세균과 사람

고관수 지음

사람의무늬 2023년 06월 30일 출간 국내도서 : 2023년 03월 17일 출간

작품소개

책소개

세균을 발견한 학자들의 이야기를 통해 세균이 인류와 맺어온 관계는 물론 세균학자의 삶과 업적부터 주요 세균의 특징까지 들려주는 흥미로운 책이다. 세균을 발견한 학자들의 연구 과정부터 그 업적을 기려 지은 학명은 물론이고, 세균 중에서도 특히 전염병을 일으킨 병원균의 발견을 따라가면서 세균학의 발전이 인류사에서 담당한 중요한 역할까지 설명한다.
각각의 세균 학명을 자세히 살펴보면, 그 이름 안에 많은 것들이 담겨져 있다. 저자 성균관대 고관수 교수는 세균의 학명에 들어 있는 수많은 연구자들을 찾아내 그 발자국을 따라가면서 뿌듯하고 행복했다고 고백한다. 이 책을 통해서 세균과 학자들을 만날 독자들도 부디 이 기쁨을 함께할 수 있길 바란다.

목차

들어가는 말: 세균의 이름, 사람의 이름

1. 대장(大將)균이 아니라 대장(大腸)균
대장균, 테오도르 에쉐리히

2. 자신이 이름 붙인 세균에 감염되어 죽다
폐렴간균, 에드윈 클레프스
3. 순한 양으로 생각했는데 호랑이였다
아시네토박터 바우마니, 폴 보우먼

4. 장질부사, 장티푸스 혹은 혐오
살모넬라, 다니엘 샐먼

5. 인류를 가장 공포에 떨게 한 세균
페스트균, 알렉상드르 예르생과 기타자토 시바사부로

6. 제대 군인들을 희생시키며 등장하다
레지오넬라, CDC의 연구자들

7. 경성 제국 대학 총장이 발견한 세균
시가 기요시

8. 이름에 담긴 비극
리케차 프로바제키이, 하워드 리케츠와 스태니슬라우스 폰 프로바제크

9. 최초의 마법 탄환을 찾아낸 과학자와 세균
에를리키아, 파울 에를리히

10. 세계화와 함께 정체를 드러내다
콜레라균, 필리포 파치니

11. 성 매개 질환의 원인균 발견과 논란
임균, 알베르트 나이서

12. 영광과 비극 사이
리스테리아균, 조셉 리스터와 이그나츠 제멜바이스

13. 포목상과 신부(神父)
안톤 판 레이우엔훅과 라자로 스팔란차니

14. 과학의 영웅, 신화의 주인공이 되다
파스퇴렐라, 루이 파스퇴르

15. 시골의사에서 세균학의 황금시대를 연 영웅으로
로베르트코치아, 로베르트 코흐

16. 파스퇴르의 이름을 가질 뻔했던 세균
폐렴구균, 조지 스턴버그와 레베카 랜스필드

17. 몰타열과 군의관
브루셀라, 데이비드 브루스

18. 사람이 만든 환경 변화가 불러온 감염병
보렐리아 부르그도페리, 윌리 버그도퍼

나가는 말: 남은 세균, 남은 사람들
감사의 말
참고문헌

출판사 서평

세균의 학명 속에 영원히 이름을 남긴
학자들을 찾아 떠나는 여행

1. 세균의 학명에 이름을 남긴 수많은 사람들
