2005년 10월 3일 스웨덴의 노벨상수상위원회가 발표한 2005년도의 노벨생리의학상(The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2005)은 호주의 University of Western Australia 대학의 QEII Medical Centre의 NHMRC Helicobacter pylori Research Laboratory 연구소의 Barry J. Marshall(1951-)과 호주의 J. Robin Warren(1937-)에게 수상되었다. 이들의 수상 이유를 한 마디로 요약한다면 우리 인간 위(Stomach)의 하부에 있는 하부강(Antrum)에 전염된(Infected) 헬리코박터 파이로리 박테리아균(bacterium Helicobacter pylori)을 발견하고 이들이 결국 위염(gastritis)이나 십이지장-위궤양(peptic ulcer)을 일으킨다는 사실을 발견한 공로(for their discovery of the bacterium Helicobacter pylori and its role in gastritis and peptic ulcer disease)로 수상을 하게 된 것이다. 이들의 공로를 노벨상 위원회가 밝힌 8가지의 순서 내용으로 요약해 보자.
----------------------------------------------------------------------------------------------
[목차]

1.	수상 요약
2.	궤양(십이지장 및 위) - 이것은 하나의 전염병이다!!(Peptic ulcer - an infectious disease!!)
3.	헬리코박터 파이로리가 평생 전염을 일으켜(Helicobacter pylori causes life-long infection)
4.	전염은 보통 아무런 징후도 보이지 않지만 궤양의 원인(The infection is usually asymptomatic but can cause peptic ulcer)
5.	악성은 헬리코박터 파이로리 전염과 관련(Malignancies associated with Helicobacter pylori infection)
6.	병인가 아닌가? 박테리아와 인간과의 상호작용(Disease or not ? interaction between the bacterium and the human host)
7.	항생제 치료 그러나 거부반응(Antibiotics cure but can lead to resistance)
8.	다른 만성 염증을 야기시키는 미생물적 원인 규명에 박차(Microbial origin of other chronic inflammatory conditions?)
9.	헬리코박터 파이로리의 전염-염증-궤양 발생 과정

------------------------------------------------------------------------------------------------
1. 수상 요약

2005년의 노벨생리의학상은 위(위염, stomach, gastritis) 염증이나 위-십이지장의 소화성 궤양(ulceration of the stomach or duodenum, = peptic ulcer disease)은 바로 헬리코박터 파이로리 박테리아균(bacterium Helicobacter pylori)에 의해 전염된 결과 발생한다는 사실을 규명한 두 분의 과학자에게 수상되었다.

Robin Warren(1937-)은 호주 Perth에 사는 병리학자로(pathologist), 그가 실제 실험 진검(biopsies)한 환자들의 50%에서, 그들의 위의 하부 부분인 하부강(Antrum)에 전염되어 이 부분을 장악한(colonizing) 아주 작은 곡선 모양의 박테리아를 발견 관찰했다. 이 발견은 대단히 중요한 관찰(crucial observation)로 위 점막(gastric mucosa) 가까이에 이들 박테리아가 존재하면 항상 염증(inflammation)이 발생한다는 사실을 밝혀낸 것이다. [그림 : 1979년 호주의 병리학자 로빈 워런 씨가 위염을 앓고 있는 환자의 위에서 처음 발견한 헬리코박터 파일로리. 위와 십이지장의 경계 부분인 위의 유문(파일로리) 부위에 사는 나선(헬리코) 모양의 세균(박터)이란 뜻이다. 크기는 2∼7μm(마이크로미터·100만분의 1m). 몸에 달려 있는 여러 개의 기다란 돌기(편모)를 이용해 위 점액층을 활발하게 헤집고 다닌다. 통상 음식물, 키스 등을 통해 입으로 전염된다고 알려져 있다. 사진 제공 뉴욕 헌터칼리지 및 동아일보(07/Oct/2005)]

