결핵의 귀환에 대해서 어떤 의심이 있다면, 지난 2005년 남아프리카의 투겔라 페리(Tugela Ferry) 마을에 있는 스코틀랜드병원교회에서 결핵이야기로 되돌아 가보자. 콰줄루-나탈(KwaZulu-Natal) 주의 오지에 위치한 이 병원 의사들은 총기사고나 에이즈로 죽어가는 사람들 치료에 얽매어 있었다. 하지만 항레트로바이러스 약제(antiretroviral drug)에 잘 반응하던 HIV 환자들이 결핵으로 빠르게 죽어가기 시작하는 모습에 당혹스럽고 놀라움을 나타내었다.

통상적인 결핵에는 환자들에게 네 가지 주요한 항생제를 복용하게 하면 수 주에서 수 개월 루 훨씬 좋아지기 시작한다. 그러나 2005년과 2006년 초 사이에 이 병원의  결핵환자 542명 중에서 221명(41%)은 다약제내성(multi-drug-resistant, MDR) 균을 가지고 있어 통상적인 치료법으로는 대부분 아무런 효력이 없었다. 저욱 나쁜 상황은 이들 환자 중 53명은 제2차 방어선이라 할 수 있는 몇 가지 항생제에도 반응하지 않았다. 결국 의사들은 아무런 대책이 없어 떠나게 되었다. 결국 한 명을 제외한 53명 모두가 사망했는데, 이들 중 절반은 진단 후 16일 안에 죽었다. 이것은 최초의 광범위약제내성(extensively drug-resistant, XDR-TB) 결핵의 첫 발생 보고이며, 결핵 상황이 더욱 악화될 수 있을 것이라는 전 세계에 대한 경고신호였다(Gandhi, N. R. et al. 2006).

1980년대 초 결핵 발생건수가 급감하면서 서구의 정책결정자들은 자주 이 질병의 퇴치를 이야기하곤 했다. 그리고 HIV가 전 세계적으로 확산되면서 1990년대 말에는 결핵의 재확산으로 이어졌다. 하지만 지난 10월에 발표된 세계보건기구(WHO)의 결핵에 대한 보고서는 정상적인(약제감수성) 결핵질환의 발생건수의 발전증상을 보여주고 있다. 1990년 이후 새로운 감염숫자는 감소했고 사망률도 41%로 줄었다. 하지만 이 보고서는 “약제내성 결핵은 전세계인 결핵 통제를 위협하고 있다”고 경고하고 있다. 새로운 발생건수의 약 3.7%와 이전에 치료받은 20%가 다약제내성균(MDR-TB)이었다. 지난 2000년 에스토니아에서 MDR-TB의 발생건수가 가장 높은 경우는 14%였지만, 2010년에 러시아의 아칸겔스크(Arkhangelsk)에서는 이러한 숫자가 35%로 증가했다. 약제내성결핵의 약 9%가 XDR-TB로 84개국에서 보고되었다.

두 가지 결핵의 사례를 보면 명확해진다: 약제에 민감한 정상적인 결핵이 일단 발견되면 정확한 약제을 사용하게 되면 항상 치료가 가능했다. 환자가 약제을 복용하는 지를 체크하는 단순한 활동은 모든 것을 바꿀 수 있다. 하지만 일부 국가에서 특히, 지난 20년 동안 동유럽과 아시아 그리고 아프리카에서 보건보호 시스템의 약화 또는 붕괴로 인해서 환자들은 자신들의 약제복용을 마치지 못했으며, 잘못된 약제을 복용한 것으로 드러났다. 이로 인해서 감염성 약제내성 결핵이 발생하고 확산되었다. 약제내성 결핵은 치료하기 어렵고, 좀 더 많은 비용이 들어가고 시간이 많이 들어가게 된다. 새로운 도구가 필요하지만 지난 50년 동안 새로운 항결핵 치료제가 없었으며 현재 백신은 대부분 효율성이 약하다. 가장 일상적으로 사용되는 진단기술은 현미경을 통해서 타액검체를 분석해서 여기에서 결핵균 (Mycobacterium tuberculosis)이 나타나는지 여부를 결정하지만 약제내성인지는 알아낼 수 없다. 또한 연구자들은 약제과 검사법 개발에 관심이 없었으며 제약업체들은 시장에 대한 인센티브가 없었다.

