1940년 개발된 페니실린은 그날 이후 세계를 뒤바꿨습니다. 어떤 학자들은 페니실린 덕분에 모든 인류의 수명이 10년이나 연장되었다고도 말합니다. 남용하지 않는다면 부작용도 거의 없고 그 어떤 의약품보다 많이 이용되는 항생제의 역사에 대해 한번 말 해보겠습니다.

인류 초기 치료사들은는 자연으로부터 약초와 나무껍질 등을 얻어 약을 만들었습니다. 초기 식물학 사료에 따르면 그 약들은 대부분 니코틴, 아편, 코카인 등 근본적인 병을 치료하는 게 아닌 고통을 잊게 해주는 마약류였다고 합니다. (초창기 미국 감기약을 보면 아주 그냥)근대에 들어서도 질병에 대한 이해 부족으로 의사들은 질병에 대해 어떤 종류의 효율적인 치료도 하지 못했습니다. 그래서 의사들은 주로 아픔을 잊게 해주는 알코올을 처방했습니다. 환자에게 알콜 처방을 들키지 않기 위해 처방전은 대부분 라틴어로 작성을 했습니다. (아마 이때부터 의사들이 처방전을 휘갈겨 썼나 봅니다)

의사들의 잘못된 처방의 한 사례로 어이 없이 죽은 역사적 인물중에 미국의 초대 대통령 조지 워싱턴이 있습니다. 그는 농장에서 온종일 일을 하고 나서 목이 아프고 말하기 힘든 일종에 후두염에 걸렸습니다. 의사들은 병을 낫게 하기 위해 워싱턴에게 식초로 목을 입을 헹구게 만들었습니다. 그래도 차도가 없자 당시 유행하던 치료법인 피를 1.5L 뽑는 치료를 감행했습니다.  그리고 48시간 후 워싱턴 사망!!

19세기 후반부터 20세기 초반 결핵은 수많은 이들의 목숨을 앗아간 무서운 전염병이었습니다. 결핵에 대한 마땅한 치료법이 없어서 가난한 사람은 병상에서 죽음을 기다리는 일이 다반사였습니다. 그나마 부자인 사람들은 산속에서 요양하며 좋은 음식과 신선한 공기를 쐬며 자연치유 되기를 기다렸습니다. 하지만 신선한 공기를 쐬다. 얼어 죽은 사람들이 속출하기도 했다고 합니다.

질병에 대한 근본적인 해결책이 없는 근대에서는 죽음은 일상생활 일부가 였습니다. 거의 모든 세대에서 한두 명씩 죽어 갔습니다. 주로 전염 균에 취약한 신생아의 1/4이 돌을 맞기 전에 죽었습니다. 선홍열이나 폐병같이 전파가 빠른 전염병은 전쟁과 같이 아이들의 생명을 무참히 앗아 갔습니다. 의사들은 그저 아이들에게 열을 내려주는 처방 밖에 할 수 없었습니다.



19세기 후반에 들어서 이그나츠 제멜바이스 같은 의사들이 질병의 원인을 제대로 분석하기 시작했습니다.
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1901년 21살의 알렉산더 플레밍(1881–1955)은 런던의 세인트 메리 의대에서 공부를 시작했습니다. 당시 세인트 의대는 창조적인 토론을 펼칠 수 있는 분위가 형성되어 있었습니다. 플레밍이 세인트 메리 의대에서 공부하기 30년 전 프랑스 미생물학자인 루이 파스퇴르(1822–1895)에 의학계 항로는 영원히 바뀌게 되었습니다.

1870년 파리에서 파스퇴르는 정기적으로 현미경으로 미생물을 관찰한 후에 전염병은 세균이나 미생물에 의해 매개된다는 `매균설`을 공식화했습니다. 처음으로 박테리아가 질병의 원인으로 지목한 파스퇴르는 질병의 기초를 이해하는 이론을 제공하는 데 그치지 않았습니다. 지금 우리가 `면역력`이라고 부르는 인체가 신체에 침입한 세균을 파괴하면 그걸 학습할 수 있다는 가능성도 제기했습니다.

