How a long-forgotten virus could help us solve the antibiotics crisis | Alexander Belcredi

번역: Meeyoung Kim 검토: Shin Jong Hyeon

Take a moment

잠깐만

and think about a virus.

바이러스에 대해 생각해 보세요.

What comes to your mind?

머리에 뭐가 떠오르나요?

An illness?

질병?

A fear?

두려움?

Probably something really unpleasant.

아마도 불쾌한 것들이 아닐까 생각됩니다.

And yet, viruses are not all the same.

하지만, 바이러스라고 다 같진 않습니다.

It's true, some of them cause devastating disease.

사실 어떤 바이러스는 무서운 질병을 일으키죠.

But others can do the exact opposite -- they can cure disease.

하지만 어떤 바이러스는 정반대의 일을 합니다. - 병을 치료하죠.

These viruses are called "phages."

이런 바이러스들은 파지라고 불립니다.

Now, the first time I heard about phages was back in 2013.

파지에 대해 처음으로 들었을 때가 2013년이었습니다.

My father-in-law, who's a surgeon,

외과의사이셨던 장인은

was telling me about a woman he was treating.

치료하고 계신 여환자에 대해 이야기하셨어요.

The woman had a knee injury, required multiple surgeries,

그 환자는 무릎을 다쳐, 여러 수술이 필요했습니다.

and over the course of these,

환자는 치료를 받던 중에

developed a chronic bacterial infection in her leg.

다리에 만성 박테리아 감염증에 걸렸습니다.

Unfortunately for her,

불행히도 게다가,

the bacteria causing the infection also did not respond

감염증을 일으킨 박테리아는

to any antibiotic that was available.

어떤 항생제도 듣지 않았습니다.

So at this point, typically, the only option left is to amputate the leg

이 상황에서 보통 남은 유일한 선택은 다리를 절단하는 것입니다.

to stop the infection from spreading further.

감염증이 더 퍼지지 않도록 해야 하죠.

Now, my father-in-law was desperate for a different kind of solution,

그런데 제 장인은 다른 해결책을 절실히 찾았습니다.

and he applied for an experimental, last-resort treatment using phages.

파지를 이용한 실험적인 최후의 치료법을 시도했습니다.

And guess what? It worked.

어떻게 되었을까요? 효과가 있었습니다.

Within three weeks of applying the phages, the chronic infection had healed up,

파지를 시도한 지 3주 안에 낫지 않던 감염증이 완전히 나았습니다.

where before, no antibiotic was working.

전에는 어떤 항생제도 듣지 않던 병이었죠.

I was fascinated by this weird conception:

전 이 기이한 아이디어에 매료되었습니다:

viruses curing an infection.

바이러스가 병을 치료한다.

To this day, I am fascinated by the medical potential of phages.

저는 지금도 파지의 의학적 잠재력에 매료되어 있습니다.

And I actually quit my job last year to build a company in this space.

사실 저는 작년에 하던 일을 그만두고 이 분야의 회사를 설립하였습니다.

Now, what is a phage?

그러면, 파지는 무엇일까요?

The image that you see here was taken by an electron microscope.

이것은 파지를 전자 현미경으로 본 이미지입니다.

And that means what we see on the screen is in reality extremely tiny.

그러니 우리가 스크린에서 지금 보는 것들은 사실 아주 작겠죠.

The grainy thing in the middle with the head, the long body

낱알 같은 것 가운데 머리가 있고, 몸은 길쭉하고,

and a number of feet --

발이 많죠 -

this is the image of a prototypical phage.

이것은 파지 원형의 이미지입니다.

It's kind of cute.

귀엽죠.

(Laughter)

(웃음)

Now, take a look at your hand.

자, 여러분 손을 한 번 봐주세요.

In our team, we've estimated that you have more than 10 billion phages

우리 팀은 손 하나에 백 억 개가 넘는 파지들이

on each of your hands.

있다고 추정합니다.

What are they doing there?