Barry Marshal(1951-)은 한국 야쿠르트의 광고에도 등장하는 젊은 임상 과학자로 Warren 박사의 발견에 지대한 관심을 표명하고 공동으로 연구하기로 결정하여 결국 100명의 환자들을 직접 진검하는 연구를 시작했다. 몇번의 실험결과 Marshall은 지금까지 열려지지 않는 새로운 박테리라 종이라는(a hitherto unknown bacterial species) 사실을 알게 되었고, 그 이름을 위 하부강(Antrum)과 십이지장(Duodenum)의 유문(Pylorus) 사이에 주로 서식하는 나선형(Spiral, Helico) 모양의 세균(Bacter)이라는 뜻의 헬리코박터 파이로리 박테리아균(bacterium Helicobacter pylori)이라 명명하였다. [그림 : 올해 노벨의학상 공동 수상자인 배리 마셜 박사가 모델로 등장한 한국야쿠르트의 기능성 발효유 ‘윌’의 신문광고. 동아일보 자료 사진(05/Oct/2005)]

두 과학자는 결국 이들 헬리코박터 파이로리균이 위염(gastric inflammation), 십이지장 궤양(duodenal ulcer)이나 위 궤양(gastric ulcer)의 거의 대부분의 환자들에서 발견된다는 사실을 확인하고, 이 결과를 바탕으로 이들은 헬리코박터 파이로리 박테리아균이 이와 같은 질병들의 원인(aeitology, etilogy)이라는 것을 학계에 제안하게 되었다.

위산 생산을 억제하여(inhibiting gastric acid production) 궤양(peptic ulcers)들이 고쳐지기도 하지만, 박테리아와 만성 염증(chronic inflammation)이 위에 그대로 남아 있기 때문에 이들 궤양들은 종종 재발(relapsed)되기 마련이다. 환자 치료 과정에서 이들 두 과학자들은 위로부터 이들 박테리라균들을 박멸(eradicated)하기만 하면 이와 같은 궤양이나 염증들이 완전히 치료된다는 사실을 밝혀냈다. 이들 두 과학자들의 선구자적인 발견으로 오늘날 궤양들은 이제 더 이상 만성(chronic)이나 기능 불구 상태가 되지 않는다. 그러나 이들 병들은 이들의 방법 이외에 항생물질(antibiotics)이나 위산 분비 억제제(acid secretion inhibitors)를 통해 고칠 수도 있다.

2. 궤양(십이지장 및 위) - 이것은 하나의 전염병이다!!(Peptic ulcer - an infectious disease!!)

Marshall과 Warren은 끈기와 기존의 도그마에 도전하는 준비된 마음으로 광섬유 내시경검사, 조직구조 생체진단분석을 위한 실버 착색기법, 그리고 마이크로 박테리라 배양 기법(fibre endoscopy, silver staining of histological sections and culture techniques for microaerophilic bacteria) 등을 이용하여 박테리아 헬리코박터 파이로리가 궤양을 일으키는 주요 병원균이라는 반박할 수 없는 사실을 입증해냈다. 또한 박테리아를 직접 배양함으로써 이들 파이로리균들로 하여금 과학적 연구에 쉽게(amenable) 활용하도록 하였다.

이들이 파이로리균을 발견할 1982년 그 당시에만 해도 스트레스와 라이프스타일(stress and lifestyle)이 궤양병들의 주요 원인으로 간주되었다. 하지만 이제 헬리코박터 파이로리균이 십이지장 궤양의 90% 이상, 그리고 위 궤양의 80% 이상을 발병시키는 주 병원균이라는 사실이 확립되었다. 헬리코박터 파이로리 전염과 위염(gastritis) 및 궤양과의 직접적인 관계가 많은 환자들의 자발 참여, 항생제 치료 연구(antibiotic treatment studies), 그리고 역학 연구(epidemiological studies)로 밝혀졌다.

3. 헬리코박터 파이로리가 평생 전염을 일으켜(Helicobacter pylori causes life-long infection)

헬리코박터 파이로리는 나선형 형태의 무게가 거의 없는 그램 음성의 박테리아(a spiral-shaped Gram-negative bacterium)로 모든 인간의 거의 반인 50% 인간의 위를 점령하고 있다. 각 나라의 빈부격차나 사회 경제수준에 따라 다른데, 소득 수준이 높은 사회 경제 선진국보다는 개발 도상국에서 많이 전염되어 있으며 특히 개발도상국이나 저소득 국가들은 버추얼적으로 모든 사람들이 전염된 것으로 보고되고 있다.

