어느 날 갑자기 머리에서 500원 동전 크기의 탈모반이 서너개 발견된다면 당혹스러울 수밖에 없다. 동전 형태로 모발이 소실되는 탈모반은 원형탈모의 대표적 증상이기 때문이다. 원형탈모는 피부과를 찾는 환자 1~2%를 차지할 정도로 흔하게 발생하는 질환이다. 주로 머리털에서 발생하지만 드물게 눈썹, 수염 등 몸의 다른 부위에서 나타나기도 한다. 자가면역 질환으로 알려졌지만 정확한 원인은 밝혀지지 않았다. 국내 연구진이 원형탈모의 발병 메커니즘을 발견하고 이에 대한 치료 전략을 제시해 주목받고 있다. 카이스트 의과학대학원, 중앙대병원 피부과 공동 연구팀은 생쥐 실험을 통해 원형탈모증을 일으키는 면역 세포를 발견하고 그 특성을 밝혀냈다고 4일 밝혔다. 이번 연구 결과는 면역학 분야 국제학술지 ‘네이처 면역학’에 실렸다. 원형탈모는 과도한 스트레스로 자가 면역을 활성화해 발생하는 것으로 알려져 있다. 외모에 많은 변화가 생기면서 스트레스가 발생해 원형탈모는 더욱 악화되는 방식이다. 연구팀은 원형탈모 환자의 피부 조직과 혈액, 원형탈모를 일으킨 생쥐의 피부와 림프절을 분석했다. 그 결과 가상기억 T세포에서 유래된 면역세포들이 원형탈모증을 일으키는 핵심 원인이라는 점을 처음 규명했다. 가상기억 T세포는 외부 자극 없이도 이미 면역기능이 활성화된 세포 집단이다. 바이러스, 박테리아, 기생충 감염을 조절하고 암세포를 제거하는 데 도움을 주는 것으로 알려져 있다.연구팀은 피부에서 분비된 사이토카인이 가상기억 T세포를 활성화해 세포독성이 큰 면역세포 군으로 분화를 일으키고 이것들이 모낭세포를 공격해 파괴함으로써 원형탈모가 생긴다는 사실을 발견했다. 연구팀은 사이토카인과 이를 받아들이는 수용체 ‘NKG2D’ 기능을 억제하면 원형탈모증 발생을 억제할 수 있다는 사실도 확인했다. 연구를 이끈 박수형 카이스트 교수는 “이번 연구 결과는 가상기억 T세포가 몸을 보호하는 역할을 하지 않고 오히려 염증 질환에 유발한다는 것을 처음 보여줬다”라면서 “추가 연구를 통해 항체 치료제를 개발한다면 원형탈모 이외에 다양한 만성 염증 질환도 치료할 수 있을 것”이라고 말했다.

