항생제의 역사

항생제 이야기는 대개 곰팡이에서 시작해요. 그런데 그보다 훨씬 앞을 보는 방법이 있어요. 2011년에 연구진이 베링 지역 영구동토 퇴적층에서 뽑아낸 3만 년 된 DNA를 조사했어요. 거기에 베타락탐과 테트라사이클린, 글리코펩티드에 대한 내성 유전자가 들어 있었어요. 그중 한 유전자가 만드는 효소의 입체 구조를 오늘날의 것과 나란히 놓아 보니 차이가 미미했고, 기능도 다르지 않았어요.

더 가까운 증거도 있어요. 1940년, 옥스퍼드에서 페니실린을 다루던 연구자 두 사람이 「페니실린을 파괴할 수 있는 세균 유래 효소」를 학술지에 실었어요. 그때 페니실린은 아직 약이 아니었어요. 첫 환자에게 쓰이기도 전이었고요. 약보다 그 약을 무력화하는 장치가 먼저 기록된 거예요.

그러니 「항생제를 많이 써서 내성균이 생겼다」는 정확한 서술이 아니에요. 약을 쓰는 일은 그 성질을 만드는 게 아니라, 그 성질을 이미 가진 쪽에 유리한 환경을 만드는 일에 가까워요. 약이 들어오면 견디는 쪽이 살아남아 번식해요. 한 마리가 몸을 바꾸는 게 아니라 무리의 구성이 바뀌는 거예요.

두 가지를 갈라 둘게요. 첫째, 항생제는 세균에 작용해요. 바이러스에는 듣지 않아요. 둘 다 병을 옮기는 것이라 뭉뚱그려지지만 구조가 달라요. 둘째, 이 이야기는 천연두나 소아마비 이야기와 모양이 달라요. 저쪽의 질문은 「지구에서 지울 수 있는가」였어요. 세균은 흙에도 물에도 다른 동물에게도 살고, 내성 유전자는 자연 환경에 원래 있던 것이에요. 박멸은 여기서 목표가 아니에요.

그래서 이 편이 따라갈 질문은 「왜 내성이 생겼나」가 아니에요. 내성이 되풀이되는 조건이라는 것은 출발점이고, 거기서 따라 나오는 결론은 하나예요. 새 약이 계속 필요해요. 이야기는 그다음부터예요.

그럼 이 약들은 언제부터 있었을까요. 이 질문에는 답이 하나가 아니에요. 무엇의 최초를 묻는지에 따라 사람도 해도 달라져요. 축을 다섯으로 갈라 볼게요.

첫째, 화학 합성으로 만들어 세균에 듣게 한 최초의 약이에요. 살바르산이에요. 매독에 듣는 최초의 유효한 치료제로 꼽히고, 「606번 화합물」이라는 별명은 에를리히 연구진이 시험한 합성 분자 약 2,000종 가운데 순번에서 왔어요. 1920년에는 이 약과 개량형이 미국에서만 해마다 200만 회분 만들어졌어요.

둘째, 임상에서 널리 쓰인 최초의 항균제 계열이에요. 염료 회사의 화학자들이 아조 화합물 300종 이상을 합성해 넘겼고, 그중 붉은 염료 하나가 세균 감염에 듣는다는 것이 확인됐어요. 1935년에 상업 발매됐는데, 바로 그해 파리 파스퇴르 연구소가 실제로 작용하는 성분은 염료가 아니라 훨씬 간단한 설파닐아마이드라는 것을 밝혀냈어요. 그 뒤 십 년 동안 이 물질의 변형 5,000종 이상이 합성됐고요.

셋째, 미생물이 만든 것 가운데 널리 쓰인 최초예요. 페니실린이 여기 들어가요. 넷째, 흙 속 미생물을 체계적으로 훑어 찾아내는 방식이에요. 왁스먼 연구실이 그 방식을 세웠어요.

