오늘은 샤론 모알렘의 아파야 산다. 책 4장의 세균과 5장의 바이러스에 대해서 소개하겠습니다. ‘작은 용’이라는 뜻의 드라쿤쿨루스 메디넨시스라는 기생충은 수천 년에 걸쳐 아프리카와 아시아 전역에서 인간을 괴롭혔습니다. 끔찍한 병을 일으키는 이 기생충의 유충은 기니충이라고 하는데 외딴 열대 지역 호수나 잔잔한 물에 많이 사는 물벼룩에게 잡아먹힙니다. 사람이 이물을 마시면 벼룩은 소화되어 없어지지만 유충은 살아남습니다. 살아남은 일부 유충은 소장엣 나와 몸속으로 이동하여 성장하다가 서로 짝짓기를 합니ᅟᅡᆮ. 감염된지 약 1년이 흐르면 암컷 성충은 60~90센티미터 길이에 직경은 스파게티 한 가닥 크기로 자랍니다. 배 속에 새 유충을 가득 품은 이 암컷 성충은 보균자의 피부로 이동합니다. 표면에 도달한 기니충은 산을 분비하기 시작합니다. 살갖을 태워 빠져나갈 구멍을 뚫는 것입니다. 물집 이 잡히면서 통증을 느끼는 증상을 통해 감염되었음을 알 수 있습니다. 물집이 잡힌 후 통증을 일으키며 터지면 뒤이어 벌레가 빠져나오기 시작합니다. 산에 의해 타는듯한 통증을 느끼는 인간 숙주는 아픔을 가라앉히고자 찬물을 찾습니다. 물을 감지하자마자 수천 마리의 유충으로 가득 찬 우윳빛 액체를 방출합니다. 전 과정이 다시 새롭게 시작되는 것입니다. 기생충은 외과 수술로제거하는 경우도 있지만 수천 년동안 유일 하게 효과를 본 치료법은 기생충을 막대에 감은 후 서서히 조심스럽게 빼내는 것 뿐이었습니다. 통증을 동반하는 이 과정은 몇 주 또는 몇 개월간 지속되지만 서두르면 곤란합니다. 기생충이 터지기라도 하는 날에는 감염된 사람은 더욱 극심한 통증을 느끼고 심각한 부작용을 일으켜 사망하는 수 도 있습니다. 기니충이 희생자를 조종하여 다른 이를 감염시키는 방식이 간파된 오늘날에는 작은 용의 불을 끄는 것은 시간 문제입니다. 감염자가 통증을 달래기 위해 물에 접촉하는 일을 피하고 다른 사람들은 감염의 원인이 되는 물에 접촉하는 일을 피하고 다른 사람들은 감염의 원인이 되는 물에 접촉하지 않도록 지미 카터 전 미국 대통령은 20년 동안 세계 곳곳에 기니충의 번식 방식을 알리기 위해 노력했습니다.
인간이 수백만년에 걸쳐 진화한 것과 같은 이유로 전염병도 진화하고 있음을 잊어서는 안 됩ㄴ다. 오늘날 인체의 기능은 수백만 년 동안 감염인자와 주고받은 상호작용과 직접 연관되어 감각에서 외모 혈액 화학작용에 이르기까지 질병에 대한 진화 반응에 의하여 형성되었습니다. 심지어 성적 매력까지 질병과 관련이 있는데 성적 매력을 느끼는 사람의 향기가 나에게 매혹적인 이유는 그사람과 나의 면역 시스템이 다르다는 표시입니다. 면역 시스템이 서로 다른 부모에게서 태어나는 자녀들은 부모에 비해 더 광범위한 면역력을 갖추니까요.
지구상의 거의 모든 생명체는 철분을 필요로 하는데 락토바실루스는 철분 대신 코발트와 망간을 사용합니다. 여러분의 소화기관은 수백 종의 박테리아가 생존을 위한 사투를 벌이는 진정한 정글입니다. 인간과 장내세균의 사례처럼 생물과 숙주 서로에게 이득일 경우 이를 공생관계라고 합니다. 하지만 기니충은 인간숙주에 붙어 살면서 해만끼치는 기생충입니다. 벌레가 일으킨 상처를 차가운 물에 담그려는 충동을 느끼는 사람은 일종의 숙주조종을 경험하고 있는 것입니다.. 인간과 세균의 상호진화에 어떤 관계가 있는지에 앞서 거미 신체 강탈자를 살펴보고 가려합니다.