암은 더 이상 과거처럼 걸리면 죽음만을 기다려야 하는 질병은 아니지만 여전히 국내 사망원인 1위를 지키고 있다. 이는 다양한 암 치료법이 나오고 있지만 암세포가 치료제나 치료 방법에 내성을 갖게 되면서 치료 효과가 떨어지기 때문이기도 하다. 이런 상황에서 국내 연구진이 암 치료에 대한 기존 패러다임을 바꾸는 아이디어로 암을 정복할 수 있는 원리를 찾아냈다. 카이스트 바이오및뇌공학과 연구팀은 시스템생물학 기법으로 암세포를 죽이지 않고 성질을 바꿔 정상세포로 되돌릴 수 있는 일명 ‘암 가역화’의 근본 원리를 규명하는 데 성공했다고 8일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 6월 2일자에 실렸다. 지금까지 많은 암 치료법은 암세포의 완전 제거 및 박멸을 목표로 하고 있었다. 연구팀은 정상세포는 외부 자극에 맞는 세포 반응을 일으키지만 암세포는 외부 자극과 상관없이 통제 불능의 세포분열 반응만 일으킨다는 점에 주목했다. 연구팀은 이번 연구에 앞서 암 가역화 개념을 처음으로 제시하고 2020년 1월에는 대장암 세포를 정상 대장 세포로 되돌리는 데 성공했고 2022년 1월에는 악성 유방암세포를 호르몬 치료가 가능한 유방암 세포로 바꾸는 연구를 성공시키기도 했다. 지난 1월에는 전이할 수 있는 폐암 세포를 전이 능력이 없고 항암제에 쉽게 반응해 치료 효과가 높은 세포 상태로 되돌리는 연구도 성공한 바 있다. 연구팀은 이번에 컴퓨터 시뮬레이션 실험을 통해 특정 조건에서 유전자 돌연변이에 의해 왜곡된 입출력 관계를 정상적 입출력 관계로 되돌릴 수 있다는 것을 발견했다. 또 분자세포 실험을 통해 암세포 같은 비정상 조직을 정상 조직을 되돌릴 수 있다는 점을 입증했다. 연구팀에 따르면 암세포의 왜곡된 입출력 관계가 일반 세포처럼 정상적 입출력 관계로 회복될 수 있는 이유는 생명체가 오랜 진화 과정에서 얻은 세포 내 유전자 조절 네트워크의 견실함과 중복성 때문이라는 점을 밝혀냈다. 실제로 암 가역화를 위한 조절 타겟으로 유력한 유전자들을 발견했고 이들을 조절하면 암세포가 정상 세포로 바뀔 수 있다는 점도 확인한 것이다. 연구팀은 이전 연구들처럼 개별 성공 사례를 넘어 암 가역화의 공통 원리를 이번에 찾아낸 것이다. 연구를 이끈 조광현 카이스트 교수는 “이번 연구는 현재 항암치료 한계를 극복해 암 환자의 예후와 삶의 질을 모두 높일 수 있는 혁신적 신약 개발 가능성을 높였다”라고 설명했다.

글로벌 제약회사인 머크와 모더나가 개발한 암 백신이 중간 임상 실험에서 효과를 거둔 것으로 나타났다. 17일(한국시각) 로이터통신, 월스트리트저널(WSJ) 등에 따르면 모더나와 머크가 공동개발하는 암 백신의 중간 임상 실험 결과가 발표됐다. 이번 연구 결과는 미국암연구협회(AACR) 연례회의에 보고됐다. 3~4기 흑색종 환자 157명을 대상으로 임상을 실시한 결과, ‘환자 맞춤형 암 백신’과 면역항암제 ‘키트루다’를 함께 투여한 환자의 79%에게서 18개월 후 암세포가 발견되지 않았다. 이번 임상은 암 제거 수술을 받은 환자들을 대상으로 진행됐다. 이들에게 맞춤형 암 백신과 키트루다를 병용 투여하며 그 결과를 지켜봤다. 전체 157명 중 107명은 수술 후 맞춤형 백신과 키트루다를 처방받았고, 나머지 50명은 키트루다만을 투여했다. 결과는 맞춤형 암 백신과 키트루다를 함께 썼을 때 효과가 더 큰 것으로 나타났다. ‘환자 맞춤형 암 백신’과 ‘키트루다’를 함께 투여한 환자의 79%에게서 18개월 후 암세포가 발견되지 않았다. 