파스퇴르는 탄저균 실험을 통해 약해진 형태의 세균을 소의 몸에 주입하면 박테리아에 대한 면역이 형성되는 데 도움이 된다는 걸 직접 증명했습니다. 그것은 독일 세균학자 로보트 코흐(1843–1910)가 박테리아를 기술적으로 처리하는 과정을 개발하지 얼마 지나지 않은 때였습니다. 코흐는 인간에게 병원체를 분류하고 그것이 질병을 일으키는 발생원이라 생각했습니다. 다른 인체나 실험동물에게 분류한 병원체를 접종하면 병의 발병률이 떨어지는 `코흐 법칙`을 증명했습니다.

젊은 알렉산터 플레밍은 그 전보다 한층 진보된 의학 기술을 세인트 메리 의대에서 배웠습니다. 또한, 전염병을 치료하는데 두 가지 방법이 있다고 배웠습니다. 첫 번째 방법은 독일의 화학자 폴 에리히가 개척한 방법으로 특정 합성화합물을 인체에 바로 주입하면 탁월한 효과가 있다고 알아냈습니다. 그 화합물을 통해 매독 치료제를 개발해서 수천 명을 치료했습니다. 하지만 그의 마법의 치료제는 비소화합물이었습니다. 투여할 때의 고통은 치명적이었습니다. 두 번째 방법은 플레밍의 스승 암로스 라이트 교수가 주창한 것으로 질병을 공격하는 방법은 인체가 박테리아에 대해 스스로 방어 체를 만들도록 자극을 주는 백신을 개발하는 접근법을 제시했습니다.

1906년 라이트 교수는 뛰어난 제자인 플레밍을 병리학부로 불러들였습니다. 플레밍은 장티푸스 백신을 완성해낸 미생물학자의 일원이 된 것입니다.

1914년 1차 대전이 발발하자 플레밍은 의무장교가 되어 프랑스로 파견되었습니다. 병사들에게 장티푸스를 접종하며 부상 치료법에 관해 연구 했습니다. 참호전에서 생긴 부상자를 치료하면 할수록 플레밍은 치료가 원시적인 걸 깨달았습니다. 병동은 병원과 달리 사방이 탁 트여 있어 넓은 공간이기에 청결을 유지 할 수 없었습니다. 환자들은 너무나 쉽게 감염이 되었으나, 의사가 할 수 있는 일이라곤 부상자가 죽지 않도록 기도 하는 일뿐이 었습니다.

병사들의 박테리아 감염의 원인을 파악하다 플레밍은 그 원인을 알아냈습니다. 전투지역이 농장이었기 때문에 땅이 기름지고 박테리아가 풍성해서 환자들이 상처를 입으면 모두 박테리아에 감염이 됐던 겁니다. 그러나 안타깝게도 의사가 할 수 있는 처방은 부상자를 강력한 방부제(트렌챈트 오브 바이올릿, 석탄산등)로 상처를 소독하는 방법 뿐이었습니다. 문제는 이런 강력한 방부제는 박테리아와 싸워야 할 백혈구에 심한 손상을 가져 왔습니다. (그냥 내버려두는 게 낫겠다.)

의사가 방부제로 감염을 막지 못하면 환자는 속수 무책이었습니다. 감염으로 괴저가 생기면 유일한 처방은 환부 절단이었습니다. 처음엔 손가락을 절단하면 손목 그리고 팔꿈치로 결국 팔을 전부 잘라야 하는 사태까지 직면했지만 그래도 신체 전부의 감염은 막지 못했습니다. 플레밍은 외과 병동에 근무하면서 방부제를 잘못 쓰면 약보다 오히려 독이 된다는 사실을 증명하기 위해 실험을 거듭했습니다. 그는 나중에 말하길 군대에서 경험을 통해 박테리아에 감염되면 아무런 대책이 없다는 그걸 알게 되었다고 말했습니다. 알렉산더 플레밍은 끔찍했던 군 병원에서 수백 명의 젊은 병사들이 폭탄 파편과 다른 상처를 입고도 제대로 치료한 번 받지 못하는 끔찍한 경험을 겪고서 평생 전염병, 화상, 부상치료 연구에 평생을 바치기로 마음먹습니다.

전쟁이 끝나자 플레밍은 세인트 메리 의대의 접종 학부로 돌아가 연구를 계속합니다. 그리고 1921년 인체의 눈물 속에 숨어 있는 박테리아를 억제할 수 있는 힘을 가진 `리소자임`을 발견합니다. 그는 7년간 리소자임을 가지고 실험을 했습니다. 눈에 띄는 성과는 없었지만, 플레밍은 분명 인체를 해치지 않고 박테리아를 죽일 수 있는 물질이 존재한다고 굳게 믿었습니다.


