抗生物質 (抗生物質, 英語 : antibiotic )은 "微生物이 生産하였고 다른 微生物의 發育을 抑制하는 物質"이라고 定義된다. 病原性 박테리아 感染의 治療 및 豫防에 使用되는 抗菌劑 藥물이다. ^[1] 通俗的으로 抗바이러스劑 와 混同될 수도 있지만 잘못된 것이다. 이러한 物質로 만든 藥을 抗生劑 또는 日常的으로 마이신(mycin)이라고 부른다. 抗生劑는 感氣나 인플루엔자와 같은 바이러스에 效果的이지 않다. 바이러스를 抑制하는 藥物은 抗生劑가 아닌 抗바이러스 藥물 또는 抗바이러스劑 라고 한다.

처음에는 곰팡이 또는 土壤 微生物이 自然的으로 만들어 낸 것을 利用했으나, 現在는 構造를 若干 바꾼 半合成, 또는 完全히 새로운 合成 抗生劑도 많이 開發되어 使用되고 있다. 主로 結核 治療에 쓰이는 放線菌 (放線菌)의 하나인 스트렙토미세스속(屬)에서 分離한 抗生 物質인 스트렙토마이신 (streptomycin)에서 由來하여 '마이신'(mycin)으로 略稱하기도 하지만, 正確한 表現은 아니다. 英語 語源인 antibiotics는, 反對/抵抗이라는 뜻의 anti와 삶/살아있는 것을 뜻하는 bio의 結合으로, 微生物을 죽인다 或은 抵抗한다는 뜻이다.

參考로, 抗菌劑(antimicrobia)와 抗生劑(antibiotics)도 區別할 수 있다. 抗菌劑는 비누와 消毒劑 에 使用되며, 抗生劑는 醫藥品 으로 使用된다.

起源 [ 編輯 ]

宿主인 사람에게는 해롭지 않고 病原體에게만 큰 損傷(injury)을 미치는 物質로 感染病 患者를 治療하는 것을 化學療法 이라고 한다. 그러나 이러한 療法이 實施된 것은 化學療法이란 말이 생기기보다 아득한 옛날이다. 卽 條蟲 (tapeworm) 治療에 고사리의 一種인 malferin을, 蛔蟲 症에는 santonin을, 말라리아 에는 quinine을, 아메바 感染症에는 emetine을 使用한 歷史는 微生物學의 歷史보다는 월등하게 앞선다.

傳染病 의 原因이 微生物에 依해 생긴다는 것이 로베르트 코흐 와 루이 파스퇴르 에 依해 알려지면서, 사람들은 病을 治療하기 위해 微生物을 죽이는 物質을 찾기 始作했다.

近代 化學療法은 파울 에를리히 로부터 始作되었다고 해도 過言이 아니다. 에를리히는 組織染色標本에서 圓蟲이 特異하게 染色된다는 事實로부터 染色藥品이 원충과 特異한 親和性(affinity), 卽 選擇毒性 이 있다는 事實에 着眼하여 染料가 治療에 使用될 수 있으리라는 생각으로 染料를 硏究하여 끝내는 1909年에 染料는 아니지만 살바르산(salvarsan)을 만들어 近代 化學療法의 先驅者가 되었다 ^[2] .

最初의 抗生劑로서 梅毒 治療劑인 살바르산 銀 細菌 成長을 抑制하는 作用을 한다. ^[3] 또한, 페니실린 은 最初로 만들어진 微生物을 直接 破壞하는 種類의 抗生劑이다.

作用 [ 編輯 ]

抗菌 方式 [ 編輯 ]

抗生劑는 種類에 따라 殺菌 作用과 鄭筠 作用을 遂行한다. 殺菌 作用(bactericidal effect)은 微生物을 直接 죽이는 것이고, 鄭筠 作用(bacteriostatic effect)은 微生物이 더 異常 繁殖하지 못하도록 抑制하는 것이다. 鄭筠 抗生劑를 使用하는 境遇 微生物은 結局 食菌作用 이나 抗體 等 宿主의 防禦기전에 依해 除去된다. ^[4]

作用 範圍 [ 編輯 ]

抗生劑마다 抗菌 스펙트럼 이 다르다. 廣範圍抗生劑(broad spectrum antibiotic)는 多樣한 그람陽性菌 과 그람音聲菌 에 效果를 나타내는 反面, 특정한 種類 微生物에 對해서만 效果를 나타내는 좁은범위항생제(narrow spectrum antibiotic)도 存在한다. ^[4]

作用 棋戰 [ 編輯 ]