다약제내성의 증가는 ‘공중보건의 비상사태’라고 스위스 제네바에 위치한 국경없는 의사들 (Medecins Sans Frontieres)의 결핵자문인 그라니아 브리그덴(Grania Brigden)은 말했다. 브리그덴은 “현재 20명의 결핵 환자 중에서 한 명이 약제내성 결핵으로 진단받고 있다. 이것은 빙산의 일각일 뿐”이라고 말했다. 하지만 과학자들은 이러한 경고음을 내는데 있어서 조심스럽게 반응하고 있다. 지난 10년 동안 연구자들과 정책생산자들은 결핵에 대한 관심을 불러일으키고 연구비를 다시 얻는데 주력해 왔다. 몇 개의 새로운 약제이 개발되고 있으며 효과적인 백신으로 이어질 것으로 보인다. 현재 새롭게 개발되고 있는 결핵약제의 두 가지 가장 발달된 약제 중에 하나에 대한 임상실험을 하고 있는 런던대학 임상미생물학 센터 소장인 팀 맥휴(Tim McHugh)는 “학회에서 사람들이 약제내성 결핵에 대해서 논의하면서 이것은 거대한 재난이며 전 세계가 붕괴될 것이라고 이야기하는 것에 대해서 우려하고 있다. 이것은 그렇게 심한 것은 아니지만 가장 문제가 되는 것은 우리가 즉시 행동에 옮기지 않고 있다는 점”이라고 말했다.

상승과 추락 (Rise and Fall)

결핵은 세계에서 가장 많은 사망자를 만드는 질병 중에 하나로 지난 2011년에 140만 명의 생명을 앗아갔으며, 870만 명이 새로 발병하거나 재발하는 감염이었다. 세계 인구의 1/3이 이 세균을 갖고는 있지만 대부분은 활동성 질병으로 발전되지 않는다. 근대시기에 최초로 결핵이 확산된 것은 1700년대 후반 산업혁명 시기였다. 유럽과 북미에서는 농촌의 노동자들이 도시로 유입되면서 빈곤으로 인해 영양실조와 인구과잉 현상이 일어나 질병이 확산되는데 이상적인 환경을 만들어주었다. 하지만 위생과 영양상태 그리고 의학의 발전으로 ‘거대한 백사병 (Great White Plague)’으로 알려진 이 결핵은 점차 사라지기 시작했다.

미생물학뿐 아니라 결핵의 역사에 대해 관심을 갖고 있는 맥휴(McHugh)는 “1940년대와 50년대까지는 미래가 매우 밝았다”고 말했다. 1920년대에 처음 사용된 Bacillus Calmette- Guerin (BCG) 백신은 많은 도움이 되었다. 그러나 BCG는 현재 성인이 아닌 감염성이 없는 유아 결핵에 대해서만 효과가 있다. 현재 결핵에 대해서 효과가 있는 것은 1952년에 소개된 항결핵제인 이소니아지드 (isoniazid), 1970년대에 소개된 리팜피신 (rifampicin)이다. 맥휴는 “만일 1950년대 이후 결핵과 관련된 그래프를 본다면 감염률은 붕괴되었다”고 말했다.

그리고 1980년대와 1990년대에 HIV가 확산된다. 맥휴는 “HIV의 중요성을 과소평가할 수 없다”고 말했다. 결핵과 HIV의 동시 혼합감염(co-infection)은 강력한 생물학적 시너지를 일으키며 신체의 면역체계의 붕괴를 가속화시킨다. 잠재적 결핵감염(latent TB)은 HIV 감염자에게서 20~30배 정도 더 활동성이 강하다. 1993년에 세계보건기구는 전 세계 결핵의 긴급상황을 선언했다. 전 세계적으로 결핵은 HIV 감염자의 사망원인의 제 1 원인이 되고 있다.

일반적인 결핵의 재확산(resurgence)은 약제내성균이 활동할 발판이 된다. 환자가 약제복용을 제대로 지키지 않을 때 내성이 나타나는데, 감수성 균은 6개월, 다제내성결핵은 20개월 치료해야 한다. 1990년대에 더욱 위협이 된 MDR-TB는 이소니아지드와 리팜피신에 내성을 갖는다. 이러한 다제내성균을 가진 환자들은 플루로퀴놀론(fluoroquinolones)으로 불리니 광범위 항생제나 아미카신 (amikacin)과 카프레오마이신(capreomycin), 카나마이신 (kanamycin)과 같은 주사용 약제가 필요하다. 이러한 치료는 효과가 낮고 독성이 강하며 1차 약제 치료보다도 훨씬 오랜 기간이 필요하다. XDR-TB로 분류되는 경우에는 플루로퀴놀론과 주사용 항생제 중에 하나에 대해서 내성을 갖는 경우이다. 이 XDR-TB는 2006년 투겔라 페리(Tugela Ferry)에서 발생했으며 결핵연구팀과 정책담당자들을 놀라게 만들었다.

