감염생물학 실험실

본 연구는 부산대학교병원 감염내과 및 부산대학교병원 의생명연구원과의 공동연구로서, 박테리오파지 저항성을 획득한 Staphylococcus aureus의 생리적 변화와 항생제 감수성 변화를 연구하여, 파지 요법(Phage therapy)과 항생제 병용 치료의 가능성을 탐색한다.

Staphylococcus aureus는 폐렴, 균혈증 등 치명적인 감염을 유발하는 그람 양성균으로, 항생제 내성을 빠르게 획득하는 특징이 있다. 특히, Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA)란, Methicillin을 포함한 다양한 항생제에 내성을 가진 균주로, 기존의 항생제 치료가 효과적이지 않으며 감수성이 있는 항생제를 투여함에도 높은 사망률을 보인다. MRSA는 기존 항생제로 치료가 어려워, 새로운 대체 치료법이 필요하다. 이에 대한 해결책으로 박테리오파지를 이용한 파지 요법(phage therapy)이 주목받고 있으며, MRSA 감염을 효과적으로 억제할 가능성이 연구되고 있다. 박테리오파지는 자신이 숙주로 하는 세균만을 선택적으로 공격하기 때문에 인체의 정상 세균총이나 세포에는 영향을 미치지 않는다는 장점을 가진다. 파지 요법은 이러한 박테리오파지의 특성을 활용하여 항생제 내성 세균 감염병을 치료하는 방법으로, 최근 항생제 내성 문제의 대안으로 다시 주목받고 있다.

세균은 박테리오파지 감염을 피하기 위해 다양한 저항성 기작을 발달시키며, 그 과정에서 유전자 및 생리적 특성이 변화할 수 있다. 예를 들어, 표면 단백질 변형, CRISPR-Cas 시스템 활성화 등으로 파지 감염을 막을 수 있지만, 동시에 운동성 저하, 대사 변화, 항생제 감수성 증가 등의 trade-off가 발생할 가능성이 있다. 또한, 박테리오파지 저항성을 획득한 세균에서 특정 유전자에 돌연변이가 발생할 수 있으며, 이는 병원성 및 세균 간 신호전달(quorum sensing)에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구실에서는 이러한 유전자 돌연변이와 생리적 특성 변화를 규명하고 있다.

본 연구는 박테리오파지에 대한 저항성이 세균의 생존력과 항생제 감수성에 미치는 영향을 규명하는 것을 목표로 한다. 연구 결과에 따르면, 박테리오파지 저항성을 획득한 S. aureus는 특정 항생제에 대한 감수성이 증가하며, 이를 활용한 항생제-파지 병용 치료 전략이 새로운 감염병 치료법이 될 가능성이 있다. 또한, 박테리오파지 저항성과 관련된 유전자 돌연변이를 분석하여, 세균의 병원성과 진화적 적응 과정을 이해하고자 한다. 본 연구를 통해 항생제 내성 문제 해결에 기여할 수 있는 실질적인 치료법을 모색하고자 한다.