다섯째가 재미있어요. 「항생제」라는 말 자체예요. 이 말을 명사로 처음 쓴 사람이 왁스먼이고 1941년의 일이에요. 그가 가리킨 것은 「미생물이 만든 작은 분자로 다른 미생물의 성장을 방해하는 것」이었어요. 그 정의를 곧이곧대로 적용하면 살바르산도 설파제도 항생제가 아니에요. 둘 다 사람이 화학으로 합성한 것이니까요. 지금 우리가 쓰는 뜻은 그때보다 넓어져서 합성 항균제까지 담아요.

널리 도는 이야기가 있어요. 플레밍이 우연히 곰팡이를 발견해 세상을 구했고, 남용하지 말라고 경고했다는 이야기예요. 그의 노벨 강연 원문이 남아 있으니 열어 볼게요. 1945년 12월 11일에 한 강연이에요.

먼저 그는 자기 몫을 스스로 좁혀요. 「나의 1929년 발표는 다른 사람들이 한 일의 출발점이었다」고 적고, 그 물질을 「농축하고 안정시키는 데 실패했다」고 밝혀요. 우연이었다는 것도 스스로 써요. 문헌을 깊이 읽고 깊이 생각한 끝에 곰팡이를 뒤지기로 했다고 말할 수도 있었지만 그건 사실이 아니었다고요. 그리고 강연 끝에서 나머지 이야기는 플로리에게 넘긴다고 말해요.

재미있는 대목이 하나 더 있어요. 그는 미생물끼리 서로의 성장을 방해하는 현상이 자기 세대 세균학자에게는 흔한 일이었다고 적어요. 배양 접시를 들여다보는 사람이라면 일주일에 한 번은 보는 장면이었다고요. 그러고는 그렇게 흔하고 잘 알려져 있었다는 사실이 오히려 이 분야의 연구가 시작되는 것을 도왔다기보다 막았다고 덧붙여요. 자기가 한 일은 그 흔한 장면 하나를 흘려보내지 않은 것뿐이라는 이야기예요.

경고 대목은 방향이 달라요. 그가 위험하다고 본 것은 너무 적게 쓰는 것이었어요. 죽이기에 모자란 농도에 노출시키면 미생물이 그 약을 견디게 만들 수 있고, 실험실에서는 어려운 일이 아니라고 적어요. 그러고는 가상의 예를 들어요. 어떤 사람이 인후통에 페니실린을 사서 스스로 모자란 양을 쓰고, 그 균이 가족에게 옮아 치료가 실패하는 이야기예요. 강연의 그 대목은 「페니실린을 쓸 거면 충분히 쓰라」로 맺어져요.

지금 흔히 인용되는 요약과는 결이 달라요. 그가 상상한 위험은 이 약을 상점에서 아무나 살 수 있게 되는 시대의 위험이었고, 그 위험을 양의 문제로 봤어요. 오늘날의 처방 규칙이 어떤 근거로 어떻게 정해지는지는 이 글의 범위 밖이에요. 여기서 챙길 것은 하나예요. 널리 인용되는 문장일수록, 원문을 열면 가리키는 방향이 다를 수 있어요.

1929년 논문 뒤로 십 년 가까이 이 물질은 약이 되지 못했어요. 판을 움직인 것은 두 가지였어요. 설폰아마이드가 나오면서 의학계가 화학 약물로 세균 감염을 다룰 수 있다고 생각을 바꾼 것, 그리고 뒤보가 세균이 만드는 강력한 항균 물질을 보여 준 것이에요. 플레밍은 그 뒤에야 체인과 플로리가 이 문제를 집어 들었다고 적었어요.

옥스퍼드 팀은 일을 나눠 맡았어요. 체인이 정제를, 히틀리가 곰팡이를 대량으로 기르는 일을, 플로리가 동물 실험을 봤어요. 1940년 8월 랜싯에 결과가 실렸고, 이듬해 2월 첫 환자에게 쓰였어요. 옥스퍼드의 한 경찰관이었어요. 하루 만에 상태가 눈에 띄게 좋아졌지만 만들어 둔 양이 떨어졌고, 그는 몇 주 뒤에 죽었어요. 발견에서 약까지 걸린 십몇 해를 메운 것은 정제와 배양과 임상이라는 서로 다른 일이었어요.

