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Title:
어떻게 오랫동안 잊혔던 바이러스가 항생제 위기를 해결하는데 도움이 될까요?
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Description:
바이러스는 악명이 높습니다. 하지만 어떤 바이러스는 언젠가 여러분의 생명을 구할 수도 있다고 바이오테크 기업가 알렉산더 벨크레디는 말합니다. 이 매력적인 발표에서, 그는 우리에게 치명적일 정도의 정확성으로 해로운 박테리아를 사냥하여 죽이는 자연발생적인 바이러스인 파지를 소개하고, 한때 잊혔던 이 유기체들이 어떻게 항생제에 내성이 생긴 수퍼버그의 증가하는 위협에 대항하여 새로운 희망을 제공할 수도 있는지를 보여줍니다.
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Speaker:
알렉산더 벨크레디(Alexander Belcredi)
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잠깐만
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바이러스에 대해 생각해 보세요.
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머리에 뭐가 떠오르나요?
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질병?
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두려움?
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아마도 불쾌한 것들이 아닐까 생각됩니다.
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하지만, 바이러스라고 다 같진 않습니다.
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사실 어떤 바이러스는
무서운 질병을 일으키죠.
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하지만 어떤 바이러스는
정반대의 일을 합니다. - 병을 치료하죠.
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이런 바이러스들은 파지라고 불립니다.
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파지에 대해 처음으로 들었을 때가
2013년이었습니다.
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외과의사이셨던 장인은
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치료하고 계신 여환자에 대해
이야기하셨어요.
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그 환자는 무릎을 다쳐,
여러 수술이 필요했습니다.
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환자는 치료를 받던 중에
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다리에 만성 박테리아 감염증에
걸렸습니다.
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불행히도 게다가,
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감염증을 일으킨 박테리아는
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어떤 항생제도 듣지 않았습니다.
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이 상황에서 보통 남은 유일한 선택은
다리를 절단하는 것입니다.
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감염증이 더 퍼지지 않도록 해야 하죠.
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그런데 제 장인은 다른 해결책을
절실히 찾았습니다.
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파지를 이용한 실험적인
최후의 치료법을 시도했습니다.
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어떻게 되었을까요? 효과가 있었습니다.
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파지를 시도한 지 3주 안에
낫지 않던 감염증이 완전히 나았습니다.
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전에는 어떤 항생제도 듣지 않던 병이었죠.
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전 이 기이한 아이디어에
매료되었습니다:
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바이러스가 병을 치료한다.
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저는 지금도 파지의 의학적 잠재력에
매료되어 있습니다.
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사실 저는 작년에 하던 일을 그만두고
이 분야의 회사를 설립하였습니다.
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이것은 파지를 전자 현미경으로
본 이미지입니다.
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그러니 우리가 스크린에서
지금 보는 것들은 사실 아주 작겠죠.
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낱알 같은 것 가운데 머리가 있고,
몸은 길쭉하고,
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발이 많죠 -
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이것은 파지 원형의 이미지입니다.
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귀엽죠.
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우리 팀은 손 하나에
백 억 개가 넘는 파지들이
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있다고 추정합니다.
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얘들은 손에서 뭘 하고 있는 걸까요?
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음, 바이러스들은 세포를
감염시키는 걸 잘하고
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파지는 박테리아를
감염시키는 데 뛰어나죠.
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손은 우리 몸의 많은 부위처럼,
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박테리아 활동의 온상입니다.
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그래서 손은 파지에게
훌륭한 사냥터가 됩니다.
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파지의 궁극 목적은
박테리아를 사냥하는 것이거든요.
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또한 알아두어야 할 중요한 것은
파지는 아주 선택적인 사냥꾼이라는 거죠.
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전형적으로 파지는 단지 박테리아
한 종만을 감염시킵니다.
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여기 이 그림에서
여러분이 보고 계신 파지는
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황색포도상구균을 사냥합니다.
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이 박테리아는 약물내성이 있는 종류로
MRSA로 알려져 있죠.
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이들은 피부와 상처 감염을 일으킵니다.
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이 발은 실제로
아주 예민한 감각기관입니다.
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박테리아 세포의
정확한 표면을 추적하지요.
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일단 정확한 지점을 찾으면,
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파지는 박테리아 세포벽에 붙어서
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자신의 DNA를 주입하죠.
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DNA는 파지의 머릿속에
자리하고 있다가
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긴 몸을 통과해서
박테리아로 옮겨 갑니다.
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이 때 파지는 이 박테리아를
재프로그래밍해서
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많은 새 파지들을 생산하도록 합니다.
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사실 박테리아는 파지 공장으로
변신하는 거죠.
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일단 50~100개의 파지들이
세포벽 안에 쌓이게 되면,
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파지는 단백질을 방출하는데,
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이 단백질은 박테리아 세포벽을 부수죠.
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박테리아가 폭발하면
파지들은 밖으로 이동해서
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감염시킬 새 박테리아를
다시 사냥하러 나섭니다.
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아이고, 죄송합니다.
무서운 바이러스 얘기로 돌아와버렸네요.
