세균들의 반격(1)
Laurie Garrett,The Coming Plauge 13장, Penguin Books,1995,
지구상의 생물들 가운데 가장 큰 것과 작은 것의 크기의 차이를 생각해보자.작은 박테리아는 0.00000000001g이고 푸른고래는 100,000,000g이다.그러나 박테리아는 고래를 죽일 수 있다...인간이나 여타의 고등동물에 비교해서 미생물의 적응능력이나 유연성은 더 뛰어나다.그래서 우리나 여타의 동물들이 이 지구상에서 사라진 후에도 여전히 지구에 퍼져살면서 그 지형을 바꿔갈 것이다.세계를 지배하고 있는 것은 덩치 큰 동물들이 아니고 미생물들이다.
버나드 딕슨,1994
독성쇼크증후군이 입증하는 것처럼 박테리아의 세계는 끊임없는 진화와 변화의 상태에 있다.미생물은 자신의 유전자를 퍼뜨리고 공유할 수 있는 능력과 함께 그것의 돌연변이의 용이성으로 해서 인간은 이 세균과의 전쟁에서 계속 패배하고 있다.
포도상구균Staphylococcus은 독성쇼크증후군을 훨씬 넘어서서 확장시킬 수 있는 많은 전략들을 갖고 있다.항생물질의 시대라고 불리고 있지만 포도상구균에 의한 감염은 여전히 치명적인 것으로 남아있다.1982년 포도상구균 감염자의 10%이하만이 페니실린penicillin으로 치료되었다.이것은 1952년의 포도상구균의 100%가 페니실린에 대한 감수성을 가졌던 것과 비교해보면 아주 극적인 변화이다.박테리아의 대부분의 균주들은 TSST-1 균주와 같은 방식(DNA안으로 베타-락타마제beta-lactamase를 가진 플라스미드를 흡수하는 방식)으로 페니실린 내성의 묘기를 획득했다.일단 플라스미드가 박테리아의 게놈속으로 들어가 다음 세대로 전달된다면 그 약은 더 이상 치료효과가 없게 된다.
다행히도 이 포도상구균을 중화시키는데 이 베타-락탐 기제를 사용하지 않는 대체약이 존재했기 때문에 의사들은 이 저항성현상에 대해 크게 우려하지 않았다.60년대 후반 의사들은 항생물질을 페니실린에서 메티실린methicillin으로 바꾸었다.파리,런던,미국 전역에서 메티실린 내성 사례가 단편적으로 보고 되었지만 전체적으로 이 항생제의 효과는 만족스러운 것이었다.인간은 다시 한번 포도상구균을 패퇴시켰다.
그러나 80년대 초에 메티실린 뿐만 아니라 동일계열의 나피실린naficilin에 대해서도 내성이 있는 포도상구균의 변이균주가 출현하였다.예컨대 1982년 캘리포니아대학의 샌프란시스코 모피트병원에서 태어난 신생아가 페니실린,세팔로스포린cephalosporin,나피실린에 대해서 내성을 가진 균주에 감염되어 죽었다.이 저항성균주는 3년동안 그 병원과 인근 지역을 떠돌다가 신생아실의 간호사를 감염시킨 다음 3명의 신생아를 감염시킨 것이다.그 이상의 감염의 확산을 막기위해서 병원이 취할 수 있는 길은 신생아실의 종사자들과 신생아들을 그 균이 아직 감수성을 갖고 있는 항생제로 철저히 치료하고 그 병실을 새로운 환자가 들어오지 않도록 차단하고 그 균이 잠복해있을지 모르는 모든 유기재료들(기기의 고무판,커텐,침대시트 등)을 새것으로 바꾸고 모든 시설을 철저히 소독하는 것이었다.
그러나 불행히도 이것은 모피트병원에 한정된 사건은 아니었다.병원내에서 내성박테리아의 출현은 80년대 초반에 아주 흔한 사건-특히 면역력이 떨어진 환자 예컨대 화상환자,미숙아,집중치료를 받고 있는 말기 암환자-이었다.
"메티실린 내성의 황색포도상구균"(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus),즉 MRSA는 80년대에 걸쳐서 그 규모와 빈도에 있어서 증가했다.90년 현재, MRSA는 전세계의 병원경영과 환자의 건강에 명백한 위기가 되고 있다.MRSA에 의한 감염과 사망은 대도시의 대형병원에서 중소도시의 의원이나 시골의 진료소로 까지 확산되면서 꾸준히 상승하고 있다.
1992년 미국내에서 추출된 모든 포도상균주의 15%가 메티실린 저항성을 보였고 대형병원의 환자에게서 추출한 균주의 40%가 MRSA였다.이 MRSA의 문제는 얼마 안있어 에디오피아,페루,오스트레일리아에 이르기 까지 광범한 지역에서 나타났다.1993년 이 포도상구균을 죽일 수 있는 유일한 항생제로서 남아있은 것이 반코마이신이었다.그러나 이 반코마이신의 신뢰성 조차 의심스러운 것이었는데 이것으로도 즉시 치료되지 않은 MRSA의 존재가 보고되고 있었기 때문이다.
값싼 페니실린을 메티실린으로 대체하게 되면 치료약의 비용이 약 10배로 증가하게 된다.더군다나 반코마이신으로 바꾼다는 것은 시중에 나와있는 가장 비싼 항생제로 바꾼다는 것을 의미한다.이것은 부유한 국가의 경우에도 부담이 되겠지만 그렇게 할 수 없는 것은 아니다.그러나 이 증가된 비용은 가난한 국가의 경우 그 능력을 넘어서는 것이 되어 사실상 포도상구균의 감염은 치료불가능하다.
포도상구균은 어느곳에든 있다.애완용동물도 인간도 몸속에 그 균을 갖고 있다.악수를 통해서 다른 사람에게로 옮겨가거나 정원사가 튜립의 묘상을 만들기 위해 흙을 만지는 사이에도 옮겨 가지만 대부분은 인간 면역계에 의해서 제거된다.그러나 그 박테리아가 찰과상,타박상,화상 또는 면역력이 떨어진 사람에게로 들어간다면 사태는 박테리아에게 아주 유리하게 된다.
이것은 병원이나 보육시설등이 왜 세균들의 번식을 위한 비옥한 바탕이 될 수 있는지를 설명해준다.의사,간호사 등 병원종사자들은 세균의 입장에서 볼 때 한 숙주에서 다른 숙주로 이동시켜주는 이동장치이다.입원환자들은 대부분 외과적 상처를 입고 있거나 면역계를 총출동시키지 않으면 안되는 질병을 앓고 있다.마찬가지로 보육원의 어린아동들의 긁히고 째진 상처나 흐르는 콧물,씻지 않은 손이나 얼굴등은 세균들에게 좋은 기회를 제공한다.
