EBS 위대한 수업 3 (인간과 헬리코박터) 1~5강

EBS 위대한 수업 3 (인간과 헬리코박터) 1~5강

위대한 백열 일곱 번째 강연 '인간과 헬리코박터' (시즌 3 서른여섯 번째)

 

 

(2024.05.14 방송)

 

 

 배리 마셜 (Barry J. Marshall) 서호주대학교 임상 미생물학 교수

호주 훈장 「Order of Australia」(2007)

왕립학회 회원(1999)

뷰캐넌 메달(1998)

폴 에를리히상(1997)

래스카상(1995)

 

 

 

 

1강  새로운 박테리아의 발견

 

 

 

 

▣ 헬리코박터 파일로리균의 발견과 개념의 발전

 

 

⊙ 역사

 

발견과 혁신, 전환에 관한 이야기이다

이 세 가지는 의학에서 큰 변화를 일으키는 요소고

덕분에 노벨상을 받게 됐다

발견, 혁신, 전환을 하려는 본능은 늘 내게 있었다

 

 

2등에 그쳤지만 냉장고를 만들었다

심사위원들에게 열역학, 엔트로피, 잠열 같은

냉장에 중요한 것들을 설명할 수 있었다

중요한 건 그날 저녁 날씨가 무척 더웠다는 것이다

 

 

그들은 이 행동이 '전환'이란 걸 알았다

즉, 심사위원들을 위해 내 프로젝트를 유용하게 쓴 것이다

 

40년간 헬리코박터를 연구하면서 이런 전환은 몇 번 더 있었다

 

 

궤양과 위암의 원인으로 헬리코박터균에 처음으로 관심 두기 시작한 때이다

 

 

많은 신문에서 다룬 만큼 헬리코박터균의 발견이

중요한 발견이란 걸 모두가 알게 됐다

 

 

⊙ 헬리코 박터의 중요성

 

위 사진

 

위산과 소화 효소가 십이지장 내벽에 구멍을 뚫은 게 보일 것이다

출혈을 일으키는 혈관이 있는 곳이다

십이지장 궤양의 문제는 갑자기 출혈이 시작되고 피를 토해

사망할 수도 있다는 것이다

 

오른쪽의 하얀 건 위궤양인데 얼마나 깊은 지 알 수 있다

위벽이 뚫려 천공이 생기면 복강으로 구멍이 생긴다

예전엔 생명을 위협할 정도였다

지금은 항생제와 응급 수슬로 치명적이진 않지만

여전히 심각한 질병이다

 

궤양을 일으키는 헬리코박터균은 그만큼 중요한 균이고

사람들은 이 병을 치료하는 데 관심이 크다

 

 

사람들은 박테리아가 산성에 죽는다고 생각했다

위의 pH는 1.5~3.0 정도의 강산이고

궤양이 있는 사람은 위산이 더 많았다

 

동물 실험에서도 스트레스는 궤양을 유발했고

궤양 환자들은 스트레스에 시달렸다

모두가 산의 수치를 높이는 정신적인 스트레스가

궤양의 원인이라고 생각했다

 

하지만 훌륭한 답은 아니었다

문제를 해결할 수 없었기 때문이다

사람들은 스트레스와 궤양의 연관성을 찾았지만

위에서 박테리아를 찾진 않았다

박테리아는 산에 죽으니 위에서 찾을 이유가 없었다

위산 때문에 살아남지 못할 것이다

그래서 오랫동안 사람들이 위의 미생물학을 무시했던 것이다

 

 

한 바퀴 반 꼬아진 나선형 유기체로 한 끝에 달린 편모로

위 점액을 헤엄쳐 다닌다

 

 

전자 현미경으로 보면 편모가 여러 개이고 모양도 다양하다

S자 모양도 있고 분열하는 중인 것들은 편모가 달린

U자 모양으로 보이기도 한다

 

워런 박사의 연구실에서 현미경을 들여다보며

위염이라는 위 안의 염증에 관한 문헌을 연구했다

그리고 병리학 서적의 여러 설명도 찾아봤지만

박테리아가 존재한다는 설명은 어느 책에도 없었다

 

그 이유를 추론해 보면

당시 위에서 채취한 조직 표본을 관찰하는 배율이

최대 250배였기 때문일 것이다

250 배율로는 박테리아를 볼 수 없다

 

병리학자들은 눈에 보이는 암세포는 중요하게 여겼지만

박테리아에는 주목하지 않았다 

어느 날, 워런은 헤마톡실린과 에오신으로

염색한 조직에서 파란 선을 발견했다

 

 

워런 박사가 말했다

"이건 전부 똑같은 박테리아고 위에 살고 있는 거야"

위가 서식지인 것이다

위에 머물면서 성장한 것이다

 

입안의 박테리아를 연구하거나 타액을 들여다보면

다양한 박테리아를 보게 된다

워런 박사는 입안에 있는 박테리아를 연구할 때

다양한 세균을 볼 수 있다는 걸 알았다

 

 

위에서 채취한 표본이 오염됐다면

한 종류가 아니라 여러 종류의 박테리아가 보일 테니

워런은 확신했다

그 박테리아가 오염된 게 아니라 위에 살고 있다고 말이다

 

1981년에 워런을 만났을 때 그는 약 20 건의 사례를 본 후였고

내게 그 박테리아가 어떤 질병과 관련 있는지 알아봐 달라고 했다

당시에는 어떤 패턴도 발견하지 못했다

 

그의 연구 자료와 병원 차트도 보며

진료 기록을 연구하고 환자들과 이야기도 나눴지만

그 박테리아와 확실하게 연관 있는 질병은 찾지 못했다

그런데 워런은 이 균을 가진 모든 환자에게 위염이 있다고 했다

위에 염증이 있다는 건 백혈구가 박테리아와 위벽에서 싸운다는 걸 의미한다

 