헬리코박터 파이로리 균의 전염은 유아기에 이미 정해지는데, 주로 어머니로부터 아이에게 전해지므로, 이 박테리아 균은 평생동안 위에 그대로 존재하게 마련이다. 이를 만성 전염이라하는데 주로 위의 아래부분인 하부강(Antrum)에서 시작된다. Robin Warren에 의해 최초로 보고된 이 헬리코박터 파이로리의 출현은 항상 위 점막(gastric mucosa) 염증과 관련되어 있으며 그 결과 염증 세포들이 안쪽으로 침투하게 된다(Infection is typically contracted in early childhood, frequently by transmission from mother to child, and the bacteria may remain in the stomach for the rest of the person's life. This chronic infection is initiated in the lower part of the stomach (antrum). As first reported by Robin Warren, the presence of Helicobacter pylori is always associated with an inflammation of the underlying gastric mucosa as evidenced by an infiltration of inflammatory cells).

4. 전염은 보통 아무런 징후도 보이지 않지만 궤양의 원인(The infection is usually asymptomatic but can cause peptic ulcer)

이와 같은 염증의 심각성 및 염증의 위치(severity of this inflammation and its location)는 헬리코박터 파이로리 전염으로부터 야기되는 병들의 주요한 정보가 된다. 대부분의 사람들에게 헬리코박터 파이로리 전염은 아무런 징후를 보이지 않는다. 하지만 전염된 사람들의 약 10-15%는 언젠간 궤양병을 갖게 된다. 이러한 궤양들은 위 보다는 주로 십이지장에서 발병된다. 가장 심각한 합병증은 피를 흘리는 궤양이나 구멍이 뚫리는 궤양이다(The severity of this inflammation and its location in the stomach is of crucial importance for the diseases that can result from Helicobacter pylori infection. In most individuals Helicobacter pylori infection is asymptomatic. However, about 10-15% of infected individuals will some time experience peptic ulcer disease. Such ulcers are more common in the duodenum than in the stomach itself. Severe complications include bleeding and perforation).

최근의 관점은, 헬리코박터 파이로리 전염에 의해 야기된 위에서 가장 먼 부분, 즉, 유문(Pylorus)과 십이지장(Duodenum) 사이의 만성 염증(chronic inflammation)은 전염이 되지 않은 위의 위쪽인 주요부분(corpus)으로부터 위산 생산을 증가시킨다는 사실이다. 그 결과 위쪽의 위산 생산 증가 분비는 가장 취약한 십이지장의 궤양 발생의 소지를 만든다는 것이다(The current view is that the chronic inflammation in the distal part of the stomach caused by Helicobacter pylori infection results in an increased acid production from the non-infected upper corpus region of the stomach. This will predispose for ulcer development in the more vulnerable duodenum).

5. 악성은 헬리코박터 파이로리 전염과 관련(Malignancies associated with Helicobacter pylori infection)

몇몇 개인들에서 헬리코박터 파이로리는 위의 위쪽 주요부분(corpus)을 전염시킨다. 그 결과 염증이 신속하게 퍼저 위 위쪽의 궤양뿐 아니라 위암을 야기시킨다는 것이다. 위암은 지난 반세기 동안 많은 국가에서 그 수가 점차 줄어드는 추세이지만 아직도 암 사망율의 관점에서는 전세계의 2위를 차지하고 있다(In some individuals Helicobacter pylori also infects the corpus region of the stomach. This results in a more widespread inflammation that predisposes not only to ulcer in the corpus region, but also to stomach cancer. This cancer has decreased in incidence in many countries during the last half-century but still ranks as number two in the world in terms of cancer deaths).

위 점막의 염증은 또한 위에서 발견되는 림파선 종양인 MALT의 주요 원인이 된다. 이러한 임파선 종양들은 항생제를 투약하여 헬리코박터 파이로리를 박멸함으로써 막을 수 있다는 점에서 헬리코박터 파이로리는 이러한 종양들의 영구적인 성장에 중요한 역할을 하고 있다는 것이다(Inflammation in the stomach mucosa is also a risk factor for a special type of lymphatic neoplasm in the stomach, MALT (mucosa associated lymphoid tissue) lymphoma. Since such lymphomas may regress when Helicobacter pylori is eradicated by antibiotics, the bacterium plays an important role in perpetuating this tumour).