이 문제를 인식하고 부유한 국가에서는 수술전의 모든 환자들에게 수술후의 감염을 막기위해서 일정한 항생제 투여를 하고 있다.그리고 어린 아동들에게는 감염에 대한 관례적 처치로서 항생제를 먹이고 있다.
그러나 항생물질의 예방적,치료적 투여에도 불구하고 병원미생물은 그것에 저항하는 내성을 갖고 있다.1992년 2300만명의 미국인이 수술을 받았고 그들 거의 모두가 예방적 조치로서 항생제를 투여 받았다.그런데 그 가운데 92만명의 사람들에게서 세균감염이 발생했는데 그 대부분이 포도상구균 특히 MRSA로 인한 것이었다.
보육원이나 병원외에도 병이 있는 개인이 우연히 이 가장 위험한 포도상구균에 감염되거나 주사를 통해 감염될 수도 있다.덴마크의 조사결과 1986-89기간동안 덴마크에서의 병원밖의 MRSA감염의 10%가 오염된 주사기를 같이 사용해서 일어난 것임이 밝혀졌다.
1990년경에는 이미 여러 가지 항생제에 대해서 내성을 갖는 포도상구균의 슈퍼균주가 자연계속에 존재하게 된다.예컨대 오스트레일리아의 어떤 연구팀이 조사한 환자는 카드뮴cadmium,페니실린,카나마이신kanamycin,네오마이신neomycin,스트렙토마이신streptomycin,테트라사이클린tetracycline,트리메소프림trimethoprim등의 약제에 내성을 가진 균주에 감염되어 있었다.이러한 약제는 각각 일련의 연관 약제에 의해서 사용되고 있는 특정한 생화학적 메카니즘에 의해서 작동되기 때문에 이 오스트레일리아인의 포도상구균은 31종의 다른 약제들에 각각 정도의 차이는 있지만 그 모두에 내성을 가졌다.
일련의 실험실 연구결과는 이 다양한 약제에 대한 복합저항능력은 여러 가지 박테리아들로부터 받아들인 여러 가지 플라스미드의 작용에 의한 것임을 밝혔다.가장 흔한 전달방식은 접합(conjugation)이라고 불리는 것이다.두 박테리아의 세포질이 접촉해서 한 박테리아의 플라스미드가 다른 박테리아로 옮겨가게 하는 방식이다.뉴욕시의 위생국의 연구팀은 PCR을 사용한 유전자지문 감식법으로 470MRSA의 균주를 추적한 결과 MRSA박테리아는 1961년 이집트의 카이로에서 처음으로 출현한 것을 밝혀 내었다.그 10년후 이 박테리아의 후손들은 뉴욕,뉴저지,더블린,제네바,코펜하겐,런던,캄팔라,나이로비,온타리오,핼리팍스,위니펙,그리고 사스카툰으로 퍼져나갔다.또 그 10년후는 전세계로 퍼져 나갔다.
다행히도 이 포도상구균은 반코마이신에 대해서는 내성을 갖고 있지 않다.그러나 그것도 얼마나 갈지 모른다.
이 포도상구균은 인간이 그들에게 던지는 약들에 대항해서 플라스미드(plasmid),점핑유전자(jumping gene),이동DNA(mobileDNA),돌연변이,저항인자의 접합에 의한 공여 등의 방법을 사용하고 있는 유일한 박테리아 유기체가 아니다.사실상 1993년 경에 모든 병원성 박테리아들이 어느 정도의 치료상 문제가 될 정도의 상당한 정도의 약제내성들을 발달시켜 왔다.그리고 우리가 통상 사용하는 항생제 요법을 피하면서 생명에 위협을 줄만한 균주들이 이미 수십가지 이상이 출현했다.
"증가해가고 있는 내성의 빈도는 임상의학과 공중보건의 보다 긴밀한 유대를 요구하고 있다."고 1922년 미국 CDC(Center for Diesease Control)의 박테리아 연구부장 미첼 코헨 Mitchel Cohen박사는 말하고 있다."현재 효과가 있는 항미생물제제가 성공적으로 보존되고 약제내성을 가진 미생물들의 확산이 차단되지 않는한 불치의 감염환자들의 병동이 다시 만들어지게 되는 포스트항생물질의 시대가 급속하게 도래할지 모른다."미 국립위생 연구소(National Institute of Health)의 선임연구원인 리차드 크라우스Richard Krause는 이 상황을 "미생물들의 저항성의 창궐"이라고 이름붙였다.1980년대 후반기에 오면 박테리아의 새로운 균주가 세계도처에서 등장하고 있고 그 출현속도도 해마다 빨라지고 있다.이러한 박테리아의 출현으로 미국만으로도 한해에 2억불의 약값이 추가되고 있다.왜냐하면 더 특수하고 비싼 항생제를 쓰야하기 때문이다.
여기다 연장된 치료기간의 치료비까지 계산하면 항생제 내성 미생물들로 인한 의료비용은 최고 300억불에 까지 이른다.이러한 경향은 도시의 대형병원에서 시작하여 현재 노인층이나 중환자에 영향을 주고 있지만 조만간 모든 연령,사회계층,지역에 걸쳐서 나타날 것이다.
머피의 인형제작자로서 유명한 짐 핸슨Jim Henson은 1990년 봄에 흔한 그래서 지금까지 치료가능하다고 생각해온 박테리아감염으로 죽었다.이것은 연쇄구균Streptococcus의 새 변이주로서 페니실린에 내성을 갖고 있었고 황색포도상구균Staphylococcus aureus의 독성쇼크증후군내에서 발견된 것과 유사한 살인독소를 만드는 유전자를 갖고 있었다.
사실 이 새 변이주를 쉴리버트Schlievert가 1989년에 처음으로 동정했으며 여기다 "A형 연쇄구균에 의한 TSLS(Toxic Shock-Like Syndrome)"라고 이름붙였다.핸슨이 쓰러질 당시-이것의 발견 1년후-이미 이 TSLS의 감염사례는 캐나다,영국,스칸디나비아,독일,그리고 미국의 여러 곳에서 보고되어지고 있었다.부가해서 연쇄구균의 모든 유형의 균주들은 항생제내성의 증가를 보여주고 있었다.1970년대 초반 까지만 하더라도 이 균들의 감염에 대한 치료체로서 에리스로마이신erythromycin이나 페니실린은 거의 예외없이 효과가 있었으며 류마티스열rheumatic fever과 같은 이 약제의 투여에 따른 합병증은 의료처치의 잘못으로 인한 것이지 그 항생제의 실효로 인한 것은 아니었다.콜롬비아대학의 항생제 전문가인 해롤드 뉴Harold Neu에 따르면 1941년에 연쇄구균에 의한 호흡기감염을 치료하기 위해서는 4일동안 매일 10.000단위의 페니실린 투여로 충분했다.그 때 미국내의 대부분의 연쇄구균에 의한 감염은 연쇄구균A형의 박테리아였고 생명에 위협을 줄 정도의 중요한 합병증은 성홍열scarlet fever이었다.