얘들은 손에서 뭘 하고 있는 걸까요?

(Laughter)

(웃음)

Well, viruses are good at infecting cells.

음, 바이러스들은 세포를 감염시키는 걸 잘하고

And phages are great at infecting bacteria.

파지는 박테리아를 감염시키는 데 뛰어나죠.

And your hand, just like so much of our body,

손은 우리 몸의 많은 부위처럼,

is a hotbed of bacterial activity,

박테리아 활동의 온상입니다.

making it an ideal hunting ground for phages.

그래서 손은 파지에게 훌륭한 사냥터가 됩니다.

Because after all, phages hunt bacteria.

파지의 궁극 목적은 박테리아를 사냥하는 것이거든요.

It's also important to know that phages are extremely selective hunters.

또한 알아두어야 할 중요한 것은 파지는 아주 선택적인 사냥꾼이라는 거죠.

Typically, a phage will only infect a single bacterial species.

전형적으로 파지는 단지 박테리아 한 종만을 감염시킵니다.

So in this rendering here, the phage that you see

여기 이 그림에서 여러분이 보고 계신 파지는

hunts for a bacterium called Staphylococcus aureus,

황색포도상구균을 사냥합니다.

which is known as MRSA in its drug-resistant form.

이 박테리아는 약물내성이 있는 종류로 MRSA로 알려져 있죠.

It causes skin or wound infections.

이들은 피부와 상처 감염을 일으킵니다.

The way the phage hunts is with its feet.

파지는 사냥할 때 발을 사용합니다.

The feet are actually extremely sensitive receptors,

이 발은 실제로 아주 예민한 감각기관입니다.

on the lookout for the right surface on a bacterial cell.

박테리아 세포의 정확한 표면을 추적하지요.

Once it finds it,

일단 정확한 지점을 찾으면,

the phage will latch on to the bacterial cell wall

파지는 박테리아 세포벽에 붙어서

and then inject its DNA.

자신의 DNA를 주입하죠.

DNA sits in the head of the phage

DNA는 파지의 머릿속에 자리하고 있다가

and travels into the bacteria through the long body.

긴 몸을 통과해서 박테리아로 옮겨 갑니다.

At this point, the phage reprograms the bacteria

이 때 파지는 이 박테리아를 재프로그래밍해서

into producing lots of new phages.

많은 새 파지들을 생산하도록 합니다.

The bacteria, in effect, becomes a phage factory.

사실 박테리아는 파지 공장으로 변신하는 거죠.

Once around 50-100 phages have accumulated within the bacteria cell,

일단 50~100개의 파지들이 세포벽 안에 쌓이게 되면,

the phages are then able to release a protein

파지는 단백질을 방출하는데,

that disrupts the bacteria cell wall.

이 단백질은 박테리아 세포벽을 부수죠.

As the bacteria bursts, the phages move out

박테리아가 폭발하면 파지들은 밖으로 이동해서

and go on the hunt again for a new bacteria to infect.

감염시킬 새 박테리아를 다시 사냥하러 나섭니다.

Now, I'm sorry, this probably sounded like a scary virus again.

아이고, 죄송합니다. 무서운 바이러스 얘기로 돌아와버렸네요.

But it's exactly this ability of phages --

하지만 바로 파지의 이 능력

to multiply within the bacteria and then kill them --

박테리아 내에서 증식한 다음 박테리아를 죽여 버리는 능력은

that make them so interesting from a medical point of view.

의학적 관점에서 파지를 아주 흥미롭게 만듭니다.

The other part that I find extremely interesting

저에게 아주 흥미로운 다른 한 부분은

is the scale at which this is going on.

파지 연구가 진행되는 규모입니다.

Now, just five years ago, I really had no clue about phages.

음, 5년 전에, 저는 정말로 파지를 전혀 몰랐습니다.

And yet, today I would tell you they are part of a natural principle.

하지만 지금은 파지는 자연의 섭리라고 말씀드리고 싶습니다.