그래서 다양한 백혈구를 관찰했다

다형핵 백혈구, 림프구, 단핵구, 대식세포 같은 것들이다

이 백혈구들은 위 점막에 모여 있는데 박테리아를 공격하고 삼키기도 한다

 

그래서 위염이 박테리아와 관련 있다고 생각했다

박테리아가 없을 땐 염증이 없었기 때문에

박테리아가 염증을 일으킨다고 말할 수 있었다

 

위염은 흔했기 때문에 이 문제에 관심이 생겼다

당시 위염은 노화 현상으로 봤다

나이 든 위염 환자가 많았기 때문이다

위염은 제대로 연구되지 않았고 아무도 박테리아와 연관 짓지 못했다

 

 

♧  이 박테리아는 위에서 뭘 하는가  ♧

 

수수께끼를 풀기 위해 워런 박사와 환자 100명을 연구했다

가장 놀랐던 부분은 58명이란 숫자였다

서호주에서 내시경 검사를 한 환자의 58%가

위에 이 박테리아를 갖고 있을 만큼 흔했다

 

하지만 내시경을 통해 육안적 이상이 관찰된 환자들만을 봤을 때

특히 십이지장 궤양이 있는 환자라면 모두 이 헬리코박터균을 가지고 있었다

십이지장 궤양 환자 13명 모두 이 박테리아를 100% 갖고 있었다

 

유의 확률도 유의미하게 나왔다

운이 좋거나 나빠서 나온 결과가 아니란 것이다

십이지장 궤양이 발생하려면 이 박테리아가 필수인 것처럼 보였다

위궤양 환자 22명 중 77%에게도 이 박테리아가 있었다

 

이번에도 유의미한 결과였다

이 박테리아가 위궤양의 원인이 될 수 있는 거였다

재밌는 사실은 박테리아는 없고 위궤양이 있는 환자의 경우

대부분 관절염 약을 복용했다는 것이다

 

이부프로펜과 인도메타신이었는데

위벽에 독이 되는 약물들로 궤양을 일으킬 수 있다

100명을 대상으로 한 간단한 연구를 통해

위와 십이지장 궤양에 대한 큰 수수께끼를 푼 것이다

 

당연히 모두에게 알리고 학회에서 발표하고 싶었다

서호주의 여러 학회에 이 내용을 제출했다

하지만 고작 환자 13명의 데이터에 근거해서

궤양의 새로운 원인을 밝혔다면 세상이 받아들일까?

 

1982년과 1983년에 'H2차단제'라는 신약이 출시됐다

위산 분비 차단제로 이미 연간 10억 달러어치가 팔리고 있었다

당시 시메티딘은 가장 유명하고 잘 팔리는 약이었다

결국 이 박테리아가 중요하다는 것을 설득하기 위한 싸움이 시작됐다

 

기존의 궤양 치료제가 효과가 있는 것처럼 보였기 때문이다

그래서 첫 번째 발표 시도는 거절당했다

 

 

하위 20%에 속한 최악의 논문 중 하나였다

 

 

과학자라면 큰 학회에서 구두 발표를 하고 싶어 한다

구두 발표가 안 되면 포스터 발표로 만족하는데

포스터 발표마저 거부당하는 건 상당히 자존심 강하는 일이다

 

하지만 워런 박사와 나는 굴하지 않고

박테리아에 대한 추가 연구를 했다

이 시점에서 의학계와 과학계에서

새로운 발상에 대한 저항이 왜 이렇게 큰지 생각해 보자

 

이 문제를 깨달은 사람은 대니얼 부어스틴이다

미국 의회의 사서이자 역사가다

부어스틴은 지식의 가장 큰 장애물은

무지가 아니라 '지식의 환상'이라고 했다

이미 궤양의 원인으로 여러 가지가 알려져 있었지만

전부 사실이 아니었단 게 지식의 환상이다

 

사람들은 생각했다

궤양이 스트레스와 나쁜 식습관, 술 또는 유전적 원인에 의해 생긴다고 말이다

위궤양 가족력도 흔했기 때문이다

다들 이렇게 말한다

'유전적으로 궤양이 생길 사람이면 할 수 있는 게 없어요'

유전자 문제이기 때문에 아빠와 삼촌에게 궤양이 있고

본인도 고통받거나 제산제를 먹는 것 말고는 방법이 없다는 것이다

 

하지만 이제는 환경에 문제가 있다면

가족과 마을, 인근 지역의 모두에게 영향을 미친다는 걸 안다

오늘날엔 유전자 배열을 밝힐 수 있으니

박테리아 게놈의 배열을 알아내 유전 여부를 판별할 수 있다

 

유전이라고 생각했던 많은 질환이

이젠 환경적 요인으로 발생한다는 게 밝혀졌고

위에 사는 헬리코박터 파일로리균도 마찬가지다

 

 

 

(2024.05.15 방송)

 

 

2강  어떻게 유해성을 입증할 것인가

 

 

 

 

▣ 새로운 박테리아가 해롭다는 걸 어떻게 증명할까?