연쇄구균A의 균주는 특히 페니실린과 다른 흔한 항생제들에 대해 감수성을 갖고 있었으며 그것은 의료현장에서 완전히 소멸되었다.1960년대 미국과 유럽의 의과대학생들은 한 때 유행했던 성홍열과 같은 질병을 알기위해서는 도판을 보아야할 정도였다.
연쇄구균B는 생태계를 사이에 두고 경쟁하고 있던 A가 사라지자 신속히 나타나서 특히 신생아들을 감염시켰다.B는 산업국가들의 신생아실에서 생며을 위협하는 가장 심각한 질병이 되었고 생후 2달이내의 신생아감염자들의 약 75%가 대량의 항생제투여에도 불구하고 치명상을 입었다.
1980년대 후반에 짐 핸슨을 죽인 새로운 균주로 변신한 연쇄구균A가 되돌아왔다.B가 여전히 신생아실을 지배하고 있는 동안 A는 모든 나이의 사람들을 공격했다.그러나 특정한 숙주의 선호에 대한 명백한 패턴을 찾을 수 없었다.1992년이 되면 하루 2400만 단위의 페니실린이 요구되었지만 그러한 강력한 처치에도 불구하고 이 감염은 여전히 치명적이었다.
더 심각한 것은 독성에다 고도의 항생제 내성을 가진 균주 Streptococcus pneumoniae 이른바 폐렴구균Pneumococcus의 출현이었다.이 박테리아는 통상 인간의 폐속에 상주하며 인간숙주에게 과대한 폐해를 야기하지 않는다.그러나 면역계에 이미 노출된 것과는 상이한 종류의 폐렴구균이 들어오게 되면 면역계는 이 미생물을 제어할 수 없게 된다.또 숙주의 면역계를 약화시키는 어떤 조건이 주어지면 폐렴구균은 폭발적으로 증식하게 된다.
페니실린의 도입후 몇 년후에 통상의 항생제에 내성을 가진 균주들이 출현했다.1980년대 동안 부모와 소아과의사들은 어린아동들이 귀의 감염이 증가되어가는 것을 알게 되었다.그리고 중이염이 야기하는 청각상실이 심각한 문제가 되었다.1990년대에 아동들의 귀의 감염의 1/3이 폐렴구균으로 인한 것이었으며 그것의 거의 반이 페니실린에 내성을 가진 균주를 포함하고 있었다.
처음에 박테리아의 내성은 강하지 않다.그 균들은 페니실린 처치로 죽게 되고 귀는 깨끗해지며 그래서 부모나 의사는 그 병이 나았다고 생각한다.그러나 귀속의 폐렴구균이 완전히 전멸한 것은 아니다.시간이 지남에 따라 살아남은 균들이 증식하게 되고 몇주뒤가 되면 어린이의 귀는 다시 아프기 시작한다.약상자에서 남아있는 페니실린을 다시 투여하면 상태는 분명히 다시 호전된다.그러나 폐렴구균의 집락은 더 많은 내성을 갖게 되고 그 일부는 약에 의해서 죽겠지만 중이염은 다시 신속하고 격렬하게 재발한다.
인간의 결합조직속에서 증식하여 류마치스열을 일으키는 종래의 페렴구균은 1970년경 서구산업국가에서는 사실상 자취를 감추었다.이 위험한 질병인 류마치스열은 5세에서 15세까지의 아동들에게 발병하여 관절에 관절염같은 고통을 일으키며 경우에 따라서는 심장에 감염되어 치명적 질병이 되기도 한다.항생제이전에는 이 류마치스열에서 살아남은 자는 이 박테리아가 일으킨 손상으로 해서 관절과 심장에 문제가 생겨 평생동안 고생했다.
1985년에 류마치스열이 미국 유타주의 솔트레이크시의 백인중산계급가운데 출현하였다.1982년에서 85년 까지의 3년 사이에 이 질병의 발병은 8배로 증가되었고 환자의 1/4은 대량의 항생제 투여에도 불구하고 그 질병의 재발을 경험했다.이 솔트레이크시의 류마치스열의 발발에 이어서 미국전역의 이 질병의 엄청난 증가가 이어졌다.이 증가추세는 1994년 까지 계속되었다.
솔트레이크시의 의사들이 류마치스열의 발병건수의 갑작스런 증대를 이해할려고 시도하고 있을 때 오클라마주의 의사들은 복합약제내성 폐렴구균의 깜작놀랄 증대에 주목하고 있었다.오클라마주의 병의 발발에 가장 큰 피해를 본 것은 그 주의 가난한 흑인 도시거주자들이었다.흑인에서 연쇄구균의 전체비율은 백인 보다 60%나 더 높았다.이 질병은 이 주에 살고 있는 가장 가난한 거주민들과 양노원에 살고 있는 노인들이었다.이 폐렴에 걸린 환자들 가운데 사망자는 15%를 넘었다.
물론 류마치스열,연쇄구균성 폐렴,어린아동에 있어서 연쇄구균에 의한 일반 호흡기 감염과 같은 것은 가난한 국가들에서는 결코 사라지지도 않았으며 크게 감소하지도 않았다.1990년 까지도 연쇄구균에 의한 上氣道와 폐의 감염은 가난한 국가에서는 질병과 사망의 중요한 원인이었다.1992년의 세계보건기구의 추산에 의하면 매해 20억명의 어린이가 급성호흡기질환에 걸리고 있으며 그 가운데 430만명이 그것이 원인이 되어 죽는다.매해 80만명이 신생아 박테리아 감염,주로 폐렴구균과 인풀렌자균으로 죽는다.사망자의 80%가 아동의 폐의 박테리아 감염으로 인한 것이며 나머지가 바이러스(홍역,독감,백일해 등)로 인한 것이다.
가난한 나라에서 소아의 호흡기 질환을 예방하고 치료하기에는 역부족인데 자원도 빈약하고,항생제의 공급도 충분치 않으며 소아의 폐를 감염시킨 균을 동정하기 위한 실험실 시설이 부족하거나 거의 없기 때문이다.그래서 보건전문가들은 질병의 종류를 원인미생물에 의해서 정의하지 않고 감염된 신체부위와 병증의 심각성의 정도에 따라 정의한다.일반적으로 상기도의 감염-이것은 일반적으로 바이러스에 의한 것이다-은 경증으로 끝나지만 폐의 심층이 감염된 경우는 치명적인 것으로 박테리아성 질병일 가능성이 많다.