연구진은 “병용 요법이 키트루다 단독요법보다 재발 및 사망 위험을 44% 낮추는 데 도움이 됐다”고 밝혔다. “암 백신, 코로나19 백신 개발하는 데 쓴 ‘mRNA 기술’도 차용” 백신은 환자 맞춤형으로 제작됐다. 각 환자 당 백신을 개발하는 데는 약 6~7주가 걸렸다고 연구팀은 전했다. 이들은 암 백신 개발에 모더나가 코로나19 백신을 개발하는 데 쓴 mRNA(메신저리보핵산) 기술도 차용했다. 코로나 항원 대신에 환자의 종양 세포를 분석해 가장 강력한 면역 반응을 이끌어 낼 수 있을 것으로 추정되는 신생 항원 34개를 암호화한 mRNA가 포함됐다. 앞서 모더나 최고의학책임자(CMO) 폴 버튼 박사는 “모든 종류의 질병 영역에 대한 백신을 5년 정도 안에 내놓을 수 있을 것으로 믿는다”고 밝힌 바 있다.mRNA 기반 암 백신은 암 환자에게 암세포 특유의 단백질 정보가 담긴 mRNA를 투여해 면역체계에 암에 대해 경고하고 건강한 세포는 파괴하지 않고 암세포만 공격하도록 하는 것이다. 의사들은 먼저 암 환자의 종양 조직을 채취해 유전물질 염기서열을 분석, 건강한 세포에는 없는 돌연변이를 찾아내고, 기계학습 알고리즘으로 암 성장 촉진 인자를 밝혀낸다. 또 돌연변이가 만드는 비정상적 단백질 중 면역반응 유발 가능성이 큰 인자를 확인하고 가장 유망한 항원의 mRNA로 개인 맞춤형 암 백신을 만들어 투여하는 것이다. 해당 처방법의 부작용으로는 주사 부위 통증과 피로, 오한이 가장 흔히 나타난 것으로 전해졌다. 다만 생명을 위협하는 부작용은 없다고 한다. 머크의 글로벌 임상 개발 책임자 엘리아브 바르는 “백신 기술을 사용해 암의 경과를 실제로 바꿀 수 있었던 것은 이번이 처음”이라고 말했다. 모더나의 선임 부사장 카일 홀렌은 “이 조합이 잠재적으로 고위험 흑색종 환자의 생명을 연장하는 새로운 수단이 될 수 있을 것”이라고 했다. 한편 연구팀은 올해 대규모 연구를 시작해 중간 임상실험의 결과를 확인하고 규제 당국의 승인을 이끌어낸다는 계획이다.

셀트리온이 신약개발을 통한 신성장 동력 확보에 나선다. 올해 글로벌 생명공학 연구 센터를 완공하고 바이오시밀러(바이오의약품 복제약)를 넘어 항체약물접합체(ADC) 개발에 나서는 등 포트폴리오 확장에 박차를 가한다는 계획이다. 셀트리온그룹은 이날 계열사들의 올해 주요 업무 목표 발표에서 이렇게 밝혔다. 셀트리온 측은 “초기개발 물질 가운데 유망 대상을 선별하는 ‘패스트 팔로잉’ 전략으로 항체 신약 파이프라인을 개발하고 있다”면서 “일부 항체는 후속 개발 중인 바이오시밀러와 시너지를 내는 데 초점을 두고 있다”고 말했다. 글로벌 생명공학 연구센터는 1만 33㎡ 대지면적에 지하 1층에서 지상 6층 규모로 연구와 공정 개발, 임상 등을 복합적으로 수행하는 원스톱 연구 센터다. 오는 4월 입주를 시작해 300여명 이상의 연구개발 전문 직원이 근무할 예정이다. ADC 개발에도 속도를 낸다. ADC는 항체의약품과 화학 합성 의약품을 결합해 암세포를 제거하는 방식의 차세대 항암제 기반 기술이다. 셀트리온은 지난해 10월 국내 바이오텍 ‘피노바이오’와 ADC링커-페이퍼로드 플랫폼 기술 실시 옵션 도입 계약을 체결했고 영국 ADC 전문 개발사 ‘익수다 테라퓨틱스’에도 지분을 투자하는 등 공을 들여왔다. 한편 셀트리온헬스케어는 유럽에서 현지 법인 역량을 강화하는 한편 미국에서도 기존 제품 처방 확대와 새 제품 출시에 나선다고 밝혔다. 하반기 안에 자가면역질환 치료제 휴미라의 바이오시밀러인 ‘유플라이마’를 미국에 출시하고 후속 제품부터는 의약품 직판도 시작하기로 했다. 셀트리온제약은 2028년까지 비후성 심근증 치료 신약 등 12개 품목 출시를 목표로 개발을 계속해 지속한다는 계획이다.