人體 感染을 治療하기 위해 抗生物質을 利用하려면, 抗生物質이 選擇的 毒性을 가져 病原體에 損傷을 입히면서도 人間 細胞에는 影響을 미치지 않아야 한다. 細菌 等 原核生物 을 標的으로 하는 抗生物質을 찾기는 比較的 쉬운데, 原核生物과 眞核生物 의 構造的·機能的 特徵이 相當히 다르기 때문이다. 反面 곰팡이 나 原生生物 , 寄生蟲 처럼 진핵細胞로 이루어진 病原體를 標的으로 하는 抗生物質은 開發하기가 한결 어렵고 따라서 그 種類도 多少 限定的이다. ^{[4] [5]}

原核細胞와 抗生物質 [ 編輯 ]

細菌을 標的으로 하는 抗生物質의 作用 기전과 그 代表的인 例示를 羅列하면 다음과 같다. ^{[5] [6]}

• 細胞壁 合成 抑制 : 眞核生物과 달리 原核生物의 細胞는 細胞膜 뿐만 아니라 펩티도글리칸 으로 이루어진 細胞壁 을 갖는다. 따라서 細胞壁은 細菌에 對한 抗生物質의 理想的인 標的이 된다. 페니실린 , 세팔로스포린 , 카바페넴 , 모노朴貪 等 베타-락탐 系列 抗生劑 는 펩티도글리칸의 交叉結合을 抑制하여 細胞壁 合成을 沮害한다. 반코마이신 等 당펩티드 抗生劑 歷世 細胞壁을 標的으로 하는 抗生物質에 該當한다.
• 蛋白質 合成 抑制 : 80S 리보솜 을 갖는 眞核生物과 달리 原核生物은 70S 리보솜을 갖는다. 리보솜의 構造的 特徵이 다르기 때문에, 細菌의 리보솜에 作用하여 蛋白質 合成을 抑制하는 抗生物質은 選擇的 毒性을 나타낼 수 있다. 하지만 眞核生物의 重要한 細胞 小器官인 미토콘드리아 亦是 70S 리보솜을 갖기 때문에, 宿主細胞에 有害한 副作用이 發生할 可能性을 排除할 수 없다. 代表的인 抗生物質을 羅列하면 다음과 같다.
  • 아미노글리코사이드 系列 抗生劑 : 30S 小單位體가 mRNA 를 認識하는 過程을 妨害함으로써 殺菌作用을 나타낸다. 아미카신 , 카나마이신 , 젠打마이신 , 스트렙토마이신 等이 있다.
  • 테트라사이클린 系列 抗生劑 : 30S 小單位體가 tRNA 와 結合하는 過程을 抑制한다. 테트라사이클린, 독시사이클린 , 티게사이클린 等이 여기에 該當한다.
  • 마크로라이드 系列 抗生劑 : 50S 小單位體의 23S rRNA 에 結合하여 靜菌作用을 나타낸다. 合成 中인 폴리펩타이드 사슬이 리보솜으로부터 일찍 떨어져 나가도록 하거나 50S 小單位體의 組立을 妨害하는 等 다양한 方式으로 蛋白質 合成을 抑制하는 것으로 알려져 있다. ^[7] 에리트로마이신 , 아지트로마이신 , 클래리트로마이신 等이 있다.
  • 린코사마이드 系列 抗生劑 : 50S 小單位體에 結合하여 蛋白質 合成의 開始를 妨害함으로써 靜菌作用을 나타낸다. 클린다마이신 李 代表的이다.
  • 獄事졸리디論 系列 抗生劑 : 반코마이신 耐性菌에 對應하기 위해 開發된 抗生劑로, 50S 小單位體에 作用하여 30S 小單位體와 結合하는 것을 抑制한다. 리네졸리드 가 代表的이다.
  • 클로람페니콜  : 50S 小單位體의 23S rRNA에 結合하여 새로운 펩타이드 結合 이 形成되는 것을 抑制한다.
• 核酸 合成 抑制 : 리팜핀 等 리파마이신 系列 抗生劑는 細菌의 RNA 重合酵素 에 作用하여 mRNA 合成을 抑制하며, 시프로플록사신, 레보플록사신 , 목시플록사신 等 퀴놀론 系列 抗生劑는 DNA 合成에 必要한 局所異性化酵素의 作用을 抑制한다.
• 細胞大使 抑制 : 사람과 달리 細菌은 必須的인 營養素인 葉酸 을 合成하기 위해 파라아미노벤조산을 必要로 한다. 술폰아미드 藥물은 파라아미노벤조산을 葉酸으로 轉換하는 데 關與하는 酵素의 競爭的 抑制劑 로 作用하여 靜菌作用을 나타낸다. 트리메소프림 /술파메톡士卒의 組合이 代表的이다.
• 細胞膜 變更·破壞 : 폴리믹新 B와 콜리스틴은 細菌의 細胞膜 透過性을 변화시킴으로써 殺菌作用을 나타낸다.

