맨위로가기

약물 저항성

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
목차

1. 개요

약물 저항성은 생명체가 약물의 작용에 저항하는 현상으로, 진화의 결과로 나타난다. 자연 내성과 획득 내성으로 구분되며, 획득 내성은 약물에 노출되면서 유전적 변이 등을 통해 획득된다. 약물 저항성은 세균, 바이러스, 곰팡이, 기생충 등 다양한 생물에서 나타나며, 농업 분야에서는 살충제 및 제초제 내성, 의학 분야에서는 항생제 및 항암제 내성이 주요 문제로 대두된다. 다제 내성은 여러 종류의 약물에 동시에 저항성을 갖는 경우를 의미하며, 항생제 남용이 주요 원인으로 꼽힌다. 약물 저항성 확산은 의료 환경뿐 아니라 환경에서도 발생하며, 이는 심각한 보건 의료 문제와 사회 경제적 영향을 야기한다. 약물 저항성 억제를 위해 신약 개발, 계획적인 화학 요법, 발생 상황 감시 등의 대책이 필요하며, 유전자 공학 및 농업 분야에서도 약물 저항성 유전자를 활용한다.

더 읽어볼만한 페이지

  • 약물 저항성 - 다제내성
    다제내성균은 여러 종류의 항생제에 내성을 보이는 세균으로, 반코마이신 내성 장구균, 메티실린 내성 황색포도상구균, 확장 스펙트럼 베타락타마제 생성 그람음성균 등을 포함하며, ESKAPE 그룹은 항생제 내성이 빠르게 증가하여 주요 병원균으로 간주된다.
  • 정신약리학 - 알코올 금단 증후군
    알코올 금단 증후군은 알코올 사용 중단 시 나타나는 다양한 증상으로, 심각한 경우 뇌 손상이나 사망에 이를 수 있으며 벤조디아제핀, 비타민 투여, 약물 치료 등을 통해 관리한다.
  • 정신약리학 - 자백유도제
    자백유도제는 자백을 강요하기 위해 사용되는 약물로, 대뇌 피질을 마비시켜 몽롱한 상태에서 자백을 유도하며, 윤리적, 법적 문제로 인해 현재는 대부분의 경찰 기관에서 사용되지 않는다.
  • 종양학 - 이형성
    이형성은 세포의 비정상적인 성장과 발달을 특징으로 하는 의학 용어이며, 초기 신생물성 과정을 나타내고 발암 위험을 증가시킬 수 있다.
  • 종양학 - 전이 (의학)
    전이는 암세포가 원발 부위에서 혈관이나 림프관을 통해 다른 부위로 이동하는 과정으로, 폐, 간, 뇌, 뼈 등에 흔히 발생하며 다양한 증상을 유발하고, 상피-간엽 전이 및 간엽-상피 전이 가설, 암줄기세포 가설 등 복잡한 기전을 통해 림프관, 혈행, 체강 등 여러 경로를 거쳐 진행되며, 조직검사, 영상 검사 등으로 진단하고 방사선수술, 항암화학요법, 방사선치료 등으로 치료한다.
약물 저항성
일반 정보
정의약물 저항성은 미생물(세균, 바이러스, 곰팡이, 기생충 등)이나 암세포가 약물의 효과에 내성을 갖게 되는 현상을 말한다.
관련 용어항생제 내성
다제내성
설명원래 약물에 반응하던 병원체가 더 이상 약물에 반응하지 않게 되는 것을 의미한다.
메커니즘
원인유전자 변이
수평적 유전자 전달
작용 방식약물 표적 변경
약물 불활성화 효소 생성
약물 유출 펌프 활성화
세포벽 투과성 감소
항생제 내성
정의항생제에 대한 세균의 내성
원인항생제의 과도한 사용 및 오용
농업에서의 항생제 사용
병원체의 유전자 변이 및 획득
결과치료 실패
입원 기간 증가
의료 비용 증가
사망률 증가
문제점
영향연간 100만 명 이상 사망 (2019년 기준)
의료 시스템 부담 증가
새로운 약물 개발의 필요성 증대
경제적 영향막대한 경제적 손실 발생
생산성 감소
해결책
노력항생제 사용량 감소
새로운 항생제 개발
감염 예방 및 통제 강화
항생제 스튜어드십 프로그램 시행
대안박테리오파지 치료법
프로바이오틱스
식이 섬유
추가 정보
각주항생제 내성은 진화의 한 예시로 간주될 수 있다.

2. 약물 내성의 유형 및 기전

약물 내성은 크게 자연 내성과 획득 내성으로 나눌 수 있다.

자연 내성은 특정 미생물이 원래부터 특정 약물에 대해 저항성을 가지는 경우를 의미한다. 예를 들어, 결핵균은 원래 페니실린에 대해 저항성을 가지고 있어 "페니실린 비감수성"이라고 표현한다.

획득 내성은 원래 약물에 감수성이 있던 미생물이 유전적 변이 등을 통해 후천적으로 저항성을 획득하는 것을 의미한다. 이는 약물 사용 환경에서 내성 미생물이 선택적으로 증식하면서 발생한다. 예를 들어, 포도상구균은 원래 페니실린에 감수성을 보였으나, 일부 포도상구균이 페니실린에 대한 내성을 획득하면서 "페니실린 내성"으로 표현하게 되었다.

약물 저항성 형질은 진화의 결과이며, 적합도가 높은 일부는 약물 치료에도 살아남아 후손에게 해당 형질이 상속되어 약물 저항성이 더 높은 개체군을 생성한다. 약물 저항성을 공유하는 빠른 과정은 단세포 생물에서 수평 유전자 전달[14]을 통해 이루어지며, 균류에서는 "준성생식"이라고 불리는 유사한 무성 생식 방법을 사용한다.

약제 내성을 획득한 미생물은 약제 내성균, 약제 내성 바이러스, 약제 내성 암세포 등으로 통칭된다. 개별적으로는 "페니실린 내성 포도상구균" 등과 같이 대상 약제와 미생물 조합에 따라 표기된다. 복수의 약제에 대한 내성을 함께 가지는 것은 '''다제 내성'''이라고 부르며, 치료가 어려워 의학 분야에서 중요하게 다룬다.

2. 1. 자연 내성

특정 미생물이 원래부터 특정 약물에 대해 저항성을 가지는 경우를 자연 내성(natural resistance영어)이라고 한다. 예를 들어, 결핵균은 원래부터 페니실린에 듣지 않아 "페니실린 비감수성"이라고 표현한다.[15] 반면, 원래 페니실린이 유효했던 포도상구균 중 페니실린이 유효한 것은 "페니실린 감수성", 페니실린이 듣지 않게 된 것은 "페니실린 내성"이라고 부른다.[15]

2. 2. 획득 내성

약물, 독소, 화학 물질에 대한 저항성은 진화의 결과이며, 모든 생명체에 가해지는 압력에 대한 반응이다.[9] 개별 유기체는 사용된 약물에 대한 민감도가 다르며, 더 큰 적합도를 가진 일부는 약물 치료에서 살아남을 수 있다. 약물 저항성 형질은 그에 따라 후손에게 상속되어 약물 저항성이 더 높은 개체군을 생성한다. 사용된 약물이 전체 표적 개체군에서 유성 생식, 체세포 분열, 수평 유전자 전달을 불가능하게 만들지 않는 한, 약물에 대한 저항성은 불가피하게 뒤따를 것이다.

원래는 약물에 감수성이 있던 미생물이 유전적 변이 등을 통해 후천적으로 저항성을 획득하는 것을 획득 내성이라고 한다. 이는 약물 사용 환경에서 내성 미생물이 선택적으로 증식하면서 발생한다.

예를 들어, 페니실린이 듣지 않는 결핵균은 "페니실린 비감수성"이라고 표현하며, 페니실린이 유효했던 포도상구균 중 페니실린이 듣지 않게 된 것을 "페니실린 내성"이라고 부른다. 메티실린 내성 황색 포도상구균은 일반적으로 "약제 내성"으로 표현되는 경우가 많다.