몇 년 전 인공지능 붐이 불면서 인공지능 의료 시스템에 대한 관심도 커졌습니다. 하지만 결론적으로 말하면 초기에 도입된 인공지능 진단 시스템이나 임상 보조 시스템들은 기대한 만큼 성과를 거두지 못했습니다. 당시 의사들도 인공지능에 대한 이해가 부족했고 실제로 인공지능이 할 수 없는 부분까지 적용하려고 했다가 기대했던 성과를 거두지 못했던 것입니다. 그러나 꾸준히 발전하는 인공지능 기술과 축적된 임상 데이터를 이용해 인공지능을 더 똑똑하게 응용하는 사례가 점점 늘어나고 있습니다. 하버드 대학 부설 브리검 여성병원 파이살 마흐무드가 이끄는 연구팀은 인공지능을 이용한 이미지 보정 기술을 이용해 암 수술 중 신속 진단을 도울 수 있다는 연구 결과를 저널 네이처 바이오메디컬 엔지니어링에 발표했습니다. 연구팀이 주목한 부분은 수술 중 냉동 조직 검사입니다. 암 수술 중 외과 의사는 여러 번 어려운 결정에 직면합니다. 종양을 완전히 절제하기 위해 정상 조직을 잘라내야 하는지, 그리고 원격 전이를 막기 위해 얼마나 많은 림프절을 제거하는지가 큰 문제입니다. 너무 과감하게 절제하면 영구적인 후유증과 합병증이 커지고 너무 적게 절제하면 재발 위험성이 커집니다. 눈으로 봐서 알 수 없는 암세포 침투 여부를 알기 위해 외과 의사들은 일부 조직을 얼려 조직을 보는 의사에게 의뢰합니다. 현미경으로 냉동 조직을 보고 집도의에게 암세포가 어디까지 있는지 알려주면 실수를 최대한 피할 수 있습니다. 하지만 얼린 조직은 12~48시간 동안 파라핀으로 고정한 후 잘 염색된 조직처럼 온전한 형태가 아니라 손상과 왜곡이 심한 상태라는 문제가 있습니다. 사실 얼려도 되면 굳이 정성 들여 조직을 고정하고 염색할 필요가 없을 것입니다. 아무튼 시간도 부족한데 정확히 보이지도 않으니 종종 오류가 생길 수 있습니다. 연구팀이 개발한 인공지능 알고리즘은 냉동 조직과 잘 고정된 최종 조직 슬라이드의 이미지를 학습해 냉동 조직 이미지를 최종 조직 슬라이드 이미지처럼 만듭니다. 이렇게 만든 인공지능 이미지 보정 기술을 신경교종과 비소세포성 폐암 조직에 적용한 결과 냉동 조직 슬라이드도 최종 조직 슬라이드처럼 선명하게 보고 정확히 진단할 수 있었습니다. 인공지능이 암 환자의 수술 중 진단 정확도를 높이고 생존 가능성을 높일 수 있는 가능성을 보여 준 것입니다.　 우리가 인공지능을 더 현명하게 이용하기 위해서는 여러 차례 시행착오를 거치면서 최적의 방법을 찾아야 할 것입니다. 초기 오해와 달리 인공지능은 의사를 대신하기보다 이렇게 여러 번의 시도와 연구를 거치면서 제자리를 찾아갈 것으로 예상됩니다. 