Phages and bacteria go back to the earliest days of evolution.

파지와 박테리아는 진화의 최초 시기로 거슬러 갑니다.

They have always existed in tandem, keeping each other in check.

이 둘은 서로를 견제하며 항상 나란히 존재해왔습니다.

So this is really the story of yin and yang, of the hunter and the prey,

정말로 음과 양, 사냥꾼과 먹잇감의 이야기죠.

at a microscopic level.

현미경적 수준에서요.

Some scientists have even estimated

어떤 과학자들은 심지어

that phages are the most abundant organism on our planet.

파지가 지구에서 가장 풍부한 유기체라고 추정합니다.

So even before we continue talking about their medical potential,

그래서 파지의 의학적 가능성 얘기를 이어가기 전에

I think everybody should know about phages and their role on earth:

파지와 이것이 지구에서 하는 역할을 모두가 알아야 한다고 생각합니다.

they hunt, infect and kill bacteria.

파지는 박테리아를 사냥하고 감염시켜 죽입니다.

Now, how come we have something that works so well in nature,

자, 그렇다면 파지가 이토록 자연에서 잘 작용하고

every day, everywhere around us,

매일 우리 주위에 존재함에도 불구하고

and yet, in most parts of the world,

세상 대부분의 지역에 있는

we do not have a single drug on the market

시장의 수많은 약들 중에는

that uses this principle to combat bacterial infections?

박테리아 감염을 막는 이 원리를 활용하는 약이 단 하나도 없을까요?

The simple answer is: no one has developed this kind of a drug yet,

답은 간단합니다. 아직 아무도 이런 약을 개발하지 못한 것이지요.

at least not one that conforms to the Western regulatory standards

최소한 세계의 아주 많은 부분의 기준을 정하는

that set the norm for so much of the world.

서양의 규제 표준들을 준수하는 약은 아직 존재하지 않습니다.

To understand why, we need to move back in time.

그 이유를 이해하려면 시간을 거슬러 올라가봐야 합니다.

This is a picture of Félix d'Herelle.

이분은 펠릭스 데렐입니다.

He is one of the two scientists credited with discovering phages.

파지를 발견한 데 공을 세운 두 과학자 중 한 분이시죠.

Except, when he discovered them back in 1917, he had no clue

그가 파지를 발견한 1917년 당시에는 자신이 무엇을 발견했는지

what he had discovered.

실마리조차 잡지 못했습니다.

He was interested in a disease called bacillary dysentery,

그는 세균성 이질이라는 질병에 관심이 있었습니다.

which is a bacterial infection that causes severe diarrhea,

박테리아 감염증으로 심각한 설사를 유발하지요.

and back then, was actually killing a lot of people,

그 당시엔 실제로 많은 사람을 죽이고 있었습니다.

because after all, no cure for bacterial infections had been invented.

박테리아 감염증을 치료할 방법이 전혀 발명되지 않았었거든요.

He was looking at samples from patients who had survived this illness.

그는 이 병을 극복한 환자들에게서 채취한 샘플들을 관찰하고 있었습니다.

And he found that something weird was going on.

그러다 기이한 일이 일어나고 있다는 것을 발견합니다.

Something in the sample was killing the bacteria

샘플 속의 무언가가 질병을 유발하는 것으로 추정되는

that were supposed to cause the disease.

박테리아를 죽이고 있었죠.

To find out what was going on, he did an ingenious experiment.

무슨 일이 일어나는지를 알아보려고 그는 기발한 실험을 진행합니다.

He took the sample, filtered it

샘플을 가져다가 계속 여과하여

until he was sure that only something very small could have remained,

매우 작은 크기의 물질들만 남을 때 까지 걸러내었습니다.

and then took a tiny drop and added it to freshly cultivated bacteria.

그리고 이 물질을 갓 배양한 박테리아에 떨어뜨렸습니다.

And he observed that within a number of hours,

그러곤 여러 시간이 지나 관찰 해보니

the bacteria had been killed.