그다음이 미국이에요. 1941년 7월 14일 연구진이 일리노이주 피오리아의 농무부 연구소에 도착했고 이튿날 일이 시작됐어요. 여기서 나온 것이 옥수수 전분 공정의 부산물인 침지액을 넣고 깊은 통에 공기를 불어넣는 방식이에요. 표면에서 기르는 것보다 빠르고 많았어요. 세계를 뒤진 끝에 가장 많이 만드는 균주는 피오리아 시장의 상한 멜론에서 나왔고요. 값이 따라 움직였어요. 1940년에는 값을 매기기 어려운 물건이었는데, 1943년 7월에 한 회분 20달러, 세 해 뒤에는 55센트가 됐어요. 그해 9월에는 연합군 수요를 채울 만큼 물량이 확보됐고요.

그런데 이 대목을 플레밍 본인이 어떻게 적었는지가 중요해요. 그는 옥스퍼드 팀의 결과가 「보통의 경제가 정지해 있고 값에 상관없이 생산을 계속할 수 있던 큰 전쟁 한복판에」 발표됐다고 썼어요. 미국의 공장들이 「엄청난 비용을 들여」 세워졌다고도 적었고요. 이 약이 싸고 흔해진 것은 값을 따지지 않아도 되던 몇 해의 결과였어요. 그 예외가 끝나면 셈법이 돌아와요.

지금 새로 나오는 항생제에는 처음부터 「적게 쓰라」는 표시가 붙어요. 세계보건기구는 항생제를 접근·주의·예비 세 무리로 나눠요. 예비 무리는 다제내성균이 일으킨 중증 감염에, 다른 약이 다 듣지 않을 때 쓰는 마지막 수단이에요. 새로 승인되는 약이 대개 이 자리에 놓여요.

규제 쪽도 같은 방향이에요. 미국은 2016년 12월에 「제한 인구 경로」를 만들었어요. 심각한 감염을 앓는 제한된 환자군을 대상으로 항균제를 승인하되, 그 약은 표시와 광고에 빠짐없이 「제한 인구」라고 눈에 띄게 적게 했어요. 규제 당국이 「덜 쓰이도록 설계된 약」의 자리를 아예 만들어 둔 거예요.

그래서 도입부의 회사로 돌아가면 그림이 달라져요. 그 회사의 연차보고서에는 자기 약이 「다른 치료 선택지가 거의 없거나 아예 없는 환자에게 쓰도록 표시」됐다고 적혀 있어요. 표시대로 쓰면 처방은 적어요. 2018년 순매출 80만 달러가 그 결과예요. 같은 해 순손실은 1억 8,650만 달러였고, 누적 적자는 5억 5,940만 달러였어요. 한 회사만의 일도 아니었어요. 2019년 12월에는 승인된 항생제 네 개를 팔던 다른 회사가 같은 절차에 들어갔어요. 담보채권 1억 4,000만 달러와 회사 지분 전량을 맞바꾸는 방식이었고요.

여기가 이 이야기의 한가운데예요. 규칙이 제대로 작동할수록 그 약은 덜 팔려요. 아껴 쓰는 것은 옳고, 아껴 쓰면 안 팔리고, 안 팔리면 다음 약이 안 나와요. 필요가 아주 큰데도 그 필요가 수요로 번역되지 않는 자리를 시장 실패라고 불러요. 세계보건기구도 2025년 보고서 결론에서 이 상태를 「망가진 시장」이라고 적었어요.

큰 제약회사들이 이 분야에서 하나씩 빠져나갔어요. 돈만 좇았다고 말하면 쉽지만, 그 계산이 어떻게 생겼는지를 보는 편이 정확해요.

첫째, 시장의 모양이에요. 2016년 영국 정부가 위촉한 검토는 항생제 시장 전체를 해마다 400억 달러쯤으로 잡았어요. 그런데 그중 특허가 살아 있는 항생제의 몫은 47억 달러였어요. 보고서는 이것이 「잘 팔리는 항암제 한 개의 연 매출과 비슷한 규모」라고 적었어요. 나머지는 특허가 끝난 약들이 차지해요.