1990년에 세계보건기구(World Health Organization)는 개발도상국가에서 가장 좋은 정책은 모든 소아 폐렴은 박테리아감염으로 가정하고 연쇄구균에 의한 것인지 바이러스에 의한 것인지를 실험실에서 동정할 수 없을 때 페니실린으로 치료할 것을 권고하고 있다.인도,네팔,파푸아뉴기니아 등에서 행해진 연구에 의하면 급성호흡기감염을 항생제로 처치함으로써 아동사망자의 수를 1/3이상으로 줄일 수 있다는 것이다.소아의 호흡기감염에 대해 예방과 치료를 하면 폐의 감염증 뿐만 아니라 그 외의 많은 이차적 질병도 줄일 수 있다.
여기까지는 좋은 소식들이다.
나쁜 소식은 페니실린이나 여타의 항생제들이 경증의 호흡기 감염의 경우-통상 바이러스로 인한 것-는 별다른 효과가 없다는 것이다.항생제는 바이러스에 대해서는 아무런 효과가 없다.
"우리의 결과는 경증의 급성호흡기감염(ARI;acute respiratory infection)을 치료하는데 암피실린을 사용하는 것은 정당화될 수 없다는 것을 의미한다."고 인도네시아의 연구팀은 쓰고 있다.
물론 중요한 위협은 마을의 의료종사자들이 훈련이 결여되어 있고 그것이 박테리아성인지 바이러스성인지,또 그것이 경증인지 중증인지를 가릴만한 실험시설이 없기 때문에 항생제를 남용하게 된다는 것이다.이것은 페렴구균의 항생제에 대한 내성을 증대시키게 될 것이다.
부유한 국가이든 가난한 국가이든 모두가 채용하고 있는 약중심의 정책으로 해서 약제내성을 가진 폐렴구균이 세계의 모든 국가들에 나타나고 있으며 어떤 것은 6종의 다른 항생제속에서도 살아남을 수 있는 것도 있다.1990년경 폐렴구균의 균주들은 아미노배당체 aminoglycoside 형태의 항생제,클로람페니콜chloramphenicol,에리스로마이신,그리고 페니실린계열의 약들에 대한 내성을 획득했으며 그래서 의사들이 선택할 수 있는 유효한 약들은 몇 종 밖에 없다.전염병학자들은 유효한 약 가운데 하나인 반코마이신의 경우도 언제 박테리아가 내성을 획득할지 우려하고 있다.
폐렴구균의 새로운 돌연변이 균주들에 대한 유전적 분석은 이것들의 발생의 기원에 관한 단서를 제공하고 있다.1978년 에리스로마이신에 대한 감수성을 제외하고는 어떤 항생제에도 내성을 갖는 복합내성균주(23F라 불리워진다.)가 스페인에서 처음 출현하였다.그 특성은 그 균에 감염된 사람이 오하이오주로 옮겨 왔을 때 획득되었다.이 미생물의 자손들이 남아프리카.헝가리,영국,그리고 다시 스페인,미중서부지역으로 옮아가면서 인간이 만든 다양한 약제들에 견딜 수 있는 내성을 계속 증진시켜갔다.1992년에 23F폐렴구균이 1970년 스페인에서 발생한 한 개의 돌연변이 클론에서 유해했다는 것을 밝힐 수 있게 되었다.
한 악몽적 사례는 1977년 5월에 남아프리카공하국의 더반에서 발생한 페렴구균19A였다.5명의 소아가 킹 에드워드3세 병원에 다른 질병으로 입원했는데 이 새로운 균주에 감염되었고 그 가운데 3명이 죽었다.이 19A 균주를 실험실에서 검사한 결과 엄청나게 많은 항생제-페니실린,암피실린,세팔로신,카베니실린,스트렙토마이신,메티실린,크록사실린,에리스로마이신,클린다마이신,젠타마이신,퓨시딕산,클로로마페니콜,그리고 테트라사이클린-들에 대해 내성을 갖고 있다는 것을 발견했다. 통상적인 항생제 치료가 듣지 않는다는 것을 알고 더반의 의사들은 리팜핀rifampin과 퓨시딕산fusidic acid의 병용투여로 바꾸었다.이 미생물은 퓨시딕산에 대해서는 상당한 내성을 갖고 있었지만 그것은 리팜핀에 대해서는 감수성을 보였다.(약효가 있었다)
그러나 이 새로운 균주의 확산을 막을 수 없었다.더반에서 최초의 유아가 사망한 1개월후 3살먹은 남자애가 심장질환으로 요하네스버그의 병원에 입원했다.거기서 19A형 연쇄구균의 감염으로 인해 폐렴이 발병했고 여러 가지 항생제들로 처치한 결과 6주만에 겨우 회복되었다.얼마후 몇십명의 소아환자와 병원종사자들이 이 초연쇄구균에 감염되었고 홍역환자병동 전체에 이 돌연변이 미생물이 만연했다.홍역환자중 3명은 19A형 연쇄구균으로 사망하였다.
강력한 대책이 행해졌다.감염된 모든 병원종사자들에게는 리팜핀이 대량 투여되었고 요하네스버그와 더반의 소아과 병동은 철저히 소독되었다.그럼에도 19A는 근절되지 않았고 그 돌연변이 박테리아는 수년에 걸쳐 주기적으로 재출현하였다.1978년 요하네스버그 소재의 6개의 대형병원을 조사한 결과 그해 더반에서 발생한 폐렴환자들의 15%가 19A연쇄구균을 갖고 있었다.
뉴욕소재 록펠러대학의 박테리아학자 알렉산더 토마츠Alexande Tomasz가 19A균주의 유전적 분석을 행한 결과 "놀랄만한 결과"를 얻었다.더반에서 분리한 이 균주는 10년전에 파푸아 뉴기니의 벽촌마을에 살던 어린 소년에게 출현한 것과 일치했다.토마츠가 알아차리지 못한 방법을 통해서 이 놀라운 박테리아는 10년후에 남아프리카공화국으로 옮겨갔고 그 후 스페인,헝가리,영국,미국을 거치면서 전 세계로 퍼져 나갔다.
(419)"요점은 이 모든 박테리아들은 하나의 클론에서 시작하고 있다는 것이다.이 모든 것은 다만 하나의 변이세균에서 시작하고 있다."고 토마츠는 말하고 있다.
항생제의 압력에 대응하여 병원미생물들은 약에 저항할 수 있는 능력들을 획득했다.이 페렴연쇄균은 다른 대부분의 박테리아에 비해 플라스미드의 흡수율이 충분하지 않았다.그러나 그 단점을 DNA의 탐욕적인 수집으로 보상하고 있다.토마츠는 카메라와 현미경을 사용해서 긴 열의 DNA열을 포획하는 장면을 잡을 수 있었다.그 한결과로서 세포벽의 생화학적 성분들을 아주 급격히 변화시켰다.그는 "이것은 차라리 새로운 종이라고 말해야 될 것 같다."고 말하고 있다.
