미리 가보는 미래 의학(Future Medicine)(2부) (206)
1. 암은 (언제) 정복될 것인가?
↝ 200 가지 이상의 암이 있다. 2007년에 전 세계적으로 인간 사망의 원인 중 13%를 점하고 있다고 한다. 약 800 만 명이다. 아래 도표는 미국에서 가장 많은 15 종류 암에 대한 5년
생존율을 보여주고 있는데, 최근의 경향을 기반으로 미래의 것 까지 추정한 것이다. 여기에는 향후 있을 수도 있는 큰 사건이나 격변(기술적인 특이성이나 세계적인 재앙 등)을 무시한 것이다. 여기서 보듯, 생존율에 괄목할 만한 변화가 있다. 그러나 향후 수 십 년 안에 수많은 암을 치료하게 될 가능성이 있다. 2200년 까지는 모든 암이 정복될 가능성이 있다.
정보에 의하면, 의학 분야에서 훨씬 많은 비중을 차지하는 기술적인 발전은 생물학의 소프트 웨어를 다시 써야 할 정도로까지 되었다는 것이다. 더 선별적인 치료법, DNA 염기서열 결정법, 나노단위 의학, 로봇수술, 및 기타 기술공학의 발달로 ‘Moore 법칙 형태의 효과’로
생존율은 기하급수적으로 개선될 것이다. 다음 도표는 미국의 ‘국립 암연구소(National Cancer Institute)의 2008년 최신 데이터이다.( 몇 가지의 암 종류만 한글로 표시하였음)
2. 항생제와 박테리오파지(살균바이러스, Bacteriophage)의 역할(206)
↝ 인간과 동물같이 박테리아도 감염될 수 있다. 박테리오파지(bacteriophage)는 단순하게
“파지(phage)”라고도 하는데, 박테리아를 감염시켜서 죽이는 바이러스 집단을 말한다.
이것은 1915년에서 1917년 사이 Frederick Twort 과 Félix d'Herelle가 함께 발견 하였다.
구 소련연방의 일부인 Georgia에서는 아직도 의학의 일부로 남아있지만 서구에서는 전적으로
무시되고 있었다. 주로 넘쳐나는 항생제의 위력 때문이었다. 그 주류가 1945년에 도입된 이후로 항생제는 현대의학의 초석 중의 하나가 되었던 것이다. 항생제의 출현과 함께 외과학이 엄청나게 발달했고 감염 치료도 괄목할 만 하였다. 예전에는 목숨을 위협하던 질병 들이 일상적으로 치료 가능한 것이 되었고 전적으로 새로운 의학적 치료 시술 들이 가능하게
되었다. 1945년에는 범세계적인 기대수명이 45세 이던 것이 2000년 까지는 67세로 치솟았다.
감염과 박테리아에게 종말이 되기를 바랐으나 항생제는 결코 지속될 운명이 아니었다.
점진적인 진화를 통하여 박테리아 들은 수 세월에 걸쳐 치료에 저항성을 만들어서 계속적으로
새로운 항생제를 필요로 하게 만들었던 것이다. 항상 위험한 순간 들을 일시적으로 땜질하는
동안, 연이은 항생제 세대 들은 더 많은 저항성을 키워서 더 강인한 균주 들을 만들어 내었던 것이다. 적절하게 처방되지 않고, 너무 자주 사용되고 너무 오래 사용되거나 하는 항생제의 誤濫用이 문제를 더 악화시켰다. 20세기 말부터 이 경향이 극적으로 가속화 되었다. 예를 들어, MRSA(메치실린저항성 황색포도상구균)는 2000년 까지 50% 빈도로 저항성을 보였다.
완전하게 저항하는, 하물며 대개의 최신 항생제에도 듣지 않는 여러 박테리아의 DNA 유전자 들이 출현하기에 이르렀다. 이 추세는 지금 이 시간에도 지속되고 있다. 효과적인 항생제의 공급이 고갈되면서 세계적인 공중위생의 재앙이 어렴풋이 나타나고 있는 것이다. 이외에도 항생제 연구에 대한 재정적인 투자가 좋지 않아서 이 상황이 악화되고 있다. 거대한 제약회사 들은 항생제 시장에 대한 흥미를 잃었다. 만성적인 질환 들이나 생활양식에 대한 쟁점에 비해서 이득이 많이 나지 않기 때문이다. 새로운 항생제를 공급하는 파이프라인은 말라가고 있다. 이 상황이 거의 위기 수준에 이르고 있지만 생물학 분야에서는 새로운 타개책을 마련하고 있다.