진핵細胞와 抗生物質 [ 編輯 ]

많은 抗生劑는 진핵細胞 生物에게도 作用할 수 있다. 이러한 抗生劑는 곰팡이로 인한 疾病 또는 癌 에 對해 强力한 效果를 發揮할 수 있으나, 사람 또한 진핵細胞 生物이므로 이 抗生劑에 依해 被害를 입을 수 있다. 抗癌性 抗生劑에 對해서는 化學療法 系列의 안트라사이클린 項目을 參考하기 바란다.

抗生物質에 對한 耐性 [ 編輯 ]

抗生劑는 自然的으로 存在하던 것이었으므로, 이에 對한 抵抗性이 있을 것이란 것은 쉽게 豫測 可能하다. 現在는 抗生劑 耐性 이 있는 微生物이 매우 많다. 이러한 微生物을 耐性菌 理라 하며, 病의 治療 및 院內 感染 이라고 불리는 狀況에서 어려움을 주고 있다.

耐性菌의 比率은 自然的으로는 그리 많지 않았다. 그러나 페니실린 의 開發 後 많은 使用에 따라 耐性菌의 比率이 크게 增加하였고, 이에 따라 페니실린만이 아닌 메티실린 等의 다른 抗生物質이 必要하게 되었다. 또, 代替 抗生物質에 耐性을 가지는 슈퍼 박테리아 가 發生되어 그 危險이 많이 增加하고 있다.

抗生劑 濫用 [ 編輯 ]

“	抗生劑 使用에 첫 番째 規則은 그것을 使用하지 않는 것이고, 두 番째 規則은 되도록 이면 그것들을 많이 使用하지 않는 것이다. [8]	”
	— Paul L. Marino, The ICU Book

不適切한 抗生劑 處方과 抗生劑의 過用은 抗生劑 耐性 菌들의 出現을 加速시켰다. 醫療 知識을 갖추지 못한 一般人들 스스로가 處方하는 것과 農業에서 成長 促進劑로서 抗生劑를 使用하는 것은 더욱 더 問題를 악화시켰다. ^[9] 더욱이 抗生劑는 그 使用上의 安定性이 保障되지 못한 狀態에서 種種 처방되기도 하며, 때로는 患者에 맞지 않는 藥이 처방될 때도 있다. 몇몇 境遇에서는 굳이 抗生劑를 使用할 必要가 없는 狀況에서도 처방되기도 한다. ^{[9] [10]} 1950年代에 들어서면서, 奇跡의 治療藥으로 불리던 페니실린(penicillin)과 에리스로마이신(erythromycin)에 對한 耐性이 모습을 드러냈다. ^[11] 病院에서 治療 目的으로 廣範圍하게 抗生劑를 使用한 것 亦是 다양한 抗生劑에 耐性을 가진 細菌(antibiotic-resistant bacteria)들이 登場하는 데에 一助했다. ^[11]

旅行者들이 豫防 目的으로 使用하는 抗生劑를 包含하여 抗生劑를 誤用하고 있는 境遇는 大槪 患者의 몸무게와 以前에 患者가 使用한 抗生劑들을 考慮하지 못한 데에서 비롯한다. 두 變數 모두 抗生劑 處方 效果에 重大한 影響을 미치기 때문이다. 다른 誤用의 境遇, 處方自家 내린 投藥 指示를 正確하게 따르지 않아 생기는데, 例를 들어 8時間마다 服用한다고 할 때 그냥 하루에 세 番 投藥하는 것을 들 수 있다. 또 처방된 藥을 끝까지 다 服用하지 않고, 中間에 投藥을 中斷하는 것도 問題가 된다. 이러한 習慣은 抗生劑 耐性 細菌의 登場을 加速한다. 不適切한 處方 亦是 問題가 된다. 그 代表的인 例로, 一般的인 感氣와 같은 바이러스 感染으로 인한 疾患에 아무 效果 없는 抗生劑를 使用하는 것이다. 呼吸系 感染性 疾患에 對한 한 硏究는 醫師들이 抗生劑 處方을 願하는 患者에게 더 많은 抗生劑 處方을 한다고 發表했다. 處方 받은 患者들 4名 中 1名 만이 實際的으로 抗生劑가 必要한 患者였다고 한다. 多元的인 抗生劑 使用 監視 體制는 誤濫用을 막기 위해 患者와 醫師 모두에게 適用된다.