중앙아메리카 지역에서 자생하는 호랑거미는 기생말벌과 특별한 관계가 있습니다. 편의상 거미는 코도르호족, 말벌은 맥베스부인이라고 부를게요. 코도르 호족은 코스타리카 정글에서 행복하게 살고잇는데 맥베스 여사가 난데없이 날아들어 침을 쏘자 코도르 호족은 온몸이 마비되고 멕베스 여사는 코도르 호족의 배에 알을 한 개 낳습니다. 15분정도 후에 정신이 든 코도르호족은 다시 거미줄을 치고 먹잇감을 가두는등 일을 계속 합니다. 멕베스 여사가 낳은 알은 곧 부화하여 아기 멕베스가 태어납니다. 아기 맥베스는 코도르 호족의 배에 구멍을 뚫은 후 서서히 피를 빨아먹습니다. 며칠이 지나도록 아기 멕베스가 코도르 호족을 먹고 사는데도 코도르 호족은 이를 까맣게 모른채 계속 거미줄을 칩니다. 그러다 아기 맥베스가 누에고치를 만들어 어른 맥베스로 탈바굼하는 최종 단계에 이르면 아기 맥베스는 늙은 코도르 호족에게 화학물질을 주입납니다. 이로 인해 코도르 호족은 180도 바뀌어 아기 맥베스의 노예로 전락합니다. 코도르 호족은 원형 거미줄을 치는 대신 똑같은 몇 개의 줄을 왔다 갔다 하면서 마흔 번이나 뒷걸음칩니다. 아기 멕베스의 고치를 보호하기 위한 특별한 거밀줄을 만드는것입니다.
자정 무렵이 되면 코도르 호족은 이 특별한 거미줄 가운데서 꼼짝 않고 앉습니다. 이 유충은 미동도 않는 거미를 빨아먹어 말려죽인고 식사가 끝나면 죽은 거미의 껍질을 정글 바닥에 내다 버립니다. 다음 날 밤 유충은 스스로 몸 주위에 고치를 짠 후 죽은 거미가 지은 강화 거미줄에 걸어놓고는 최종 생장 과정에 들어가서 약 1주일 반이 지나면 고치에서 말벌 성충이 나옵니다. 에버하드 박사의 설명에 따르면“유충이 어떻게든 생화학적으로 거미의 신경계통을 조종함으로써 전체 거미줄 짓기의 하위 절차인 일부 과정을 반복하게 하는 한편 다른 절차는 모두 억제한다”라며 유충이 주입한 생화학물질은 효과가 빠를뿐 만 아니라 지속된다는점도 확실한데요. 거미가 고치집을 착공했으나 완공하기 전 즉 유충이 거미에게 정신적 통제를 가했지만 아직 죽이지는 않은 상태에서 유충을 꺼내보았더니 우리의 거미 친구는 며칠 동안이나 계속 고치집을 짓다가 결국 다시 정상적인 거미줄을 치기 시작했습니다. 자연에는 숙주조종의 예가 수없이 많습니다, 이는 대개 기생생물의 번식에서 중요한 단계가 개입된다는 점을 암시하는데 결국 기생생물이 다음 숙주로 어떻게 이동하는가 하는 문제로 귀결됩니다. 인간을 조종하는 기생생물로 돌아가기전에 특별히 까다로운 이동문제를 해결해야 하는 어느 기생생물을 먼저 살펴보아요.
