지난 원고에서는 항생제를 사용할 때의 기본 원칙에 대해서 정리를 해보았다(바로가기).

이번에는 항생제를 선택하게 되는 기준인 항생제 감수성 검사의 원리와 항생제의 약동학적·약력학적 특성에 대해서 정리해보도록 하겠다.

 

항생제 감수성 검사의 원리

 

기본적으로 여러 문헌에서 특정 질병 및 원인체에 대해서 추천하고 있는 항생제는 있으나, 항생제에 대한 내성은 매년 변화하고 있으며, 나라별로 주로 사용하는 항생제가 다르기 때문에 항생제 내성 및 감수성이 다르다.

 

 

그렇기 때문에, 농장 내에서 특정 항생제를 이용하여 치료를 계속 시행함에도 불구하고, 계속적으로 문제가 되는 세균성 질병이 있다면, 검사 시료를 진단 기관에 보내어 항생제 감수성 검사를 시행할 것이 추천된다.

 

 

현재 국내에서 시행되는 대부분의 항생제 감수성 검사는 배지에 항생제 디스크를 올려놓고, 세균을 배양시켜서 세균이 성장하는 범위를 측정하는 '디스크 확산법'을 이용하고 있다.

 

 

세균이 성장하는 범위, 바꿔 말하면, 항생제가 세균의 성장을 억제시키는 범위에 따라, 크게 감수성 있음(Sensitive), 중간(Intermediate), 내성이 있음(Resistant)의 3가지 카테고리로 나눠서 분류가 되며, 이러한 분류 기준은 Clinical and Laboratory Standards Institute(CLSI; 임상 실험실 표준 연구소)라는 국제 실험실 기관에서 매년 업데이트되고 있다. 참고로, 감수성이 있다는 의미는 항생제가 효과를 발휘한다는 의미와 동일하다고 보면 된다.

 

실제 항생제 감수성 결과를 함께 살펴보자. 먼저 아래 그림에서 녹색 그래프는 '감수성이 있음'을 의미하며, 파란색은 '중간', 빨간색은 '내성이 있음'을 의미한다.

 

 

2017년 옵티팜에서 시행한 항생제 검사 결과에 따르면, 연쇄상구균에 대해서 아목시실린이 가장 감수성이 있는 항생제로 확인이 되며, 테트라사이클린, 네오마이신 등은 내성이 거의 100%에 육박하는 것으로 나타났다. 항생제 내성은 국가마다, 농장마다 시기적으로 달라질 수 있다. 주기적으로 모니터링할 필요가 있다. 

 

항생제 감수성 검사에서 한계점도 있다. 실험실적으로 배양이 가능한 세균에 대해서만 검사가 가능하다는 것이다. 진단기관마다 어느 정도 다를 수는 있지만, 호흡기 세균으로는 HPS(글래써균), APP(흉막폐렴균), PM(파스튜텔라균), 연쇄상구균, 소화기 세균으로는 대장균, 살모넬라균, 클로스트리디움 퍼프리젠스 및 디피실 등에 대해서 항생제 감수성 검사가 가능하다.

 

항생제 감수성 검사는 적절한 항생제를 선택하는데 중요한 역할을 하나, 항생제 감수성 검사 결과만으로 농장에 적용을 했을 때에 실패하거나, 효과를 보지 못한 경우가 있을 수 있다. 이런 경우에는 세균이 특정 항생제에 대해 감수성이 있더라도, 항생제의 약동학적/약력학적 특성으로 인해 세균 감염이 있는 부위에 도달하지 못하거나, 농도가 충분치 않은 경우일 수 있다.

 

이러한 특성 때문에 항생제 선택 시 전신질환이냐, 국소감염이냐, 감염 부위가 어느 곳이냐 등을 고려해야 하는 것이다.