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하지만 바로 파지의 이 능력
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박테리아 내에서 증식한 다음
박테리아를 죽여 버리는 능력은
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의학적 관점에서 파지를
아주 흥미롭게 만듭니다.
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저에게 아주 흥미로운 다른 한 부분은
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파지 연구가 진행되는 규모입니다.
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음, 5년 전에,
저는 정말로 파지를 전혀 몰랐습니다.
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하지만 지금은 파지는
자연의 섭리라고 말씀드리고 싶습니다.
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파지와 박테리아는 진화의
최초 시기로 거슬러 갑니다.
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이 둘은 서로를 견제하며
항상 나란히 존재해왔습니다.
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정말로 음과 양,
사냥꾼과 먹잇감의 이야기죠.
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현미경적 수준에서요.
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어떤 과학자들은 심지어
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파지가 지구에서 가장 풍부한
유기체라고 추정합니다.
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그래서 파지의 의학적 가능성 얘기를
이어가기 전에
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파지와 이것이 지구에서 하는 역할을
모두가 알아야 한다고 생각합니다.
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파지는 박테리아를 사냥하고
감염시켜 죽입니다.
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자, 그렇다면 파지가 이토록
자연에서 잘 작용하고
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매일 우리 주위에 존재함에도 불구하고
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세상 대부분의 지역에 있는
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시장의 수많은 약들 중에는
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박테리아 감염을 막는 이 원리를 활용하는
약이 단 하나도 없을까요?
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답은 간단합니다. 아직 아무도
이런 약을 개발하지 못한 것이지요.
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최소한 세계의
아주 많은 부분의 기준을 정하는
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서양의 규제 표준들을 준수하는 약은
아직 존재하지 않습니다.
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그 이유를 이해하려면
시간을 거슬러 올라가봐야 합니다.
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파지를 발견한 데 공을 세운
두 과학자 중 한 분이시죠.
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그가 파지를 발견한 1917년 당시에는
자신이 무엇을 발견했는지
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실마리조차 잡지 못했습니다.
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그는 세균성 이질이라는
질병에 관심이 있었습니다.
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박테리아 감염증으로
심각한 설사를 유발하지요.
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그 당시엔 실제로 많은 사람을
죽이고 있었습니다.
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박테리아 감염증을 치료할 방법이
전혀 발명되지 않았었거든요.
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그는 이 병을 극복한 환자들에게서
채취한 샘플들을 관찰하고 있었습니다.
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그러다 기이한 일이
일어나고 있다는 것을 발견합니다.
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샘플 속의 무언가가
질병을 유발하는 것으로 추정되는
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박테리아를 죽이고 있었죠.
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무슨 일이 일어나는지를 알아보려고
그는 기발한 실험을 진행합니다.
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샘플을 가져다가 계속 여과하여
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매우 작은 크기의 물질들만 남을 때 까지
걸러내었습니다.
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그리고 이 물질을
갓 배양한 박테리아에 떨어뜨렸습니다.
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그러곤 여러 시간이 지나 관찰 해보니
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그 박테리아는 죽어있었습니다.
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그는 실험을 반복했죠.
다시 여과하고 소량을
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갓 배양한 다른 박테리아 무리에
떨어뜨렸습니다.
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펠릭스 데렐은 이 실험을 연달아 50번을 하여
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항상 똑 같은 결과를 관찰하죠.
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이 지점에서
그는 두 가지 결론을 내립니다.
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첫째, 분명한 결론은, 맞아요.
무언가가 박테리아를 죽이고 있으며
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그 액체 속에 있다는 겁니다.
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다른 한 결론은,
그것은 살아있는 생명체라는 것입니다.
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왜냐하면 작은 한 방울이면
큰 효과를 내기에 충분했으니까요.
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그는 이 물질을
“보이지 않은 미생물”이라고 부르다가
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“박테리오파지”라 명명합니다.
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글자 그대로 번역하면
“박테리아 포식자”를 뜻합니다.
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이것은 현대 미생물학 분야에서
가장 근본적인
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발견들 중의 하나입니다.
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많은 현대 기술들은 파지의 작용법을
활용하고 있습니다.
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게놈 편집을 포함한 다른 분야에서도요.
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그리고 바로 오늘
화학분야 노벨상이 발표 되었고
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파지를 연구하고 이를 기초로한 약을
만든 공을 두 과학자가 인정받았습니다.
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자, 1920년대와 1930년대 그 당시의
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사람들도 또한 곧바로 파지의
의학적 잠재력을 발견했습니다.
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어쨌든, 보이지 않았지만,
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분명히 박테리아를 죽이는
뭔가를 발견했었으니까요.
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현재까지 여전히 존재하는 회사들,
애벗, 스퀴브, 릴리 등은
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파지 조제 물질들을 팔았습니다.
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하지만 실제로는
보이지 않은 미생물로 시작하여
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신뢰할만한 약을 얻기란 아주 힘들죠.
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오늘 FDA에 가서
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환자들에게 사용하고 싶은
이 보이지 않는 바이러스에 대해
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이야기한다고 상상해보세요.
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1940년대에 화학 항생제들이 나타났을 때
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그것들은 시장을 완전히 바꾸어버렸습니다.