6. 병인가 아닌가? 박테리아와 인간과의 상호작용(Disease or not ? interaction between the bacterium and the human host)

제가 보기엔 이 6번째의 내용이 다른 무엇보다 중요하다고 생각하는 대목이다. 지금까지 밝혀진 인간의 세포는 666조로 추정된다. 그런데 인간의 몸 안에는 박테리아 등 바이러스가 1경 개가 같이 존재하는 것으로 추정된다. 언젠가는 이들의 상호작용이 완벽하게 밝혀지겠지만 어떻게 바이러스가 정상적인 세포들의 수보다 많은가라는 질문에 많은 과학자들이 매달리고 있다. 어떤 때는 적이고 어떤 때는 동지라는 점이다.

헬리코박터 파이로리 역시 인간에서만 존재하고 인간의 위 환경 시스템에 잘 적응하는 박테이라이다. 중요한 것은 오로지 전염된 사람들 중 소수의 사람들만 위 병을 앓게 된다는 점이다. 이러한 관점에서 Marshall과 Warren이 헬리코박터 파이로리를 발견한 이후 많은 과학자들이 이 박테리아를 집중 연구하고 있다. 왜 소수의 사람들에게만 병을 야기시키는가? 그러면 많은 사람들에게는 악보다는 선적인 어떤 역할을 한다는 것이 아닌가? 따라서 조만간 이에 대한 정확한 병리발생학적 메커니즘이 밝혀지게 될 것이다(Helicobacter pylori is present only in humans and has adapted to the stomach environment. Only a minority of infected individuals develop stomach disease. After Marshall's and Warren's discovery, research has been intense. Details underlying the exact pathogenetic mechanisms are continuously being unravelled).

일반적으로 박테리아는 극단적으로 변형이 가능하고 변덕스럽고 많은 양상에서 다르게 기질을 나타낸다. 예를 들면 위 점막에 붙어 있기도 하고 동시에 염증을 불러 일으킬 수도 있다. 설사 전염된 한 개인에서도 모든 박테리아는 다 똑같지 않다. 만성 전염 기간 동안에도 박테리아는 시간에 따라 위 속의 변화되는 환경에 따라 순응적으로 적응하기 때문이다(The bacterium itself is extremely variable, and strains differ markedly in many aspects, such as adherence to the gastric mucosa and ability to provoke inflammation. Even in a single infected individual all bacteria are not identical, and during the course of chronic infection bacteria adapt to the changing conditions in the stomach with time).

마찬가지로 인간의 유전적 변이에 따라 헬리코박터 파이로리에 대처하는 민감도가 모두 차이가 날 수 있다. 아직까지 Mongolian gerbil 이외의 동물에 실험된 유전적 모델이 없다. 하지만 조만간 이 동물의 유전적 실험으로부터 궤양과 악성 변형에 대한 연구는 이들 병들의 메커니즘을 풀 수 있는 자세한 정보를 줄 것으로 기대되어진다(Likewise, genetic variations among humans may affect their susceptibility to Helicobacter pylori. Not until recently has an animal model been established, the Mongolian gerbil. In this animal, studies of peptic ulcer disease and malignant transformation promise to give more detailed information on disease mechanisms).

7. 항생제 치료 그러나 거부반응(Antibiotics cure but can lead to resistance)

헬리코박터 파이로리 전염은 항체 테스트로 진단할 수 있다. 예를 들어 내시경 검사가 진행되는 동안 생체진단검사로 이들 박테리아의 조직을 진단할 수 있으며, 또한 내시경 투입 없이 그저 호흡 테스트로 위 속에 있는 효소에 의한 박테리아의 생성을 진단할 수 있다(Helicobacter pylori infection can be diagnosed by antibody tests, by identifying the organism in biopsies taken during endoscopy, or by the non-invasive breath test that identifies bacterial production of an enzyme in the stomach).