 

헬리코박터균은 매우 흔했다

궤양이 없는 사람들도 갖고 있었다

이것은 동물을 이용한 실험을 함으로써 입증할 수 있다

일반적으로 쥐, 기니피그, 고양이, 개에게

박테리아를 감염시키고 같은 질병이 발생하는지 살펴보는 것이다

 

100년 전으로 돌아가 로베르트 코흐를 만나 보자

 

 

코흐는 1882년에 결핵균을 배양했다

당시 결핵균은 매우 흔했다

가벼운 기침을 하는 사람의 가래를 현미경으로 들여다보면

작은 결핵균을 많이 볼 수 있었을 것이다

다들 그 결핵균이 치명적인 질병을 일으킬 수 없다고 했다

건강해 보이는 사람들도 갖고 있었기 때문이다

 

결핵균이 해롭다는 걸 증명하려고 코흐가 고안한 실험은

기니피그들에게 결핵균을 감염시키는 것이었다

곧 기니피그들은 병에 걸렸다

폐에 큰 농양이 생겼는데 치명적이었다

 

코흐는 이 박테리아가 해롭다는 걸 발견했다

기니피그에게 치명적인 결핵을 일으켰기 때문이다

그래서 코흐는 이를 증명하기 위해

박테리아를 실험동물에게 감염시켜야 한다고 했다

 

만약 동물들에게 결핵이 발생하면

박테리아가 해롭다는 것이 증명된다

이 실험의 규칙을 '코흐의 원칙'이라고 한다

 

 

오늘날 코흐의 원칙은 동물 실험에서 한 단계 더 나아갈 수 있다

예를 들면, 독소를 생성하는 해로운 박테리아에

유전 공학을 적용해서 독소를 제거할 수 있고

그 박테리아가 더 이상 해롭지 않다는 걸 보여 줄 수 있다

그러고 나서 독소 유전자를 다시 박테리아에 넣어

해롭다는 걸 보여 줄 수도 있다

 

현대 기술을 적용한 이 방법을 '분자 수준의 코흐 원칙'이라고 하는데

1970년대 스탠퍼드의 팔코 교수가 제안했다

 

 

이것이 박테리아와 그 박테리아 유전자가

특정 질병을 유발한다는 걸 증명하는 방법이다

 

1980년대엔 헬리코박터균에 관한 분자 생물 정보가

없었기 때문에 다른 방법을 써야만 했다

말했듯이 헬리코박터균은 인간의 세균이라

동물의 위는 실제 감염되지 않았다

 

적당한 동물 모형을 찾기가 어려워서

내 몸에다 직접 실험하기로 했다

40년 전 1984년의 나에겐

헬리코박터균을 배양한 샬레가 두 개 있었고

나는 그 균을 마시겠다고 했다

연구진은 내게 미쳤다고 했지만 다른 방법이 없었다

 

그 상황에서 우린 증명해야만 했다

그 박테리아가 무해한 지, 궤양을 유발하는 원인인지 말이다

그래서 박테리아를 마셨고 며칠 뒤부터 몸이 안 좋아졌다

 

 

 

바로 헬리코박터균에 감염된 것이다

헬리코박터균이 위를 감염시킬 수 있다는 것을

보여주는 흥미로운 실험이었다

 

또 건강한 사람도 헬리코박터균에 감염되면

위에 위험한 염증이 생길 수 있단 걸 보여 줬다

 

 

그러다 병에 걸리는 시기가 궁금해졌다

환자들도 헬리코박터균에 감염된 때를 기억하지 못했다

그들은 속이 불편한 걸 평생 겪어 온 것 같았다

생각해 보면 아이들은 항상 새로운 박테리아와 바이러스에

감염되기 때문에 어린 시절에 감염됐을 거라고 결론 내렸다

 

이유는 확실하지 않지만 어릴 때부터 위에 헬리코박터균을

갖고 살다가 성인이 되면 궤양이 잘 생기고 위암에도 취약해질 것이다

그 논문은 1985년에 호주 의학 저널에 실렸고

그 후 10년간 아무도 믿지 않았다

흥미로운 연구 같긴 하지만 여전히 증명은 안 된 거였다

 

 

⊙ 새로운 박테리아가 해롭다는 걸 증명할 수 있는 또 다른 방법

 

모든 현대 임상 연구는 이 방식에 의존한다

항생제로 박테리아를 박멸해서 궤양 완치를 확인하는 실험인데

정확한 방법을 알려 드리겠다

 

연구와 임상 실험은 전향적이어야 한다(전향적 연구. prospective)

연구를 계획하고 진행하는 초기 단계부터

환자들의 데이터를 기록하는 것이다

'작년에 몇 명 치료해 봤는데 훨씬 나아졌더라' 이렇게 말할 순 없다

 

전향적 연구는 환자 100명을 모아 관찰하는 것이다

무작위로 추첨해서 환자 절반에게 항생제를 투여하고

나머지 절반에게는 가짜 항생제를  준다

 

그러면 궤양의 원인이 박테리아인지 다른 이유인지 알 수 있다

 

전향적 연구 방식 1 > 위약 대조(placebo controlled)

가짜 항생제를 받는 환자도 있는데

환자는 자신이 받은 약이 진짜인지 가짜인지 모른다

이런 위약 대조 연구는 20세기와 21세기에 사용하는

대부분 신약의 기초가 되었다

 

전향적 연구 방식 2 > 이중 맹검(double blind test)

환자는 자신이 먹는 약이 진짜인지 가짜인지 모른다

의사도 환자가 진짜 약을 먹는지 가짜 약을 먹는지 모른다

무슨 일이 일어나는지 아무도 알 수 없다

궤양의 유무만 측정하면 되는 것이다

 

그리고 환자의 궤양이 완치됐는지 재발했는지 지켜보기만 하면 된다

서호주에서 연구를 진행했는데 의사들에게는 매우 힘든 연구이다

만족스러운 연구가 아니기 때문이다

항생제 치료를 받고 완치된 환자가 감사를 전하면 보람을 느낄 텐데

이중 맹검은 3년간 결과를 모른 채 연구를 진행해야 한다

시간도 오래 걸리고 비용도 상당히 많이 든다

 

이 연구에서 환자 100명에게 궤양을 치료하기 위한 약을 줬다

 

 

모든 환자가 치유되자 치료를 중단했는데

어떤 치료를 받았는지 알 수는 없다

그 후 3개월마다 내시경 검사를 하며 추적 관찰했다

 

출처: 더 랜싯(1988)

 