이는 일부 세포가 화학 요법에 사용되는 약물에 대한 저항성을 발달시킬 수 있는 암 종양에서 볼 수 있다.[9] 화학 요법은 섬유아세포가 종양 근처에서 다량의 단백질 WNT16B를 생성하게 한다. 이 단백질은 약물 저항성이 있는 암세포의 성장을 자극한다.[10] 또한 마이크로 RNA는 암세포에서 획득된 약물 저항성에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 이는 치료 목적으로 사용될 수 있다.[11]

저항성을 공유하는 빠른 과정은 단세포 생물에서 존재하며, 특히 생물막 상태에서 유전자의 직접적인 교환이 이루어지는 수평 유전자 전달이라고 한다.[14] 유사한 무성 생식 방법은 균류에서 사용되며 "준성생식"이라고 한다.

약제 내성을 획득한 미생물은 세균의 경우 약제 내성균, 바이러스는 약제 내성 바이러스, 암세포는 약제 내성 암세포 등과 같이 통칭된다. 또한 개별적인 것에 대해서는 대상이 되는 약제와 미생물과의 조합에 따라 "페니실린 내성 포도상구균" 등과 같이 표기된다. 복수의 약제에 대한 내성을 함께 가지는 것을 '''다제 내성'''이라고 부르며, 의학 분야에서는 치료의 어려움 때문에 특히 중요시하는 경우가 많다.

2. 3. 약물 내성의 생화학적 기전

미생물이 항균제에 내성을 나타내는 주요 기전은 다음과 같다.[28][29]

  • 약물 비활성화 또는 변형: 일부 페니실린 내성 세균은 β-락타마제를 생성하여 페니실린 G를 효소적으로 비활성화한다.
  • 표적 부위 변형: MRSA 및 기타 페니실린 내성 세균에서 페니실린 결합 표적 부위인 PBP가 변형된다.
  • 대사 경로 변형: 일부 설폰아미드 내성 세균은 엽산 및 핵산 합성에 중요한 전구체인 파라아미노벤조산(PABA) 대신 포유류 세포처럼 미리 형성된 엽산을 사용한다.
  • 약물 축적 감소: 약물의 투과성 감소 또는 세포 표면을 가로지르는 약물의 활성 유출(배출) 증가로 발생한다.


약물 내성의 생화학적 기전
기전항균제약물 작용저항 기전
약물 파괴아미노글리코사이드, 베타-락탐 항생제 (페니실린 및 세팔로스포린), 클로람페니콜30S 리보솜 소단위에 결합하여 단백질 합성 억제, 페니실린 결합 단백질에 결합하여 펩티도글리칸 합성 억제, 50S 리보솜 소단위에 결합하여 펩타이드 결합 형성 억제플라스미드가 약물을 화학적으로 변형(아세틸화 또는 인산화)하여 비활성화하는 효소 암호화, 플라스미드가 베타-락탐 고리를 열어 비활성화시키는 베타-락타마제 암호화, 플라스미드가 약물을 아세틸화하여 비활성화시키는 효소 암호화
약물 표적 변경아미노글리코사이드, 베타-락탐 항생제 (페니실린 및 세팔로스포린), 에리스로마이신, 퀴놀론, 리팜핀, 트리메토프림30S 리보솜 소단위에 결합하여 단백질 합성 억제, 페니실린 결합 단백질에 결합하여 펩티도글리칸 합성 억제, 50S 리보솜 소단위에 결합하여 단백질 합성 억제, DNA 합성에 필수적인 효소인 DNA 토포아이소머라제에 결합, RNA 중합효소에 결합하여 RNA 합성 억제, 효소 디히드로폴산 환원효소를 억제하여 엽산 경로 차단세균이 약물에 결합하지 않는 변형된 30S 리보솜 생성, 세균이 약물에 결합하지 않는 변형된 페니실린 결합 단백질 생성, 세균이 약물에 결합하지 않는 50S 리보솜 형태 생성, 세균이 약물에 결합하지 않는 변형된 DNA 토포아이소머라제 생성, 세균이 약물에 결합하지 않는 변형된 중합효소 생성, 세균이 약물에 결합하지 않는 변형된 효소 생성
약물 진입 억제 또는 약물 제거페니실린, 에리스로마이신, 테트라사이클린페니실린 결합 단백질에 결합하여 펩티도글리칸 합성 억제, 50S 리보솜 소단위에 결합하여 단백질 합성 억제, 30S 리보솜 소단위에 결합하여 tRNA를 차단하여 단백질 합성 억제세균이 외부 막의 포린 단백질 모양을 변경하여 약물 진입 억제, 새로운 막 수송 시스템이 약물 진입 억제, 새로운 막 수송 시스템이 약물 세포 밖 배출



약물 내성을 가진 병원체가 화학 요법제에 의한 제거를 회피하는 생화학적 메커니즘은 다음과 같이 크게 분류할 수 있다.


  • 약물 분해 및 변형 기전 획득: 화학 요법제로 사용되는 약물을 분해하거나 화학적으로 변형하는 효소를 생성하여 약물을 비활성화한다. 세균이나 암세포의 약물 내성 기전으로 나타나며, 특히 세균에 의한 내성 획득에서 가장 보편적이다. 예를 들어, 일반적인 페니실린 내성 황색포도상구균(MRSA 제외)은 페니실리나제나 β-락타마제를 생성하여 페니실린을 분해한다.
  • 약물 작용점 변이: 화학 요법제의 표적이 되는 병원체 측 분자를 변이시켜 해당 약물이 효과가 없도록 만든다. 미생물이나 암세포 등에서 전반적으로 나타나는 방법이며, 바이러스의 약물 내성은 거의 이 기전에 의한다. 대표적인 예로 MRSA가 있다.
  • 약물 세포 외 배출: 약물을 에너지 의존적으로 세포 외로 배출하여 세포 내 약물 농도를 낮춘다. 세균이나 암세포 등 세포로 구성된 병원체의 내성 기전에서 나타난다. 대표적인 예로, 그람 음성 세균의 RND형 다제 배출 펌프 (예: 대장균의 AcrAB-TolC)나 암세포의 다제 배출 ABC 수송체(ATP 의존 수송 단백질, P-당단백질) 등이 있다. 녹농균의 자연 내성이 높은 것도 MexAB-OprM이나 MexXY-OprM과 같은 RND형 다제 배출 펌프로 설명할 수 있다.
  • 기타 기전: 엽산 합성 효소를 억제하여 항균성을 나타내는 설폰아미드에 대해, 엽산 전구체를 과잉 생산하여 내성을 갖는 경우가 있다. 결핵균으로 대표되는 항산균은 미콜산이라는 특유의 지질이 풍부한 세포벽을 가지고 있어 소독약이나 건조에 대해 높은 저항성을 갖는다.

2. 4. 약물 내성 획득의 유전적 기전

약물 내성 유전자는 주로 다음과 같은 방식으로 획득 및 전파된다.[28][29]

# 약물 비활성화 또는 변형: 일부 페니실린 내성 세균에서 β-락타마아제 생성으로 인한 페니실린 G의 효소적 비활성화가 그 예이다.

# 표적 부위의 변형: MRSA 및 기타 페니실린 내성 세균에서 페니실린의 결합 표적 부위인 PBP의 변형을 예로 들 수 있다.

# 대사 경로의 변형: 일부 설폰아미드 내성 세균은 엽산 및 핵산 합성에 중요한 전구체인 파라아미노벤조산(PABA)을 필요로 하지 않고, 대신 포유류 세포와 마찬가지로 미리 형성된 엽산을 사용한다. 이는 설폰아미드에 의해 억제되는 세균과는 다른 대사 경로를 이용하는 것이다.