그 박테리아는 죽어있었습니다.

He then repeated this, again filtering, taking a tiny drop,

그는 실험을 반복했죠. 다시 여과하고 소량을

adding it to the next batch of fresh bacteria.

갓 배양한 다른 박테리아 무리에 떨어뜨렸습니다.

He did this in sequence 50 times,

펠릭스 데렐은 이 실험을 연달아 50번을 하여

always observing the same effect.

항상 똑 같은 결과를 관찰하죠.

And at this point, he made two conclusions.

이 지점에서 그는 두 가지 결론을 내립니다.

First of all, the obvious one: yes, something was killing the bacteria,

첫째, 분명한 결론은, 맞아요. 무언가가 박테리아를 죽이고 있으며

and it was in that liquid.

그 액체 속에 있다는 겁니다.

The other one: it had to be biologic in nature,

다른 한 결론은, 그것은 살아있는 생명체라는 것입니다.

because a tiny drop was sufficient to have a huge impact.

왜냐하면 작은 한 방울이면 큰 효과를 내기에 충분했으니까요.

He called the agent he had found an "invisible microbe"

그는 이 물질을 “보이지 않은 미생물”이라고 부르다가

and gave it the name "bacteriophage,"

“박테리오파지”라 명명합니다.

which, literally translated, means "bacteria eater."

글자 그대로 번역하면 “박테리아 포식자”를 뜻합니다.

And by the way, this is one of the most fundamental discoveries

이것은 현대 미생물학 분야에서 가장 근본적인

of modern microbiology.

발견들 중의 하나입니다.

So many modern techniques go back to our understanding of how phages work --

많은 현대 기술들은 파지의 작용법을 활용하고 있습니다.

in genomic editing, but also in other fields.

게놈 편집을 포함한 다른 분야에서도요.

And just today, the Nobel Prize in chemistry was announced

그리고 바로 오늘 화학분야 노벨상이 발표 되었고

for two scientists who work with phages and develop drugs based on that.

파지를 연구하고 이를 기초로한 약을 만든 공을 두 과학자가 인정받았습니다.

Now, back in the 1920s and 1930s,

자, 1920년대와 1930년대 그 당시의

people also immediately saw the medical potential of phages.

사람들도 또한 곧바로 파지의 의학적 잠재력을 발견했습니다.

After all, albeit invisible,

어쨌든, 보이지 않았지만,

you had something that reliably was killing bacteria.

분명히 박테리아를 죽이는 뭔가를 발견했었으니까요.

Companies that still exist today, such as Abbott, Squibb or Lilly,

현재까지 여전히 존재하는 회사들, 애벗, 스퀴브, 릴리 등은

sold phage preparations.

파지 조제 물질들을 팔았습니다.

But the reality is, if you're starting with an invisible microbe,

하지만 실제로는 보이지 않은 미생물로 시작하여

it's very difficult to get to a reliable drug.

신뢰할만한 약을 얻기란 아주 힘들죠.

Just imagine going to the FDA today

오늘 FDA에 가서

and telling them all about that invisible virus

환자들에게 사용하고 싶은 이 보이지 않는 바이러스에 대해

you want to give to patients.

이야기한다고 상상해보세요.

So when chemical antibiotics emerged in the 1940s,

1940년대에 화학 항생제들이 나타났을 때

they completely changed the game.

그것들은 시장을 완전히 바꾸어버렸습니다.

And this guy played a major role.

이 분이 큰 역할을 하셨죠.

This is Alexander Fleming.

알렉산더 플레밍입니다.

He won the Nobel Prize in medicine

의학분야에서 노벨상을 수상하셨죠.

for his work contributing to the development

최초의 항생제, 페니실린을 개발하는 것에

of the first antibiotic, penicillin.

기여했기 때문입니다.

And antibiotics really work very differently than phages.

항생제는 파지와는 정말로 아주 다르게 작용합니다.