가짜 항생제를 복용한 환자들은

12개월 동안 80%가 궤양이 재발했다

1년이 지나도록 완치가 된 건 20%뿐이었다

하지만 비스무트와 메트로니다졸을 위산 차단제와 같이

복용한 환자들은 꽤 결과가 좋다는 걸 알 수 있다

80%는 궤양이 재발하지 않았다, 80%는 완치된 것이다

 

A 그룹은 12개월간 치료가 필요하지 않았고

건강하게 지낸다고 했다

이런 이중 맹검 연구가 많은 사람을 설득했다

 

헬리코박터균에 대한 항생제가

모든 위 질환, 특히 궤양에 최선의 치료법이며

위암 발병을 예방할 수 있다고 받아들이게 됐다

 

당시만 해도 헬리코박터균을 가진 사람도 많았고

위에 염증이 있어도 궤양과 위암도 없고 본인이

건강하다고 느꼈기 때문에 심각하게 생각하지 않았다

 

이것을 무증상 감염이라고 하는데

수년에 걸쳐 전 세계 국가에서 연구를 수행했다

 

 

한국의 연구에 따르면 인구의 50~70%인

약 60%가 보균자라고 한다

 

 

아마 과거에 대가족 생활을 했고 식수의 질이

나빴기 때문일 것이다

1980년 이후부터 한국은 현대화됐기 때문에

헬리코박터균에 감염되는 경우가 많지 않았을 것이다

 

지난 30년간 헬리코박터균 치료와

암 치료 전문가들이 한국에 많아졌다

요즘은 한국 의사들에게 헬리코박터균 관리법에 관해 묻는다

이 박테리아를 다루는 법을 잘 아는 것 같다

 

많은 러시아인이 헬리코박터균을 갖고 있고(87%)

중국 북부(52%), 만주, 아프가니스탄(76%) 등 

여러 아시아 국가도 마찬가지다

중동 지역도 감염률이 70%였지만

생활 수준이 올라가면서 줄어들었다

 

미국이나 호주의 경우 위암 환자가 줄어들면서

암 발병률이 12위를 차지하고 연간 10만 명당

5명 정도에 불과하다

하지만 여전히 헬리코박터균 감염률이 높은

콜롬비아나 한국의 위암 발생률은

연간 10만 명당 30명 정도다

 

고령화가 진행되고 수명이 늘어나면서

헬리코박터균에 감염된 사람 중 일부는

위암이 발생할 가능성이 커질 것이다

 

 

 

 

(2024.05.16 방송)

 

 

3강  어떻게 위암을 유발하는가

 

 

 

 

▣  헬리코박터균의 영향과 위암과의 연관성

 

많은 사람에게 무증상 헬리코박터균이 있다

증상이 없으니 헬리코박터균을 평생 갖고 있어도 모른다

하지만 이들은 평생 만성 위염을 앓고 있고

위암으로 발전하기 쉽다

 

 

♧  어떻게 이런 일이 일어날까?

 

골수 세포가 위 점막을 침범하기 때문으로 보인다

몇 년 전 사이언스지에 실린 연구로

진마리 호턴과 왕 교수가 발표했다

 

 

그들은 암컷 쥐와 수컷 쥐를 가지고 실험했다

수컷의 유전자를 조작한 후 세포에 형광 표지자를 주입했다

GFP라고 부르는 녹색 형광 단백질이다

물론 수컷 쥐의 세포에 Y 염색체가 있으니

Y 염색체를 표지자로 쓸 수도 있다

연구진은 암컷 쥐들에게 방사선을 조사해

골수를 제거한 다음 수컷 쥐의 골수를 이식했다

수컷 쥐의 골수 세포를 GEP나 Y 염색체를 통해

추적할 수 있게 됐다는 뜻이다

 

 

흥미로운 점은 이 쥐들에게 헬리코박터균의

한 종을 감염시켰을 때 나타난다

인간이 아닌 고양이, 쥐, 개에게 있는 균으로

'헬리코박터 펠리스'라고 한다

흥미로운 점은 이 박테리아가 동물을 감염시킨 뒤

1년 후 위암을 유발한다는 것이다

 

그래서 앞서 설명한 암컷 쥐들을 헬리코박터 펠리스균에 감염시켰다

암컷 쥐들은 1년 후 암에 걸렸는데

그 암의 생체 검사 결과가 매우 흥미로웠다

 

 

암에 걸린 또 다른 쥐에게서는 Y염색체를 찾았고

녹색 반점을 볼 수 있다

이 암세포들 또한 이식한 골수에서 왔다는 걸 의미한다

 

보균자는 느끼지 못했더라도 평생 위벽에 자극과 염증,

손상이 있었다는 것이다

손상은 골수에서 온 줄기세포에 의해 복구된다

줄기세포가 혈액 속을 돌아다니다

위의 손상을 보고 들어가 고치는 것이다

 

 

장상피화생도 하나의 표지다

 

 

♧  위암의 위험인자

 

1. 장상피화생

헬리코박터 파일로리균을 갖고 있는 아시아인에게 

흔히 발견되는데 아마도 장상피화생은 

골수에서 파생된 줄기세포에서 비롯된 것으로 추정하고 있다

 

2. 위 위축

위산을 분비하는 부분이 손상되면 위산 수치가 낮아지는데

이것을 위 위축이라고 한다

위 위축은 위암 발생을 높이는 병변이다

그래서 어떤 환자가 위암에 걸리거나

위암 가능성이 있는지를 예측할 수 있다

특히 주의해야 할 사람들은

평생 헬리코박터균을 갖고 있던 노년층이다

 

한국의 젊은이들보다는 부모 세대가 위암에 걸릴 위험이 높으니

헬리코박터 파일로리균 검사를 받아야 한다

대부분의 한국인은 40, 50세가 되면 내시경 검사를 받아봐야 한다

 

이 발견은 발암의 새로운 경로를 밝힌 것이다

어떤 암들은 염증과 복구 과정

여기에 관여하는 줄기세포, 다양한 발암 물질의 영향까지

전부 합쳐져서 발생한다

 

♧  이런 발생 과정에 어떤 암들이 해당할까?