가장 유망한 것이 박테리오파지 (살균 바이러스) 치료법이다. 이 바이러스는
박테리아를 감염시키고 사멸시키지만 동물이나 인간에게는 위험을 주지 않는다. 그래서
이것이 항생제를 대체할 효과적인 대안으로 擡頭되고 있는 것이다. 이것은 엄청 많기 때문에(바닷물 1 mL 당 1000 만개) 유전적인 공학기술이 필요가 없다. 적절한 박테리오파지를 혼합해서 환약이나 액상으로 복용하면 된다. 파지는 단백질 껍질 안에 유전적 물질들을 운반한다. 한 개의 균(박테리움)에 착상이 되면 마치 모기에 물리 듯 DNA가 주입되어 스스로 복제(재생) 되는 것이다. 박테리아는 새로운 파지들로 바글바글 들어차서 안으로 파괴되고 밖을 터져 버린다.
현재로는 대개의 파지 치료 연구는 농업을 위한 가축의 치료에 초점이 맞추어져 있다.
그러나 이 방면에서 성공한다면 인간 건강을 위해 널리 사용되도록 새로운 정책이나 법률로
뒷받침이 될 것이다. 많은 증례에서 항생제를 대치할 수 있으면 좋겠고 다방면에서 의학적인
치료법이 이전처럼 지속되었으면 한다. 조금 더 미래로 들어가면, 의료 나노로봇이 인간의 몸속에 들어가 파지 치료를 대신할 수 있게 될 것이며, 박테리아 감염의 진정한 종말이
가시화 될 것이다.(208)
3. 청각소실(聽覺消失)
↝ 줄기세포 연구의 발달로 內耳 기관의 감각세포를 재생시키는 방법을 제공할 수 있을 것이다. 인간은 30,000개의 달팽이관(cochlear) 유모세포와 전정기관(vestibular) 유모세포 (有毛細胞)를 가지고 태어난다. 다른 동물 種과 달리 일단 손상되면 인간에서는 재생 능력이 없다. 그러나 쥐 실험에서는 줄기세포[이미 설계된 섬유모세포(纖維母細胞)와 함께]로 대치할
유모세포로 유도시킬 수가 있다. 이를 인간에서 복제할 수 있다면 완전한 청각회복을 할 수
있게 될 것이다. 과학자 들은 향후 10 년 내외에 이를 달성할 수 있을 것으로 믿고 있다.
환자 자신의 피부 세포를 줄기세포 재료로 사용한다는 것은 완벽한 유전적 일치의 대치
(代置)를 의미하는 것이기 때문에 면역적 거부 현상이라는 문제를 피할 수 있다. 이 형태의 치료법은 여러 종류의 귀 질환, 예를 들어, 균형감각의 문제와 이명(귀울림) 등도 해결할 수 있게 할 것이다.(209)
4. 황반변성(Macular degeneration)
↝ 황반변성은 65세 이상의 환자에서 실명하는 가장 많은 원인 질환이다. 황반변성이란
황반이라고 하는 망막의 한 부분이 고장나거나 파손되는 질환을 말한다. 中心暗点과 함께
시야가 흐려지고 색깔이 어둠침침해지며 읽기도 어렵고 가까이서 일을 할 수가 없는 증상이 생긴다. 2010년에 행한 임상실험에서 꼬마 망원경을 눈에 이식하여 이 질환을 치료할 수 있다는 것을 밝혔다. 작은 유리관에 두 개의 렌즈로 구성되어 망원 줌 렌즈같이 작동한다.
각막과 결합하여 확대된 영상을 망막의 넓은 부위에 투사한다. 오로지 환자의 중심 부분
시야만 손상을 입었다면(중심암점) 영상을 확대하여 황반 바깥 쪽의 망막 세포로 하여금 탐지하여 다시 초점을 맞추고 이 정보를 뇌에 다시 전달하게 하는 것이다.(207),(211)
5. 초소형 MRI 기계
↝ MRI는 영상의학에서 사용되는 기술이다. 상세한 인간의 내부 구조와 제한적이지만 신체 기능을 알 수 있게 해 준다. 현재의 MRI 카메라는 부피가 너무 커서 온 방을 다 차지한다. 또 한 번 촬영하는데 족히 30분은 잡아먹는다. 또 비싸기는 얼마나 비싼가. 최신기술 모델은 백만 달러를 상회하며 한 번 촬영하는데도 수백 달러(수십만 원)가 든다.
