아무도 그가 프랑스인인지, 벨기에 사람인지 혹은 캐나다 사람인지를 알지 못했다-d’Herelle은 급속히 확산되는 설사 유행병이 메뚜기 떼에서 시작되었으니 메뚜기를 죽이면 되는 줄 알았다.   

치명적인 세균 스프를 배양하는 동안 그는 뭔가 이상한 것이 존재한다는 사실을 알아차렸다. 어떤 신비롭고 독립된 물질이 그가 배양하는 박테리아의 엷은 막 가운데 하나에 여러 구멍을 남겨 놓았던 것이다. 그는 그 구멍 안에서 샘플을 채취해 다른 박테리아 배양접시에 펼쳐놓았는 데 결과는 똑같았다. 오히려 구멍이 더 많아졌다. 그는 거기에 뭔가가 있다는 것을 알았다.

하지만 그것이 뭐지? 범인은 나중에 밝혀진 파지(phage,박테리아 파지, 살균바이러스)로 박테리아를 먹는 일종의 바이러스였다.  

최근 여러 사건들은 우리를 먹이로 삼는 바로 그 나쁜 바이러스를 뼈아프게 떠올리게 만들었다. Tom Ireland의 “The Good Virus”는 종종 간과되고 있지만 믿을 수 없을 정도로 풍부한 파지를 구원(救援)하는 다채로운 이야기이며, 기존 항생물질에 대한 내성(耐性)의 위협을 진압할 수 있는 파지의 잠재력에 대한 것이다. 과학자들은 항생물질에 대한 내성으로 2050년까지 해마다 천만 명에 이르는 사람들이 죽음에 내몰릴 수도 있다고 추정한다.  

저자인 Ireland는 수상경력이 있는 과학 저널리스트로 자신의 첫 번째 책의 주제를 파지로 삼고 호기심과 열정을 가지고 접근하면서 내용이 풍부하고 쉽게 이해할 수 있는 이야기를 능숙하게 전달하고 있다. d’Herelle와 다른 이들의 손 안에서 파지는 콜레라와의 싸움에서 강력한 도구가 되었다. 그러나 1940년대 산업적 규모로 페니실린을 생산하는 방법이 개발됨으로써 ‘항생제 시대’로 이어졌고, 파지는 유럽과 미국에서 돌팔이 의사나 하는 짓처럼 보이게 되었다.

일부는 저자인 Ireland가 시사(示唆)하는 바에 따르면 항생제는 자본주의 사회와 딱 맞아 떨어졌기 때문이었다. 자본주의자들은 특허를 좋아한다. 웃기면서도 이상스러운 것이 바로 이놈의 특허제도다. 여러분들은 온전한 자연물을 가지고 특허를 받지 못하도록 되어있지만, 자연으로부터 추출한 부산물을 얻는 방법을 알았다면 그것으로 특허를 받을 수 있다. 

첫 번째 항생제는 곰팡이류의 분비물이기 때문에 전체가 바이러스인 파지보다 미국에서 특허를 따기가 더 쉽다. 초기의 미생물학자들은 가끔 환자 한 사람으로부터 파지를 채취하고 그것들을 똑같은 질환을 가진 또 다른 환자에게 주었다. 그렇지만 가능한 모든 오염물질로부터 좋은 바이러스를 구분하는 것은 결코 쉽지 않은 일이었다.

파지 또한, 어느 특정 박테리아에 대해서만 잘 싸우는 것이었다. 그러니 파지는 페니실린과 같은 항생제보다 효과가 떨어졌다. 페니실린은 광범위한 병원균을 공격할 수 있으니까 말이다. 

파지 칵테일로 박테리아를 선택적 박멸할 수 있을까? 

파지 치료는 소련에서 더 높은 명성을 얻었다. 이는 거의 이데올로기적 앙심(怏心)때문이었는데 특히 초강대국간의 경쟁으로 페니실린 생산 방법이 냉전의 비밀이 된 뒤에 그러하였다. 미국에서 파지가 차지하는 생산량은 조지아 주 트빌리시에서 월등히 많았다. 그곳에서는 d’Herelle의 치료법으로 국가-기금을 받는 연구소를 건립할 수 있도록 연구원들을 고무했기 때문이었다.

저자는 나치가 스탈린그라드를 포위하고 있는 동안 콜레라가 발생했을 때 어떻게 독일인 시체에서 채취한 파지를 가지고 소련이 나치를 패퇴시켰는지 흥미진진하게 이야기를 하고 있다. 파지를 가지고 서구(西歐)에서 일부 승리한 사람들이 있었다.

생물학자인 Betty Kutter를 저자는 ‘파지의 영부인’이라고 부른다. 그녀는 워싱턴 주 올림피아에서 20면체 파지 머리를 흉내 지은 집에서 살고 있다. 1996년 Kutter는 트빌리시에 있는 그 연구소에서 일했었는데 디스커버리 잡지사의 한 저널리스트에게 소련-스타일의 파지 치료법에 쓰이는 바이러스를 극찬했다.

하지만 그런 치료법은 미국 식품의약청으로부터 승인을 받지 못 하고 있었다. 그래서 조지아 주는 성서에 근거한 감염증을 가진 절망적인 미국과 서유럽의 환자에게는 메카나 같은 곳이 되었다. 그 연구소는 지금도 여전히 떠받으러지고 있는 가운데 운영되고 있다. 올 여름에는 수백 명의 파지 과 학자들이 모여 트빌리시에서 회합을 가졌다. 거리에는 파지의 머리 조각품을 쓴 사람들이 줄을 잇고 있다. 

비록 파지 치료법은 미국을 포함한 대부분의 나라에서 마지막 수단으로 선택하는 정도로 여겨지고 있다. 그럼에도 과학자들은 그들의 파지 칵테일(phage cocktails, 각각의 여러 파지가 전체로 모여 서로 다른 박테리아, 이를테면 A라는 박테리아 종(種), 그리고 B라는 박테리아 종(種)에 충 격을 줄 수 있다. 그래서 여러 종(種)을 동시에 죽이기 위해서 경험에 의거해 일반적인 질환 상태를 치료하기 위해 사 용됨)을 정제하는 실력이 부쩍 늘었고 그에 따라 파지의 운명은 반전(反轉)되었다. (이어서http://www.m-economynews.com/news/article.html?no=40399#)