# 약물 축적 감소: 약물의 투과성 감소 및/또는 세포 표면을 가로지르는 약물의 활성 유출(배출) 증가로 인해 발생한다.

약물 저항성 획득 기전
기전항균제약물 작용저항 기전
약물 파괴아미노글리코사이드, 베타-락탐 항생제 (페니실린 및 세팔로스포린), 클로람페니콜30S 리보솜 소단위에 결합하여 단백질 합성 억제, 페니실린 결합 단백질에 결합하여 펩티도글리칸 합성 억제, 50S 리보솜 소단위에 결합하여 펩타이드 결합 형성 억제플라스미드는 약물을 화학적으로 변형(예: 아세틸화 또는 인산화)하거나 베타-락탐 고리를 열어 비활성화시키는 효소를 암호화함.
약물 표적 변경아미노글리코사이드, 베타-락탐 항생제 (페니실린 및 세팔로스포린), 에리스로마이신, 퀴놀론, 리팜핀, 트리메토프림30S 리보솜 소단위에 결합하여 단백질 합성 억제, 페니실린 결합 단백질에 결합하여 펩티도글리칸 합성 억제, 50S 리보솜 소단위에 결합하여 단백질 합성 억제, DNA 합성에 필수적인 효소인 DNA 토포아이소머라제에 결합, RNA 중합효소에 결합하여 RNA 합성 억제, 효소 디히드로폴산 환원효소를 억제하여 엽산 경로 차단세균은 약물에 결합하지 않는 변형된 30S 리보솜, 페니실린 결합 단백질, 50S 리보솜, DNA 토포아이소머라제, 중합효소, 효소를 만듦.
약물 진입 억제 또는 약물 제거페니실린, 에리스로마이신, 테트라사이클린페니실린 결합 단백질에 결합하여 펩티도글리칸 합성 억제, 50S 리보솜 소단위에 결합하여 단백질 합성 억제, 30S 리보솜 소단위에 결합하여 tRNA를 차단하여 단백질 합성 억제세균은 외부 막의 포린 단백질 모양을 변경하거나 새로운 막 수송 시스템을 만들어 약물의 세포 내 진입을 막거나 세포 밖으로 배출함.



약물 저항성은 특정 약물에 민감했던 미생물이 해당 약물에 대한 내성 기전을 획득하여 나타나는 현상이다. 획득된 내성은 유전을 통해 자손에게 전달되는 유전적 형질이며, '''약물 저항성 유전자'''에 의해 결정된다. 약물 저항성 유전자는 약물 작용을 회피하는 기능을 가진 단백질 정보를 담고 있으며, 감수성 병원체가 이 유전자를 획득하면 약물 내성을 갖게 된다.

새로운 화학요법제가 개발되어 사용되면, 곧 저항성 미생물이 나타나는데, 보통 1년 이내에 검출된다. 특히 같은 종류의 약물을 대량 또는 장기간 사용하면 저항성균 검출 빈도가 높아진다. 항생물질 개발 이후 감기나 바이러스, 내성균에 의한 질환에도 항생물질이 쉽게 투여되면서 약물 저항성균이 만연하게 되었다.

내성 유전자 획득은 일정한 확률로 발생하며, 약물 존재 여부와 무관하다. 약물이 존재하는 환경에서 내성 미생물이 많이 나타나는 이유는 약물 감수성 미생물보다 증식이 유리하여 약물이 선택압으로 작용하기 때문이다. 이를 '''균교대 현상'''이라고 한다.

약물 저항성은 병원체가 자체적으로 새로운 저항 기전을 만들거나, 다른 약물 저항성 병원체로부터 전달받아 획득할 수 있다.

; 새로운 저항성 획득

: 미생물 증식 과정에서 염색체 상 유전자의 돌연변이로 인해 약물 저항성 미생물이 발생한다. 세균, 바이러스, 암세포 등 모든 병원체에서 나타날 수 있다.

; 저항성의 전달

: 미생물은 외부 유전자를 획득하거나 동종 미생물 간 유전자를 교환하는 기전을 가지고 있으며, 이를 통해 저항성이 전달될 수 있다. 특히 세균에서 많이 연구되며, 인플루엔자 바이러스와 같이 분절된 유전자를 가진 바이러스도 유전 정보 교환이 빈번하게 일어난다.

세균은 외래 유전자를 획득하는 기전을 통해 동종 또는 이종 세균 간 유전자 교환이 일어난다. 독소와 같은 병원성 인자뿐만 아니라 약물 내성 유전자도 이 기전을 통해 전달된다. 세균은 돌연변이 외에도 외래 내성 유전자를 획득하여 내성을 얻는 경우가 많다.

획득된 내성 유전자는 세균 유전자(염색체)에 통합되거나, 플라스미드 형태로 세포질에 존재하는데, 대부분 플라스미드 형태이다. 이를 '''내성 플라스미드''' ('''R 플라스미드''')라고 한다. 성선모를 가진 세균은 접합을 통해 다른 세균에게 플라스미드를 전달할 수 있으며, 그람 음성균이나 VRE(반코마이신 내성 장구균)가 이에 해당한다. 접합 전달을 하지 않는 세균도 형질전환이나 파지에 의한 형질도입으로 내성 유전자를 전달받을 수 있다.

3. 다제 내성

multiple drug resistance, multi drug resistance영어은 특정 미생물이 작용 기전이 다른 2가지 이상의 약물에 대해 내성을 나타내는 것을 말한다. 다제 내성의 발생 기전은 과거에는 돌연변이에 의해서만 일어나는 것으로 생각되었지만, 현재는 약물에 대한 내성 유전자를 가진 플라스미드의 전달도 그 요인 중 하나로 여겨진다. 또한, 작용 기전이 동일한 약물에 의한 내성은 1종류의 내성으로 간주한다. 다제 내성을 일으킨 균에 대해서는, 종래 사용되던 약물이 치료 효과를 잃기 때문에, 의학적으로 문제가 된다. 다제 내성균의 만연 요인 중 하나로 항생 물질의 남용이 꼽힌다.

4. 분야별 약물 내성

약물 내성은 진화의 결과이며 모든 생명체에 가해지는 압력에 대한 반응이다. 개별 유기체는 사용된 약물에 대한 민감도가 다르며, 더 큰 적합도를 가진 일부는 약물 치료에서 살아남아 약물 저항성 형질을 후손에게 상속하여 약물 저항성이 더 높은 개체군을 생성한다. 사용된 약물이 전체 표적 개체군에서 유성 생식, 체세포 분열, 수평 유전자 전달을 불가능하게 만들지 않는 한, 약물에 대한 저항성은 불가피하게 뒤따를 것이다.[9]

단세포 생물에서는 특히 생물막 상태에서 유전자를 직접 교환하는 수평 유전자 전달을 통해 저항성을 빠르게 공유한다.[14] 균류는 "준성생식"이라는 유사한 무성 생식 방법을 사용한다. 약물 저항성 균주의 예로는 세균 및 바이러스와 같은 미생물,[15] 내부 및 외부 기생충, 식물, 균류, 절지동물,[16][17] 포유류,[18] 조류,[19] 파충류,[20] 어류 및 양서류[20] 등이 있다.

