내재적 내성

내재적 내성은 항생제에 대한 내성 메커니즘을 암호화하는 유전자가 박테리아의 염색체 내에 존재하는 상태를 가리킨다. 이는 플라스미드와 같은 이동성 유전 요소에 존재하는 획득적 내성과 구분되는 개념이다. 내재적 내성은 특정 세균 종의 고유한 특성으로, 해당 세균 집단 내 모든 개체가 보유하며, 수평적 유전자 전달의 결과가 아니라 종 자체의 유전적 구성에 기반한다.

이러한 내성은 일반적으로 특정 항생제의 존재와 같은 환경적 스트레스에 의해 유전자의 발현이 유도되거나 활성화될 때 나타난다. 내재적 내성과 관련된 주요 메커니즘에는 항생제 표적의 변형, 항생제 분해 효소의 생산, 항생제 유출 펌프의 발현, 그리고 세포벽 또는 세포막 투과성 감소 등이 포함된다.

대표적인 예로는 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)의 내재적 다제내성, 클라미디아(Chlamydia)의 베타-락탐계 항생제에 대한 내성, 그리고 엔테로코커스(Enterococcus)의 세팔로스포린 내성 등을 들 수 있다. 이러한 내재적 내성의 존재는 감염 치료 시 항생제 선택에 중요한 임상적 함의를 지닌다.

내재적 내성의 생물학적 기전은 박테리아의 염색체에 이미 존재하는 유전자에 의해 결정된다. 이 유전자는 해당 세균 종의 모든 개체가 보유하는 고유한 특성으로, 플라스미드나 트랜스포존과 같은 이동성 유전 요소를 통한 수평적 유전자 전달의 결과가 아니다. 이러한 내성 유전자는 일반적으로 특정 항생제의 존재와 같은 환경적 스트레스에 노출될 때 그 발현이 유도되거나 활성화되어 내성 현상이 나타난다.

내재적 내성을 일으키는 주요 메커니즘은 다양하다. 첫째, 항생제가 작용해야 하는 표적 부위 자체가 변형되어 항생제가 결합하지 못하도록 하는 경우가 있다. 둘째, 박테리아가 항생제를 분해하거나 변형시키는 효소를 생산하는 경우이다. 셋째, 항생제를 세포 밖으로 능동적으로 배출하는 유출 펌프를 발현하는 메커니즘이 있다. 마지막으로, 세포벽이나 세포막의 투과성이 감소하여 항생제가 세포 내부로 침투하는 것 자체를 차단하는 방식도 존재한다.

이러한 기전들은 특정 세균 종과 특정 항생제 계열에 따라 고유하게 나타난다. 대표적으로 녹농균은 다양한 메커니즘을 통해 내재적 다제내성을 보이며, 클라미디아는 베타-락탐계 항생제에 대한 내재적 내성을, 엔테로코커스는 세팔로스포린 계열 항생제에 대한 내재적 내성을 가지는 것으로 알려져 있다. 따라서 내재적 내성은 박테리아가 처음부터 지닌 생존 전략의 일환이며, 이는 항생제 치료 전략을 수립할 때 반드시 고려해야 할 요소이다.

내재적 내성의 대표적인 예로는 녹농균(*Pseudomonas aeruginosa*)의 내재적 다제내성이 있다. 이 세균은 외막 투과성이 낮고, 여러 종류의 항생제를 세포 밖으로 배출하는 유출 펌프를 활발히 발현하는 등 여러 내재적 메커니즘을 동시에 갖추고 있어 다양한 항생제에 대해 자연적으로 높은 수준의 내성을 보인다.

또 다른 예로는 클라미디아 속(*Chlamydia*) 세균이 페니실린과 같은 베타-락탐계 항생제에 대해 보이는 내성이 있다. 이들은 세포벽을 완전히 갖추지 않은 특성 때문에, 베타-락탐계 항생제의 주요 표적이 존재하지 않거나 변형되어 있어 이러한 약물에 대한 내재적 내성을 지닌다.