우리는 어려운 문제에 대한 해답을 찾기 위해 수많은 실험과 연구, 증명합니다. 그런데 가끔 어려운 문제는 우연한 계기 때문에 해결되기도 합니다.

1928년 8월 우연한 사건으로 플레밍의 신념이 증명되었습니다. 순전히 행운과 천재성이 때문이었지만, 알렉산더 플레밍은 20세기 통틀어 가장 기념비적인 의학적 발견을 합니다. 플레밍은 몇 달간 고무 배양 판에 포도상 구균 박테리아를 배양하고 있었습니다. 그건 개별 박테리아 어떻게 다른지 알아보기 위한 실험이였습니다. 여름 휴가 철이 되자 여름 휴가를 준비하면서 플레밍은 배양 판을 작업대 위에 두고 2주간 휴가를 다녀옵니다. 돌아와서 살펴본 배양 판 중에 하나가 곰팡이에 감염되어 특이한 형태로 변해 있는걸 발견 합니다. 플레밍은 직감적으로 그 곰팡이가 뭔가를 만들어 냈다는 걸 알아차렸습니다.

배양 판안 곰팡이에 가까운 그것에 주위에 포도상 구균이 투명해 진 것을 알았습니다. 그것이 포도상 구균의 세포벽을 먹어 치워 포도상 구균이 완전히 정상적이 되었습니다. 그렇습니다. 그는 `페니실린`을 발견 한 것입니다. 플레밍은 페니실린으로 수많은 박테리아를 실험하고 배양된 곰팡이를 다양한 방법으로 실험했습니다. 다음 단계로 대량의 페니실린을 만들어 동물 임상을 실험해야 했지만, 그것은 현실적으로 불가능했습니다. 안타깝게 페니실린은 몇 시간만 지나면 항균성 약품의 효능을 완전히 상실하기 때문에 다루기가 무척 어려웠습니다.

플레밍은 대학 측에 페니실린을 정제 할 수 있도록 연구기금 지원을 요청했지만, 거절당했습니다. 그 뒤 플레밍은 박테리아를 죽이는 페니실린에 놀라운 능력을 기록한 보고서를 두 번이나 발표했지만, 과묵하고 사교적이지 못한 스코틀랜드인 플레밍의 발견은 과학계에서 완전히 무시 당했습니다. 플레밍은 포기하지 않았지만, 그냥 실패작으로 받아들이라는 강요가 있었지만, 플레밍은 그러지 않았습니다.


1938년 전쟁의 망령이 다시 유럽을 휩쓸며 지난 전쟁에 대한 기억이 정부기관 사람들을 긴장시켰습니다. 1차 대전 당시 젊은이들이 죽거나 불구가 된 걸 봤고 자신들의 아들이 어쩌면 이전의 전쟁보다 훨씬 끔찍한 상황에 직면했기 때문이죠. 병균 치료제를 찾고 싶어하는 수많은 과학자들 가운데 하워드 플로리(1898- 1968)라는 젊은 옥스퍼드에 젊은 교수가 있었습니다. 세균학과 화학적 지식을 혼합할 필요가 있음을 느낀 플로리는 독일에서 탈출한 과학자 언스트 체인(1906-1979)에게 도움을 요청합니다.

체인은 과거에 발표된 실험결과를 모으고 좀 더 연구할 가치가 있는 미완성의 연구를 찾았습니다. 그리고 이내 페니실린에 관한 플레밍의 논물을 발견했습니다. 체인은 새로 개발된 냉동건조법을 이용해 플레밍이 하지 못했던 페니실린 곰팡이에서 활성 성분을 추출해 정제했습니다.이제 페니실린을 주입할 수 있는 단계로 들어선 플로리와 체인은 동물실험 단계로 넘어갈 준비를 합니다.

1939년 9월 영국 정부가 독일과 전쟁을 선언 한후 얼마 지나지 않아 하워드 플로리는 정부에 페니실린 개발 승인을 요청합니다. 정부는 플로리에게  서기 봉급도 안되는 234달러에 해당하는 50파운드를 지원했습니다..