토마츠는 그 DNA내부에서 본래의 그 폐렴구균과는 완전히 다른 엄청나게 많은 유전자들을 볼 수 있었다.
이러한 약제내성은 사회적,경제적으로 빈곤한 지역에서 자주 발생했다.가난한 사람들은 암시장에서 항생제를 구입하거나 다른 사람이 쓰고 남은 것을 얻어서 의사의 진료없이 사용하는 경우가 많다.진찰료나 감염된 박테리아균주의 항생제에 대한 감수성을 검사하는 검사비가 비싸기 때문에 자신이나 자신의 아이가 앓고 있는 그 질병을 어떤 약으로 치료할수 있는지를 자기스스로 판단하게 된다.
이런 상태에서 많은 수의 인간들은 일종의 걸어다니는 배양용 접시이고 박테리아의 돌연변이,자연선택,진화를 위한 이상적 조건을 제공하고 있다.
스페인,남아프리카공화국,미국,루마니아,파키스탄,브라질,기타 어떤 지역을 조사해보더라도 다음 기본적 원리의 타당성은 변하지 않는다.항생제의 오용과 남용-특히 소아나 입원환자들의 경우-이 多劑耐性을 가진 병원체(resistant mutant organism)의 출현을 조장하고 있다는 것이다.병원성 박테리아를 통제하는데 항생물질의 사용이 야기하는 기본적 문제는 박테리아의 진화이다.인간이 화학물질들을 개발하기 오랜전부터 효모,菌類,그리고 박테리아들은 경쟁종이 자신의 니체에 침범하지 못하도록 하기위해 항생물질들을 만들고 그것들을 살포해 왔다.
물론 경쟁자도 그 화학물질에서 살아남기 위해서 급격히 돌연변이을 일으키는 방법을 진화시켜왔다.그래서 경쟁자는 다른 화학물질을 만들고 그들의 적은 다시 돌연변이를 일으키는 이러한 순환을 수백만년 동안 헤아릴 수 없이 계속해왔다.인간은 자연에서 뽑아낸 이 약을 한번에 수십억의 미생물들에게 노출시킴으로 이 자연적 과정을 가속화시키고 있을 뿐이다.항생제에서 살아남기 위해서 미생물들이 일으키는 유전적 변화는 예상하지 못한 이익을 그들에게 주기도 하는데 더 큰 온도변화속에서도 살아남을수 있는 능력을 준다든지.숙주면역계의 더 많은 부분을 무력화시킬 수 있게 해준다든지,더 확실하게 숙주세포를 죽일 수 있게 해준다든지 등 여러 가지가 있다.
포도상구균이나 연쇄구균이 회득한 그 패턴은 다른 위험한 미생물들에 의해서 흉내내어지고 있다.Mycobacterium leprae가 일으키는 나병leprosy은 1977년 이전까지만 하더라도 댑손dapsone이라는 항생제를 사용해서 쉽게 치유되어졌다.그러나 그해에 댑손내성의 박테리아균주가 이디오피아에서 출현했다. 아직 나병치료를 위한 선택약으로 남아있지만 저항성이 계속 증가돼어 항생제의 사용을 문제거리로 만들고 있다.10년도 안되어 세계전역에서 수거한 나균의 높은 약제내성으로 심각한 상황이 만들어지고 있다.인도의 Chingleput는 37%,세네갈의 다카르와 프랑스의 파리의 내성율은 39%,Guadeloupe,Martinique,그리고 뉴칼레도니아는 30%,중국의 복건성은 25%,상하이와 강소성은 50%이상이다.그에 이어서 세계전역에서 대체약 라팜핀에 대한 저항성도 출현하고 있다.이디오피아의 한 나병환자의 경우 항생제가 전혀 듣지 않는 변이된 나균에 감염되어 치료불가능하다는 것이 알려졌다.임질gonorrhea도 1970년대에 페니실린계 항생제에 대해 내성을 얻었고 1980년대 중반에 스펙티마이신spectinomycin에 대한 내성도 획득했다.그 계열의 다음 약은 세포크시틴cefoxitin과 테트라사이클린인데 CDC와 WHO로부터 특별한 지침이 필요로 할 만큼 그 치료가 아주 복잡해졌다.임질균이 1970년대말에 획득한 페니실린 저항성균주에 부가하여 1985년경에 테트라사이클린에 저항할 능력을 주는 플라스미드를 갖게 되었다.1989년 뉴욕의 의학아카데미는 임질환자들에게 항생제 세프리아콘ceftriacone을 주사하고 독시사이클린doxycycline을 경구투여할 것을 임상의들에게 권고하고 있다.세프리아콘은 상당히 고가이고 주사로만 투여할 수 있는데다가 많은 사람들(미국에서는 20%이상)이 알레르기를 갖고 있는 술파닐아미드 계열의 약(sulfa drug)이다.
1990년 세계의 모든 의사들은 ciprofloxacin,ceftriaxone와 같은 퀴논계열의 항생제(quinolone groub of antibiotics)를 임질치료제로 사용해왔는데 상당히 효과가 있었다.그런데 1992년 오스트레일리아의 한 의사의 보고에 의하면 최근 동남아시아를 여행하고 돌아온 한 환자에게 그 약효가 떨어지고 있다는 것이다.세포벽에 돌연변이를 일으킴으로써 퀴놀론계 약의 투과를 어렵게 하고 있다.임질균은 다시 한번 인간의 또다른 방어선을 무너뜨리고 있다.또 다른 저항성사례가 영국에서 보고되었는데 그 역시 동남아를 여행하고 돌아온 환자였다.아마 동남아의 대부분에 널리퍼져있는 항생제 암시장이 퀴놀론계 저항성 임질의 출현의 선택압으로 작용한듯하다.
빈곤한 나라에 살고 있는 사람들에게 출현하고 있는 내성가운데 가장 위험한 것은 장내 질환이나 설사를 일으키는 박테리아의 내성이다.가장 가난한 나라에 살고 있는 주민들의 80%가 배설물의 위생처리시설이 없는 곳에 살고 있다.개발도상국의 경우에도 주민의 반이상이 하수처리가 없는 곳에서 살고 있다.그런 환경에서 물이나 음식을 매개로 전파되는 미생물들이 상수도로 들어와서 사람에게 흡입된 다음 인간의 장내에서 번식한 다음 다시 인간의 변을 통해서 다시 상수원으로 배출되게 된다.
