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곰팡이가 인간의 체온에 적응하고 있다

2024-07-16

우리가 산책을 하는 그 순간에도 수많은 곰팡이 포자들은 우리 몸에 달라붙는다. 이처럼 지구상에는 수많은 곰팡이들이 여기저기에 퍼져있다. 하지만 지구상에 존재하는 수백만 종의 곰팡이 병원균 중 인간에게 감염을 일으키는 것은 20여 종에 불과하다. 그 이유는 우리 몸의 면역 체계가 곰팡이의 공격으로부터 몸을 보호하는 데 매우 탁월하기 때문이다. 예를 들면, 우리 몸은 따뜻하게 유지되므로 대부분의 곰팡이 종은 생존할 수 없다.
하지만 최근 네이처 미생물학(Nature Microbiology) 저널에 게재된 논문에 따르면 일부 곰팡이 병원균은 인간을 감염시킬 수 있도록 진화하고 있다고 한다. 더군다나 이는 기후 변화와 관련이 있을 수 있다고 한다. 기온 상승으로 인해 곰팡이가 돌연변이를 일으켜 항진균제에 대한 내성을 갖는 징후가 보이고 있기 때문이다. 해당 논문의 저자들은 이러한 증거들을 기반으로 새로운 곰팡이 병원균의 위험이 과소평가되고 있다고 주장한다.

앞선 설명처럼 인간의 체온은 대략 37°C로 대부분의 곰팡이 종들이 생존하기에는 너무 높은 온도이다. 따라서 인간을 포함한 많은 종류의 포유류는 일반적으로 곰팡이의 위협으로부터 안전한 셈이다. 하지만 연구진은 2009년부터 2019년까지 중국 내 98개 병원에서 발생한 곰팡이 감염 기록을 샅샅이 살펴보며, 지금까지 인간에게 질병을 일으킨 적이 없는 곰팡이 그룹에 감염된 두 명의 환자를 발견했다. 해당 곰팡이는 R. 플루비알리스(R. fluvialis)와 R. 닐란디(R. nylandii)라는 곰팡이 종으로 높은 체온을 잘 견뎌낸다고 알려져 있다.
연구진은 실험실에서 해당 곰팡이 병원균을 분리한 결과 이 곰팡이는 면역력이 저하된 쥐를 감염시킬 수 있으며, 면역 체계가 저하된 사람에게서도 비슷한 상황이 발생할 수 있다는 사실을 발견했다. 또한 37°C의 온도는 25°C의 더 낮은 온도 환경에 비해 곰팡이 군집의 돌연변이 발생률을 높였다. 그 결과 곰팡이는 항진균제에 대한 내성을 가질 수 있는 셈이다.
이 논문은 인간에게 질병을 일으키지 않는 다른 많은 유기체에도 동일한 메커니즘이 존재할 수 있음을 보여주고 있다. 즉, 어떤 생물들도 안심할 수가 없으며 주변 온도·상황 등이 변하면 인간에게 질병을 일으킬 수 있도록 적응할 수 있음을 의미한다.
미국 하버드 의과대학의 진균 병원체 전문 의사 과학자 자틴 비아스(Jatin Vyas)는 이를 두고 “최후의 날 시나리오(Doom’s day)”을 경고한다. 비아스는 “게임·TV 시리즈 더 라스트 오브 어스(The last of us)와 같은 상황까지는 아니지만, 새로운 곰팡이 유기체가 심각한 전염병을 일으킬 수 있다는 뜻”이라고 덧붙였다. 또한, 가장 중요한 점으로 해당 질병이 전염병으로 창궐했을 때 우리가 쓸 수 있는 약이 거의 없다는 점을 우려하고 있다.

저자들은 지구 온난화로 인해 곰팡이 병원균이 약물 내성과 독성, 즉 질병을 유발할 수 있는 능력을 진화시키고 있다고 설명한다. 스페인 바르셀로나 생의학 연구소의 진화 생물학자인 토니 가발돈(Toni Gabaldón)은 이를 두고 “내열성(heat tolerance)이 알려진 독성(virulence) 관찰 결과에서 간접적으로 도출된 결론”이라고 덧붙였는데, 다른 연구에 따르면 일부 곰팡이 종은 수십 년 전보다 더 높은 온도에서 자랄 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 가발돈은 이 두 가지 관찰이 서로 연관되어 있다는 직접적인 증거가 부족하며 추가 후속 연구가 필요하다고 전했다.
한편 비아스는 더 높은 체온에서 곰팡이 군집의 돌연변이 발생률이 높은 이유가 기후 변화 때문이라고 확신하기에는 다소 성급하다고 우려를 표한다. 아마존 유역은 지난 10년 동안 기온이 1°C 상승했고, 이는 생태계에 큰 영향을 미쳤기에 25°C에서 37°C로의 갑작스러운 변화는 지구 온난화의 결과라고 할 수 없다고 설명한다.
반면, 과학자들은 최근 전 세계의 토양 온도 상승으로 인해 칸디다 아우리스(Candida auris)를 비롯한 일부 곰팡이 병원균(fungal pathogens)이 출현한 것을 확인했는데, 비아스는 이러한 출현이 지구 온난화 때문일 가능성이 있다고 설명했다.

비아스는 스페인, 포르투갈, 캐나다에서 약물 내성 곰팡이 병원균(drug-resistant fungal pathogens; 약제 내성균)이 발견되었기 때문에 이 병원균이 전 세계적으로 확산할 위험이 있다고 경고한다. 비아스 연구팀은 이러한 결과는 우리를 긴장하게 만든다고 우려를 표한다. 하지만 지구에 서식하는 수십억 개의 다른 유기체 중 대다수는 항진균제(진균의 증식과 성장을 억제하며 진균 감염증을 치료하는 약물; antifungal drugs)에 완전히 내성을 가지고 있다고 설명한다.
어찌 되었든 곰팡이 감염은 이미 연간 약 250만 명의 사망자를 발생시키고 있다. 따라서 항진균제 내성은 매우 중요한 문제이며, 항생제와 비교하여 항진균제는 세 가지 주요 계열만 존재하기 때문에 점점 더 늘어날 가능성이 높다.
곰팡이는 포유류와 마찬가지로 진핵생물이라는 점이 신약 개발에 큰 어려움을 주고 있다. 예를 들면, 신약을 개발할 때 잠재적으로 인간에게 부작용이 발생할 수 있으며, 그 부작용까지 연구하고 확인해야 하기 때문이다. 따라서 새로운 약물이 인간에게 사용되기까지는 오랜 시간이 걸릴 수 있다.
하지만 비아스는 나쁜 소식 속에서도 적어도 한 가지 긍정적인 점이 있다고 말한다. 바로 해당 연구 덕분에 우리 인류가 병원성 유기체에 더 잘 대비할 수 있을 것이라는 점이다. 비아스에 따르면 우리는 이제 이 희귀한 사례(중국에서 발생한 연구 사례)에서 곰팡이가 어떻게 적응하고 있는지 이해하기 시작했고, 따라서 미래에 우리 자신을 보호할 수 있는 메커니즘을 찾을 수 있을 것이라고 확신하고 있다.

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