다양한 聯關 器具들이 規制 風潮의 强化를 위한 로비 活動을 하고 있다. 美國에서는 抗生劑의 誤濫用에 對한 持續的인 關心 促求를 위해 抗生劑 耐性 對備 統合 테스크 포스 (Integracy Task Force on Antimicrobial Resistance)팀이 만들어졌으며 美國 疾病 豫防 管理 本部(US Centers for Disease Control and Prevention)와 食藥廳(FDA), 國立 保健院(NIH)와 協力하고 있다. NGO 團體들도 꾸준히 캠페인 活動을 하고 있다. 프랑스에서는 “抗生劑는 萬病通治藥이 아닙니다.”(“Antibiotics are not automatic”)라는 캠페인이 2002年에 始作되어, 不必要한 抗生劑의 使用을 劃期的으로 줄였다. 英國의 病院 診療所에는 NHS가 製作한 포스터가 붙어 있는데 ‘抗生劑는 當身의 感氣를 낫게 할 수 없을 겁니다’ 라고 쓰여있다. 이것은 바이러스 感染에 抗生劑를 處方해야 된다는 患者들의 無知를 일깨워 주는데 도움이 되었다. 大韓民國에서는 法院이 抗生劑의 과 處方 病院 名單을 公開하라는 判決을 내려 抗生劑 誤濫用의 比率이 相當히 줄어들었으며 國民들의 認識도 크게 改善되었다. ^[12]

動物의 成長 促進劑로서 抗生劑를 使用하여 結局 抗生劑 耐性 菌이 發生함에 따라 1970年 英國에서는 그것을 禁止시켰다.(Swann report 1969). 現在 유럽 聯合은 廣範圍하게 成長 促進劑로서의 抗生劑 使用을 禁止하고 있다. 美國에서는 70% 以上의 抗生劑가 病이 없는 家畜(소, 돼지, 닭)에게 飼料와 함께 投與되는 것으로 推定된다. ^[13] 家畜에 使用된 抗生劑는 Salmonella spp, Campylobacter spp, Escherichia coli and Enterococcus spp 等의 耐性 菌株들의 出現에 寄與했다. ^{[14] [15]} 美國과 유럽에서 나온 硏究 結果에 따르면 이렇게 發生한 耐性 菌株들이 人間을 感染시킬 수 있으며, 旣存에 處方 되던 抗生劑로는 治療가 不可能하다고 한다. 이런 問題들 때문에 一部 組織들 (The American Society for Microbiology (ASM), American Public Health Association (APHA) and the American Medical Association (AMA))李 畜産物을 包含한 非治療 目的의 抗生劑 使用의 禁止를 要請하고 있다. 하지만 法制化에는 몇 가지 利害關係에서 비롯된 難關이 存在하여 繼續 미루어지고 있다. 特히 抗生劑를 파는 事業體들의 不滿도 많으며 畜産物에 對한 抗生劑 使用과 治療 不可能한 細菌性 疾病의 出現 사이의 直接的인 關係를 把握하는데 時間이 많이 걸린다. 大韓民國에서도 家畜用 飼料에 對한 抗生劑 使用이 2011年 7月부터 全面 禁止되었다.

抗生劑 大體 療法 [ 編輯 ]

多重 耐性 細菌의 處理法 [ 編輯 ]

多重 耐性 細菌(MDRO; Multi-drug-resistant organisms)이란 一般的으로 旣存의 抗生劑 處方으로 죽일 수 없는 細菌을 意味한다. 이처럼 抗生劑가 無用之物이 되는 狀況이 發生하기 때문에 抗生劑를 代替할 수 있는 方法이 必要하다.

耐性-變造 藥物 [ 編輯 ]

耐性-變造 藥物(RESISTANCE MODIFYING AGENTS)에 對한 說明이다. 耐性菌에 맞서는 한 가지 方法으로 近來에 開發되고 있는 技術 中 하나는 다음과 같은 原理에 根據한다. 多重 耐性 細菌 自體를 藥物學的인 方法을 통해 다시 抗生劑에 影響을 받도록 하는 것이다. 一般的으로 아래의 것들이 이러한 藥물의 目標가 되고 있다.