그래서 가난한 국가에서 설사가 소아들의 사망의 주요한 원인이라는 것은 놀랄 것도 없다.1991년 세계보건기구는 320만의 어린이들이 설사가 원인이 되어 5세이전에 사망한다고 추정하고 있다.
항생제 내성의 장내 병원미생물들이 선진국에서 먼저 출현했는가 가난한 국가에서 먼저 출현했는가는 그 결과에서는 아무런 차이가 없다.내성균주로해서 더 비싼 항생제의 사용이 요구됨에 따라 치료비를 상승하기 때문에 가난한 나라에서는 치료약을 저가의 약에 의존하는 것 외에는 선택의 여지가 없다.
설사를 일으키는 세균인 이질균Shigella dysenteriae은 1960년대 초반에 페니실린에 내성을 가지게 되었다.항생제가 치료가 없을 경우 설사에 걸린 아동의 경우 20%가 사망에 이르게 되며 성인의 경우 15%이다.이것보다 독성이 약한 다른 이질균들(S.flexneri, S.sonnei,S.boydii)의 경우도 그 치사율은 10%에 이른다.이 미생물에 대한 자연면역은 취약하며 그래서 이 병에 걸렸던 사람의 50%는 다시 재발한다.
1983년 9월에 원주민거주지역에 살고 있는 중년의 호피족 여성이 이질증세로 병원에 입원하였다.의사는 그녀가 앰피실린,카르베니실린,스트렙토마이신,트리메소프림,술파메소카졸sulfamethoxazole,sulfisoxazole,그리고 테트라사이클린에 내성을 갖는 새로운 변이균주로 앓고 있다는 것을 발견했다.그녀는 요로감염증을 오랫동안 앓아왔고 그래서 트리메소프림과 술파메소카졸을 간헐적으로 복용해 왔다.
그녀의 장은 내성균의 번식지가 되어 있었다.계속해서 항생제의 공격을 받으면서 미생물들은 저항성 플라스미드를 공유하게 되었다.대장균의 집락도 트리메소프림과 술파메소카졸에 내성을 부여하는 플라스미드를 이미 갖고 있었다.그리고 대장균은 호피족 여성의 소화관내에서 그 플라스미드를 이질균과 공유하고 있었다.보건당국은 이 슈퍼병원체의 확산을 저지할려고 했지만 1987년에는 이미 호피와 인근의 나바호족들의 이질질환의 21%이상이 이 변이균주에 의해서 일어난 것이었다.국가전체로 볼 때 이질환자의 7%가 이 슈퍼병원체에 의한 것이었으며 그 병례가운데 1/3이 또 암피실린에 대해 내성을 보였다.
캐나다의 온타리오에서도 이질환자가운데 높은 레벨의 약제내성이 1990년에 출현했다.그 균으로 인한 환자들 가운데 10명에 8명꼴로 이 저항성균주를 갖고 있었다.이질의 반이 4종이상의 항생제에 대해 내성을 갖는 박테리아에 의해 야기된 것이었다.
그러나 무엇보다도 다제내성에 의해서 가장 심각한 폐해를 본 것은 세계의 가난한 국가들이다.새로운 다제내성의 균주가 아프리카의 브룬디에 들어왔을 때 보건성은 부유한 국가의 제약회사들로부터 대체약을 구입할만한 외화가 없었다.수많은 사람들이 이질로 죽었다.
이질균과 마찬가지로 다른 장내 박테리아들-인간의 소화관을 감염시키고 있는 박테리아-도 인간의 무기들에 대항할 수 있는 중요한 무기들을 획득했다,여기에는 대장균E.Coli을 비롯해 ...살모넬라Salmonella,腸球菌Enterococcus faecium,..콜레라 등이다.1990년의 상황은 병원미생물이 인간에서 상수원으로,음식에서 인간으로 전파되는 온상이 되고 있는 비위생적 조건들을 개선할 수 있는 충분한 자원이나 재원을 결여하고 있는 가난한 나라들의 경우 아주 심각한 것이었다.
식중독의 원인이 되고 있는 살모넬라가 맨허탄의 고급지대인 Upper East가의 호화로운 레스토랑의 고급샐러드에 나타났다.그것은 또한 멕시코의 국경지대의 도로변에 줄지어서 있는 멕시코요리를 파는 가판대에서도 발생했다.1993년 이것은 본질적으로 치유불가능한 설사질환이었다.어떤 기존의 항생제도 인간의 몸안에서 살모넬라가 야기하는 질환을 3-4일로 줄일 수 없었다.다행히도 이 미생물은 두통,급성위통,설사,구토,탈수 보다 더 위험한 증세는 일으키지 않았다.
의사들이 가장 우려하고 있었던 예상중의 하나가 반코마이신 내성 장구균의 등장이었고 실제 1988년 이것이 나타났다.반코마이신은 포도상구균이나 연쇄구균의 치료에 유일하게 신뢰할만한 치료약이었기 때문에 내성을 갖고 있는 장구균이 다른 균들에게 내성유전자를 전달하지 않을까 우려하고 있었다.
"그것은 일어나지 않았다.그러나 아직 일어나지 않을 것일 뿐 모두는 그것이 그렇게 되리라고 생각한다."고 미질병통제선터의 세균학자 빌 자비스 Bill Jarvis는 말하고 있다.
그러한 박테리아균주가 출현한다면 실제 치료불가능할 뿐 아니라 아주 위험하기도 한데 그것은 특수한 약제내성유전자를 갖고 있을 뿐 아니라 고도의 독성을 갖고 있기 때문이다.
1990년대에 박테리아학의 내부사정을 잘 모르는 의사나 과학자들은 전과 다름없이 또 다른 계통의 항생제들이 등장해서 그 문제를 해결할 수 있을 것이라고 생각했다.
그러나 이들의 생각은 틀렸다.
"내놓을 아무 대체약도 없으며 준비하고 있는 약도 아무것도 없다.만일 반코마이신이 효력을 잃는다면 포도상구균과의 싸움은 1930년대로 되돌아가는 것이다."고 자비스는 말하고 있다.이것은 연쇄구균의 경우도 사정은 마찬가지이다.
"진짜 악몽이 시작될 것이다."고 미질병통제선터의 빌 자비스는 말한다.
이 악몽은 반코마이신 내성균주인 E.faecium이 세상에 나왔다-병원에서 처음 분리되었다-는 보고가 1988년 나왔을 때 현실화되었다.
뉴욕소재의 병원에 입원한 다섯명의 환자가 1988년 반코마이신 내성균주에 감염되어 있었다.이 때 까지는 아직 다른 환자나 지역사회로 확산된 증거는 없었다.그러나 1989-1991년 사이에 반코마이신 내성의 장구균이 뉴욕시의 20개의 병원들에서 나타났다.이 100명의 환자를 조사한 결과 98명이 병원에서 감염되었다는 것이 밝혀졌다.시중에서 감염된 사람은 2사람이었다.