이러한 내재적 내성은 해당 세균 집단의 모든 개체가 공유하는 종 특유의 성질로, 플라스미드나 트랜스포존을 통한 수평적 유전자 전달의 결과가 아니다. 따라서 이러한 내성을 가진 세균에 대한 치료 시, 감수성 테스트 결과에 기반하지 않고도 효과가 없을 것으로 예상되는 항생제 종류를 미리 예측할 수 있어 임상적으로 중요하다.

내재적 내성과 획득적 내성은 항생제 내성을 설명하는 두 가지 핵심 개념으로, 그 기원과 전파 방식에서 근본적인 차이를 보인다.

내재적 내성은 특정 세균 종의 고유한 유전적 특성으로, 해당 종에 속하는 모든 개체가 염색체에 내재된 유전자를 보유한다. 이는 수평적 유전자 전달과 같은 외부 과정의 결과가 아니라, 종 자체의 본질적인 특성이다. 반면, 획득적 내성은 원래 내성이 없던 세균이 플라스미드나 트랜스포존과 같은 이동성 유전 요소를 통해 다른 세균으로부터 내성 유전자를 획득함으로써 발생한다. 따라서 획득적 내성은 동일한 종 내에서도 일부 개체만 보유할 수 있으며, 이는 병원체 집단 내에서 빠르게 확산될 수 있다.

이러한 차이는 임상적 관리와 역학적 추적에 중요한 의미를 갖는다. 내재적 내성은 특정 병원체를 다룰 때 처음부터 고려해야 하는 예측 가능한 장벽이다. 예를 들어, 녹농균의 경우 다제내성이 내재적 특성으로 알려져 있어, 감염이 의심될 때 특정 항생제는 처음부터 치료 옵션에서 제외된다. 한편, 획득적 내성은 메티실린 내성 황색포도상구균과 같이 병원 내 감염을 유발하며 항생제 치료를 극도로 어렵게 만드는 주요 원인으로, 그 확산을 차단하기 위한 별도의 감시와 통제 전략이 필요하다.

내재적 내성은 임상 현장에서 항생제 치료 전략 수립에 중요한 영향을 미친다. 특정 세균 종이 특정 항생제에 대해 본질적으로 내성을 지니고 있다는 사실은, 해당 감염증을 치료할 때 처음부터 그 항생제를 배제하고 효과가 있을 것으로 예상되는 다른 항생제를 선택하는 근거가 된다. 예를 들어, 엔테로코커스는 세팔로스포린 계열 항생제에 대해 내재적 내성을 보이므로, 엔테로코커스 감염이 의심되거나 확인된 경우 세팔로스포린을 사용하지 않는다. 이는 불필요한 약제 사용을 방지하고 적절한 초기 치료를 가능하게 하여 치료 실패와 내성 확산 위험을 줄인다.

또한, 녹농균과 같이 다제내성을 내재적으로 보이는 경우는 특히 문제가 된다. 이 균주는 세포벽 투과성이 낮고 유출 펌프가 활발해 여러 종류의 항생제에 대해 자연적으로 저항성을 가지므로, 치료 옵션이 극도로 제한된다. 이러한 경우에는 내재적 내성의 구체적인 메커니즘을 이해하는 것이 중요하다. 예를 들어 특정 베타-락탐계 항생제를 분해하는 효소를 본질적으로 생산하는지, 아니면 약물이 세포 내로 들어가는 것을 차단하는 메커니즘을 가진지에 따라, 공략할 수 있는 대체 항생제나 약제 조합이 달라질 수 있다.

따라서 임상 미생물학 실험실에서 세균을 동정하고 항생제 감수성 시험을 수행하는 것은 단순히 균종을 확인하는 것을 넘어, 그 균종이 지닌 내재적 내성 프로파일을 파악하는 과정이기도 하다. 이를 통해 의사는 표준 치료 지침을 수립하고, 지역사회나 병원 내에서의 내성 패턴을 감시하며, 궁극적으로는 항생제 관리 프로그램의 효과적인 운영에 기여할 수 있다.

• 위키백과 - 내성 (생물학)

• 위키백과 - 후천면역

• 위키백과 - 선천면역

• 위키백과 - 항생제 내성

• 위키백과 - 병원체

• 한국미생물학회 - 항생제 내성

• 질병관리청 - 항생제 내성 관리