• Efflux inhibition; Efflux mechanism-細菌이 外部物質을 體外로 排泄하는 메커니즘이다. Efflux inhibition은 이 Efflux 메커니즘을 妨害해 抗生劑가 細菌 바깥으로 빠져나가는 것을 막는다.
• Beta-Lactamase inhibitors; Beta-Lactamase는 페니실린과 같은 Beta-lactam系列의 抗生劑들을 소화시키는 酵素이다. 이 酵素를 抑制 하므로 인해 다시금 細菌은 Beta-lactam 系列의 抗生劑에 感受性을 나타내게 된다.

파지 테라피 [ 編輯 ]

細菌을 感染시킬 수 있는 바이러스인 破紙를 利用하는 方法이 파지 테라피(Phage Therapy)이다. 파지는 細菌에게 있어서 生態學的 同伴者인데, 다양한 環境에 存在하는 細菌의 個體 數를 統制해주는 役割을 한다. 이 治療法은 1920年代 美國과 東·西 유럽에서 人間에게 實際로 使用되었다. 이 때의 成功的인 治療는 事實 一回的인 것이었다. 新藥의 效用性을 判斷하는데 使用되는 嚴格한 科學的 硏究에서는 파지 테라피가 매우 制限的이라는 結論이 났다. 1940年代 페니실린이 發見된 以後, 美國과 유럽은 파지 테라피에 對한 硏究를 抛棄했다. 그리고 細菌 感染에 對한 對策으로 抗生劑 開發에 拍車를 加했다. 하지만 舊 소비에트 聯邦은 硏究를 繼續했고, 그루지야의 Eliava Institute of Bacteriophage, Microbiology & Virology에서 硏究를 이어나갔다. 耐性菌의 登場에 따라, 다시금 西方 醫學界에서는 파지 테라피에 對한 關心이 나타났다. 硏究는 아직도 進行 中인데, 英國의 Intralytix, Novolytics, 引渡의 Gangagen와 같은 會社와 大學 그리고 美國과 유럽의 다양한 財團이 파지 테라피에 對해 硏究하고 있다. 하지만 遺傳子 變形에 對한 問題 때문에 硏究에 制限이 加해지는 것이 걸림돌이 되고 있다. 아직까지 파지 테라피가 實在的인 效用을 가지기에는 많은 硏究가 必要한 段階이다.

박테리오신 [ 編輯 ]

박테리오신 은 細菌에 依해 生成되어 다른 細菌에 作用하는 物質을 말한다. 低分子 抗生劑의 代替財로 脚光받으며 特異的 受容體에 吸着함으로 作用한다. 1粒子가 1個의 細菌을 죽일정도의 높은 向菌性을 지니기도 한다. ^[16]

營養分 遮斷 [ 編輯 ]

營養分 遮斷은 抗生劑를 大體 할 수 있다. 鐵分 供給의 制限은 人體 內에서 細菌의 急增을 막는 한가지 手段이다. 體內에서 鐵分을 빼내가는 메커니즘은 病原菌 사이에서 거의 共通的이다. 이러한 것을 利用해서, 많은 硏究陣들이 鐵分을 除去하는 새로운 킬레이트제를 만들고 있다. 이 킬레이트는 다른 病原菌들이 使用할 鐵分을 미리 없애버리는 것이다. 다만 菌에만 作用하는 營養分 遮斷은 耐性이 생길 수 있으며, 宿主 細胞가 兩分 不足으로 죽을 수도 있다는 리스크를 가지고 있다.

生菌制 [ 編輯 ]

生菌制(probiotics)는 抗生劑의 代替財로 살아있는 生菌 等을 攝取하여 病原菌과 競爭을 시켜 數를 줄일 수 있게 한다.

抗生劑의 毒性 [ 編輯 ]

抗生劑는 몸 속 微生物의 繁殖 및 作用을 抑制하는 役割을 하기 때문에 몸에 有益한 微生物과 해로운 微生物의 作用을 區分하지 않고 抑制한다. 이와 같은 抗生劑의 作用은 수많은 微生物들과 共存하는 人體 또는 動物에게 惡影響을 줄 수 있다. 實際로 最近 밝혀진 바에 따르면 抗生劑 投與가 大將에 사는 有益한 細菌인 乳酸菌 을 죽이고, 害로운 大腸菌 의 作用을 促進하여 大腸炎 等의 腸 疾患을 誘發한다는 結果도 있다.

같이 보기 [ 編輯 ]

• 안트라사이클린
• 베타-락탐界熱 抗生劑
• 抗菌劑
• MRSA

出處 [ 編輯 ]

• 성덕모의 健康이야기 2, 성덕모 지음, 가리온, 2005.

各州 [ 編輯 ]

外部 링크 [ 編輯 ]

• (英語) 抗生物質 - Curlie