가정 환경에서 약물 저항성 균주는 표백제 사용,[21] 칫솔질 및 구강 세척,[22] 항생제, 소독제 및 세제 사용, 샴푸, 특히 항균 비누 사용,[23][24] 손 씻기,[25] 표면 스프레이, 데오도란트, 자외선 차단제 및 기타 화장품 또는 건강 관리 제품, 살충제 및 침지제 사용과 같은 겉보기에 안전한 활동에서 발생할 수 있다.[26] 이러한 제제에 포함된 화학 물질은 유익한 유기체에 해를 끼치는 것 외에도, 저항성을 개발할 가능성이 있는 유기체를 의도적으로 또는 부주의하게 표적으로 삼을 수 있다.[27]

생물학적 비용은 기능을 달성하는 데 필요한 에너지 대사 증가를 측정한 것이다.[32] 약물 저항성은 병원체(세균,[33] 내부 기생충, 종양 세포)에게 높은 대사 비용을 지닌다. 바이러스의 경우, 이와 동등한 "비용"은 유전체 복잡성이다. 높은 대사 비용은 항생제가 없는 환경에서 저항성 병원체가 감수성 병원체에 비해 진화적 적합성이 감소한다는 것을 의미한다.[34]

4. 1. 의학 및 약학

약물 저항성은 세균, 바이러스, 진균, 암세포 등 다양한 병원체가 항생제, 항바이러스제, 항진균제, 항암제 등에 대해 내성을 획득하여 치료를 어렵게 만드는 현상이다. 이는 진화의 결과이며, 모든 생명체가 압력에 반응하여 나타나는 현상이다. 약물에 민감한 개체는 죽고, 적합도가 높은 일부 개체는 살아남아 약물 저항성 형질을 후손에게 전달하여 약물 저항성이 더 높은 개체군을 만든다.

화학 요법에 사용되는 약물에 대한 저항성이 발달하는 암 종양에서 이러한 현상을 볼 수 있다.[9] 화학 요법은 섬유아세포가 종양 근처에서 다량의 단백질 WNT16B를 생성하게 하고, 이 단백질은 약물 저항성이 있는 암세포의 성장을 자극한다.[10] 마이크로 RNA 또한 암세포에서 획득된 약물 저항성에 영향을 미치는 것으로 나타났다.[11]

2012년 동남아시아와 사하라 이남 아프리카에서 약물 저항성 균주 ''열대열 말라리아 원충''에 의한 말라리아가 재발하여 보건 당국에 큰 문제를 야기했다.[12][13] 나병은 답손에 대한 저항성이 증가하는 것으로 나타났다.

단세포 생물에서는 생물막 상태에서 유전자를 직접 교환하는 수평 유전자 전달을 통해 저항성을 빠르게 공유한다.[14] 균류에서는 "준성생식"이라는 유사한 무성 생식 방법을 사용한다. 약물 저항성 균주의 예로는 세균 및 바이러스와 같은 미생물,[15] 내부 및 외부 기생충, 식물, 균류, 절지동물,[16][17] 포유류,[18] 조류,[19] 파충류,[20] 어류 및 양서류[20] 등이 있다.

미생물이 항균제에 내성을 나타내는 주요 기전은 다음과 같다.[28][29]

# 약물 비활성화 또는 변형: 일부 페니실린 내성 세균에서 β-락타마아제 생성으로 인한 페니실린 G의 효소적 비활성화가 그 예시이다.

# 표적 부위의 변형: MRSA 및 기타 페니실린 내성 세균에서 페니실린의 결합 표적 부위인 PBP의 변형이 그 예시이다.

# 대사 경로의 변형: 일부 설폰아미드 내성 세균은 파라아미노벤조산(PABA)을 필요로 하지 않고, 대신 미리 형성된 엽산을 사용한다.

# 약물 축적 감소: 약물의 투과성 감소 및/또는 세포 표면을 가로지르는 약물의 활성 유출(배출) 증가로 발생한다.

항균제 내성 기전
기전항균제약물 작용저항 기전
약물 파괴아미노글리코사이드30S 리보솜 소단위에 결합하여 단백질 합성을 억제함플라스미드는 약물을 화학적으로 변형하는 효소를 암호화하여 (예: 아세틸화 또는 인산화) 비활성화시킴.
약물 표적 변경아미노글리코사이드30S 리보솜 소단위에 결합하여 단백질 합성을 억제함세균은 약물에 결합하지 않는 변형된 30S 리보솜을 만듦.
약물 진입 억제 또는 약물 제거페니실린페니실린 결합 단백질에 결합하여 펩티도글리칸 합성을 억제함세균은 외부 막의 포린 단백질의 모양을 변경하여 약물이 세포로 들어가는 것을 막음.



약물 저항성은 병원체에게 높은 생물학적 비용을 지닌다.[32] 바이러스의 경우, 이와 동등한 "비용"은 유전체 복잡성이다. 높은 대사 비용은 항생제가 없는 환경에서 저항성 병원체가 감수성 병원체에 비해 진화적 적합성이 감소한다는 것을 의미한다.[34] 그러나 항생제가 있는 환경에서는 생존 이점이 높은 대사 비용을 상쇄하여 저항성 균주의 증식을 허용한다.

인간의 경우, ABCB1 유전자는 세포 수준에서 약물의 주요 수송체인 MDR1(p-당단백질)을 암호화한다. MDR1이 과발현되면 약물 저항성이 증가한다.[35] ABCB1 발현 수준이 높은 환자에게는 주 약물 치료와 함께 메트포르민과 같은 보조 치료법을 사용하기도 한다.[35]

항생제 내성의 경우, 세균의 항생제 내성 메커니즘을 차단하도록 설계된 약물이 사용된다. 예를 들어, 베타-락탐 항생제에 대한 세균 내성은 나파실린과 같은 항생제를 사용하거나, 클라불란산과 같이 베타-락타마제를 차단하는 약물과 함께 베타-락탐 항생제를 투여하여 처리할 수 있다.[36][37] 세균 유출 펌프를 억제하는 새로운 약물의 필요성이 제기되고 있으며,[38][39] 때로는 서로 다른 종류의 항생제 조합이 시너지 효과를 내어 사용될 수 있다.[40] 내성 세균의 파괴는 박테리오파지를 사용하는 파지 치료법으로도 가능하다.[41]

의학, 약리학, 미생물학 분야에서는, 특히 세균이나 바이러스[56] 등의 병원성미생물이나 암 세포가, 항생 물질이나 항암제 (화학 요법제)에 대해 저항력을 가지는 것을 가리킨다.

후생노동성 및 국립국제의료연구센터 병원 AMR 임상 레퍼런스 센터는 "약제 내성 (AMR)"으로 표기하고 있지만, Antimicrobial Resistance; AMR영어에는 "항미생물 약제 내성"[57]이나 "항균제 내성"[58]과 같은 일본어 번역이 부여되어 있다.

화학 요법에 사용되는 약제('''화학 요법제''')에는 항균제 (항생제), 항바이러스제, 항진균제, 항원충제, 항암제가 포함되며, 각각 많은 종류가 개발되어 실용화되고 있다.

세균이나 바이러스만이 가지고 인간에게는 존재하지 않는 특정 효소를 억제하거나, 세균이나 암세포에만 흡수되어 정상적인 인간 세포에는 영향을 미치기 어려운 특징을 가진 것이 화학 요법제로 사용되고 있다.

어떤 미생물에 대해 어떤 약제가 유효한 경우, 그 미생물은 그 약제에 '''감수성'''이 있다고 부른다. 이에 반해, 어떤 미생물에 대해 어떤 약제가 무효한 경우에는,

# 원래 그 약제가 무효인 경우 (자연 내성)

# 원래는 유효했으나 어느 시점부터 무효가 된 경우 (획득 내성)

두 가지 경우가 존재한다. 일반적으로 (2)의 경우에 해당하는 협의의 것을 '''약제 내성''' 또는 획득 내성이라고 부르고, 전자는 비감수성 또는 자연 내성이라고 불러 구분한다.

약제 내성을 획득한 미생물은, 세균의 경우 약제 내성균, 바이러스는 약제 내성 바이러스, 암세포는 약제 내성 암세포 등과 같이 통칭된다. 복수의 약제에 대한 내성을 함께 가지는 것을 '''다제 내성'''이라고 부르며, 의학 분야에서는 치료의 어려움 때문에 특히 중요시한다.

약제 감수성 시험은 미생물이 특정 약물에 대해 감수성이 있는지 또는 내성이 있는지를 판단하기 위해 사용된다.