국내 연구진이 암세포의 증식과 성장, 생존을 촉진하는 ‘못된’ 체내 단백질을 찾아냈다. 연세대 의대 의생명과학부 연구팀은 항암 면역 작용을 하는 것으로 알려진 인터페론에 의해 발현되는 바이페린이라는 단백질의 암 대사 조절 기능과 작용 메커니즘을 규명했다고 16일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘임상 연구 저널’에 실렸다. 암 세포는 정상 세포와 달리 영양분 결핍, 저산소 같은 상황에서도 증식하고 성장하고 다른 조직으로 전이되면서 살아 남을 수 있도록 대사작용을 변화시킨다. 지금까지 암 대사는 ‘PI3K/AKT’라는 생물학적 경로를 통해 조절되는 것으로 알려져 있다. 또 최근에는 항암 면역 반응을 일으키는 다발성 사이토카인으로 알려진 인터페론에 의해 활성화되는 ‘JAK/STAT’ 경로도 암 대사 조절에 관여하는 것으로 밝혀졌지만 명확한 작용 메커니즘은 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 인터페론 유발성 단백질 중 바이페린의 암 대사 조절 기능과 작용 메커니즘을 분석했다. 연구팀은 위암, 폐암, 유방암, 신장암, 췌장암, 뇌암 등 다양한 유형의 암 조직을 분석한 결과 바이페린 발현이 높게 나타났고 바이페린 발현량이 높을수록 암 환자의 생존율은 낮아지는 것을 확인했다. 이에 연구팀은 바이페린 발현량을 조절한 암세포주를 만들어 분석했다. 그 결과 바이페린은 인터페론 뿐만 아니라 저산소, 영양분 결핍 상황에서도 활성화돼 암세포의 에너지 대사와 지방산 합성을 촉진해 암세포가 증식하고 생존할 수 있게 하는 것을 확인했다. 특히 항암제 내성을 갖고 다양한 암세포로 분화가 가능한 암 줄기세포에서 바이페린 단백질이 발현되면서 대사 변화를 촉진하고 암 줄기세포의 특성을 강화시키는 것으로 나타났다. 연구팀은 생쥐 실험을 통해서도 바이페린이 암 조직 성장을 촉진시킨다는 것을 재확인했다. 연구를 이끈 서준영 연세대 의대 교수는 “항암 면역 작용을 일으키는 것으로 알려진 인터페론에 의해 발현되는 바이페린 단백질이 암 줄기세포와 암세포의 대사를 변화시켜 암 증식과 성장, 생존을 촉진한다는 것을 밝혀냈다”며 “이번 연구 결과를 바탕으로 암 대사 자체를 변화시켜 암을 제거할 수 있는 새로운 치료제 개발이 가능할 것”이라고 말했다.

암이 생겼을 때 치료방법으로 가장 많이 쓰이는 것은 외과수술, 방사선 치료, 화학항암제이다. 외과수술이 가장 효과적이기는 하지만 암의 진행상황이 심각하거나 수술이 쉽지 않을 경우 항암제로 암의 크기를 줄인 뒤 수행하는 경우가 많다. 또 화학항암제는 탈모, 구토 등 부작용이 많아 환자의 불편을 줄여주고 치료효과를 높이기 위해 암조직만 맞춤형 제거하는 표적항암제, 면역계를 활성화시켜 암에 대응할 수 있도록 하는 면역항암제에 대한 관심이 늘고 있다. 그런데 국내 연구진이 면역항암제가 화학항암제와 비교했을 때 당뇨 발병 위험을 높일 수 있다는 것을 확인했다. 면역항암제를 사용할 때 좀 더 신중하게 접근할 필요가 있다는 것이다. 연세대 세브란스병원 내분비내과, 연세대 의대 의생명시스템정보학교실 공동 연구팀은 전통항암요법과 비교해 면역항암제 사용 시 당뇨병 발병 위험률을 규명하고 관련 고위험군을 제시했다고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학분야 국제학술지 ‘대사: 임상과 실험’에 실렸다. 면역항암제는 최근 가장 주목받고 있는 항암치료제로 암세포가 인체의 면역체계를 회피하지 못하게 해 면역세포가 암세포를 더 잘 인식해 공격하도록 하는 약이다. 2011년 처음 승인된 이후 2018년 기준 미국 암 환자의 44%가 면역항암제 치료를 시도하고 있다. 