분류학에서 처음 해야 하는 일이자 가장 핵심적인 작업 중 하나가 바로 ‘이름 붙이기’이다. 현대 분류학에서 이름 붙이기는 린네가 만든 방식이 기본 원칙이다. 동물과 식물은 물론이고 세균을 비롯한 미생물에서도 그렇다. 속명과 종소명, 명명자만으로 구성된 이 방법은 사실 간단하고 별것 없어 보이지만, 굉장히 혁명적이고 효율적인 방법이었다. 생물은 정말 엄청나게 다양하기 때문이다. 이전에는 비슷하지만 다른 종을 발견하면 이미 그 종을 묘사한 이름에 덧붙여 추가로 쓰는 경우가 많았는데, 그 결과 너무 복잡한 이름이 되어버리고 말았다. 린네는 바로 이를 해결했다. 덕분에 ‘Homo sapiens’라고 쓰면 어떤 언어를 쓰든지 무엇을 의미하는지 알 수 있고, ‘침 속에 존재하는 패혈증 유발 세균’이 아니라 그냥 ‘Streptococcus pneumoniae’라고 부르면 그게 어떤 세균을 가리키는 것인지 금방 알 수 있게 되었다.
이처럼 린네의 이명법은 생물 학명을 정하는 데 있어 그 생물의 특성과 상관없이 명명할 수 있게 함으로써 명명 체계를 간단하게 만들었다. 나아가 린네의 이명법이 사람들로 하여금 과학에 대한 관심과 욕심을 가져오게 했다는 견해도 있다. 새로운 식물과 동물을 찾으려고 자발적으로 경쟁에 나서게 된 것이다. 명명자를 제시하는 방식도 그렇고, 속명과 종소명을 새로 정하는 것이 고유 권한이라는 점, 그 이름이 최초이고 제대로 된 것이라면 영원히 남으리란 약속이 있었기 때문이다.
학명에서 가장 중요한 것은 ‘선취권’이다. 가장 먼저 기술하고 발표했을 때 그 학명이 인정된다. 물론 명확하게 기술되어야 하고, 라틴어나 라틴어화된 단어를 써야 한다는 조건도 있다. 1600년대 말 레이우엔훅이 처음으로 세균을 관찰하고 보고한 이후, 우여곡절을 거쳐 결국 세균에도 이명법이 적용되기 시작했다.
세균의 학명을 정할 때는 다양한 데서 이름을 가져온다. 각 특성을 나타내는 이름을 붙이기도 하고, 국가나 도시, 강, 산 등의 지역 이름을 따기도 하고, 어떤 기관의 이름을 붙이기도 한다. 저자인 고관수 교수의 경우도 새로운 세균을 발견하면서 다양한 곳에서 이름을 따왔다. ‘Legionella busanensis’라는 세균은 부산(Busan)의 어느 건물 냉각탑에서 분리한 세균이라 그렇게 붙였고, ‘Bacillus infantis’라는 세균은 갓 태어난 아이(infant)에게서 나온 것이라 그렇게 이름 지었다. ‘Neisseria skkuensis’는 저자가 재직하는 학교의 약자(성균관대, SKKU)에서 가져왔다. ‘Microbacterium pyrexiae’는 열이 나는(pirexia) 환자에서 분리했다고 그렇게 이름을 붙였다.
학명을 지을 때 가장 흔하면서도 동시에 가장 흥미로운 방법은 바로 사람의 이름을 가져오는 것이다. 사람 이름을 써서 학명을 정할 때 그 분야에서 업적을 남긴 과학자의 이름을 이용하는 경우가 가장 많을 수밖에 없다. 어쩌면 가장 덜 창의적이고, 재미없는 이름 짓기 방법인데, 저자는 그런 이름들을 하나씩 쫓아가면 그 분야의 학문적 지형을 엿볼 수 있겠단 생각이 들었다. 그리고 그 일을 세균에 대해서 알아보면 어떨까 한 것이 이 책의 시작이 되었다. 따라서 이 책에서는 될 수 있으면 잘 알려진 세균, 혹은 잘 알려진 학자를 골랐다. 이를테면 대장균은 잘 알려진 세균이고, 파스퇴르는 잘 알려진 세균학자이기 때문에 이 책에서 소개한다. 또한 주로 질병을 일으키는 세균을 고르려고 노력했다. 세균의 학명 자체에 이름이 들어간 과학자뿐만 아니라, 그런 이름을 붙인 과학자에도 관심을 가졌다.