 

위암과 간암, 자궁 경부암 등이 있다

아시아 중에서도 특히 일본, 한국, 중국에선

위암과 간암이 매우 흔하다

1, 2위를 다투던 암이었다

 

 

다행히 위암은 줄어들고 있는데 헬리코박터 파일로리균을

박멸하고 식단이 나아졌기 때문이다

B형 간염을 예방 접종을 하고 있으니 

간암도 없앨 수 있을 것이다

자궁 경부암은 백신으로 통제할 수 있다

 

암에 걸릴 수 있던 사람들이 현대 의학의

보호를 받게 됐다는 점에서 미래는 밝아 보인다

 

 

♧  박테리아는 어떻게 위산을 견디는가?

 

헬리코박터균은 위에서 살 수 있는

유일한 박테리아로 강산을 견딜 수 있다

요소분해효소를 만들기 때문이다

 

효소는 화학반응을 돕지만 소모되는 물질은 아니다

헬리코박터균이 만드는 요소분해효소의 양은

그 어떤 박테리아보다 많다

요소분해효소는 요소를 분해한다

 

 

이 기질을 헬리코박터균이 타액과 위액에서 사용하는 것이다

헬리코박터균은 요소분해효소를 만든다

 

 

헬리코박터균이 위산으로부터 자신을 보호하는 방법이다

요소분해효소를 만들고 암모니아와 중탄산염을 만들어서

자신에게 위험한 수소 이온을 제거하는 것이다

 

헬리코박터균 주변에는 pH6인 중성 거품이 있는데

 

 

원리를 알았으니 유용한 것으로 전환해 보자

 

힘든 점은 헬리코박터균을 배양하는데 5일 정도 걸린다는 것이다

그래서 신속요소분해효소 검사를 개발했다

 

 

신속요소분해효소 검사 진단 방법

위에서 조직 표본을 채취해 검사기에 넣고

10~12분을 기다리면 된다

pH가 7이면 노란색이 된다

암모니악 생성돼 pH가 8까지 올라가면

리트머스 종이처럼 빨간색으로 변한다

 

 

암모니아가 생성됐다는 건 헬리코박터 파일로리균이 있다는 뜻이다

의사가 바로 항생제를 처방할 수 있으니 매우 유용했다

특별한 실험실이 필요하거나 전문의가 결과를 확인할 필요 없이

몇 분 만에 진단을 내릴 수 있다

 

양성이면 생검 표본을 배양해 박테리아에 대한 다른 정보를 얻을 수 있다

현재 보편적인 검사가 됐고 연간 최소 3,000만 건의 검사가

전 세계에서 이뤄지고 있다

그 점이 매우 자랑스럽고 현재는 다양한 종류의 검사가 있다

헬리코박터 파일로리균 진단의 성공 사례 중 하나이다

 

요소분해효소에 대한 추가 연구를 진행했고

요소호기검사를 발견했다

 

 

이 검사에서 환자가 삼키는 캡슐 안에 든 요소는

탄소-13 또는 탄소-14 동위 원소로 표시돼 있다

설탕으로 된 구슬을 사용하는데 그 구슬의 표면에

탄소-14 요소를 주입한다

그 구슬이 들어 있는 캡슐을 환자가 삼키면 캡슐이 분해되고

작은 구슬이 위벽에 붙는다

 

 

암모니아는 위액에 들어가고 이산화탄소는 아래로 내려가서 

빠르게 혈류로 이동해 호흡할 때 나온다

 

이 검사는 10분 안에 끝낼 수 있고 정확도도 상당히 높다

 

그런데 헬리코박터 파일로리균이 없다면?

요소는 체내에 흡수돼 24시간 내에 소변으로 배출된다

매우 수월한 검사다

탄소-14 요소에는 미량의 방사능이 있지만

하루 동안 주변에서 얻는 방사선량보다도 적다

 

사용에 제한이 없고 미국에선 어린이, 임산부에게도 시행하니

탄소-14 요소나 탄소-13 요소, 뭘 사용하든 걱정 말라

모두 효과적이다

 

이 검사들은 전 세계에서 사용되고 있다

모든 나라에서 사용할 수 있는 건 아니지만

더 유용해지고 있고 매해 가격도 내려가고 있다

 

 

헬리코박터 파일로리균의 문제 중 하나는

사람들이 25년간 항생제로 치료해 왔다는 점이다

그래서 항생제가 내성이 생겨 치료가 더 어려워졌다

헬리코박터 파일로리균을 배양하는 건 지금도 상당히 어렵고

비용도 수백 달러가 든다

 

나라에 따라 수백에서 수천 달러가 드는데

개발도상국 사람들에게 내시경 검사는 너무 비싸다

그래서 헬리코박터 파일로리균을 박멸하는 게 어렵다

부족한 기술과 비용 때문이다

 

 

 

 

(2024.05.17 방송)

 

 

4강  왜 악화되고 진단은 어떻게 하나

 

 

 

 

▣  헬리코박터 파일로리균의 치료

 

 

우려되는 점은 헬리코박터 파일로리균이

항생제에 내성이 생기고 있다는 것이다

수퍼 박테리아가 되고 있다는 점이다

현재 다양한 항생제로 치료하는데 완치율이 떨어지고 있다

 

예전에는 완치율이 95%였는데 지난 몇 년간 80%로 떨어졌다

이는 환자가 여러 가지 치료를 받아야 한다는 걸 의미한다

이미 헬리코박터 파일로리균에 내성을 가졌을 수도 있다

그 정보를 의사가 안다면 미리 말해 줄 수 있을 것이다

 