그렇지만 면역세포가 과도하게 활성화되면 자가면역질환처럼 일부에서 내분비 기관의 염증 같은 부작용이 발생할 수 있다. 췌장 염증으로 인한 당뇨 발병 가능성도 있지만 발병률 자체가 낮아 화학항암제와 비교해 연구가 부족한 상황이다.이에 연구팀은 2005~2020년 세브란스병원 내원 환자 중 면역항암치료를 받은 221명과 화학항암제 치료를 받은 환자 1105명을 대상으로 당뇨 발병 위험도를 분석했다. 분석 결과 면역항암제 치료환자들은 화학항암제 치료환자에 비해 새로 당뇨 발병 위험이 2.45배 높은 것으로 조사됐다. 면역항암제 사용 환자 중 혈당이 상승한 환자들은 항암치료 3개월 이내에 평균 혈당이 당뇨 진단 기준인 126㎎/㎗를 넘겼다. 또 혈당 상승을 보인 집단의 87%는 남성인 것으로 확인됐다. 연구에 참여한 연세대 세브란스병원 내분비내과 이유미 교수는 “이번 연구로 면역항암제 유발 당뇨병의 위험도와 환자의 임상적 특징을 기반으로 고위험군을 예측하고 선별해 치료 전략 수립이 가능할 것”이라며 “효과적인 신규 암 치료제인 면역항암제를 더욱 안전하게 사용할 수 있게 될 것으로 기대한다”고 말했다.

과학기술의 발달로 많은 질병이 정복되고 있다. 그렇지만 암과 치매는 여전히 인간을 괴롭히고 있다. 특히 이들 질병은 진단과 치료 또는 관리를 위해 많은 시간과 비용이 투입된다. 국내 연구진이 암 진단과 치료까지 원스톱으로 가능한 물질을 개발해 주목받고 있다. 한국생명공학연구원 바이오나노연구센터, 경희대 치대 공동 연구팀은 몸 속 깊은 곳에 숨어있는 암세포까지 정밀진단한 뒤 열을 이용해 치료까지 가능한 나노바이오 융합소재를 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 진단의학 분야 국제학술지 ‘테라노스틱스’에 실렸다. 암은 내시경 검사나 CT, MRI, PET 같은 영상촬영 이후 의심부위에 대한 조직검사를 시행해 진단하는 것이 일반적이다. 만약 이렇게 발견된 암은 외과수술, 방사선 치료, 항암 화학요법으로 치료한다. 최근에는 표적 항암치료, 면역 항암치료법도 개발되고 있지만 적용 대상이나 효과가 제한적이라는 단점이 있다. 이 때문에 최근에는 분자영상과 나노의약 기술의 발전으로 질병 진단과 함께 치료를 동시에 가능케 하는 ‘테라그노시스’ 기술에 대한 관심과 연구가 활발하다. 이런 상황에서 연구팀은 암세포를 발견하면 형광 신호, 자기 신호로 정밀진단을 할 수 있고 근적외선 파장의 빛을 열에너지로 변환시켜 암 조직을 없애는 광열치료도 가능한 나노바이오 소재를 개발했다.연구팀은 체내 신경전달물질인 도파민을 기반으로 형광물질을 만들어 망간염(鹽)과 결합시켜 자성을 띄도록 했다. 이 물질을 체내에 투입했을 때 암조직처럼 산성환경과 만난다면 형광이미지와 자기공명 이미지가 동시에 나타나 암 조직을 더 정밀하게 진단할 수 있다. 이렇게 발견된 암 부위에 근적외선을 쪼이면 빛 에너지를 받은 나노 복합체가 열 에너지를 방출해 고형암 조직을 태우며 암세포 성장을 억제하고 사멸시키는 것이다. 연구팀은 생쥐를 이용한 실험에서도 암세포를 발견하고 치료까지 할 수 있다는 사실을 확인했다. 교신저자로 연구에 참여한 이창수 생명공학연구원 박사는 “이번 연구는 암의 진단과 치료를 동시에 수행해 영상진단과 정밀치료에 드는 비용과 시간을 획기적으로 낮출 수 있도록 한 것”이라며 “후속 연구를 통해 다양한 종류의 암에 대응하고 인체 적용 가능성을 높일 것”이라고 말했다.