양과 소의 간에 서식하는 작은 벌레 창형간흡충은 현재 서식하는 양이 죽기전에 다른 양의 창자로 아이들을 이사시킬수 있는 방도를 찾아야 합니다. 흡충 성충이 낳은 알은 숙주의 똥을 통해 전파되는데 똥 속에 얌전히 있던 알은 달팽이가 다가와 똥을 먹을 때 함계 먹힙니다. 먹힌 알은 달팽이 몸속에서 부화하고 신생아 흡충은 점액 형태로 달팽이 몸 밖으로 배출됩니다. 개미가 점액을 먹으면 흡충을 다시 이동시켜주는데 아직 갈길이 멀죠.개미 배속에 있던 벌레가 자라면 그중 한 마리가 개미의 뇌로 들어가 개미의 신경계통을 조작합니다. 흡충 숙주인 개미는 별안간 전혀 개미답지 않은 행동을 시작합니다. 매일 밤 개미집을 빠져나와 잘 빠진 풀잎을 찾아가 꼭대기로 올라가 매달려 자살을 기도합니다. 풀을 뜯어먹는 양에게 먹히지 않으면 낮에 집으로 돌아왔다가 다음 날 밤에 다른 풀잎을 찾아갑니다. 결국 개미는 풀잎과 더불어 양에게 먹히고 흡충을 새 숙중의 소화계통을 통해 다른 간에 정착합니다. 기생털선충인 스피노코르도네스 텔리니는 프랑스 남부의 메뚜기 배속에서 성충으로 자라는데 아예 배 속에 눌러앉아 숙주를 자살하게 만듭니다. 털선충 유츙은 성충이 되는 순간 특수 단백질을 분비합니다. 그러면 이 불상한 프랑스 메뚜기는 가까운 물을 찾아가 헤엄을 못 친다는 것도 있고 물속에 풍덩 뛰어듭니다. 메뚜기는 물에 빠져 죽어가지만 벌레는 스르륵 빠져나와 헤엄치면서 짝을 찾아 번식하기 시작하죠. 벌레와 곤충 말고도 바이러스와 박테리아는 항상 정교하게 숙주조종을 합니다. 광견병 바이러스 여러모로 흥미로운 숙주조종 사례입니다. 광견병 바이러스가 숙주의 침색에 정착하면 숙주는 침을 삼키기 힘든 상태가 되어 입가에 잔득 거품(주구장창 광견병 바이러스)을 물고 있습니다. 동물의 입가에 거품이 생겼을 때쯤에는 숙주의 뇌는 이미 바이러스에 감염된 후일 것입니다. 뇌에 들어간 바이러스가 화학반응을 일으켜 동물은 더욱더 불안하고 공격적으로 변합니다. 불안하고 공격적인 동물이 물어뜯어야 입가의 침 거품에 가득찬 광견병 바이러스가 전염되니까요. 공식은 화가 나서 물어뜯기와 침이네요.
톡소플라즈마 곤디 줄여서 T. 곤디는 온혈동물이라면 거의 가리지 않고 감염시킬 수 있는 기생충입니다. 숙주가 살아있는 동안 자가 복제를 통해 번식하는데 유독 고양이가 숙주일때만 유성생식을합니다. 유성생식을 통해 생긴 접합자낭, 즉 생식세포는 새로운 숙주를 찾아나서죠. 감염된 고양이는 배설물을 통해 접합자낭을 퍼뜨립니다. 이분은 작지만 끈질긴 생물체로서 척박한 환경에서도 1년가까이 살아남을 수있는데 설치동물이나 조류 기타 동물들이 접합자낭을 먹고 소화시키면 T.곤디에 감염됩니다. 감염된 다른 동물의 살을 먹어 감염되는 경우도 있죠. 덜익힌 고기 .제대로 씻지않은 채소, 고양이 배설물에 스치는 등 감염되면 동물의 혈류를 통해 T 곤디세포가 온몸에 퍼집니다. 근육 안에도 들어가고 뇌세포에도 파고듭니다. 세계인구의 절반가량이 감염되어있을 정도로 아주 흔한데 미국인구의 20%, 프랑스인구의 90%(생육소비와 프랑스의 감염률에 상관관계가 있다는 역학자도 있음)에 가깝습니다.