2. 대장균에 이름을 남긴 학자, 에쉐리히
가끔 뉴스를 보면 어떤 음식점이나 물에서 대장균이 검출되었다고 안전을 우려하는 멘트가 이어질 때가 있다. 사실 대장균의 존재 자체는 대체로 크게 위험한 것은 아니다. 다만 대장균이 그만큼 검출되었다는 것은 다른 세균도 많이 존재할 가능성이 높다는 것이므로 위생적이지 않다는 뜻으로 주의가 필요하다. 그렇다면 일반인들도 흔하게 들어본 세균인 대장균의 학명은 무엇일까? ‘대장균’의 학명은 Escherichia coli다. 워낙 많이 연구하다 보니 보통 ‘이콜라이’(또는 ‘이콜리’)라고 하면 일반인들도 많이 알 정도로 대중적인(?) 세균이다. 여기서 coli라는 종명은 결장(colon)에 존재한다는 뜻이고, Escherichia라는 속명은 테오도르 에쉐리히(Theodor Escherich, 1857-1911)라는 사람의 이름에서 온 것이다. 그럼 대장균의 학명에 이름을 남긴 에쉐리히는 어떤 사람일까?
대장균을 처음 발견한 사람, 정확히는 그 존재를 처음으로 기술한 사람이 바로 에쉐리히다. 에쉐리히는 독일-오스트리아의 소아과의사였으며 그라츠 대학과 빈 대학의 교수였다. 그는 1885년 건강한 사람의 대변에서 이 세균을 발견했고 처음에는 “결장에 모여 있는 세균”이라고 불렀다. 이후 다른 이름을 잠시 가졌지만, 결국 1919년 에쉐리히의 이름을 따서 Escherichia라는 속명이 만들어졌고, 최종적으로 Escherichia coli로 명명되었다. 안타깝게도, 현재 에쉐리히라는 선구적인 세균학자를 기억하는 사람은 드물다. 뿐만 아니라 당대의 어떤 학자들도 에쉐리히가 발견한 작은 세균이 나중에 이렇게 유명해지리라고 예상하지 못했다. 하지만 그의 이름은 이 세균에 붙여져 영원히 남았고, 대장균은 그가 남긴 가장 중요하면서도 위대한 유산이 되었다.
현재 세계의 많은 연구자들이 대장균을 통해 각종 연구를 수행하고 있다. 과학자들은 1920년대부터 세균의 생리를 연구하는 데 대장균을 이용해 왔다. 그러다 1940년대부터 모델 생물로 선택되었다. 현대 생물학의 가장 기본적인 내용이라 할 수 있는 유전 암호, 복제, 전사, 번역 등의 메커니즘이 모두 대장균을 통해서 밝혀졌다. 대장균을 통해 얻게 된 생물학의 지식과 실험 기법은 의학과 유전공학, 제약 산업 등에 응용되었다. 대장균이 현대 생물학에서 가장 중요한 모델 생물이라고 하는 것은 절대 과장이 아닌 셈이다. 노벨 생리의학상을 수상한 자코브는 “대장균에서 맞는 사실은 코끼리에서도 맞는 사실이다”란 말로 대장균의 역할을 설명했다.