100명 가운데 42명의 환자가 사망했다.그 가운데 19명은 이 치유불가능한 장구균으로 인한 것이었고 임종을 앞둔 환자들의 죽음을 앞당긴데도 관여한 것으로 밝혀졌다.사망자의 대부분은 고령의 노인들이었다.
뉴욕시의 보건국의 연구팀이 21명의 환자에서 채취한 박테리아샘플에 대해서 실험실에서 분자레벨의 분석을 해본 결과 19명이 모든 항생제들에 대해 내성을 가지고 있는 것이 밝혀졌다.슈퍼내성균에 감염된 사람들은 패혈증으로 급속히 진전했다.1994년 뉴욕시 전체의 대형병원에서 모두 반코마이신 내성 장구균이 출현했고 뉴저지 동부,뉴욕시,그리고 인근 교외의 카운티 까지 이 내성균의 통제에 비상이 걸렸다.그리고 영국의 세필드와 런던 그리고 이탈리아의 안코나에도 반코마이신 내성의 슈퍼균의 출현이 보고되었다.
미국의 주요병원들에 대한 미질병통제선터의 조사에서 1994년 보고된 장구균 감염의 7.9%가 반코마이신 내성균주라는 것이 알려졌다.감염의 위험이 가장 높은 집중치료실의 경우 1989년에는 장구균 감염의 0.4%가 반코마이신 내성이었는데 대해 1993년에는 13.6%였다.
미국 병원내에서 내성균을 가진 사람에게서 다른 사람에게로 그 균을 직접 전파하는 것을 가능하게 하는 여러 가지 의료관례 때문에 가속화되었다.전자식 체온계,삽입관이나 수술도구,정맥주사용 호스,환기장치 등이 그것이다.그리고 세팔로스포린 계열의 항생제의 사용도 병원성 감염의 증가에 한 몫을 했는데 이것은 장구균의 제거에는 효과도 없으면서 경쟁관계에 있는 체내 미생물총만 황폐화시켜 결과적으로 더 쉽게 감염되게 만들었기 때문이다. 반코마이신 내성 장구균에 대한 보고가 세계전역에서 날라들기 시작한 1993년 말경 미질병통제선터와 WHO는 장구균이 갖고 있는 vanA나 다른 저항성 플라스미드가 포도상구균이나 연쇄구균으로 이전되는 것이 아닌가하는 것을 우려섞인 눈으로 지켜보고 있었다.실험실에서는 그런 일이 일어났다.유럽의 과학자들은 미생물종들이 그런 묘기를 행할 수 있다는 것을 입증했다.자연이 실제 그것을 일으킬 것인가 하는 것만이 남아 있었다.
인간의 소화관내부는 플라스미드 교환과 같은 것이 일어나기에 최적의 환경이다.소화관내부는 병원성 미생물과 유익한 공생미생물 등 수십종의 미생물들이 높은 밀도로 서식하고 있다.인간의 소장의 1평방인치안에 지구의 인간보다 많은 미생물들이 서식하고 있다.또 인간의 몸안에 서식하고 있는 미생물들의 수는 몸을 구성하고 있는 세포들의 수 보다 많다.
항생제를 복용해본 사람이면 알 듯이 소화관내의 상주 미생물들은 우리몸에 유익한 기능을 한다.물론 이 미생물들은 자신을 위해서 소화작용을 하지만 지방,당,단백질,그리고 우리몸속으로 흘러들어오는 유해한 화학물질들을 분해하는데 일조를 하고 있다.이들이 없을 때 소화는 어렵고 때로는 고통스러운데 항생제 때문에 생기는 변비,복통,복부팽만 등이다.항생제는 상주미생물들과 병원성미생물들간의 이 균형을 부숴버린다.
항생제에 의한 의료혁명이 일어난지 얼마안되어 수의학이나 축산분야에도 근본적인 변화가 일어났다.값비싼 가축은 항생제로 치료하면 더 오래 살 수 있다.그렇다면 항생물질을 예방적으로 투여하면 더 효과가 있지 않을까?곧 닭,육우,축우 등에 항생제의 사용이 일반화되었다.또 항생제 처치를 통해서 쇠고기,돼지고기,닭고기,달걀 그리고 낙농제품 까지 그 저장기한을 연장할 수 있게 되었다.
얼핏보면 이것은 이치에 맞는 듯이 보인다.도살되기전에 멸균할 수 있다면 조리되지 않은 고기를 먹을 때 생기는 살모넬라에 의한 식중독을 막을 수 있지 않은가?항생제를 주사함으로써 축산물을 상온상태에서 장기간 보존할 수 있지 않은가?
물론 미생물은 사람의 장내에서나 마찬가지로 소의 장내에서 항생제에 대항해서 유전자를 공여하고 돌연변이를 일으킨다.항생물질을 복용하고 있는 50억의 인간에 덧붙여서 예방 또는 치료 목적으로 수십억 마리의 소,닭,개,염소,오리 등 가축들에 항생제가 퍼부어져 박테리아에 대한 지구규모의 선택압력을 배가시키고 있다.
1970년대 보스톤소재 터프츠 의과대학의 스튜어트 레비Stuart Levy는 닭에 고단위의 항생제가 투여되었을 때 그 고기와 달걀에 내성을 가진 살모넬라균주가 출현할 수 있음을 보여주었다.고열로 조리해야만 그 균주의 감염을 피할 수 있다.
1983년 마이클 오스트홀름은 가축에게 소량의 항생제를 사용하면 돌연변이가 출현하여 인간을 감염시키는 질병으로 변할 수 있다는 놀라운 결과를 발표했다.미네소타주 보건국의 마이클 오스트홀름Michale Osterholm과 미질병통제선터의 미치 코헨Mitch Cohen,스코트 홀름버그Scott Holmberg는 주내의 병원들이 식중독을 일으키는 Salmonella newport를 보고하기 시작했을 때 돌연변이 박테리아의 출현을 이미 경고했었다.
"이것은 상궤를 벗어난 것입니다.뉴포트는 남쪽에 서식하는 박테리아이고 그 위에서는 볼 수 없었던 것입니다."고 홀름버그는 말한다.
이 뉴포트 박테리아는 멕시코만 연안의 아열대지역에 흔한 것으로 동물과 음식속에서만 발견되어져 왔다.그러나 영하의 기후인 미네소타주에 출현해서 수십명의 사람을 감염시켰으며 그 가운데 몇몇은 급성이었다.이 환자들의 몸속에서 분리된 박테리아균주는 페니실린,암피실린,카르베니실린,그리고 테트라사이클린에 내성을 보였다.