코로나19 유행 이전에도 바이러스는 오랜 시간 인류를 괴롭혀 온 매우 성가시고 위험한 존재였다. 인플루엔자나 SARC-CoV-2처럼 전염성이 매우 강하고 일부에서는 치명적인 결과를 가져오는 바이러스부터 전염성은 강하지만 건강한 사람에서는 가벼운 피부 증상만 일으키는 헤르페스 바이러스처럼 다양한 바이러스가 우리를 괴롭히고 있다. 하지만 과학자들은 이 바이러스 중 일부에게서 바이러스 감염만큼이나 인류를 괴롭히는 질병을 치료할 방법을 찾고 있다. 바로 암세포만 골라서 공격하는 종양용해성 바이러스가 그 주인공이다. 기본적으로 바이러스는 자기 스스로 증식할 수 없기 때문에 숙주 세포의 자원을 이용해 증식하고 마지막에는 숙주 세포를 파괴시키고 수많은 바이러스 입자를 퍼트린다. 그런데 바이러스마다 각기 들어갈 수 있는 숙주 세포가 다르다. 따라서 암세포만 선택적으로 감염시키는 바이러스가 있다면 암세포에만 치명적인 존재가 되는 것이다. 그렇다면 치료제로 사용하지 못할 이유가 없다. 2015년 FDA는 T-VEC(talimogene laherparepvec)이라는 종양용해성 바이러스를 승인해 실제 항암 바이러스 치료제 시대를 열었다. T-VEC은 입주위에 물집을 만드는 성가신 바이러스인 단순 포진 바이러스 1(HSV-1)에서 유전자 2개를 제거한 후 면역 반응을 유발하는 GM-CSF라는 물질의 유전자를 첨가해 만들어졌다. 이 바이러스가 암세포에 침투하면 내부에서 증식하면서 암세포를 파괴하는 것은 물론이고 면역 반응을 유발하는 물질을 분비해 감염되지 않은 암세포에 대해서도 면역 시스템의 2차 공격을 유발한다. T-VEC의 목표는 치료가 대단히 어려운 암인 흑색종이다. T-VEC은 수술이 불가능한 흑생종 환자 10.8%에서 완전히 암세포를 제거했고 전체적으로 4.3개월 정도 수명을 증가시켰다. 비록 치료할 수 있는 환자의 숫자는 적었지만, 다른 방법으로 치료가 불가능한 흑색종 환자에서 일부라도 완치가 가능했기 때문에 큰 주목을 받았다. 그러나 지금까지 새로 승인받은 종양용해성 바이러스는 없는 상태다. 당연히 과학자들은 T-VEC을 능가할 차세대 종양용해성 바이러스를 개발해 임상 시험을 진행 중이다. 영국 런던 암 연구소의 과학자들은 역시 유전자 조작 단순 포진 바이러스인 RP2의 1상 임상 결과를 발표했다. RP2 역시 암세포를 골라 감염시킨 후 파괴하고 동시에 면역 물질도 생산해 면역 반응을 일으키는 원리다. 1상 임상 연구에는 39명의 환자가 참여했는데, 9명은 RP2를 단독 투여하고 30명은 니볼루맙(nivolumal) 병행 치료를 진행했다. 9명의 환자는 의학적으로 다른 치료를 기대하기 힘든 환자들로 이 가운데 3명 정도가 RP2 투여로 이득이 있었다. 한 명은 15개월 동안 암이 사라졌고 나머지 두 명도 15개월과 18개월간 병이 진행하지 않았다. 나머지 30명이 병합 요법 군에서는 7명이 이득을 봤는데, 6명에서는 암의 진행이 14개월 중단됐다. 1상 임상 시험에 참여한 환자 중 심각한 부작용을 호소한 환자는 없었다. 현재는 1상 임상 시험 결과로 아직 성공 여부를 판단하기는 어려우나 연구팀은 앞으로 2상, 3상 시험으로 진행할 수 있는 좋은 결과를 얻은 것으로 판단하고 다음 연구를 진행 중이다. 종양용해성 바이러스에 대한 연구가 계속 진행된다면 골치 아프고 성가신 바이러스를 생명을 살리는 기적으로 치료제로 바꾸려는 과학자들의 꿈도 이뤄질지 모른다. 