그래서 헬리코박터 파일로리균을 배양해

어떤 항생제를 써야 할지 알아보려고 한다

요즘 의학계에서는 '정밀 의료'란 말이 유행이다

20세기의 정부와 의사들은 환자에게 똑같은 치료를 했다

그렇게 하면 돈을 절약했고 대부분 효과가 있었다

 

20세기엔 그랬지만 21세기엔 정밀 의료가 대세이다

환자를 치료할 때마다 환자와 질병을 주의 깊게 연구한다

이 사례에선 헬리코박터 파일로리균을 연구해서

각 환자에게 가장 좋은 항생제가 무엇인지 알아내려고 한다

 

하지만 배양은 어렵다

내시경과 생체 검사를 하고 배양하는데 

특별한 작업이라 건당 100~1,000달러가 든다

 

그래서 많은 나라와 많은 사람이 비용을 감당하지 못해

효과가 없을지도 모르는 옛 항생제를 쓴다

현재 평가 단계지만 조만간 모든 곳에서 보게 될 검사는 끈 검사이다

끈 검사는 새로운 게 아니다

사용한 지 100년 이상 됐고 끈 끝에 있는 세포를 보려고 사용했다

 

 

그리고 한 시간 후 끈을 꺼내서 끈 끝에

헬리코박터균이 있는지 확인한다

배양은 쉽지 않지만 끈 끝에 70%의 확률로 살아 있는

박테리아를 배양해 환자에게 적합한 항생제를 알아낼 수 있다

 

이런 끈 검사는 오염돼 있다

입이나 혀 뒤쪽으로 자란 온갖 박테리아가

끈에 묻어 나오기 때문이다

그 박테리아들 중에 몇 군데를 보면

 

 

하지만 요즘은 분자 기술, 특히 qPCR(정량적 중합효소 연쇄 반응)이

발달해서 이 반응을 일으키는 기계를 이용해 배양하지 않고도

검사할 수 있다

 

 

qPCR 결과를 보면 어떤 항생제를 쓰는 게 좋을지 알 수 있다

왜냐하면 헬리코박터균이 돌연변이를 일으켜

항생제에 내성이 생겼기 때문이다

 

qPCR 검사로 이 돌연변이를 찾으면

어떤 항생제에 내성이 있는지 확인할 수 있다

예를 들어 클래리스로마이신에 내성이 있다면

클래리스로마이신 대신 다른 항생제를 쓸 수 있을 것이다

 

요즘 qPCR 검사는 왜 이렇게 쉬워졌을까?

좋은 소식은 코로나19 때문에 전 세계의

거의 모든 병원에서 qPCR 기계를 사용할 수 있다는 것이다

요즘엔 코로나 검사를 많이 안 하니 이 기계를 다른 용도로 쓸 수 있다

 

더 이상 고도로 훈련된 기술이나 특별한 연구실 없이도

21세기에는 정밀 의료를 구현할 수 있다

 

 

⊙  암과 헬리코박터 파일로리균의 연관성

 

일본 아이치 암 연구소 타테마츠 박사 팀의 연구이다

이 연구 팀은 실험쥐를 대상으로 각기 다른 식단을 주고

발암 물질과 헬리코박터 파일로리균에 노출해 

위암에 걸리는지 확인했다

 

 

 

 

쥐에게 MNU라는 발암물질을 주입했을 때는 변화가 없었고

발암물질과 염화나트륨을 함께 줬을 때도 별다른 변화는 없었다

 

 

 

드디어 나쁜 조합을 찾은 것이다

결론은 헬리코박터 파일로리균을 갖고 있다면

위를 손상하는 것들이 훨씬 강해지고 나빠진다는 것이다

 

고나트륨 식단이나 발암 물질 등 모든 것의 영향을 악화시킨다

평생 헬리코박터균을 갖고 살았던 사람은

발암 물질에 노출되거나 너무 짜게 먹으면

헬리코박터 파일로리균의 작용을 강화해 암에 걸릴 위험이 커진다

 

 

♧  최근 한국에서 나온 몇 가지 연구 결과

 

2020년에 최일주 박사가 발표한 논문이다

 

 

한국에서 진행된 이 연구는 헬리코박터 파일로리균에 감염되어 있으면서

위암에 걸린 환자들의 가족들을 추적 조사했다

이런 연구에서는 가족 중 일부에겐 헬리코박터 파일로리균 

제균제를 주고 나머지에겐 위약만 준다

다소 위험 부담이 있기 때문에 몇 달에 한 번씩 내시경 검사를 해서

위에서 발생하는 암의 변화를 치밀하게 포착한다

 

이 연구는 이미 위암에 걸린 환자의 가족들이 연구 대상이다

12년간 가족들을 관찰했을 때 가짜 항생제를 복용해

헬리코박터 파일로리균을 계속 갖고 있었다면

10년 후 암 발병률은 약 5%에 달했다

 

 

헬리코박터 파일로리균이 박멸된 경우 암 발병률은 50% 낮았다

더 자세히 살펴보면 헬리코박터 파일로리균 보균자의 경우

14년 후 위암 발병률은 5.5~6% 정도이다

헬리코박터 파일로리균을 박멸하면 위암 발병률은 약 3%이다

반으로 줄었다

 

♣  이 실험의 중요한 결론

 

첫째, 위암에 걸렸던 가족이 있다면

온 가족이 헬리코박터 파일로리균 검사를 받아야 한다

40세 이상이라면 적어도 내시경 검사를 받아서

초기 암 병변이 있는지 확인해야 한다

 

둘째, 헬리코박터 파일로리균을 박멸했더라도

평생 헬리코박터 파일로리균을 갖고 있었기 때문에

여전히 암에 걸릴 위험이 크다

항생제 치료로 발생률을 50% 줄일 수 있지만

10년 동안 발생률이 2.5% 정도는 되는 것이다

 