세균이나 진균 등 배양 가능한 미생물에 대해서는, 검사할 약물을 일정 농도로 첨가한 배지에서 해당 미생물이 생육 가능한지 여부를 검사하는 (생육 저지 시험)이 수행된다. 완전한 생육 저지 또는 살균이 가능했던 최저 농도를 '''최소 발육 억제 농도''' ('''MIC''')로 하여, 해당 미생물에 대한 약제의 효과 지표로 삼는다.

바이러스의 경우 약물을 처리했을 때의 배양 세포나 실험 동물에 대한 감염가의 변화로부터 내성 여부를 실험실적으로 검사할 수 있다. 사람 암세포의 경우 분리한 암세포를 이용하여 실험실적으로 검사하는 것도 가능하지만, 실제로 약물을 투여했을 때의 치료 경과로부터 약제 내성 여부를 임상적으로 판단하는 경우도 많다.

4. 2. 농학

농학 분야에서는 살충제에 대한 해충의 내성이나[51][52] 제초제에 대한 잡초의 내성이 주로 다루어지며,[53][54] "약제 저항성" 또는 "약제 내성"이라는 용어가 사용된다.[55] 미생물이나 곤충이 약제에 대한 내성을 획득하는 것은 변이와 선택에 의한 진화의 대표적인 예시 중 하나이다.

5. 약물 내성의 확산과 영향

약물 내성은 의료 시설뿐만 아니라 축산업, 자연 환경 등 다양한 경로를 통해 확산되고 있다.[61][62] 2022년에는 브라질, 태국, 미국, 스페인, 캐나다의 양돈장 주변 환경에 항생제 내성의 증가를 돕는 유전자가 있다는 연구 결과가 발표되었다.[63] 영국에서는 양돈장과 양계장 근처의 강에서 채취한 샘플에서 내성균이 검출되기도 했다.[64]

이러한 자연 환경에서 발견되는 내성균은 사람[62]과 가축[62]의 분변 외에도, 하수로 배출된 의약품이 자연에서 분해되는 과정에서 구조가 변환되어 영향을 미친다는 점이 지적되고 있다.[65] 의약품의 영향을 받지 않은 400만 년 전 동굴이나 북극의 영구 동토에서도 내성균이 발견된다.[66]

공장식 축산이 확대되면서 축산업에서 항생제 사용이 늘어나고 있으며,[50] 전 세계 항생제의 약 70%가 축산업에서 사용된다.[46] 일본의 경우, 가축에 대한 항생제 사용량은 사람용의 약 2.5배에 달한다.[67] 항생제는 돼지, 양식어, 닭, 소 순으로 많이 사용된다. 특히 돼지는 다른 가축에 비해 압도적으로 많은 항생제를 사용하며,[68] 닭은 소의 약 3배의 항생제를 사용한다.[69] 2000년부터 2018년까지 50% 이상의 내성을 가진 항생 화합물의 비율은 닭에서 약 2.7배, 돼지에서 약 2.6배, 소에서 약 1.9배 증가했다.[70]

축산 분야에서 항생제 사용을 줄이기 위해 많은 국가에서 사용 감축 조치를 마련하고 있다. 독일에서는 90% 이상의 양계·양돈장에서 항생제 사용을 감시하고 있으며,[71] EU는 가축의 성장 촉진을 목적으로 한 항생제 사용을 금지했다(일본에서는 금지되지 않음).[67] 그러나 제약 회사나 식육 회사는 이러한 항생제 감축 움직임에 반발하고 있다.[72][73][48][74]

6. 약물 내성 문제와 한국의 대응

주어진 원본 소스에 한국의 대응에 대한 내용이 없으므로, 해당 섹션은 작성할 수 없습니다.

6. 1. 보건 의료 문제

일본에서도 2017년에 부적절한 항균제 처방을 억제하여 내성균 증가를 막기 위해 후생노동성이 가이드라인을 작성했다.[59] 21세기 초에는 새로운 항생물질 개발이 정체되면서, 내성균 문제와 더불어 항생물질의 과도한 사용이나 잘못된 사용으로 인해 항생물질이 듣지 않는 사례가 급증하고 있다.[60] 창상에서는 내성균이 생기기 어려운 꿀, 정유, 금, 은, 구리와 같은 금속 나노 입자를 사용한 연구가 진행되어, 창상 피복재에 사용되게 되었다.[60]

감염증 또는 암 치료에 있어서 화학 요법은 그 원인이 되는 병원체 자체를 제거하는 근본적인 치료법으로서 중요한 방법이다. 그러나 어떤 약제에 대해 병원체가 내성을 얻게 되면, 그 약제에 의한 치료는 불가능해지고, 다른 대체 약제를 사용해야 한다.

더욱이 병원체의 자연 내성 유무나, 다제 내성의 획득 등으로 대체할 수 있는 약제가 존재하지 않는 경우, 화학 요법에 의한 치료가 불가능해지므로 치료 효과가 크게 떨어지는 다른 치료법을 검토하거나, 환자의 면역 기능에 의해 자연 회복되기를 기다릴 수밖에 없다. 따라서, 중증화나 경우에 따라서는 사망으로 이어질 위험성이 높아진다. 이로 인해 약제 내성은 의학상 큰 과제가 되고 있다.

또한, 약제 내성 병원체에 의한 질환은 종종 기회 감염이나 원내 감염과 관련이 깊다. 이러한 약제 내성 병원체의 대부분은 그 자체의 독성이 강하지 않은 경우가 많아, 건강한 사람에게 감염되어도 질환의 원인이 되는 경우는 없다. 그러나 고령, 다른 질환(AIDS 등), 스트레스나 피로에 의해 면역 기능이 저하된 사람 (감염 취약 숙주)에서는 약독성 병원체에 의해서도 감염증(기회 감염증)을 일으킬 수 있다.

이 경우, 숙주의 면역 기능이 저하되어 있다는 것과 더불어, 병원체가 약제 내성을 획득하고 있으면 치료가 매우 어려워지며, 통상의 건강한 사람에게는 생각할 수 없는 약독성 병원체에 의한 감염이 생명을 위협할 수 있다. 병원 등의 의료기관에서는 감염 취약 숙주가 되는 환자가 많은 것에 더해, 다양한 종류의 화학 요법 약이 평소부터 사용되는 기회가 많기 때문에, 병원체가 약제 내성을 획득하는 기회가 많고, 이러한 병원체에 의한 원내 감염이 발생하기 쉬운 상황에 놓여 있다.

6. 2. 사회 경제적 영향

약물 저항성은 의료 분야에서 큰 문제를 야기한다. 병원체가 약물에 대한 내성을 획득하면, 기존 약물 치료가 불가능해지고 다른 대체 약물을 사용해야 한다. 대체 약물이 없는 경우, 화학 요법 치료가 불가능해져 환자의 면역에 의존하거나, 다른 치료법을 고려해야 한다. 이는 중증 질환으로 이어지거나 사망 위험을 높인다.[60]

약물 내성 병원체는 기회 감염이나 원내 감염과 관련이 깊다. 이러한 병원체는 자체 독성이 약해 건강한 사람에게는 질병을 일으키지 않지만, 면역력이 약화된 사람(AIDS 등)에게는 기회 감염을 일으킬 수 있다.

병원에서는 면역력이 약한 환자가 많고, 다양한 화학 요법 약물이 사용되므로 병원체가 약물 내성을 획득하기 쉽다. 이러한 약제 내성 병원체에 의한 원내 감염은 치료가 어렵고, 건강한 사람에게는 문제가 되지 않는 약독성 병원체도 생명을 위협할 수 있다.

21세기 초, 새로운 항생제 개발이 정체되면서 항생제 내성 문제가 심각해졌다. 항생제의 과도한 사용과 잘못된 사용은 내성균 증가의 주요 원인이다.[60] 일본에서는 2017년 후생노동성이 항균제 처방 가이드라인을 작성하여 내성균 증가를 억제하고자 노력했다.[59]

6. 3. 한국의 대응

주어진 원본 소스에는 한국의 대응에 대한 내용이 없으므로, 해당 섹션은 작성할 수 없습니다. (이전 답변과 동일)

7. 약물 내성 억제 대책

약물 내성을 억제하기 위한 주요 대책은 다음과 같다.