3. 발진티푸스 세균에 이름을 남긴 학자, 리케츠와 프로바제크
발진티푸스는 감옥열, 전쟁열, 병원열 등 다양한 이름으로 불린 질병이다. 대개 밀집되고 위생이 열악한 상황에서 잘 발생하고 전염력도 강했다. 사소한 범죄도 사형으로 다스리던 수백 년 전 영국에서 올가미에 의한 죽음보다 발진티푸스에 의해 죽는 죄수가 더 많았다고 하니 밀집된 환경에서 벌어진 이 질병의 참상이 어느 정도였는지 짐작이 간다.
발진티푸스는 리케차 프로바제키(Rickettsia prowazekii)라고 하는 세균이 병원체인데, ‘리케차’라고 하는 이 세균은 이(Lice)에 기생하며 이의 배설물에 섞여 나와서 사람의 몸으로 전달되어 병을 일으킨다. 이 세균을 발견한 사람은 브라질의 엔히키 다 로샤-리마(Henrique da Rocha Lima, 1879-1956)였다. 그는 자신이 발견한 세균의 이름을 발진티푸스를 연구하다 죽은 두 명의 연구자 이름으로 지었다. 하워드 리케츠(Howard Taylor Ricketts, 1871-1910)와 자신의 친구이자 동료 연구자였던 스태니슬라우스 폰 프로바제크(Stanislaus von Prowazek, 1875-1915)다.
하워드 리케츠는 파리 파스퇴르연구소에서 연구하며 실험 기법을 익힌 후 시카고 대학의 교수로 돌아왔는데 여기서 로키산 홍반열(Rocky mountain spotted fever)을 연구하기 시작했다. 리케츠는 로키산 홍반열을 연구하면서 이 질병과 발진티푸스 사이의 유사성에 주목하게 되었다. 로키산 홍반열 역시 진드기를 매개체로 하는 감염 질환이며, 나중에 리케차속에 속하는 세균(Rickettsia rickettsii로 속명, 종명 모두 리케츠의 이름에서 왔다)에 의해 생기는 것으로 밝혀졌다는 점에서 두 질병이 유사한 것은 당연한 일이었다. 리케츠는 1909년 발진티푸스 연구를 위해 멕시코로 떠나서 발진티푸스 연구를 이어갔다. 당시 멕시코시티는 발진티푸스가 집단적으로 발생하고 있는 위험한 상황이었다. 결국 1910년 발진티푸스를 일으킨다고 믿었던 병원체를 분리하고 며칠 후 발진티푸스에 걸려 사망한다.
프로바제크는 동물학자이자 기생충학자로, 로샤 리마와 함께 발진티푸스의 병원체를 발견했다. 1914년 제1차 세계대전이 발발할 무렵 프로바제크는 이미 세르비아와 이스탄불 등지에서 발생한 발진티푸스에 관한 전문가가 되어 있었다. 전쟁 초기부터 그는 로샤 리마와 함께 러시아 포로수용소의 병원에서 일하고 있었는데, 이곳에서 유행하는 발진티푸스를 어떻게 물리칠 것인지 알아내라는 명령을 받았다. 연구 도중 프로바제크와 로샤 리마 모두 발진티푸스에 걸렸다. 다행히 로샤 리마는 회복되었으나 프로바제크는 사망하고 만다. 겨우 마흔의 나이였다.
리케차 자체는 세균으로서도 매우 작은 생명체다. 그래서 과거에는 세균과 구분해서 설명했던 적도 있다. 이 세균들은 극단적으로 유전자가 적어 기생 생활을 할 수밖에 없다. 다른 세균보다 오히려 미토콘드리아와 더 닮은 존재로 세포 내 공생으로 생긴 미토콘드리아의 조상이 리케차 종류였을 것으로 추정하는 이들도 있다. 이 세균이 수많은 목숨을 앗아간 데는 세균 자체의 특성도 있지만, 인류가 스스로 만들어 놓은 열악하고 밀집된 환경과 행동 때문이었다. 이 세균의 학명을 접할 때마다 이 세균에게 희생된 과학자들을 만날 수밖에 없어 숙연해진다. 이 세균에는 정말 많은 목숨이 걸려 있는 것이다.