둘째, 시점이 어긋나요. 같은 보고서의 표현을 옮기면, 새 항생제의 상업적 수익성은 앞 세대 약에 내성이 널리 퍼지고 나서야 매력적으로 보이는데 그때쯤이면 그 약의 특허가 이미 끝났거나 곧 끝나요. 필요가 가장 커지는 시점이 값을 받을 수 없는 시점이에요.

셋째, 같은 돈을 어디에 쓰느냐의 문제예요. 2003년부터 2013년 사이 제약 연구개발에 들어간 벤처 자금 380억 달러 가운데 항균제 연구로 간 것은 18억 달러였고, 그 액수마저 기간 중에 4분의 1 넘게 줄었어요. 2014년 종양학 파이프라인에는 800개 가까운 후보가 있었고 항생제는 50개가 안 됐어요. 공적 연구비도 비슷해요. 2009년부터 2014년까지 미국 국립보건원 연구비 가운데 내성 관련은 1.2%였고 암은 18.6%였어요.

남은 자리가 어떤 모양인지도 숫자로 남아 있어요. 세계보건기구가 2025년 보고서에서 센 전임상 개발사 118곳 가운데 90.7%가 직원 50명 미만이었고, 61.9%는 10명도 안 됐어요. 개발사 교체율은 약 33%였고, 모기업이 청산되거나 이 분야에서 나가면서 프로그램 여덟 건이 붕 떴어요.

널리 도는 문장이 있어요. 1987년 이후로 새로운 계열의 항생제가 나오지 않았다는 말이에요. 이 문장의 출처를 열어 보면 무엇에 대한 「없다」인지가 분명해져요.

2011년의 한 학술 총설이 그 말을 이렇게 써요. 저자는 먼저 도입 연도와 발견 연도를 갈라 놓아요. 옥사졸리디논은 1978년에 처음 보고됐고 그 계열의 약은 2000년에 나왔어요. 산성 리포펩티드는 1987년 발견에 2003년 도입이고, 플루로뮤틸린은 1952년 발견에 2007년 도입이에요. 한 계열이 발견되고 약이 되기까지 이십 년에서 오십 년이 걸려요. 그러고 나서 저자는 도입 연도가 아니라 발견 연도로 보면 1987년 이후 새 계열의 성공적인 발견이 없었다고 적어요.

같은 문장 바로 뒤가 중요해요. 저자는 이것을 「간격이 아니라 끝을 알 수 없는 공백」이라 부르고, 초기 임상 단계에 새 화합물이 몇 개 있지만 성공 여부는 불확실하다고 덧붙여요. 단정을 스스로 피한 거예요.

승인을 기준으로 보면 그림이 또 달라요. 2012년 12월에는 디아릴퀴놀린 계열의 결핵약이 미국에서 조건부 승인을 받았어요. 제조사는 결핵약으로는 40년 만에 나온 새 작용기전이라고 밝혔어요. 2025년 3월에는 트리아자아세나프틸렌이라는 계열의 경구 항생제가 승인됐고, 제조사는 이것을 새 계열의 첫 약이라고 소개했어요. 둘 다 회사가 낸 표현이라는 단서는 붙여 둘게요. 그래도 「새 계열이 없다」가 발견 축의 문장이고 승인 축에서는 사정이 다르다는 것은 달라지지 않아요.

세는 자를 하나 더 보면 균형이 잡혀요. 세계보건기구는 임상 단계 항균제를 「기존 약과 교차내성이 알려지지 않았는가」로 재요. 2025년 2월 기준으로 전통적 항균제 27개 가운데 5개, 그러니까 19%만 그 기준을 넘었어요. 결핵 쪽은 18개 중 6개였고요. 파이프라인 전체는 90개인데, 앞선 조사의 97개보다 줄었어요. 같은 보고서는 결론에서, 임상 단계의 항균제와 최근 몇 해 사이 승인된 것을 합쳐도 「약제내성 감염의 출현과 확산이라는 커지는 위협을 감당하기에는 여전히 불충분하다」고 적었어요. 하나도 안 나온다는 뜻이 아니라, 세어 보니 모자란다는 판정이에요.

