스트렙토마이신 내성균이 부른 한계, 결핵 치료 바꾼 약 섞어 쓰기

83년 전 오늘인 1943년 10월 19일 미국 뉴저지주 럿거스대학교 마틴 홀 지하실에서 스물세 살 대학원생 앨버트 샤츠가 결핵을 일으키는 결핵균의 증식을 억제하는 새 항생물질 스트렙토마이신을 분리했다. 당시 상용화 단계에 있던 페니실린도 결핵균에는 효과가 없었다. 사람의 결핵 치료에 처음으로 효과를 보인 항생제인 스트렙토마이신은 거름을 준 밭흙과 건강한 닭의 목구멍에서 얻은 방선균 두 균주의 배양액에서 추출됐다.

스트렙토마이신이 등장하기 전에는 결핵에 걸려도 뾰족한 치료제가 없었다. 환자들은 공기 맑은 산골의 결핵 요양소에 입원해 침상에서 안정을 취하며 기약 없이 회복을 기다려야 했다. 환자들은 병세가 악화되면 갈비뼈 일부를 잘라내 폐를 수축시키는 흉곽성형술이나 가슴에 공기를 주입해 폐를 수축시키는 기흉술 같은 외과 수술에 의지했다.

샤츠가 분리한 물질은 곧바로 의료 현장으로 건너갔다. 1944년 메이요 클리닉의 윌리엄 펠드먼과 코윈 힌쇼는 결핵균에 감염된 기니피그에게 스트렙토마이신을 투여해 병세가 개선되는 것을 관찰하고 독성을 평가했다. 같은 해 11월에는 폐결핵으로 생명이 위태롭던 환자에게 약물을 투여하기 시작했고, 치료를 이어가면서 폐의 병변이 호전됐다. 결핵을 약물로 치료할 수 있다는 기대가 커졌다.

하지만 스트렙토마이신만으로 치료를 이어가던 환자들에게서 이 약에 반응하지 않는 내성균이 나타났다. 스트렙토마이신은 부작용도 심각했다. 이 약을 투여받은 환자는 청신경과 전정기관이 손상돼 심한 어지럼증을 겪거나 청력이 영구적으로 손상될 수 있었다.

초기 임상 결과는 고무적이었지만 결핵 환자마다 병이 진행되는 양상이 달라 약물의 효과를 확인하려면 조건을 통제한 비교시험을 해야 했다. 2차 세계대전 직후 영국의 의학연구위원회(MRC)는 미국에서 수입한 한정된 양의 스트렙토마이신을 배분하는 과정에서 약효를 비교하는 시험을 계획했다. 통계학자 오스틴 브래드퍼드 힐은 난수를 이용해 환자의 배정 순서를 정했다. 연구진은 이 순서에 따른 치료군 배정 카드를 밀봉 봉투에 넣어 두었다가 환자의 시험 참여가 확정된 뒤 봉투를 열었다. 연구진은 이런 방식으로 환자를 받는 의사가 배정 결과를 미리 알고 환자를 선별하지 못하게 했다. 무작위 배정과 배정 순서의 은폐를 결합한 이 시험은 현대 무작위 대조 임상시험(RCT)의 대표적 사례로 꼽힌다.

MRC가 1948년 발표한 시험에서 분석한 폐결핵 환자는 107명이었다. 6개월 시점에 침상 안정만 취한 대조군 52명 중에서는 14명(26.9%)이 숨졌다. 침상 안정과 함께 스트렙토마이신을 투여받은 환자군에서는 55명 중 4명(7.3%)이 사망했다. 대조군과 투여군의 사망률은 각각 약 26.9%와 7.3%로, 투여군의 사망률이 대조군보다 약 19.7%포인트 낮았다. 연구진은 비교 집단을 둔 이 시험을 통해 이 환자들에게 약물을 투여했을 때 생존 가능성이 높아진다는 근거를 확보했다.

연구진은 이 시험에서 단독 치료의 한계도 확인했다. 투여군 55명 가운데 내성을 조사할 자료가 있었던 환자 41명 중 35명에게서 내성균이 검출됐다.