1940년 5월 플로리는 마침내 플레밍이 하지 못했던 동물실험을 시작합니다. 실험은 8마리의 쥐에 치명적은 연쇄상구균을 주입한 뒤 4마리는 그대로 우리 안에 4마리엔 페니실린을 접종합니다. 다음날 플로리와 체인은 놀라운 발견을 합니다. 페니실린을 접종하지 않은 쥐들은 모두 죽었지만, 페니실린을 접종한 쥐들은 건강하게 뛰어놀고 있었습니다. 설마 이렇게까지 효과가 뛰어나리라 생각 못 한 플로리는 흥분에 휩싸였습니다. 이제 페니실린이 인간에게 과연 효과가 있는지 실험하는 임상시험만이 남았습니다.

첫 실험 환자는 정원 손질 도중에 얼굴이 장미 가시에 긁혀 균이 온몸으로 퍼져 죽음의 문턱에 서 있는 런던의 경찰관이었습니다. 지금 같으면 가시에 얼굴을 긁혔다고 죽는다는 것은 상상도 못 할 일지만, 그 당시는 그렇게 쉽게 사람들이 죽어갔습니다. 플로리와 체인은 경찰관에게 페니실린을 접종했습니다. 얼마 지나지 않아 경찰관은 하루가 갈수록 호전되며 죽음에 문턱에서 벗어났습니다. 그러나 사람은 쥐보다 3천 배나 많은 양의 페니실린이 필요했기 때문에 페니실린은 금방 동났습니다.

다시 어렵게 페니실린을 추출한 다음 이어진 실험에서 플로리는 6명의 환자를 선택했습니다. 그중 5명은 체구가 작아 페니실린이 적게 필요할 거라 판단해 어린아이가 5명이나 포함 됐습니다. 이번에도 역시 최악의 상황에 있던 환자들을 페니실린은 기적적으로 환자들을 회복시켰습니다. 말 그대로 기적의 신약이 개발 만들어진 것입니다. 그전에는 감염되면 환자는 죽을 날만 기다리는 상황였지만, 기적의 신약 페니실린를 통해 생사의 갈림길에서 벗어나게 된 것입니다. 환자 모두 회복되자 하워드 플로리는 패니실린의 그 가치를 확신했습니다. 하지만 폭탄의 비가 내리는 영국 런던에서는 페니실린 실험을 계속할 수 없었습니다.

1941년 겨울 플로리는 미국에 도움을 청하기로 마음먹고, 협력자를 통해 록펠러 재단을 소개받았습니다. 플로리는 영국에서 계속 실험을 지휘할 체인을 남겨 둔 채, 노먼 히틀리라는 동료와 함께 미국으로 건너가기로 마음 먹습니다. 그해 6월 플로리와 히틀리는 중립국인 포르투갈 리스본을 거쳐 미국으로 가는 비행기에 몸을 실었습니다. 스파이가 가득했던 리스본에서 둘은 혹여 체포되면 페니실린을 빼앗기더라도 곰팡이를 다시 배양할 수 있게 곰팡이 포자를 옷에 묻혔습니다. 다행히 무사히 미국으로 건너간 둘은 미국 정부 지원 아래 비밀스럽게 페니실린 생산에 착수했습니다. 그 연구는 맨하튼 프로젝트 버금가는 소수만 아는 극비 프로젝트 였다고 합니다.

1942년 일 년간 비밀리에 소량씩 생산된 페니실린은 군에서 병사 치유목적으로 사용되고 나머진 비축했습니다. 그해 막바지에 보스턴에 있는 나이트클럽에 대형 화재가 발생하기 전까지요. 대형화재로 400명이 심한 화상을 입고 감염의 위험에 노출 됐을 때 기적의 신약 페니실린은 드디어 세상 밖으로 나왔습니다 의사들이 페니실린으로 심한 화상을 입은 사람들을 치료하자 미국인들은 환호성을 질렀습니다. 그리고 이제 전세계인들이 작은 상처로 인한 감염으로 어이 없이 죽는 일이 사라지게 되었습니다.


1945년 알렉산더 플레밍, 언스터 체인 그리고 하워드 플로리는 항생제 개발에 대한 공로가 인정되어 노벨 의학상을 받았습니다. 그리고 이제 항생제의 시대가 시작되어 기적의 신약은 인간의 목숨을 구하고 있습니다.

찬양하라 마이신~~