For the most part, they inhibit the growth of the bacteria,

대체로 항생제는 박테리아의 성장을 막고

and they don't care so much which kind of bacteria are present.

어떤 종류의 박테리아인지에는 별로 관심을 두지 않죠.

The ones that we call broad-spectrum

광범위한 약효를 갖는 항생제들은

will even work against a whole bunch of bacteria out there.

온갖 종류의 박테리아를 퇴치하는 데 효과가 있지요.

Compare that to phages, which work extremely narrowly

이것을 파지와 비교해 보세요. 파지는 한 종의 박테리아에

against one bacterial species,

지극히 집중적으로 작용하기 때문에

and you can see the obvious advantage.

분명한 이점이 있다는 걸 알 수 있으시죠.

Now, back then, this must have felt like a dream come true.

다시 과거로 돌아가 보면 꿈이 실현되었다라고 느꼈을 겁니다.

You had a patient with a suspected bacterial infection,

의심되는 세균 감염을 앓는 환자가 있었고

you gave him the antibiotic,

항생제를 처방하자

and without really needing to know anything else about the bacteria

질병을 유발한 박테리아에 대해 정말로 아무것도

causing the disease,

알 필요 없이

many of the patients recovered.

많은 환자들이 회복했습니다.

And so as we developed more and more antibiotics,

더욱 더 많은 항생제가 개발되었고

they, rightly so, became the first-line therapy for bacterial infections.

당연히 그것들은 박테리아 감염의 최선의 치료법이 되었습니다.

And by the way, they have contributed tremendously to our life expectancy.

그렇게 항생제는 우리의 평균수명 연장에 크게 기여해왔죠.

We are only able to do complex medical interventions

오늘날 우리는 복잡한 의학적 치료와 수술을

and medical surgeries today

그저 하기만 하면 됩니다.

because we have antibiotics,

우리에겐 항생제가 있으니까요.

and we don't risk the patient dying the very next day

그리고 수술을받은 환자가 바로 그 다음 날

from the bacterial infection that he might contract during the operation.

수술 중 감염된 박테리아로 사망할 걱정을 하지 않아도 됩니다.

So we started to forget about phages, especially in Western medicine.

그래서 파지를 잊어버리게 되었죠. 특히 서양 의학에서는요.

And to a certain extent, even when I was growing up, the notion was:

그리고 심지어 제가 자랄 땐, 어느 정도로, 이런 생각이 있었죠:

we have solved bacterial infections; we have antibiotics.

박테리아 감염을 해결했어. 우리에겐 항생제가 있으니까.

Of course, today, we know that this is wrong.

물론 이제는 이것이 틀렸다는 걸 우리 모두 알고 있습니다.

Today, most of you will have heard about superbugs.

대부분은 수퍼버그에 대해 들어보셨을 겁니다.

Those are bacteria that have become resistant

수퍼버그는 감염증 치료를 위해 개발된

to many, if not all, of the antibiotics that we have developed

항생제들 중 거의 대부분의 약제에

to treat this infection.

내성이 생긴 박테리아입니다.

How did we get here?

우린 어쩌다 이렇게 되었을까요?

Well, we weren't as smart as we thought we were.

음, 우리가 생각만큼 똑똑하지 않았던 거죠.

As we started using antibiotics everywhere --

어디에서나 항생제를 사용하기 시작하면서

in hospitals, to treat and prevent; at home, for simple colds;

치료와 예방을 위해 병원이나 단순 감기를 위해 집에서 쓰기도 하고

on farms, to keep animals healthy --

그리고 동물의 건강유지를 위해 농장에서도 사용했고

the bacteria evolved.

박테리아는 진화했습니다.

In the onslaught of antibiotics that were all around them,

주변에서 일어나는 항생제에 의한 박테리아의 말살속에서

those bacteria survived that were best able to adapt.

가장 잘 적응한 박테리아들이 살아남았습니다.

Today, we call these "multidrug-resistant bacteria."