이 분야에는 두 줄로 적어야 하는 숫자가 하나 더 있어요. 내성으로 죽는 사람의 수예요.

2022년 랜싯에 실린 국제 공동연구가 2019년 자료로 두 값을 냈어요. 하나는 「내성 감염과 관련된 사망」으로 495만 명이에요. 다른 하나는 「내성에 기인한 사망」으로 127만 명이고요. 네 배 가까이 차이가 나요.

값이 다른 이유는 가정이 달라서예요. 앞의 값은 그 내성 감염이 아예 없었다면 어땠을지를 가정해요. 뒤의 값은 그 감염이 잘 듣는 약이 통하는 감염이었다면 어땠을지를 가정하고요. 그래서 앞의 값이 더 커요. 어느 쪽인지 밝히지 않은 숫자는 읽을 수 없어요. 같은 연구는 균 이름별로도 두 줄을 그어 두었어요. 대장균과 황색포도알균을 비롯한 상위 여섯 병원체가 기인 92만 9천 명, 관련 357만 명을 차지했어요.

나라 단위로 세면 또 다른 자가 나와요. 미국 질병통제예방센터는 2019년 보고서에서 자기 나라에서 해마다 280만 건이 넘는 내성 감염이 일어나고 3만 5,000명 넘게 죽는다고 집계했어요. 여기에 특정 장내세균 감염까지 넣으면 300만 건, 4만 8,000명을 넘고요. 같은 보고서 안에서도 무엇까지 세느냐에 따라 숫자가 갈려요.

같은 연구진이 2024년에 낸 다음 판은 2021년 자료로 관련 471만 명, 기인 114만 명을 냈어요. 여기에 방향이 서로 다른 두 흐름이 함께 적혀 있어요. 1990년 이후 다섯 살 미만 어린이의 내성 사망은 절반 넘게 줄었고, 일흔 살 이상에서는 80% 넘게 늘었어요. 한 줄로 요약하면 둘 중 하나가 지워져요.

널리 인용되는 「2050년에 해마다 1,000만 명」도 같은 조심이 필요해요. 그 값은 2016년 영국 검토가 여섯 병원체에 대해 세운 시나리오였고, 같은 쪽에 「내성이 나타나는 경로를 예측하는 것은 불가능하다」는 문장이 붙어 있어요. 2024년 연구가 낸 2050년 기준 시나리오는 기인 191만 명, 관련 822만 명이에요. 방법도 가정도 다르니 「전망치가 바뀌었다」로 읽으면 틀려요.

문제가 「팔릴수록 돈을 버는 구조」에 있다면 고칠 자리도 거기예요. 판매량과 지급액을 끊어 놓는 방식이 실제로 시도되고 있어요.

영국이 먼저 했어요. 2022년 7월, 두 회사에 각각 연 1,000만 파운드를 3년에서 10년 동안 고정으로 지급하는 계약을 맺었어요. 처방량과 지급액을 연결하지 않는 방식으로는 세계에서 처음이었어요. 평가 기구는 두 약의 가치를 연 1,100만~1,900만 파운드로 매겼고요. 뒤에 이 방식이 정식화되면서 네 구간이 생겼고, 잉글랜드 기준으로 연 500만~2,000만 파운드가 배정돼요. 2024년 8월 12일에는 16년에 걸쳐 약 19억 파운드 규모의 계약이 공고됐어요. 개시는 2026년 4월 1일이고요.