 

항생제의 약동학적·약력학적 개념

 

①약동학(Pharmacokinetics)은 약물을 경구 또는 근육 등 다양한 경로 투여 후에 생체 내에서 흡수, 분배, 대사 후 배설되는 과정에 대한 연구하는 분야이다. 간단하게 얘기해서, 투여한 약제가 타겟 부위로 이동을 할 수 있느냐를 보는 것이며, 생체이용률, 혈중 최고 농도, 반감기, 혈장 내 농도, AUC(항생제 용량) 등이 주요 지표가 있다.

 

실제 예를 들어 설명해 보자. 폐에서 분리가 된 '파스튜렐라균'에 대해서 항생제 검사에서 '콜리스틴'이라는 약제가 감수성이 가장 좋게 나왔다고 하자. 그러나, 현장에서 경구용으로 쓰이는 콜리스틴은 소화기 장기 내에서 흡수율이 낮고 혈중을 통해 폐로의 이동이 거의 이뤄지지 않아 폐에서 치료 효과를 기대할 수 없다. 콜리스틴은 장내 소화기 세균에 대해서는 효과를 기대할 수 있을 것이다.

 

②약력학(Pharmacodynamics)은 항생제의 직접적인 작용과 관련이 있다. 항생제 감수성과 효능 등에 대해서 양적으로 평가하는 것이다. MIC(최저 억제 농도)가 대표적인 지표로 쓰이는데 배지에서 세균의 성장을 억제하는 항생제의 최저 농도를 의미한다.

 

설령 감염이 있는 부위에 약물이 성공적으로 이동을 했다고 하더라도, 그 부위에서 최저 억제 농도 이상의 농도가 유지가 되느냐가 치료의 관건이 된다. 

 

약동학적·약력학적 개념의 활용 예  

 

 

호흡기 질환에 대한 치료 및 예방용 항생제로 많이 쓰이는 '툴라스로마이신'과 '아목시실린' 있다. 이 둘을 권장 용량으로 투여 시 최고 농도(C max)는 각각 0.6 mg/l과 5.1 mg/l 로 알려져 있다. 아목시실린이 툴라스로마이신에 비해 훨씬 높다. 

 

실제 이 두 가지 항생제를 가지고 패혈증을 일으키는 글래써병과 연쇄상구균 감염증에 적용해보면, 툴라스로마이신의 경우 글래써균과 연쇄상구균에서는 높은 최저억제농도(MIC) 수치로 인해 실제 임상적으로 효과가 떨어지는 것으로 확인된다. 

 

 

 

요약하자면 아목시실린은 높은 혈중 농도를 유지하는 가운데 글래써균과 연쇄상구균에 대해 아주 낮은 최저억제농도(MIC)가 요구되므로, 약동학적·약력학적으로 치료 효과가 매우 높은 것으로 확인되었다.

 

툴라스로마이신은 혈중 농도는 낮고 폐 조직 내에만 높은 농도를 보여서, 폐에만 작용하는 호흡기 세균 감염에 효과적인 반면, 전신감염을 일으키는 글래써균과 연쇄상구균에 대해서는 낮은 혈중 농도라는 단점에 더해 최저억제농도까지 높아서 치료에 효과적이지 못하다. 

 

불필요한 항생제를 줄이자

 

현재 전세계적으로 산업동물에서 항생제의 책임감 있는 이용이라는 슬로건이 유행하고 있다. 산업동물에서의 항생제의 오남용에 대해서 인류도 많이 경계하고 조심하고 있다는 의미이다. 

 

어떻게 불필요한 항생제 사용을 할 수 있을까? 앞서 소개한 항생제 감수성 결과와 약동학적·약력학적 특성을 이해하고 원칙과 진단에 근거하여 항생제를 사용한다면, 가능할 것이다. 

참고문헌

1) 옵티팜 2017 양돈장 세균 감수성 검사 결과

2) Comparison of the efficacy of amoxicillin with other antimicrobials against Streptococcus suis, D.sperling

3) The determination of minimum inhibitory concentrations of selected antimicrobials for porcine Haemophilus parasuis isolates from the Czech Republic, K.Nedbalcova