오늘날 우리는 이들을 “다제내성 박테리아”라고 부릅니다.

And let me put a scary number out there.

무서운 한 숫자를 알려드릴게요.

In a recent study commissioned by the UK government,

영국 정부가 의뢰한 최근의 한 연구가

it was estimated that by 2050,

추정한 바에 따르면, 2050년이면

ten million people could die every year from multidrug-resistant infections.

천만의 사람들이 다제내성 감염으로 해마다 사망할 수 있다는 것입니다.

Compare that to eight million deaths from cancer per year today,

이것을 현재 연간 암 사망자 수 8백만과 비교해보세요,

and you can see that this is a scary number.

이것이 무서운 숫자라는 생각이 드시죠.

But the good news is, phages have stuck around.

하지만 좋은 소식은 우리에게는 아직 파지가 남아있다는 것입니다.

And let me tell you, they are not impressed by multidrug resistance.

그리고 파지에게 다제내성은 아무것도 아니지요.

(Laughter)

(웃음)

They are just as happily killing and hunting bacteria all around us.

파지는 우리 옆에서 그저 즐겁게 박테리아를 죽이고 사냥하고 있습니다.

And they've also stayed selective, which today is really a good thing.

항상 선택적으로 공격하면서요. 정말 다행인 일이죠.

Today, we are able to reliably identify a bacterial pathogen

현재, 우리는 박테리아 병원균을 잘 찾아낼 수 있습니다.

that's causing an infection in many settings.

여러 환경에서 감염증을 유발하는 병원균을요.

And their selectivity will help us avoid some of the side effects

그리고 파지의 선택적 공략은 광범위한 약효를 갖는 항생제와

that are commonly associated with broad-spectrum antibiotics.

일반적으로 연관된 부작용들 중 몇 가지를 피하도록 도와줄 것입니다.

But maybe the best news of all is: they are no longer an invisible microbe.

가장 좋은 소식은 더 이상 파지가 보이지 않는 미생물이 아니라는 거죠.

We can look at them.

우린 파지를 볼 수 있습니다.

And we did so together before.

아까 다 같이 봤었죠.

We can sequence their DNA.

파지의 DNA를 배열할 수 있고

We understand how they replicate.

파지의 번식과정을 이해할 수 있죠.

And we understand the limitations.

한계도 알고 있습니다.

We are in a great place

이제 파지에 기반한 강하고 믿을 만한

to now develop strong and reliable phage-based pharmaceuticals.

약을 개발할 수 있는 유리한 입장에 있습니다.

And that's what's happening around the globe.

연구가 전 세계적으로 진행되고 있지요.

More than 10 biotech companies, including our own company,

우리 회사를 포함하여 10곳이 넘는 회사들이

are developing human-phage applications to treat bacterial infections.

박테리아 감염을 치료하기 위해 파지의 임상 적용을 개발하고 있습니다.

A number of clinical trials are getting underway in Europe and the US.

많은 임상 실험들이 유럽과 미국에서 진행 중입니다.

So I'm convinced that we're standing on the verge

저는 확신합니다. 우리는 파지 치료의 르네상스를

of a renaissance of phage therapy.

곧 이룰 겁니다.

And to me, the correct way to depict the phage is something like this.

저에게 파지를 묘사할 수 있는 적절한 방법은 이렇습니다.

(Laughter)

(웃음)

To me, phages are the superheroes that we have been waiting for

저에게 파지는 우리가 지금껏 기다려온 수퍼히어로입니다.

in our fight against multidrug-resistant infections.

다제내성 감염과 싸우며 기다렸었죠.

So the next time you think about a virus,

여러분이 다음에 바이러스에 대해 생각하실 때

keep this image in mind.

이 이미지를 떠올려 주세요.

After all, a phage might one day save your life.

결국엔 언젠가 한 파지가 여러분의 생명을 구할 수도 있습니다.

Thank you.

감사합니다.

(Applause)

(박수)