내시경을 할 때 조직 검사를 해서 장상피화생과 위축 등

다른 변화를 살펴볼 수 있고 특정 혈액 검사를 통해

위험 정도도 알 수 있다

 

♧  헬리코박터 파일로리균 진단 검사

 

1. 항체 검사: 혈액 검사로 감염 여부 확인

인간의 다양한 질병에 대한 항체를 찾은 지도 약 100년이 됐다

 

2. 대변 항원 검사

헬리코박터 파일로리균에 감염됐다면 박테리아의 일부가

대변으로 나오게 된다

대변 검사에서 특정 단백질을 보거나 헬리코박터 파일로리균의

DNA를 살펴봄으로써 감염 여부를 예측할 수 있다

꽤 정확한 검사인데 경험상 끈 검사만큼은 정확하지 않았고

사람들이 꺼릴 수 있다

표본을 다루기도 까다롭다

 

 

이건 바이라 교수가 쓴 논문 내용인데

감염된 사람들은 검사에서 주로 양성반응이 나오지만

3~5%는 감염됐는데도 불구하고 양성이 나오지 않았다

마찬가지로 대변 검사에서도 헬리코박터 파일로리균이 없는 사람이

양성으로 나올 가능성이 있다

 

검사를 하나 했을 때 100% 정확하다면 좋겠지만

대부분 검사의 정확도는 95% 정도여서

환자를 두고 정말 양성인지 고민하게 된다

 

헬리코박터 파일로리균이 100% 있다고 확신할 수도 없는데

여러 가지 항생제를 처방해야 하나 고민되기도 한다

이땐 몇 가지 검사를 반복할 수 있다

 

3. 요소호기검사(Urea Breath Test)

: 숨을 내쉬어 날숨의 요소 성분을 확인해 헬리코박터 파일로리균의 유무를 판단하는 검사

한 달 후에 호기 검사를 다시 해 볼 수 있다

호기 검사로 양성 반응이 약하게 나왔다면 대변 항원 검사를 해서

헬리코박터 파일로리균의 감염 여부가 음성인지 양성인지 결정한다

 

임상 의학에서는 이렇게 연구한다

요소 호기 검사 결과도 잘못될 수 있다

환자가 어떤 약을 먹거나 전통적인 자연 요법 같은

방해 요소가 있을 수 있고 해부학적 이상이 있을 수도 있다

틈새 탈장이나 게실(장기 바깥쪽에 생긴 주머니), 위 ㅅ술 경험처럼 말이다

 

물론 가장 큰 이유는 환자가 위산 차단제 중에서도

양성자 펌프 억제제를 복용하는 경우다

이런 환자는 호기 검사에서 가짜 양성이나 가짜 음성이 나올 수 있다

 

4. 혈청 검사

헬리코박터 파일로리균에 대한 항체를 측정하는 혈청 검사는 흥미로운 검사다

'양성'이라고 해서 헬리코박터균을 갖고 있다는 건 아니다

혈중 항체 수치가 떨어지는데 몇 달이 걸릴 수 있다

헬리코박터 파일로리균 치료 후 결과가 음성으로 나올 때까지 말이다

여러 차례 혈청 검사를 해야 하고 검사 결과에서 떨어지는 수치를

확인할 준비가 안 됐다면 다른 검사를 고려하는 게 좋다

 

하지만 초진 환자가 헬리코박터 파일로리균의

감염 여부를 확인하고 싶다면 혈청 검사를 할 수 있다

결과가 음성이면 대부분 헬리코박터 파일로리균

감염 가능성을 배제할 수 있다

하지만 양성이면 말했듯이 가짜 양성일 수 있으니

다른 검사도 해 보는 게 좋다

 

 

 

 

(2024.05.20 방송)

 

 

5강  어떻게 박멸할 것인가

 

 

 

▣  헬리코박터 파일로리균의 항생제 내성 유형과 박멸 방법

 

 

21세기의 화두는 개인 맞춤형 의료인 정밀 의료다

사람은 똑같지 않기 때문이다

사람마다 새로운 기술과 정밀한 진단,

특정한 치료법과 맞춤형 약을 원한다

그러면 항생제 사용을 줄일 수 있고 항생제 투여 기간도 짧아질 것이다

 

20세기에 병원에서 큰 문제가 됐던

항생제 내성 슈퍼 박테리아의 확산을 막는다면 더 좋을 것이다

 

 

헬리코박터 파일로리균 치료의 핵심

 

1. 항생제 내성

AP&T 저널의 2015년 리뷰 논문이다

 

 

과거엔 헬리코박터 파일로리균을 메트로니다졸로 치료하곤 했는데

여러 국가에서 메트로니다졸에 내성이 생겼다

 

 

처음엔 30%에 불과했는데 점점 증가해 60~70%에 육박한다

많은 국가 중에서도 중국의 발병률이 가장 높다

그래서 메트로니다졸은 탁월한 치료제지만 사용할 수 없는 경우가 많다

 

클래리스로마이신도 헬리코박터 파일로리균의 주요 항생제로

아목시실린, 위산 차단제와 함께 사용하면 과거엔 박멸률이 95%였다

한국의 데이터를 보면 클래리스로마이신에 대한 내성률이 50%를 넘는다

 

 

세 번째는 레보플록사신으로 클래리스로마이신에 대한

내성이 생길 때 사용해 효과를 얻었다

2010년 이후에 많이 사용한 항생제다

 

이 세 가지 항생제에 내성이 있는데

페니실린에도 알레르기가 있다면 어떻게 해야 할까?