그러나 2050년 까지는 손에 들고 다니는 휴대용 MRI가 등장할 것으로 기술자 들은 믿고 있다. 이 신세대 기계는 초고감도의 원자 자력계(磁力計)를 장착할 것이며 아주 작은 磁界도
탐지할 수 있어서 현재 쓰고 있는 엄청 큰 도나쓰 같이 생긴 자석을 대신할 수 있을 것이다.
겨우 카메라 크기의 장치를 사용함으로써 인체 내부 구조의 3차원 영상과 뇌 활동이 실시간 비데오로 비추어질 수 있다. 수백분의 일 정도로 비용도 절감된다.
특히 개발도상국 들은 이것으로 건강관리에 큰 혜택을 입게 될 것이다.
6. 말라리아 박멸책
↝ 말라리아는 모기에 의해 매개되는 질병이다. 이것은 열대와 아열대 지역에 광범위하게 퍼져 있으며 아프리카의 사하라 이남과 아시아, 및 중남 아메리카 지역의 풍토병이 되었다.
우리나라도 한 때는 모두 박멸되었다고 믿었으나 세계화된 여행 자유 제도가 실시된 이후로 다시 만연될 조짐이다. 이병은 말라리아 기생충이 적혈구 속에서 증식하면서 발열, 두통을 일으키는 질환이며 심한 경우에는 혼수상태가 되거나 심지어는 사망하기 까지 한다. 매년
2억2천5백만 명이 이 병에 걸리고, 78만 1,000명이 사망하여 전 세계적으로 사망 원인의
2.2%를 점하는 병이다. 이미 성능이 좋고 예방이 잘되는 광범위 백신이 개발되어 있기는 하지만, 유전자 연구에 의한 발전으로 또 다른 각도에서 새로운 희망을 주고 있다.
2010년에 미국의 과학자 들은 유전자를 조작하여 말라리아에 걸리지 않는 모기를 키워내었다. 모기의 창자를 변형시키는 유전자를 주입함으로써 말라리아 原蟲이 생기지 못하도록 한 것이다. 유전자는 또한 모기의 수명을 줄이기도 한다.
2011년에는 더 나아가, 말라리아에 대항하는 변형 유전자가 성공적으로 전 모기 집단에
퍼져 나가게 되었다. 이 일은 불과 (모기 번식의) 몇 세대 만에 성취된 것이었다. 유전자를 주입하여 모기 DNA를 둘로 쪼개는 효소를 만들어내었다. 이런 식으로 만들어낸 수놈의
모기 한 마리가 만든 모든 정자가 연속적으로 복제된 것이다. 다시 말해서, 이 놈들의
모든 후세들은 이 유전자를 갖게 될 것이다.
미래에는 이런 기술이 광범위하게 발전해서 전 세계에서 이 질병이 박멸될 것이다. 얼마나 걸릴지 모른다. 또한 유전적으로 조작된 생명체를 사용하는 것에 대한 우려도 있다.
그러나 다가오는 시기에는 일단 그 위험성이 평가되고 도덕적 시대정신이 앞선다면 말라리아라는 병은 도서관 역사책 목록의 한 구석에 꽂히는 신세가 될 가능성이 매우 높아졌다. 역사의 뒤안길로 사라질 것이 분명하다는 말이다.
유전자 조작과 백신에 대한 연구뿐만 아니라 “모기 레이저”도 개발되고 있다. 병원이나 기타 건강에 민감한 건물 내에서 사용될 것인데, 모기가 사람을 물기 전에 제압해(없애) 버리는 것이다.(211)
7. 새로운 외과 봉합술
↝ 가까운 장래에는 상처를 꿰매기 위해 외과의사 들이 바늘과 실을 사용할 필요가 없게 될 것이다. 레이저와 알부민을 조합하여 펜같이 생긴 고안물로 작업한다. 적당한 온도로
데운 후 상처에 뿌려주면 피부가 식을 때 자연적인 접착제(glue)로 변할 것이다. 이 방법을 사용하면 더 튼튼하고, 물도 통과하지 않으며 전통적인 방법보다 흉터도 덜 남길 것이다.
참고 문헌
206. http://www.futuretimeline.net/subject/biology-medicine.htm#bacteriophage
207. http://www.ucdmc.ucdavis.edu/publish/news/newsroom/6949
이론 추세라면 제일 어려운 췌장암도 '2090년 까지는 정복 되리라'는 것입니다.
답글삭제암의 걱정 없이 사시려면 2090년 까지는 살아야겠네요.