T곤디는 몸집은 작지만 발군의 실력을 갖춘 숙주조종가입니다. 이때 숙주는 생쥐와 일반쥥빈다. T곤디에 감염된 고양이 배설물을 생쥐가 먹으면 기생충은 늘 하던 대로 쥐의 근육과 뇌세포로 이동합니다. 살이 찌면서 행동이 굼떠지고 고양이를 무서워하지 않게 되면서 고양이 오줌으로 표시된 고양이 활동구역에 이끌리게 됩니다. 그리고 정확히 T.곤디가 원하는 목적지로 이 기생충을 모셔다줍니다.
정상적인 재채기는 침입자가 몸속으로 들어오려는 것을 감지한 첸 자위대가 침입자를 내쫒기 위해 발동하는 수단입니다. 감기에 걸렸을때는 감기바이러스가 상부 호흡기에 이미 단단히 붙어 있으므로 재채기를 하면 주위의 가족과 동료 친구들을 감염시켜 새집으로 삼기위해 숙주반응을 하는것이죠. 재채기라는 증상이 감기를 언인으로 목적의식있는 누군가의 숙주조종의 부산물입니다. 전염병 증상이라고 생각하는 많은 것들이요. 어떤 박테리아나 바이러스가 인간을 감염시키고 나면 이들은 다음 숙주로 옮겨가는데 무의식적으로 도움을 주는 방향으로 인간을 유도합니다.
미국 아이들중 약50%에 요충이 있다는데 요충성충은 길이가 1.5센티미터도 채 되지 않고 하얀 실밥처럼 생겼습니다. 요충은 대장에서 소화물질을 먹고 다 자란 후 짝짓기를 합니다. 밤이 되면 임신한 암컷은 감염된 아이의 대장 밖으로 빠져나와 눈에 잘 보이지도 않게 작은 알을 아이의 피부에 낳아놓습니다. 심한 가려움즐을 일으키는 알레르겐도 잊지 않고 함계 분비합니다. 어째 든 아이가 가려운 곳을 반드시 긁도록 하는 것이 목적입니다. 요충이있는 아이가 항문 근처를 긁으면 손톱 밑에 알이 낍니다.매일아침 손톱 밑까지 싹싹 닦아낼 정도록 깨끗하게 ts을 씻지 않는 이상 알은 계속 손톱 밑에 남아 끈적이는 이 물질은 아이가 만지ᅟᅳᆫ 문의 손잡이 가구 음식등으로 쉽게 이동합니다/ 호기심많은 아이가 손가락을 빨면 알이 몸속으로 들어가 소장에서 벌례가 부화하고 대장으로 이동해 새로운 주기가 다시 시작됩니다. 요충은 인간 몸속에만 살기에 다른 동물에게서 옮는다는 것은 오해입니다
다른 전염병은 유행과 번식이 쉽다는 미명하에 더 수동적인 방식으로 인간을 조종하는 증상을 일으킵니다. 콜레라는 심한 설사를 일으키는 수인성 전염병입니다. 요충에 의한 가려움증, 감기에 의한 재채기와 마찬가지로 증상이라기 보다는 매개수단으로 설사를 일으키고 물을 만나 새로운 숙주를 찾습니다.
말라리아도 인간 숙주를 조종합니다. 고열과 오한이 반복되며 피곤함을 느끼는 숙주가 침대에 누워 모기에게 피를 빨리게 하면 말라리아 병원균을 담뿍 머금고 날아가서 다른 사람을 감염시키니까요.
T. 곤디가 고양이에서 고양이주인인 인간으로 옮겨가면서 정신분열증을 일으킬 수 있고 아동의 강박신경증과 연쇄상구균 감염간에 연관성이 있음을 최근 연구결과에서 밝혀내고 잇는데요.
연쇄상구균 박테리아 과는 패혈성 인두염 성홍열 세균성 폐렴 류머티즘 열등 인간이 걸리는 다양한 질병의 원인입니다. 연쇄 상구균 박테리아 종류 중에는 분자모방이라는 현상을 보이는 것이 많습니다. 즉 면역 체계를 속이기 위해 인간 세포의 특성을 흉내내 모방합니다.