전문가들은 약제내성 결핵의 확산 원인은 일부 국가의 보건시스템의 기반시설의 붕괴 때문이라고 보고 있다. 특히 1990년대 구소련 지역의 결핵 프로그램의 붕괴를 포함하고 있다. 이러한 붕괴현상으로 환자들이 진단을 받지 못하거나 치료를 받지 못한다. 일부 국가에서 약국에서 살 수 있는 항결핵제로 인해서 사람들은 적절하지 않은 2차 치료를 자의적으로 하게 되었으며 약제내성의 증가를 가속화시켰다. 또한 운 나쁘게도 1995년에 중국에서 독성이 강하고 약제내성 ‘베이징’ 계통의 결핵이 발생했으며 러시아와 동유럽국가를 휩쓸었다.

이 당시 이들 국가의 공공보건시스템은 붕괴되고 있었다. 맥휴는 “당시 공중보건시스템이 붕괴된 러시아에서는 생물학과 합류와 진전이 있었다”고 말했다. 이러한 현상은 왜 최근 세계보건기구의 보고서에서 러시아의 아칸겔스크와 벨라루스, 에스토니아, 카자흐스탄, 키르기지아 (Kirghizia) 그리고 몰도바에서 왜 MDR-TB에 대한 부담을 갖고 있는가에 대한 설명을 하고 있다.

약제내성 결핵을 해결하기 위해서는 보건관리 기반시설의 재구축이 필요할 뿐만 아니라 새로운 진단법이나 약제 그리고 백신과 같은 무기가 필요하다. 민간 분야는 이러한 생산물을 만들어낼 수 있는 기초연구에 대한 투자인센티브가 적으며 대부분 저가 약제을 개발도상국에 팔고 있다. 미국 매릴랜드의 베데스다에 위치한 국립 알레르기-전염병 연구소 (National Institute of Allergy and Infectious Diseases)의 소장인 안토니 파우치 (Anthony Fauci)는 “이들 민간분야는 최종선을 지켜야 한다”고 말했다.

지난 10년 동안 전 세계 결핵프로그램은 연구분야에 많은 돈을 쏟아부었다. 한 가지 중요한 발전은 1998년에 영국의 힉스턴 (Hixton)에 위치한 웰컴재단 생거연구소 (Wellcome Trust Sanger Institute)의 연구자들이 결핵균의 유전체 염기서열을 분석하는 것으로, 연구자들이 이 박테리아의 독성을 갖는 유전자를 찾아내고 면역체계를 침입하는 능력을 찾아내는 것이다(Cole, S. T. et al. 1998). 그리고 2012년에 미국 보건연구원 (NIH)는 약제내성의 근본 뿌리를 찾는 좀 더 거대한 규모의 유전체 염기서열 프로젝트를 시작했다. 파우치(Fauci)는 “우리는 차세대 염기서열 분석기술(next-generation sequencing technologies, NST)을 이용해서 약제내성 결핵이 많은 남아프리카, 한국, 러시아, 우간다을 통해1,000개의 결핵검사용 임상검체를 수집하여 염기서열 분석을 한다" 말했다. 

 결핵과의 전쟁 방패막 (War chest)

현재 임상시험 중에 있는 결핵약은 10여 종인데, 연구 목적은 약제내성 균주에 대해 효과적이고도 빠르게 작용하는 그리고 부작용이 적은 약물을 잦는 것이다. 그래서 환자들은 이 약제을 빠르게 완전히 복용할 수 있도록 한다. 예를 들어 맥휴는 아프리카와 아시아에서 항생제인 목시플록사신(moxifloxacin)에 대한 임상실험을 수행하고 있다. 이 항생제는 폐렴과 피부염에 사용되는 약제이다. 연구자들은 또한 잠재적인 약제에 대한 스크린 과정을 더 앞당기기 위해서 독성이 덜하고 천천히 자라는 결핵균보다 더 풍부하게 성장하는 미코박테리아종을 사용하고 있다. 이 박테리아는 생물위험성이 낮다. 맥휴는 “이전에는 화학자가 ‘나는 이 입자를 통해서 대장균을 죽일 수 있다는 것을 확신한다. 그래서 결핵균도 죽일 수 있을 것이다’고 말했다. 하지만 이러한 추론은 이번 연구에는 없다”고 말했다.