4. 리스테리아균에 이름을 남긴 학자, 리스터
리스테리아균(Listeria monocytogenes)은 식중독의 일종인 리스테리아증(listerosis)을 일으키는 병원균이다. 리스테리아균은 그람 양성균으로 조셉 리스터(Joseph Lister, 1827-1912)의 이름을 따서 지어졌다. 이 세균은 0℃ 가까이에서도 생장하는데, 즉 냉장고에서도 증식한다는 것으로 이 세균에 식품이 오염되었을 때 냉장고에 보관해도 별 소용이 없다는 뜻이다. 우리에게도 친숙한 구강 청결제 리스테린(listerin, 1979년에 처음 개발) 역시 리스터의 이름에서 가져온 것이다.
리스테리아(Listeria)라는 세균 속명에 이름을 남긴 리스터는 감염 관리의 개척자 중 한 사람으로 꼽히며, 파스퇴르, 코흐와 함께 언급하는 경우도 많다. 리스터는 수술할 때 감염을 막기 위해서 석탄산(페놀)을 도입할 것을 주장했고, 이를 통해 많은 목숨을 살렸다.
오늘날에도 수술은 되도록 피하고 싶지만, 19세기까지만 해도 수술은 목숨을 내놓고 받는 것이었다. 우선은 아직 신뢰할 만한 마취제가 개발되지 않은 상황이라 수술할 때의 고통이 너무나도 심했다. 그래서 당시는 팔다리를 잘라내는 ‘빠른’ 속도가 외과의사로서의 능력을 의미할 정도였다. 수술 후 감염으로 사망하는 경우도 흔했다. 물론 당시에는 사망 원인이 세균에 의한 감염이라는 점을 알지도 못했다. 당시에는 “병원에서 수술대 위에 누운 사람이 워털루의 전장에서 싸우는 영국 군인보다 죽을 확률이 높다”는 말까지 나왔다.
리스터는 수술실에 깨끗한 수건을 비치해서 손 씻기를 고취했다. 그럼에도 불구하고 1864년부터 1866년까지 35건 가운데 16건의 수술에서 환자가 사망했다. 수술을 받고 나서 수술을 받게 된 원래 이유와는 다른 이유로 죽는 환자들에 대해 괴로워하던 와중 리스터는 파스퇴르의 생물속생설에 관한 논문을 읽게 된다. 그는 끓인 오줌을 배지로 이용하여 파스퇴르의 것과 비슷한 ‘백조목’ 실험을 했고, 공기의 존재가 오염의 원인은 아니란 것을 확인했다.
이제 문제는 끓여서는 제거되지 않는 수술 부위나 상처 부위의 오염 물질을 어떻게 제거하는가 하는 것이었다. 고민을 하던 중 리스터는 석탄산을 이용하여 하수도를 정화하는 데 성공했다는 소식을 접한다. 석탄산은 냄새를 없앴을 뿐만 아니라, 석탄산을 처리한 물질을 목장에 뿌렸더니 소들이 더 이상 감염되지 않았다. 더군다나 순수한 상태의 석탄산을 얻을 수 있었고, 물에도 잘 녹았다. 리스터는 석탄산이 상처의 세균을 죽이고, 감염을 막는 데 사용할 수 있을 것으로 생각했다. 하지만 처음에는 농도나 처리 방법 등이 적절하지 않은 탓에 실패했다.
1865년 열한 살의 한 남자아이가 다리의 복합 골절로 병원으로 실려 왔다. 이 아이를 수술하는 데 석탄산으로 멸균을 시도했고 결과는 성공이었다. 오늘날 리스터는 ‘현대 수술의 선구자’로 명성을 이어가고 있다.

작가정보

저자(글) 고관수

서울대학교 미생물학과를 졸업하고, 같은 학교 대학원에서 미생물학 전공으로 박사 학위를 받았다. 아시아태평양 감염연구재단(APFID) 연구실장을 거쳐 2007년부터 성균관대학교 의과대학 미생물학교실 교수로 일하고 있다.
잡다하게 다양한 책 읽기를 좋아하고, 읽은 책에 관한 감상을 글로 쓰기도 좋아한다. 성균관대 최우수 교수(SKKU-Fellow)로 선정된 바 있으며, 현재까지 약 300편의 미생물학 관련 논문을 발표했다.