# 내성 병원체에 유효한 신약 개발을 지속한다.

# 내성 획득을 일으키지 않는 계획적인 화학 요법을 실시한다.

# (감염증의 경우) 내성 병원체의 발생 상황을 감시하고 파악한다.

신약 개발은 실제 치료에 중요하지만, 개발에는 막대한 시간과 비용이 소요되며, 신약에 대한 내성 병원체도 금방 나타나는 경우가 많아 근본적인 해결책이 되기는 어렵다. 따라서 계획적 화학 요법의 실시와 발생 상황 감시가 특히 중요하다.

약물 저항성은 특정 약물에 민감했던 미생물이 해당 약물에 대한 내성 메커니즘을 획득하면서 발생하며, 획득된 저항성은 유전을 통해 자손에게 전달된다. 약물 저항성 유전자는 해당 약물의 작용을 피하기 위한 기능을 가진 단백질 정보를 코딩하며, 감수성 병원체가 이 유전자를 획득함으로써 약물 저항성을 얻게 된다. 새로운 화학요법제가 개발되어 의약품으로 사용되기 시작하면, 보통 1년 이내에 저항성 미생물이 검출된다. 특히 같은 종류의 약물을 대량으로, 또는 장기간 사용하면 환경이나 환자에게서 저항성 미생물이 분리, 검출되는 빈도가 높아진다. 항생제 개발 이후에는 항생제가 효과가 없는 감기나 바이러스, 또는 내성균에 의한 질환에도 쉽게 투약이 이루어져 약물 저항성균의 만연을 초래했다.

하지만 내성 유전자 획득 자체는 항상 거의 일정한 확률로 일어나는 현상이며, 해당 약물이 존재하는지 여부와는 관계가 없다. 약물이 존재하는 환경에서 내성 미생물이 자주 나타나는 것은 약물 감수성 미생물에 비해 약물 내성 미생물이 증식에 유리하기 때문이다. 즉, 약물이 일종의 선택압으로 작용하여 내성 미생물만 번성하게 되는 것이다. 이러한 현상을 '''균교대 현상'''이라고 한다.

7. 1. 계획적인 화학 요법 실시

화학 요법을 시행할 때 내성 획득을 방지하기 위한 가장 이상적인 방법은, '''해당 병원체에만 특효를 나타내는 약제를 단독 투여하여 단기간 내에 치료하는 것'''이다. 문제의 병원체가 내성을 획득하기 전에 신속하게 제거함과 동시에, 병원체 이외의 상재 미생물 등이 내성을 획득할 기회도 최소한으로 억제할 수 있기 때문이다. 이를 위해 (1) 최소 발육 억제 농도(MIC)가 가능한 작고(해당 병원체에 대한 효과가 강하고), (2) 항균 스펙트럼이 좁은(해당 병원체에 특이적이고, 다른 미생물에 대한 영향이 적은) 약제를 선택하는 것이 바람직하다.

그러나 이를 실시함에 있어서 두 가지 큰 장애가 있는데, 질환의 초기 단계와 만성 질환의 경우가 그것이다.

먼저, 질환 발생 초기 단계에서는 유효한 치료 약제를 특정할 수 없는 경우가 많다. 특히 "특효를 나타내는 약제"를 특정하기 위해서는, 원인이 된 병원체를 분리·순수 배양한 후에 약제 감수성 시험을 실시해야 하는데, 이 작업에는 최소 2~3일이 소요된다. 이 기간 동안 환자에게 아무런 치료도 하지 않고 방치하는 것은 환자의 생명, 건강을 해치는 결과를 낳는다.

따라서 초기 치료 단계에서는 증상이나 짧은 시간 내에 얻을 수 있는 검사 소견으로부터 병원체의 후보를 추정하고, 그것이 복수로 생각될 경우 등에는 어떤 경우라도 치료상 유효성이 높은 치료법(소위 엠피릭 치료)이 채택된다. 이러한 경우, 복수의 병원체 후보에 대해 유효한, 항균 스펙트럼이 넓은 약제가 선택되는 경우가 있다. 다만 이러한 경우에도 병원체의 분리와 약제 감수성 시험을 치료와 병행하여 진행해두고, 유효한 약제가 판명된 후 투약의 필요가 있을 경우에는 도중에 그 약제로 전환한다.

또한, HIV 감염이나 결핵, 또는 암 등의 만성 질환의 경우, 병원체가 숙주에 잠복 감염되어 있는 등의 요인으로 인해 유효한 약제라도 단기간의 투여로는 충분히 제거가 이루어지지 않아 장기간에 걸친 투여가 필요하게 된다.

이러한 경우에는 병원체나 상재 미생물 등이 내성을 획득할 기회가 많기 때문에,

# 작용 메커니즘이 다른 복수의 약제를 병용('''다제 병용''')하고,

# 계획에 따른 복약을 철저히 하는 것이 중요하다.

다제 병용을 실시한 경우에는 병원체가 살아남기 위해 사용 중인 모든 약제에 대해 동시에 내성을 획득할 필요가 있으므로, 그 출현을 효과적으로 억제할 수 있다. 다만 투약이 복잡해지는 만큼, 약제의 부작용 출현이나 다른 약제와의 조합 등에 주의가 필요하다. 만성 질환의 치료에서는 특히 복약 관리가 중요하며, 치료 도중에 복약을 중단하거나 증상 악화에 따라 재개하는 일이 행해지면 내성 병원체가 출현할 위험성이 매우 높아진다. 이 때문에 복약 순응도의 중요성이 지적되고 있다.

또한, 에이즈나 결핵 환자가 많은 개발 도상국에서는 복약에 의한 치료라는 개념이 충분히 이해되지 않거나, 경우에 따라서는 지급된 약제를 현금화하는 사례도 존재한다는 것이 내성 병원체가 만연하는 위험성을 높이고 있다고 생각된다. 이 때문에 세계 보건 기구가 DOTS 전략(직접 감시 하의 단기간 약제 치료)을 추진하는 등, 복약 순응도 개선을 위한 대책이 이루어지고 있다.

7. 2. 발생 상황 감시

약물 저항성 병원체의 발생 상황을 감시하고 파악하는 것은 감염증 대책에서 다른 모든 대책보다 먼저 필요한 중요한 사항이다. 전염성이 높고 중대한 감염증의 경우, 발생 상황을 파악하는 동시에 환자 격리 등을 통해 유행을 막는 것이 중요하다.

세계적으로 중요한 감염증 발생 상황은 각국 담당 기관에서 세계 보건 기구(WHO)에 보고되어 전 세계적인 감시가 이루어지고, 그 정보를 바탕으로 각국이 대응한다. 약제 내성 병원체에 대해서도 인간 면역 결핍 바이러스(HIV), 결핵, 말라리아 등 주요 감염증의 내성 상황과 반코마이신 내성 장구균, 페니실리나제 생성 임균 등에 대한 정보가 축적되고 있다.

일본에서는 감염증 신법에 따라 몇몇 약제 내성균 감염증을 5류 감염증으로 지정하여 발생 후 일주일 이내에 신고하도록 의무화하고 있다. 미국 질병 예방 통제 센터(CDC)는 병원 등에서 검체를 수집하여 내성균을 분석·발견한다.[75] 일본에서는 군마 대학이 사무국인 "약제 내성균 연구회"가 국내외 발생 정보를 수집·제공한다.

2010년 8월에는 인도, 파키스탄이 발생원으로 추정되며 대부분의 항생제가 듣지 않는 신종 세균 감염 환자가 유럽에서 증가하여 벨기에에서 사망자가 확인되었다.[76] 영국 의학지 『랜싯』에 따르면, 몇몇 세균이 "NDM1" 유전자를 가지면 거의 모든 항생제에 내성을 갖게 된다. 감염자 대부분은 인도나 파키스탄에서 성형 수술을 받은 것으로 알려져 감염원 추적과 신약 개발의 필요성이 제기되었다.