왜 이런 모양이어야 하는지는 두 가지로 설명돼요. 하나는 새 약을 아껴 써서 생기는 이득이 아껴 쓴 곳에서 끝나지 않는다는 점이에요. 그 약이 오래 듣는다는 이득은 다른 병원과 다음 세대에도 흩어져요. 반대로 듣는 약은 함께 쓰는 것이라, 각자 편한 대로 쓰면 모두가 쓰던 것이 함께 닳아요. 다른 하나는 값을 치르는 곳과 이득을 보는 곳이 갈린다는 점이에요. 한 분석은 새 항생제 열 개의 매출 가운데 84%가 미국 한 나라에서 나왔다고 집계했어요.

다른 나라도 움직였어요. 일본은 2023 회계연도 예산에 11억 엔 규모의 항생제 확보 지원 사업을 넣고, 실제 매출과 예측 규모의 차액을 메우는 수입 보장 방식을 3년간 시행하기로 했어요. 스웨덴도 시범 지급 모형을 돌렸고요.

다만 아직 통과되지 않은 것은 통과되지 않았어요. 미국에서는 정부가 구독 방식의 계약을 맺을 수 있게 하는 법안이 여러 해 동안 여러 차례 발의됐지만 본회의를 통과한 적이 없어요. 2026년 2월 4일에도 같은 이름의 법안이 다시 발의돼 위원회에 회부된 상태예요. 그리고 영국의 방식에 대해서도 세계보건기구는 2023년 보고서에서 「이 방식이 연구개발과 혁신을 자극했는지 평가하기에는 이르다」고 적었어요.

앞일을 맞힐 필요는 없어요. 대신 이 이야기가 알려 준 규칙에 비춰, 어디를 보고 있으면 판이 움직이는 걸 먼저 알아챌 수 있는지만 정리해 볼게요.

첫째, 승인 뒤의 매출이에요. 승인 건수는 좋은 신호가 아니에요. 도입부의 회사는 승인을 받고도 그해 매출이 80만 달러였어요. 새 약이 승인된 뒤 몇 해 동안 얼마를 벌었는지, 그 돈이 개발비 근처에라도 가는지를 보는 편이 정확해요.

둘째, 값을 치르는 방식이에요. 영국의 계약이 다음 계약으로 이어지는지, 다른 나라가 따라오는지, 미국의 법안이 위원회를 넘는지가 볼 자리예요. 어느 방식이 옳은지는 여기서 정하지 않을게요. 셋째, 개발사의 모양이에요. 지금 전임상 파이프라인의 대부분을 직원 열 명 안팎의 회사들이 지고 있어요. 그 회사들의 수와 교체율이 이 분야의 체력을 가장 빨리 보여 줘요.

넷째, 발견 쪽이에요. 새 약이 몇 개 승인됐는지보다, 그중 기존 약과 교차내성이 없는 것이 몇 개인지가 다른 이야기를 해요. 최근 집계로는 다섯 중 하나 꼴이었어요. 발견에서 약까지 이십 년에서 오십 년이 걸린다는 것도 함께 기억해 두면 좋아요. 지금 실험실에서 벌어지는 일의 결과는 한참 뒤에나 약국에 도착해요. 거꾸로 말하면, 지금 비어 있는 자리는 이미 몇십 년 전에 비기 시작한 자리예요.

다섯째는 숫자를 읽는 습관이에요. 이 주제에서 마주치는 값에는 대개 짝이 있어요. 발견 축과 승인 축, 관련 사망과 기인 사망, 시장 전체와 특허가 살아 있는 몫. 어느 쪽 값인지 붙어 있지 않은 숫자를 보면 일단 멈추는 편이 좋아요.

마지막으로 하나만 더요. 이 이야기에는 물러난 쪽이 여럿 나와요. 항생제 연구를 접은 회사들은 회수가 되지 않는 자리를 본 것이고, 새 약을 예비용으로 묶어 둔 규칙은 그 약을 오래 쓰려고 만든 것이에요. 각자 자기 자리에서는 맞는 판단이었어요. 그런데 그 맞는 판단들이 겹치는 자리에 만들 사람을 찾기 어려운 약이 생겼어요. 만들어진 것들의 역사 옆에, 잘 안 만들어지는 것의 역사가 이렇게 남아요.