이 박테리아는 심장세포 관절세포 심지어 뇌세포까지 모방합니다. 박테리아에 감염되면 체내 면역 체계에서는 침입자를 공ㄲ하기 위한 항체를 만드는데 분자모방을 통해 침입자가 일부 변장을 한다면 자가면역장애가 초래될수있는거죠. 박테리아 침입자에 의한 위협은 면역 체계에서 인삭하지만 면역 체계에서 만든 항체는 박테리아와 닮은 모든 세포를 공겨하는데 체내 일반 세포까지 포함되어있습니다. 류머티즘 열이 있더 ㄴ아이의 심장에 문제가 생기는 이유도 감염 주체인 박테리아와 닮은 구석이 있는 심장 판막이 항체의 공격을 받기 때문입ㄴ다.
미국 국립정신보건언의 수잔 박사는 특정 연쇄상구균 감염으로 자가면역장애가 생기면 뇌에서 움직임을 관장하는 뇌저신경절이 항체의 주도로 공격을 받는다고 말합니다. 연쇄상구균 감염에 의한 소아 자가면역 신경정신장애라는 병인데 아이의 부모는 하룻밤 만에 아이가 무섭게 돌변하는 모습을 지켜보면서 상처를 받습니다. 감염 직후 아이는 갑자기 안면 경련이 반복되고 걷잡을 수 없이 이것저것 물건을 만지며 심한 정서 불안 상태에 바집니다.
인류가 낯선 사람을 두려워한ㄴ것은 질병을 피하기 위해서라고도 하고 병든 유인원이 공동체에서 버림받는 이유가 친족들이 감염을 피하기 위해서라든지 삼색제비와 갑충이 기생충에 감염되면 친족들을 떠나 멀리 이주하는등 위험한 기생충에 감염되면 형제들을 피하는 기제를 지노하시킨종이 있다는 증거도 있죠. 카리브해 대하는 공동체 동굴에 함께 사는 군거성 생물인데 치명적인 병원성 바이러스에 감염되면 미감염 동거인들이 슬슬 피하며 떠나버린다는 사실을 밝혀냈는데 어떠한 증상이 나타나기도 전에 이루어진다는 것입니다. 특정 기생충이나 균에 감염된 생물체가 친족을 보호하기 위해 소속 집단을 떠나 미지의 마을 어귀에 홀연히 나타났을떼 집단의 두려움을 지칭하는 제노포비아는 인류 문화에서 거의 보편적으로 찾아볼수있죠.
몸집이 작은 미생물은 번식 속도와 빈도가 아주 높아 며칠 만에 수백 세대가 이어지는 등 인간에 비해 진화적 이점이 큽니다. 포도상구균은 인간의 피부나 코안에 사는 매우 흔한 박테리아인데 1928년 알렉산더 플레밍이 발견하고 14년후 페니실린이 최초로 인간의 치료에 사용되었을때는 페니실린에 내성이 있는 포도상구균은 거의 없었습니다. 그러나 불과 8년이 흐른 1950년에는 포도상구균의 40%가 페니실린에 내성을 갖게되고 1960년대엔 그 비율은 80%로 높아졌습니다.. MRSA,반코미신을 거쳐, VRSA까지 보고된 것이 1996년입니다. 하지만 박테리아는 다른 모든 생물과 마찬가지로 생존과 번식이라는 생물학적 명력을 통해 움직입니다. 폴 에왈드는 전염병의 진화와 함계 병원체가 숙주를 햐치는 형질을 어떻게 선택하는지 또는 선택하지 않는지를 전물적으로 연구합니다. 미생물이 숙주를 파괴하는 정도를 병독성이라고 하는데 그 핵심요소는 기생균이 한 숙주에서 다른 숙주로 옮겨가는 방식에 있다고 봅니다. 세균이 옮겨가는 세가지 기본 방법은 1.공기나 신체접촉을 통한 감염이 가능할 정도로 접근하거나 모기나 파리 벼룩 등 중간 매개체를 운송수단으로 활용하거나 오염된 음식이나 물을 통해 이동하는것인데요 에왈드에 따르면 첫 번째 범주에 해당하는 질병은 병독성을 멀리하는 진화 압력을 받습니다. 