7. 3. 새로운 치료법 개발

인간의 경우, ABCB1 유전자는 세포 수준에서 약물의 주요 수송체인 MDR1 (P-당단백질)을 암호화한다. MDR1이 과발현되면 약물 저항성이 증가한다.[35] 따라서 ABCB1 수치를 모니터링할 수 있다.[35] ABCB1 발현 수준이 높은 환자에게는 주 약물 치료와 함께 메트포르민과 같은 보조 치료법을 사용하여 어느 정도 성공을 거두었다.[35]

현재 광범위하게 퍼져 있는 문제인 항생제 내성의 경우, 세균의 항생제 내성 메커니즘을 차단하도록 설계된 약물이 사용된다. 예를 들어, 베타-락탐 항생제 (예: 페니실린 및 세팔로스포린)에 대한 세균 내성은 특정 베타-락타마제 (베타-락탐을 분해하는 효소 그룹)에 의해 파괴되지 않는 나파실린과 같은 항생제를 사용하여 우회할 수 있다.[36] 베타-락탐 세균 내성은 또한 클라불란산과 같이 베타-락타마제를 차단하는 약물과 함께 베타-락탐 항생제를 투여하여 항생제가 세균에 의해 먼저 파괴되지 않고 작용할 수 있도록 함으로써 처리할 수 있다.[37] 연구자들은 세균 세포 밖으로 해당 항생제 분자를 배출함으로써 세균 유출 펌프를 억제하는 새로운 약물의 필요성을 인식하고 있으며, 이러한 펌프는 베타-락탐, 퀴놀론, 클로람페니콜, 트리메토프림과 같은 여러 항생제에 대한 내성을 유발한다.[38][39] 때로는 서로 다른 종류의 항생제 조합이 시너지 효과를 내어 사용될 수 있다. 즉, 이들은 함께 작용하여 단일 항생제에 내성을 가질 수 있는 세균을 효과적으로 퇴치한다.[40]

내성 세균의 파괴는 특정 박테리오파지 (세균을 죽이는 바이러스)를 사용하는 파지 치료법으로도 가능하다.[41]

새로운 약물 내성을 획득한 병원체의 만연을 막기 위해서는 내성 병원체에 유효한 신약 개발을 지속하고, 내성 획득을 일으키지 않는 계획적인 화학 요법을 실시하며, 내성 병원체의 발생 상황을 감시 및 파악(감염증의 경우)하는 것이 주요 대책이 된다. 이 중 신약 개발은 실제 치료에도 중요하지만, 개발에는 막대한 시간과 비용이 들고, 신약에 대한 내성 병원체도 금방 나타나는 경우가 많아 약물 내성에 대한 근본적인 해결로 이어지지는 않는다.

8. 약물 내성의 응용

약물 내성은 약물 내성 유전자에 의해 수평 이동이 가능하다. 이 때문에 특정 약물에 감수성이 있는 생물에 약물 내성 유전자를 인위적으로 도입하면 약물 내성을 가지게 만들 수 있다. 이 원리는 유전자 공학과 농업 분야에서 다양하게 응용되고 있다.

유전자 공학에서는 대장균에 특정 유전자를 플라스미드 등을 이용하여 실험적으로 도입할 때, 모든 대장균에 균일하게 유전자가 도입되는 것은 아니므로, 유전자 도입 여부를 확인하기 위해 약물 내성 유전자를 선택 마커로 이용한다.

농업 분야에서는 제초제 내성 유전자를 도입한 GM 작물을 제작하여, 제초제로 작물만 선택적으로 살리고 잡초만 제거하여 효율을 높인다.[1]

8. 1. 유전 공학

약물 내성은 약물 내성 유전자에 의해 수평적으로 이동이 가능하다. 이 때문에, 특정 약물에 감수성이 있는 생물에 약물 내성 유전자를 인위적으로 도입하면 약물 내성을 가지게 만들 수 있다. 이 원리는 유전자 공학 등의 분야에서 다양하게 응용되고 있다.

예를 들어, 대장균에 특정 유전자를 플라스미드 등을 이용하여 실험적으로 도입하고 싶을 때, 사용한 대장균 모두에 균일하게 유전자가 도입되는 것은 아니다. 이 때문에, 유전자가 도입된 대장균과 도입되지 않은 것을 어떤 방법으로 선별할 필요가 생긴다. 이때 사용하는 플라스미드에 목적 유전자와 함께 약물 내성 유전자를 넣어두고, 유전자 도입 후에 그 약물로 처리함으로써, 약물 내성 유전자가 들어있는, 즉, 그것과 동시에 목적 유전자가 들어있는 대장균만 선별할 수 있다. 이처럼, 약물 내성 유전자는 유전자 도입의 '''선택 마커'''로서 이용할 수 있다.

또한, 농학 분야에 응용할 때에는 제초제 내성 유전자를 도입한 GM 작물을 제작함으로써, 그 제초제에 의해 작물만을 선택적으로 생존시키고 잡초만을 죽여 작업의 효율화를 도모하는 것이 가능하다.

8. 2. 농업

농학 분야에 응용할 때, 제초제 내성 유전자를 도입한 GM 작물을 만들어, 제초제로 작물만 선택적으로 살리고 잡초만 죽여 작업의 효율을 높일 수 있다.[1]

