곤충산업 활성화를 통해 농가들의 고부가가치 창출을 도모하고 있는 농촌진흥청 국립농업과학원(원장 나승용)이 최근 또 곤충으로부터 고기능성 항생물질 분리 및 치료효과를 구명해 관심을 모으고 있다.
농업과학원 곤충산업과 황재삼 박사가 애기뿔소똥구리 유충을 통해 내성세균을 퇴치할 수 있는 물질(코프리신)을 분리한 것이다.
이 물질은 가지마름병 등 농작물 질병방제는 물론 동물실험에서 기존 항생제에 내성을 가진 세균까지 죽이는 것으로 나타나 인체 대상 임상실험 결과에 귀추가 주목되고 있다.
황재삼 박사에 따르면 곤충의 경우 외부 미생물(박테리아, 곰팡이 등)이 침입하면 이들 병원체로부터 자신을 보호하기 위한 무기를 만들어 낸다.
이때 생성되는 무기는 생체방어물질이다. 이러한 물질은 농작물 및 인체 유해 박테리아 및 곰팡이균의 세포막에 구멍을 만들어 세포질을 구성하고 있는 내용물을 용해하여 균을 죽이는 기능이 있다.
이러한 생체방어물질은 인간을 포함한 동물 및 식물체의 병 방제에 이용 가능성이 높다. 그래서 세계 각국에서 인체에 유해한 박테리아 및 곰팡이균을 방제할 수 있는 항균 및 항진균 신약 개발에 많은 연구를 진행하고 있다.
1928년 플레밍이란 사람이 페니실린(곰팡이에서 얻은 화학 물질)을 발견한 후 수많은 항생제가 개발됐다. 하지만 시간이 흐를수록 이러한 항생제에 내성을 가진 세균, 즉 슈퍼박테리아가 출현하기 시작했다. 이는 곧 인류를 위협하는 문제로 떠올랐다.
그러던 중 얼마 전 영국 노팅엄 대학의 한 연구원이 슈퍼박테리아를 죽일 수 있는 강력한 항생물질을 발견했다. 이 물질은 바퀴벌레의 뇌조직과 신경계에서 발견됐다.
최근 농과원 연구팀에서도 슈퍼박테리아와 같은 내성세균을 퇴치할 수 있는 물질을 애기뿔소똥구리 유충으로부터 분리했다. 애기뿔소똥구리가 소와 말의 배설물속의 다양한 미생물 침입에서 살아남을 수 있었던 건 강력한 생체방어물질을 분비하기 때문이란 추측에서 시작됐다.
이 물질(코프리신)은 농작물 일부 농작물의 가지마름병 등을 유발하는 슈도모나스 아루지노사균을 비롯해 인체 유해균인 구강균, 피부포도상균, 여드름 원인균에 대해 강한 항균활성을 나타낼 뿐 만 아니라 종래 항생제에 내성을 유발하는 내성균 방제에도 효과가 있는 것으로 확인되었으며, 피부상처의 대표적인 그람양성 감염균인 Staphylococcus aureus에 대해 항생효과 검정을 위해서 랫드의 인위적인 피부상처 부위에 Sa균의 감염을 유도한 후 환부에 코프리신 펩타이드를 처리 하였을 때 상처 부위의 재상피화 및 피부재생의 촉진으로 Sa균의 감염력이 억제되었으며, 항생제 역할을 하던 암피실린보다 우수하다는 결과를 얻었다.
특히 매우 치명적인 감염성 질환인 Clostridium difficile (C.d)세균이 유발하는 급성-위막성 대장염을 효과적으로 억제하는 것으로 확인되었다. 동물실험 결과 C.d균에 의해 급성 위막성 대장염이 유발된 동물의 경우 5일째 80%의 치사율을 보였으나 코프리신을 처리한 동물은 치사율이 30%로 감소했다.
염증 유발성 사이토카인인 IL-6의 농도도 C.d균 감염조건에서는 강하게 증가하지만 코프리신 처리에 의해 현저하게 감소시킴을 확인하였다. 또한 C.d균만 감염시킨 생쥐 장내에서 높은 세균수가 관찰되지만 코프리신 처리로 현저하게 줄어 들었다.
또한, 이물질을 여러조직의 인간 세포주에 처리해 세포생물학적 변화를 관찰한 결과, 면역 혈액암 세포주인 AML-2, Jurkat 그리고 U937 세포주에 대해서 세포성장 억제효과가 있음을 확인했다. 이와 같이 세포 선택성을 이용해 특이 암의 치료제로 개발 할 수 있는 가능성이 있음도 확인 했다.
이 물질에 대한 연구결과는 2011년 국내 특허 등록과 해외 출원 및 이 분야 세계적 학술지 (Antimicrobial Agents and Chemotherapy : 항균 물질과 항암 화학요법)에 게재되었다.
이번 연구결과로 얻어진 항생제 후보물질은 항생제 내성 균주 출현으로 사회적인 문제가 되고 있는 기존 화학합성 항생제의 단점을 보완할 수 있는 계기가 되었다.
따라서 이 물질은  대장내 유용 미생물에 해가 거의 없고 C. difficile균에 대해서만 선별적 항균효과를 나타내기 때문에 소화기 염증 치료제로서의 높은 활용 가치가 검증되었다고 할 수 있다.
최근 심상치 않게 항생제 내성 ‘다제 내성균’ 슈퍼박테리아가 뉴스에 보도 되면서 사회적인 문제로 대두되고 있다. 슈퍼박테리아와 같은 내성세균을 퇴치할 수 있는 물질로 신약개발에 성공할 경우 페니실린 발견이후 가장 획기적인 항생제가 될 것으로 기대되어지며, 특히 C. difficile 세균 감염이 유발하는 급성장염의 임상적인 중요도와 전세계적으로 늘어나는 환자수에도 불구하고 아직까지 치료법이 개발되지 못하고 있으므로 개발시 시장성은 매우 높다.