1983년 이 미네소타유행에서 발병한 사람들은 통상의 살모넬라균에 의한 것 보다 더 증세가 심했다.여섯명은 일주일 이상을 병원에 입원해야 했으며 몇사람에게는 혈변이 있었으며 그들 모두 고열,설사,복통,오한,구토 등에 시달려야 했다.
원인을 조사하기위해 연구자들은 환자들의 약상자속에 잘못된 항생제가 있는지를 조사했지만 뚜렷한 단서를 찾지 못했다.그래서 음식에 문제가 있지 않을까하는 생각에서 부엌을 조사해 보았지만 전형적인 미네소타음식들만 있었을 뿐이었다.;고기,감자,낙농제품,달걀,냉동음식,미리 조리해서 파는 포장음식 등.
몇 달간의 조사에서 별 성과를 얻지 못한 오스터홀름은 단서를 찾기 위해서 같은 업무를 취급하고 있는 인근주의 보건담당관에게 공식문서를 보냈다.사우스 다코타주의 담당관은 즉시 전화로 5건이 있었다고 알려주었다.노스 다코타에도 1건이 있었다.이 셋주의 사건의 공통성이 갑자기 분명해졌다.이 환자들 모두 발병하기 바로 직전 햄버거를 먹었다.
이들은 이 햄버거의 수송경로를 추적한 결과 사우스 다코타주의 집단식중독을 일으킨 그 지역에서 사육된 소가 햄버거의 재료가 되었다는 것을 알아내었다.
이 소들은 항생제가 가미된 사료를 먹고 있었는데 그 용량은 아주 안전하다고 생각될 만큼 법률의 기준을 밑도는 것이었다.시간이 흐름에 따라 소를 감염시키고 있던 살모넬라 균에 내성이 만들어졌다.중증의 증상을 보여준 사람들은 그 오염된 햄버거를 먹었을 당시 인후염 등의 문제로 해서 항생제를 복용하고 있었다.그 항생제가 많은 다른 미생물집락을 제거해버려 이 살모넬라균이 이 무주공산을 차지하게 되었다.
레비는 미네소타의 이 사례는 미국과 다른 산업국가들이 항생제의 인간의 복용만을 규제하는 것이 의미가 있는지 회의를 가지게 되었다.농업이나 수의학부문에서는 항생제가 아무 규제없이 팔리고 있지 않은가? 또 처방전 없이 항생제 구입이 가능한 나라들이 대부분인데 이 부분적 규제가 무슨 효과가 있는가?
고기,낙농제품,닭고기 등으로부터 내성박테리아가 전파된다는 많은 사례들이 있음에도 불구하고 미 식약청과 유럽의 해당기관들은 동물들에 대해 항생제의 사용을 제한할 수 있는 어떤 법령을 만드는데 실패했다.세계의 농업시장에서 자국의 경쟁력을 저하시키는 조치를 취하기를 꺼려하고 있다.
변이박테리아의 동물/인간 교차감염 가운데 가장 문제가 되고 있는 것은 대장균이다.이 박테리아는 인간이나 동물의 장내에 어디서나 발견할 수 있는 막대기형의 미생물이다.대부분의 사람들에게 이 균은 해가 없다.이것은 1940년대 이래 분자생물학과 세포생물학의 주된 연구대상이 되어왔기 때문에 이것 보다 더 잘 이해되고 있는 미생물은 없다. 과학자들이 대장균을 선호하는 것은 연구되어야할 생명의 모든 복잡한 기구가 예측 가능한 막대형 구조로 거기에 있고 거의 시계처럼 정확하게 120분마다 분열하여 그것의 DNA를 복제한다.실험실안에서도 이 복제의 묘기를 손쉽게 수행해서 2시간마다 개체수를 2배로 늘인다.
물론 이 박테리아는 인간의 장내에서도 유사한 묘기를 수행할 수 있다.만일 숙주의 면역계의 견제를 받지 않는다면 또는 강력한 독성을 가졌다면 설사와 구토를 유발할 것이다.아직 면역계가 완전히 구비되지 않은 유아들에게 이런 증상이 발생한다.
1982년에 새로운 형태의 대장균 E.coli 0157:H7이 출현했다.이것은 인간의 결장,소장,신장에 위험한 출혈을 일으킬 수 있는 독성을 가진 새로운 유기체이다.그것은 무에서 나온 것처럼 갑자기 미국의 여러주에서 출현했다.
그후 10년후 까지도 0157:H7의 출현의 상세한 사항은 모호한채로 남아 있지만 그것의 원천만은 분명했다.그것은 오염된 고기에서 온 것이다.1980년대의 대부분의 대장균 균주들처럼 이 0157:H7도 암피실린과 테트라사이클린에 대해서 내성을 갖고 있었지만 강하지는 않았다.더 중요한 것은 이 변이 박테리아가 이질균처럼 독성을 생산하는 능력을 획득한 것처럼 보인다.새로이 출현한 수십종의 박테리아들에 대한 연구에서 내성유전자와 독성유전자가 미생물의 DNA상의 같은 자리에 있고 다른 미생물로 이동할 때 함께 이동한다는 것이 밝혀졌다.그래서 가축에 항생제의 사용으로 저항성유전자의 출현을 야기한 선택압력이 더 큰 독성을 만들어내도록 작용했을 것이다.
농업과 의학 두 분야에서 항생제의 남용으로 인해서 모든종의 대장균의 균주들이 1970년대와 1980년대 동안에 광범위한 저항성을 급속하게 획득하게 되었다.
스튜어트 레비는 1989년 대장균이 돼지나 소로부터 농장에서 살고 일하고 있는 사람들에게로 쉽게 전파될 수 있음을 보여주었다.저항성 인자는 대장균에서 사람을 비롯한 다른 고등동물들을 감염시키는 박테리아로 옮아갈 수 있다.
공중보건의 재앙을 야기시킬 무대가 만들어졌다.
1993년 1월에 93개의 Jack-in-the-Box라는 패스트푸드점에서 만든 햄버거를 먹은 500명의 사람들이 심각한 식중독 증세를 보였다.그 가운데 50명이 대장균에 의한 출혈성 증후군을 일으켰고 4명-모두 아동들이었다-이 사망했다.그 범인은 0157:H7이었다.
정부도 즉각 대책마련에 들어갔고 법률단체와 소비자단체는 공공의 안전을 보장을 조치를 취해줄 것을 요구했다.한해에 2500만명의 사람들이 식중독에 걸리고 그 가운데 6,000명이 대장균 0157:H7에 감염되었다고 주장했다.클린턴 행정부는 육류에 대한 검사를 강화하라고 명령했다.그러나 행정부는 그 문제의 원천-가축에 대한 항생제사용의 규제-을 건드리려고 하지는 않았다.(2부에 계속)