건강한 사람으로부터 헬리코박터 파이로리를 박멸하기 위해 무차별적인 항생제의 사용은 그 항생제에 저항하는 박테리아 때문에 심각한 문제를 야기시킬 수 있다. 그러므로 헬리코박터 파이로리를 박멸하기 위한 치료는 위 궤양이나 십이지장 궤양에 관련된 아무런 징후나 기록이 없는 환자들에게는 매우 제한적으로 사용되어야 하다(An indiscriminate use of antibiotics to eradicate Helicobacter pylori also from healthy carriers would lead to severe problems with bacterial resistance against these important drugs. Therefore, treatment against Helicobacter pylori should be used restrictively in patients without documented gastric or duodenal ulcer disease).

8. 다른 만성 염증을 야기시키는 미생물적 원인 규명에 박차(Microbial origin of other chronic inflammatory conditions?)

Crohn 병, 궤양성 대장염, 류머티스성의 관절염, 그리고 동맥 경화증 등의 인간의 많은 병들은 바로 만성적 염증에 기인하는 것들이다. 이 만성적 염증에 의한 병 중에 이번에 발견한 것이 바로 궤양성 병의 기원에 관한 내용이다. 즉 미생물적 원인에 기인하는 헬리코박터 파이로리를 발견했다는 것으로 이번 발견은 다른 만성적 염증을 일으키는 환경의 원인이 되고 있는 많은 미생물을 연구하고 찾아내는데 중요한 발판을 제공했다는 점이다(Many diseases in humans such as Crohn's disease, ulcerative colitis, rheumatoid arthritis and atherosclerosis are due to chronic inflammation. The discovery that one of the most common diseases of mankind, peptic ulcer disease, has a microbial cause, has stimulated the search for microbes as possible causes of other chronic inflammatory conditions).

아직까지 확실한 대답은 없지만, 최근의 발표된 데이터에 의하면 인간이 갖고 있는 자율면역시스템에 의해 생산분비되는 미생물적 분비물들에 이상이 생기면 이는 바로 병을 유발시킨다는 것이다. 그러므로 이번 헬리코박터 파이로리 미생물 박테리아의 발견은 만성 전염, 만성 염증, 이로 인한 암 발생 사이의 유대관계를 푸는데 많은 과학자들에게 고무적인 관심을 불러 일으켰다는 것으로 조만간 면역시스템과 미생물 바이러스들의 관계가 밝혀질 것으로 기대하는 것이다(Even though no definite answers are at hand, recent data clearly suggest that a dysfunction in the recognition of microbial products by the human immune system can result in disease development. The discovery of Helicobacter pylori has led to an increased understanding of the connection between chronic infection, inflammation and cancer).

9. 헬리코박터 파이로리의 전염-염증-궤양 발생 과정

자, 지금까지 설명한 헬리코박터 파이로리 박테리아 미생물에 의한 전염 -> 염증 -> 궤양의 발생 과정으로 그림으로 나타내면 다음과 같다. 본 그림은 노벨상위원회의 사이트에서 발췌한 것이며 그 번역은 당사의 차원용 소장이 했다.


[소스]

[노벨상선정위원회 - Press Release: The 2005 Nobel Prize in Physiology or Medicine(03/Oct/2005)]
[노벨상선정위원회 - Helcobacter Pylori - High resolution image - 02128-03-2005-BIO-01-K.PDF/4.3MB]

[기타 관련 한국의 신문 보도] 많은 보도가 있지만 가장 사실적인 보도 자료만 여기에 참고 소스로 소개한다.

[동아일보-“노벨상 요구르트 됐다” 한국야쿠르트 환호(05/Oct/2005)]
[동아일보-노벨상 안긴 ‘헬리코박터’의 진실과 오해(07/Oct/2005)]
[중앙일보-배리 마셜ㆍ 로빈 워런 노벨 생리ㆍ의학상 수상(03/Oct/2005)]
[중앙일보-올 노벨의학상 배리 마셜·로빈 워런(04/Oct/2005)]
[매일경제=[해설] '헬리코박터' 연구팀 노벨상 수상 의미(03/Oct/2005)]