겐타마이신

겐타마이신은 여러 종류의 세균 감염증을 치료하는데 사용되는 항생제이다. 신체 많은 부위의 감염 및 염증 치료를 위해 사용될 수 있으며, 화상이나 패혈증에도 사용된다. 아미노글리코사이드류 항생제로서, 세균의 단백질 합성을 위한 리보솜 작용을 저해하여 항생제 효과를 나타내게 된다. 1962년에 처음 개발되어 1964년에 의료용으로 허가 받아 사용되었고 WHO (World Health Organization)의 "List of Essential Medicines"에 가장 효과적이고 안전한 약으로 등재되어 있다.

겐타마이신의 정확한 조성은 확실히 알려져 있지 않으며 겐타마이신 C1, 겐타마이신 C1a, 겐타마이신 C2로 구성된 겐타마이신C 복합체가 전체 겐타마이신의 약 80%를 구성하게 되며, 가장 강한 항생제 활성을 나타내게 된다. 그 외에 겐타마이신 A, B, X 등이 겐타마이신 나머지 20%를 구성하며, 겐타마이신 C 복합체보다 약한 항생제 활성을 보이게 된다.

겐타마이신은 분자생물학 연구에서 조직 및 세포배양 시 항균제로서 사용되기도 하며 이는 겐타마이신이 고온 살균 후에도 항균제 활성을 유지하기 때문이다.

겐타마이신 (출처: GettyImages-1155268236)

겐타마이신 A (출처: )

겐타마이신 B (출처: )

겐타마이신 C (출처: )

목차

1963년 Schering Corporation의 Rico Woyciesjes의 토양 샘플을 이용한 항생제 개발 연구에서, Micromonospora purpurea가 만들어내는 항생물질인 Weinstein 등을 발견하게 되었다. 이 물질에 대한 보다 심화된 구조분석 및 정제연구 결과 겐타마이신이라는 항생물질을 최종 결정하게 되었다. 처음 미국에서 화상환자의 감염방지 및 항균 치료제로서 사용되었으며, 1971년에는 정맥 주사용으로 연구되었다.

겐타마이신은 세균 리보솜의 30S 부위에 결합하여 단백질 합성을 억제하는 살균성 항생제이다. 이는 tRNA와 mRNA의 상호작용을 억제하는 것인데, 겐타마이신이 16S rRNA의 나선 44에 결합하면 아데노신은 aa-tRNA와 mRNA가 일치할 때의 위치를 유지하게 되고 이것은 부정확한 aa-tRNAs를 유도해 리보솜이 잘못된 아미노산이 포함되어 있는 단백질을 합성하게 된다. 결국 잘못 합성된 단백질은 제 기능을 못하며 세균이 증식 할 수 없게 된다. 겐타마이신의 또 다른 작용기전은 리보솜과 리보솜 재생 인자의 상호작용을 억제하여 리보솜을 비활성 상태로 유지하게 하는 것이다. 이로써 세균 내 리보솜이 더 이상 새로운 단백질을 합성할 수 없도록 하게 된다.

겐타마이신은 Pseudomonas속, Proteus속, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Enterobacter aerogenes, Serratia 및 Streptococcus 등 그람 양성 세균뿐만 아니라 대부분의 그람 음성 세균에 대한 세균 감염에도 효과적이다. 겐타마이신은 호흡기 감염, 요로 감염, 혈액, 뼈 및 이들 감수성 세균의 연조직 감염치료에 사용된다. 겐타마이신은 Neisseria meningitidis 또는 Legionella pneumophila 세균 감염에는 특정 그람 음성균에서 발견되는 지질 A 내독소로 인한 쇼크에 빠질 위험이 있기 때문에 사용되지 않는다. 하지만 Yersinia pestis와 Francisella tularensis 등에는 유효하다. 일부 Enterobacteriaceae, Pseudomonas spp., Enterococcus spp., Staphylococcus aureus 및 다른 Staphylococcus 종은 겐타마이신에 대한 저항성을 나타낸다.

겐타마이신은 아미노글리코사이드계 항생제가 일반적으로 가지는 내이 독성과 신장 독성을 유발할 수 있다. 메스꺼움이나 구토 같은 비교적 약한 위장 장애 부작용부터 시작하여 혈액의 적혈구 수 감소, 알러지, 신경 손상, 신장 손상, 내이 손상 등의 영구적 손상을 일으키기도 한다. 특히 신장 독성과 내이 독성은 용량 의존성 독성이며 고용량일 때 독성이 증가하며 겐타마이신 투여를 중지하면 줄어들게 된다. 특히 신장 손상은 아미노글리코사이드류 항생제를 투여받는 사람의 10 - 25%에서 야기되는데 임산부나 고령자 등에서 빈번히 나타나게 된다. 또한 비스테로이드성 소염 진통제를 포함한 이뇨제, 면역 억제제나 Cephalosporin계 항생제를 포함한 몇몇 항생제, 조영제 등의 병용시 주의하여야 하며 겐타마이신을 장기 투여 시에 혈장 내 크레아티닌 농도, 전해질 수준, 소변량 등을 모니터링 한다. 겐타마이신 투여환자 중 약 11% 정도는 내이 손상의 가능성이 있는데, 이명이나 난청, 현기증 등을 흔한 증상으로 한다. 만성적으로 겐타마이신을 투여하는 사람은 귀의 내이와 전정기관에 지속적인 손상을 일으킬 수 있는데 영구적인 청력 손실등의 부작용을 초래된다.

겐타마이신은 임산부 복용 시 태반을 통하여 이행되어 태아에게 선천성 난청을 일으킬 수 있으며 산모에게 근육주사 시에 신생아에게 근력 약화를 초래하기도 한다. 수유부에서 안전성과 효능이 입증되지 않았다. 겐타마이신은 고령자에게 투여되기 이전에 신장기능 검사가 선행되어야 하며 청각, 전정기관, 신경근 기능 장애가 있는 사람에게 신중히 투여되어야 한다. 또한, 겐타마이신은 소아에게는 사용되지 않는다.

16S rRNA, 그람음성균, 항생제, 항균제, 패혈증, 내독소, 세균, 증상, 염증

유진철/조선대학교

김근필/중앙대학교