참조

[1] 논문 Resistance to cancer chemotherapy: failure in drug response from ADME to P-gp. 2015
[2] 웹사이트 Antibiotic Resistance and Evolution http://www.detecting[...]
[3] 웹사이트 Use of strongest antibiotics rises to record levels on European farms http://www.theguardi[...] 2018-10-01
[4] 논문 Antibiotic Resistance Due to Modern Agricultural Practices: An Ethical Perspective 2011-12-30
[5] 서적 Comprehensive Natural Products II. Volume 8: Enzymes and Enzyme Mechanisms Elsevier
[6] 서적 Reading: The Resistance Phenomenon in Microbes and Infectious Disease Vectors: Implications for Human Health and Strategies for Containment -- Workshop Summary - The National Academies Press http://www.nap.edu/o[...]
[7] 논문 Probiotics (Direct-Fed Microbials) in Poultry Nutrition and Their Effects on Nutrient Utilization, Growth and Laying Performance, and Gut Health: A Systematic Review
[8] 논문 Dietary fiber in poultry nutrition and their effects on nutrient utilization, performance, gut health, and on the environment: a review 2021-04-19
[9] 웹사이트 Tolerance and Resistance to Drugs http://www.merckmanu[...]
[10] 뉴스 Chemo 'Undermines Itself' Through Rogue Response https://www.bbc.co.u[...] BBC News 2012-08-05
[11] 논문 MicroRNAs in cancer drug resistance: Basic evidence and clinical applications
[12] 뉴스 Resistance spread 'compromising' fight against malaria https://www.bbc.co.u[...] 2012-04-05
[13] 웹사이트 Drug-resistant malaria can infect African mosquitoes https://www.bbc.com/[...] 2015-10-21
[14] 논문 Gene transfer occurs with enhanced efficiency in biofilms and induces enhanced stabilisation of the biofilm structure 2003-06
[15] 웹사이트 Mechanisms of drug action and resistance http://www.tulane.ed[...]
[16] 논문 Ethion resistance in the cattle tick (Boophilus microplus) in New Caledonia. http://horizon.docum[...] 1983-03
[17] 웹사이트 Review Article on Colorado Potato Beetle Resistance to Insecticides http://potatobeetle.[...] 2018-10-01
[18] 논문 Rodent resistance to the anticoagulant rodenticides, with particular reference to Denmark
[19] 논문 Repellency and toxicity of three bird control chemicals to four species of African grain-eating birds. 1982-04
[20] 웹사이트 Reptiles Magazine, your source for reptile and herp care, breeding, and enthusiast articles http://www.reptilech[...]
[21] 웹사이트 How household bleach works to kill bacteria http://www.physorg.c[...]
[22] 웹사이트 Compete50 The complete mouth care products http://www.healthsto[...] 2010-07-18
[23] 뉴스 The Dirt on Clean: Antibacterial Soap v Regular Soap http://www.cbc.ca/ma[...]
[24] 웹사이트 Should antibacterial soap be outlawed? http://health.howstu[...] 2007-11-07
[25] 논문 Use of germicides in the home and the healthcare setting: is there a relationship between germicide use and antibiotic resistance? 2006-10
[26] 논문 Biochemical and molecular analysis of deltamethrin resistance in the common bed bug (Hemiptera: Cimicidae) 2008-11
[27] 웹사이트 Antibacterial cleaning products http://www.betterhea[...] Australian Department of Health & Human Services 2018-10-01
[28] 논문 Efflux-mediated drug resistance in bacteria: an update 2009-08
[29] 논문 Evolution of structural fitness and multifunctional aspects of mycobacterial RND family transporters 2018-01
[30] 서적 Introduction to Microbiology second edition
[31] 서적 Introduction to Microbiology https://archive.org/[...]
[32] 논문 The biological cost of antimicrobial resistance 1997-09
[33] 논문 Biological cost of rifampin resistance from the perspective of Staphylococcus aureus 2002-11
[34] 논문 Compensation of the Metabolic Costs of Antibiotic Resistance by Physiological Adaptation in Escherichia coli 2013-08
[35] 논문 Effect of metformin on the survival of patients with ALL who express high levels of the ABCB1 drug resistance gene 2018-09
[36] 논문 Penicillinase-resistant Penicillins and Cephalosporins 1964-08
[37] 논문 Beta-lactamase inhibitors from laboratory to clinic 1988-01
[38] 논문 The importance of efflux pumps in bacterial antibiotic resistance 2003-01
[39] 논문 Microbial efflux pump inhibition: tactics and strategies 2011
[40] 논문 Comparative synergistic activity of nafcillin, oxacillin, and methicillin in combination with gentamicin against 1975-06
[41] 논문 Phage therapy: An alternative to antibiotics in the age of multi-drug resistance 2017
[42] 웹사이트 Antibiotic resistance kills over 1m people a year, says study https://www.ft.com/c[...] 2022-01-30
[43] 웹사이트 Global burden of bacterial antimicrobial resistance in 2019: a systematic analysis https://www.thelance[...] 2023-11-07
[44] 웹사이트 "薬剤耐性（AMR）対策アクションプラン」の背景" https://amr.ncgm.go.[...] AMR臨床リファレンスセンター 2021-09-09
[45] 웹사이트 The global economic impact of anti-microbial resistance KPMG LLP https://assets.kpmg/[...] 2022-12-10
[46] 웹사이트 Why Marketing Matters in the Fight Against AMR https://www.fairr.or[...] FAIRR 2021-09-09
[47] 웹사이트 "「抗生物質まみれ」の食肉産業は今後どうなる──業界の「闇」に迫った科学ジャーナリストが語った" https://wired.jp/201[...] 2024-03-05
[48] 웹사이트 Diversion tactics: how big pharma is muddying the waters on animal antibiotics https://www.theguard[...] 2024-03-05
[49] 웹사이트 Meat and fish multinationals 'jeopardising Paris climate goals' https://www.theguard[...] 2024-03-23
[50] 웹사이트 Stop using antibiotics in healthy animals to prevent the spread of antibiotic resistance https://www.who.int/[...] 2024-03-05
[51] 간행물 殺虫剤による衛生害虫駆除の実際と課題 https://doi.org/10.5[...] 2016
[52] 간행물 国内の養鶏場におけるワクモDermanyssus gallinaeの市販殺虫剤に対する抵抗性出現 https://doi.org/10.1[...] 2015
[53] 간행물 多年生水田雑草の除草剤抵抗性 https://agriknowledg[...] 2015-01
[54] 간행물 静岡県内の水田周辺部におけるグリホサート抵抗性ネズミムギ (''Lolium multiflorum Lam.'') の分布 https://doi.org/10.3[...] 2016
[55] 간행물 芝草分野におけるハロスルフロン抵抗性の一年生カヤツリグサ科雑草と他のALS阻害剤 : 芝生分野で抵抗性カヤツリグサ科雑草が除草剤抵抗性雑草の問題に加わったことを確認する (日本語版ダイジェスト アメリカの最新コース管理情報を読む) 2016-04
[56] 간행물 ヒトサイトメガロウイルスとその感染症 https://www.hokuriku[...] 2006-12-31
[57] 웹사이트 抗微生物薬耐性について（ファクトシート） https://www.forth.go[...] FORTH; 厚生労働省検疫所 2019-12-06
[58] 서적 臨床検査データブック2019-2020 医学書院 2019
[59] 보고서 抗微生物薬適正使用の手引き 第一版 https://www.mhlw.go.[...] 厚生労働省 2017-06
[60] 논문 Treatment Strategies for Infected Wounds https://www.mdpi.com[...] 2018-09
[61] 간행물 【原著論文】金目川，鶴見川，多摩川における薬剤耐性大腸菌の分布 https://doi.org/10.2[...] 2004
[62] 간행물 宮城県内の畜産地帯を流域とする河川における薬剤耐性菌分布の実態 https://doi.org/10.1[...] 2008
[63] 웹사이트 Antibiotic resistant genes found near pig farms in 5 countries https://www.pigprogr[...] 2022-07-15
[64] 웹사이트 Antibiotic-resistant bacteria found in rivers near pig and poultry farms https://www.thetimes[...] 2022-11-24
[65] 간행물 医薬品による環境汚染問題－実態・生態影響・浄化技術－ https://doi.org/10.1[...] 2018
[66] 웹사이트 薬剤耐性菌の歴史・変遷 http://amr.ncgm.go.j[...] 国立国際医療研究センター病院 AMR臨床リファレンスセンター
[67] 웹사이트 抗生物質の使用と 薬剤耐性菌の発生について －家畜用の抗生物質の見直し－ https://www.maff.go.[...] 2024-03-05
[68] 웹사이트 食用動物由来耐性菌の現状とリスク管理 https://www.mhlw.go.[...] 2022-11-15
[69] 웹사이트 Intensified Meat Production in Response to Climate Change Would Bring Short-Term Rewards, Long-Term Risks https://www.nyu.edu/[...] 2022-11-15
[70] 웹사이트 Global trends in antimicrobial resistance in animals in low- and middle-income countries https://www.science.[...] 2022-11-15
[71] 웹사이트 EUROTIER: Seeking Solutions to Antibiotic Resistance https://www.thebeefs[...] 2024-03-05
[72] 웹사이트 How Drug-Resistant Bacteria Travel from the Farm to Your Table https://www.scientif[...] 2024-03-05
[73] 웹사이트 Is overuse of antibiotics on farms worsening the spread of antibiotic-resistant bacteria? https://www.cbsnews.[...] 2024-03-05
[74] 웹사이트 WHOが公表した食用家畜における抗菌性物質の使用に関するガイドラインに対する反応（米国） https://www.alic.go.[...] 2024-03-05
[75] 뉴스 抗生物質効かぬ「悪夢の耐性菌」米CDC発見 https://www.nikkei.c[...] 日本経済新聞 2018-04-08
[76] 웹사이트 新種の細菌感染で初の死者 ベルギー https://web.archive.[...]
[77] 웹사이트 感染症法に基づく医師の届出のお願い https://www.mhlw.go.[...] 厚生労働省 2019-12-06
[78] PDF 厚生労働省 院内感染対策サーベイランス 薬剤耐性菌 判定基準（Ver.3.2） https://janis.mhlw.g[...] 厚生労働省 2019-01
[79] 웹사이트 多剤耐性菌関連 III．どのような薬剤感受性を示す菌が要注意か http://www.jscm.org/[...] 日本臨床微生物学会


본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com