왜냐하면 숙주가 미생물을 품은 채 돌아다니면서 새로운 숙주를 만나게 해줘야 하기 때문입니다. 즉 숙주는 돌아다닐수있을 정도로 비교적 건가해야 합니다. 그러나 숙주가 돌아다니지 않아도 되는 감염인자의 경우에는 문제가 심각해질 수 있습니다. 앞서 언급했듯이 말라리아가 바라는 것은 인간이 피를 빨리는 무방비 상태로 노출되는것이어서 거의 죽음으로 몰고가면 진화의 이득을 얻을 수 있습니다. 콜레라도 비슷합니다. 인간이 돌아다니지 않아도 새 숙주를 찾을수있기 때문에 병독성을 선택하지 않을 이유가 없죠. 오염된 옷가지나 침대보를 강물이나 하수구에 씻으면 상수도를 통해 쉽게 퍼집니다. 박테리아가 왕성하게 번식하면서 감염된 사람은 심한 설사를 통해 수백만 마리의 미생물을 배설하니까요.
요점은 감염인자에게 동맹군9예:모구)이나 견실한 이송체계가 있으면 숙주와의 평화로운 공존은 우선순위에서 밀려납니다. 에왈드는 이 점을 이해하면 기생균의 병독성을 약화시키는 방향으로 진화를 유도할수있다고 합니다. 인간이 개입되지 않는 이동경로를 차단하면 진화 암력은 인간 숙주가 일어나서 돌아다닐수있게 하는 방향으로 작용합니다. 실제로 1991년 페루에서 시작하여 수년간 중남미에서 유행한 콜레라는 ㅇ콰도르같이 상수도 위생이 불량한 국가에 박테리아가 침임하자 바이러스는 퍼져나가면서 더욱더 해로워졌으나 칠레처럼 상수도 위생이 양호한 국가에서는 박테리아가 병독성이 낮아지는 방향으로 진화하면서 사망자가 적었습니다.
항생제 군비경쟁을 하면 박테리아가 더 강하고 위험해지지만 박테리아를 인간과 사이좋게 지내게 만드는 방법이 있습니다. 전염병의 통로를 차단하느데 투자하여 숙주와 공생이 필요하면 감기처럼 병독성이 낮아진다는거죠.
우리는 질병을 일으키는 미생물의 진화를 통제해야 합니다. 순한 종을 선택함으로로써 미생물을 길들여 순한 버전으로 만들어야 합니다. 사람들이 감염사실조차 모를정도로요 마치 살아있는 공짜 백신을 접종받는것처럼요. 예를 들면 말라리아 환자가 모두 모기망 안에서 지내거나 실내에서 머문다면 원생생물인 열대열원충은 말라리아균은 감염된 사람이 돌아다님으로써 퍼질 수 있는 기회를 늘리는 방향으로 진화압력을 받을 것입니다.하지만 숙주 몸 밖에서도 장기간 살아남을 수잇는 일부 기생균 때문에 일이 복잡해집니다. 숙주 후보가 나타날때까지 몇 년이고 잠복할 수 있는 병원균은 전염 압력에 크게 좌우되지 않죠. 탄저균도 그중하나입니다. 숙주 몸빡에서 어떤 경우에는 10년이상 존재할 수 있습니다. 하지만 이 병원균은 숙주 몸밖에서 생존할수있기에 진화관점에서는 전염에 신경을 덜 씁니다.
세균에게 한가지 항생무기를 사용하면 그 세균은 그에 대항할 방어무기를 진화시키고 그러면 인간은 다시 다른 무기를 들고 나오는 과정이 끊임없이 반복되는 군비경쟁에서 벗어나야합니다. 인간은 진화의 종착점을 알고있으며 세균이 그곳을 향해 자유롭게 진화해가도록 환경을 조절해야 인간에게도 세균에게도 이득이됩니다.
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