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이 분이 큰 역할을 하셨죠.
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의학분야에서 노벨상을 수상하셨죠.
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최초의 항생제, 페니실린을 개발하는 것에
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기여했기 때문입니다.
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항생제는 파지와는
정말로 아주 다르게 작용합니다.
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대체로 항생제는 박테리아의 성장을 막고
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어떤 종류의 박테리아인지에는
별로 관심을 두지 않죠.
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광범위한 약효를 갖는 항생제들은
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온갖 종류의 박테리아를
퇴치하는 데 효과가 있지요.
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이것을 파지와 비교해 보세요.
파지는 한 종의 박테리아에
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지극히 집중적으로 작용하기 때문에
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분명한 이점이 있다는 걸 알 수 있으시죠.
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다시 과거로 돌아가 보면
꿈이 실현되었다라고 느꼈을 겁니다.
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의심되는 세균 감염을 앓는
환자가 있었고
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항생제를 처방하자
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질병을 유발한 박테리아에 대해
정말로 아무것도
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알 필요 없이
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많은 환자들이 회복했습니다.
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더욱 더 많은 항생제가 개발되었고
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당연히 그것들은 박테리아 감염의
최선의 치료법이 되었습니다.
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그렇게 항생제는 우리의 평균수명 연장에
크게 기여해왔죠.
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오늘날 우리는
복잡한 의학적 치료와 수술을
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그저 하기만 하면 됩니다.
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우리에겐 항생제가 있으니까요.
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그리고 수술을받은 환자가
바로 그 다음 날
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수술 중 감염된 박테리아로
사망할 걱정을 하지 않아도 됩니다.
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그래서 파지를 잊어버리게 되었죠.
특히 서양 의학에서는요.
¶
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그리고 심지어 제가 자랄 땐,
어느 정도로, 이런 생각이 있었죠:
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박테리아 감염을 해결했어.
우리에겐 항생제가 있으니까.
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물론 이제는 이것이 틀렸다는 걸
우리 모두 알고 있습니다.
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대부분은 수퍼버그에 대해
들어보셨을 겁니다.
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수퍼버그는 감염증 치료를 위해 개발된
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항생제들 중 거의 대부분의 약제에
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내성이 생긴 박테리아입니다.
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음, 우리가 생각만큼
똑똑하지 않았던 거죠.
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어디에서나 항생제를
사용하기 시작하면서
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치료와 예방을 위해 병원이나
단순 감기를 위해 집에서 쓰기도 하고
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그리고 동물의 건강유지를 위해
농장에서도 사용했고
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박테리아는 진화했습니다.
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주변에서 일어나는 항생제에 의한
박테리아의 말살속에서
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가장 잘 적응한 박테리아들이
살아남았습니다.
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오늘날 우리는 이들을
“다제내성 박테리아”라고 부릅니다.
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무서운 한 숫자를 알려드릴게요.
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영국 정부가 의뢰한 최근의 한 연구가
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추정한 바에 따르면, 2050년이면
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천만의 사람들이 다제내성 감염으로
해마다 사망할 수 있다는 것입니다.
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이것을 현재 연간 암 사망자 수
8백만과 비교해보세요,
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이것이 무서운 숫자라는 생각이 드시죠.
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하지만 좋은 소식은 우리에게는 아직
파지가 남아있다는 것입니다.
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그리고 파지에게 다제내성은
아무것도 아니지요.
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파지는 우리 옆에서 그저 즐겁게
박테리아를 죽이고 사냥하고 있습니다.
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항상 선택적으로 공격하면서요.
정말 다행인 일이죠.
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현재, 우리는 박테리아 병원균을
잘 찾아낼 수 있습니다.
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여러 환경에서 감염증을
유발하는 병원균을요.
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그리고 파지의 선택적 공략은
광범위한 약효를 갖는 항생제와
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일반적으로 연관된 부작용들 중
몇 가지를 피하도록 도와줄 것입니다.
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가장 좋은 소식은 더 이상 파지가
보이지 않는 미생물이 아니라는 거죠.
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아까 다 같이 봤었죠.
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파지의 DNA를 배열할 수 있고
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파지의 번식과정을 이해할 수 있죠.
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한계도 알고 있습니다.
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이제 파지에 기반한 강하고 믿을 만한
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약을 개발할 수 있는
유리한 입장에 있습니다.
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우리 회사를 포함하여
10곳이 넘는 회사들이
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박테리아 감염을 치료하기 위해
파지의 임상 적용을 개발하고 있습니다.
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많은 임상 실험들이
유럽과 미국에서 진행 중입니다.
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저는 확신합니다.
우리는 파지 치료의 르네상스를
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곧 이룰 겁니다.
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저에게 파지를 묘사할 수 있는
적절한 방법은 이렇습니다.
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저에게 파지는 우리가 지금껏 기다려온
수퍼히어로입니다.
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다제내성 감염과 싸우며 기다렸었죠.
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여러분이 다음에 바이러스에 대해
생각하실 때
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이 이미지를 떠올려 주세요.
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결국엔 언젠가 한 파지가
여러분의 생명을 구할 수도 있습니다.
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