약제내성 결핵에 대한 정확하고 빠른 진단법은 또한 핵심사안 중에 하나이며 다양한 테스트가 지난 5년 동안 실험되었다. 그 중 하나인 진엑스퍼트(GeneXpert)라는 방법은 90분 정도의 시간이면 진단이 완료된다. 이 기술은 결핵균의 특정한 DNA 염기서열과 리팜피신에 내성을 갖는 염기서열을 증폭시키는 기술을 이용한 것이다. 이 시스템은 세계보건기구의 보증을 받았으며 여러 조직의 연합체의 지원을 받고 있지만 연구자들은 좀 더 단순하고 값싼 방법을 개발하고 있다.

물론 좀 더 나은 백신의 개발은 더욱 중요하다. 옥스퍼드 대학의 백신연구자인 헬렌 맥셰인 (Helen McShane)은 “우리의 궁극적인 목표가 약제내성의 증가를 추적하는 것보다는 이 질병을 예방하는 것이라면 백신에 투자해야 한다”고 말했다. 지난 2008년에 유럽연합 집행위원회는 유럽국가들과 비정부조직 및 민간기금지원조직으로 이루어진 결핵백신 이니셔티브 (TB Vaccine Initiative)를 발족시켰다. 이들과 다른 노력을 통해서 2000년 이후로 하나도 없던 백신 후보가 12개로 증가했다.

맥셰인의 연구팀은 지금까지 가장 임상적으로 발달된 백신 중 하나인 MVA85A에 대한 최초의 효율성 결과를 얻었다. 그녀가 박사연구원일 때부터 15년간 희망해온 백신은 BCG에 의해서 임 왕성해진 T세포의 활동을 증진시키도록 만들어진 바이러스를 담고 있다. 지난 2009년에 남아프리카 결핵백신 이니셔티브와 함께 맥셰인은 제 2차 임상실험을 통해 3,000명의 BCG백신을 접종받은 아기들에 대한 연구를 수행했다. 그 초기 결과는 2013년 1/4분기에 발표될 것이다. 또한 그녀의 연구팀은 또한 남아프리카와 세네갈에서 HIV에 감염된 성인에 대한 백신의 효율성을 실험하고 있다.

하지만 이러한 노력이 충분할까? 제네바의 세계보건기구 스톱 TB의 실험실-진단법-약제내성의 문제를 조정하는 조정관인 카린 웨이어 (Karin Weyer)는 “불행히도 충분하지 않다”고 말한다. 결핵진단법과 치료에 들어가는 연간비용은 2013년에는 48억 달러에 이를 것으로 보인다. 하지만 결핵관리와 통제에는 2015년까지 80억 달러가 필요할 것이다. 2010년에 결핵연구에 투여된 6억 달러는 세계보건기구가 매년 필요한 기금이라고 추정한 20억 달러에 못미치고 있다. 웨이어는 “우리는 낙관적이어야 한다. 하지만 우리는 HIV에 비해서 연구기금이 모자라고 있다”고 말했다.

또한 이 박테리아는 쉬지 않고 있다. 지난해 12월에 인도의 뭄바이의 병원에서는 12명의 환자가 완전한 약제내성 결핵 (TDR-TB, totally drug-resistant TB)에 감염되었다는 사실을 보고했다 (Udwadia, Z. F., Amale, R. A., Ajbani, K. K. & Rodrigues, C. 2012). 이와 유사한 주장이 지난 몇 년 동안 이태리와 이란에서 제기되었지만 이번에 세계보건기구는 사안을 심각하게 받아들이고 있다. 지난 2012년 3월에 40명의 세계보건기구의 전문가들은 TDR-TB가 XDR-TB와 근본적인 차이가 있다는 충분한 증거가 없다고 결론을 내린 바 있다. 맥휴도 이에 동의하고 있다. 하지만 그는 좀 더 많은 증거가 필요하지 않다고 주장했다. 약제내성의 발달에 직면한 상황에서 연구자들은 이에 대해서 목소리를 높여야 한다고 그는 말했다. 그는 “우리는 흥미로운 것을 연구하고 훌륭한 일을 하는 과학자가 아니라는 점이다. 우리는 일종의 복음전도사가 되어야 한다”고 말했다.