 

 

사람들은 이 문제에 절망했고 많은 의사가 포기했지만 아직 포기는 이르다고 말하고 싶다

 

2. 위산 제거

양성자 펌프 억제제는 꽤 비싸서 환자는 많은 양을

복용하는 걸 부담스러워한다

 

 

그래서 다른 날을 위해 남겨 두거나 약이 충분하지 않은 경우도 봤다

 

1997년에 한 이 세 가지 연구는 이미 알려진 내용들이다

 

 

놀라운 결과이자 위가 아주 독특하단 뜻이다

위산 차단제가 없으면 항생제는 효과가 없다

 

항생제의 효과를 보려면 강한 위산 차단제를

최대한으로 투여해야 한다

결론적으로 위산 차단제와 최소 두 가지 항균제 혹은 항생제를

함께 복용해야 헬리코박터균을 박멸할 수 있다

 

최근에는 새로운 종류의 위산 차단제인 

칼륨 경쟁적 위산 분비 차단제인 P-CAB이 나왔다

오메프라졸 같은 양성자 펌프 억제제보다 강력하다

흥미로운 건 P-CAB을 아목시실린과 또 다른 항생제들과 조합했을 때

강력한 위산 억제 기능으로 헬리코박터 파일로리균을 박멸할 수 있다는 것이다

 

항생제 내성이 있는 헬리코박터 파일로리균도 박멸할 수 있다

간단히 말해 첫 치료를 P-CAB으로 하면

헬리코박터 파일로리균이 항생제 내성이 없을 땐

치료율이 100%에 가깝다

하지만 구형의 위산 차단제를 사용하면

항생제 내성이 없는데도 치료율은 80%대에 불과하다

 

☞  환자가 이미 몇 번의 치료에 실패했고 내성이 있다면 어떨까?

 

 

결국 P-CAB과 아목시실린이 가장 중요한 두 가지 요소다

P-CAB은 위산 차단 능력이 강력하기 때문이다

일반 양성자 펌프 억제제를 사용하면 치료율이 그리 높지 않다

약 50%에 불과하다

P-CAB이 앞으로 우리의 돌파구가 될 수 있을 것이다

하지만 P-CAB은 비싸므로 정밀 의료가 큰 도움이 될 것이다

 

qPCR을 이용해 환자를 검사해서 

메트로니다졸에 내성이 없다면 

일반 양성자 펌프 억제제를 쓸 수 있으니 잘된 것이다

돈도 덜 들고 치료 기간도 짧고 치료율도 높을 것이다

 

반대로 정밀 의료를 적용해

내성이 없는 사람을 찾는 것도 큰 도움이 된다

덕분에 많은 양의 항생제를 장기간 먹지 않아도 된다

일반적인 치료로 충분하니 정밀 의료를

구현하고 싶은 이유 중 하나이다

 

 

♧  다른 항균제 및 항생제

 

비스무트는 비소와 비슷한 중금속으로

불편한 위를 치료하는 데 200년 이상 쓰였다

 

 

중국에서는 비스무트를 처방전 없이 살 수 있다

전통 약제처럼 쉽게 구할 수 있다

비스무트만으로 헬리코박터 파일로리균을 박멸할 순 없지만

항생제 내성률이 높은 지역에선 치료에 중요한 약이다

 

비스무트를 다른 항생제와 함께 사용하면

내성을 일부 극복할 수 있다

비스무트는 다른 항생제의 활성도, 특히 아목시실린의

활성도를 높이고 위산 차단에도 유용하다

 

요약하면 이런 항생제들은 여러 번 사용할 수 있다

헬리코박터 파일로리균은 이 항생제들에 내성이 생기지 않고

생긴다고 해도 매우 드물다

비스무트는 해가 없어서 여러 번 사용 가능한 항생제이다

2주간 치료해도 심각한 부작용이 전혀 없었다

 

아목시실린도 예전부터 사용했다

알레르기가 있는 경우만 아니면 여전히 유용하기 때문에

헬리코박터균의 치료에 계속 사용할 수 있다

치료에 실패해도 또 쓸 수 있고

비스무트도 다른 항생제와 조합해 다시 사용할 수 있다

 

테트라사이클린도 내성이 드물어서

여러 치료법에 사용할 수 있다

 

☆  이런 항생제는 다시 사용할 수 있다는 점을 기억하라  ☆

 

또 헬리코박터 파일로리균의 내성이 없는

다른 항생제를 추가할 수 있고 

강력한 양성자 펌프 억제제를 써야 한다

 

메트로니다졸, 클래리스로마이신, 퀴놀론

리파마이신(리파부틴, 리팍시민)

헬리코박터균은 이 약들에 내성을 갖는다

 

하루만 치료해도 내성이 생긴다

헬리코박터 파일로리균은 분열할 때 자기 DNA를 확인하지 않기 때문이다

DNA에 결함이 있거나 유전자에 무작위로 돌연변이가 생겨도

헬리코박터 파일로리균은 또 다른 유기체로 성장한다

 

헬리코박터 파일로리균의 게놈에서

무작위 돌연변이가 생기면 특정 효소가 비활성화된다

가장 좋은 예는 메트로니다졸이다

이 약은 더 이상 독성 형태로 대사 되지 않고 

박테리아는 메트로니다졸에 내성이 생긴다

 

즉, 돌연변이율이 높으므로 헬리코박터 파일로리균이

항생제에 빠르게 내성이 생기는 것이다

그래서 항생제를 조합해 사용해야 한다

 

우리는 한국을 비롯한 전 세계에서

헬리코박터 파일로리균을 박멸할 것이다

개발 중인 기술로 치료비가 저렴해지고 새 항생제와 위산 차단제 덕분에

모두에게헬리코박터 파일로리균 박멸은 더 쉬워질 것이다

 

여전히 수많은 유기체가 위장관에 존재하고우리가 잘 모르는 질환도 많다

염증성 장 질환, 대장염, 크론병과민 대장 증후군은 호주인의 5~10%가 겪고 있다

게놈과 체내 미생물 군집, 미생물총, 장내 생태계가 어떤 영향을 미치는지 주목하고 있다

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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