눈으로 보이지 않을 만큼 작은 마이크로 로봇이나 나노 로봇을 몸속에 넣어서 암세포나 세균을 퇴치하는 것은 과학자들의 오랜 꿈이었습니다. 실제로 관련 연구도 많이 진행되어 있습니다. 알약 크기의 캡슐 내시경은 이미 의료 분야에서 널리 사용되고 있으며 최근에는 약물을 전달하는 마이크로 로봇이나 캡슐에 대한 연구도 많은 진전을 이뤘습니다. 하지만 세포 크기의 마이크로 로봇을 대량 생산해서 세균이나 암세포를 퇴치하는 일은 여전히 어려운 일입니다. 설령 최첨단 기술을 이용해서 세균을 찾아내고 선별적으로 파괴할 수 있는 로봇을 개발한다고 해도 이를 대량 생산하고 안전하게 몸 안에서 회수하는 일은 쉽지 않습니다. 따라서 일부 과학자들은 다른 대안을 모색하고 있습니다. 미국 캘리포니아 대학 샌디에이고 캠퍼스의 과학자들은 최근 저널 네이처 메터리얼스(Nature Materials)에 단세포 생물을 마이크로 로봇으로 개조한 연구 결과를 발표했습니다. 연구팀이 선택한 생물은 뜻밖에도 광합성을 하는 작은 생물인 단세포 조류(algae)입니다. 클라미도모나스 레인하티(Chlamydomonas reinhardtii)는 10마이크로미터 크기의 단세포 조류로 두 개의 큰 편모를 이용해서 물속을 헤엄쳐 다닙니다. 연구팀은 클라미도모나스의 표면에 생분해성 폴리머 나노스피어(nanosphere)라는 나노 입자를 붙였습니다. 이 입자 내부에서는 항생제가 들어 있고 껍데기는 백혈구의 일종인 호중구의 세포막으로 코팅되어 있습니다. 호중구의 세포막은 세균과 결합하는 용도이고 실제로 세균을 죽이는 것은 내부에 들어 있는 항생제입니다. 이 나노스피어를 세균에 전달하는 일은 클라미도모나스가 담당합니다.연구팀은 쥐를 이용한 동물 모델에서 이 살아 있는 마이크로봇(microbot)의 효과와 안전성을 검증했습니다. 우선 연구팀은 실험 동물의 폐에 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)을 주입해 폐렴 모델을 만들었습니다. 이 실험용 쥐의 폐에 마이크로봇을 투입한 결과 일반적인 항생제 용량보다 3000배나 적은 용량으로도 치료 효과가 있다는 사실을 확인했습니다. 클라미도모나스가 폐 내부에서 활발하게 움직이면서 무작위로 세균과 접촉하면 나노스피어가 터지면서 항생제를 목표 세균에 직접 투여하는 것입니다. 주사제 형태이든 먹는 약이든 간에 환자의 몸에 투여한 항생제 중 세균에 실제 도달하는 양은 극히 일부에 불과합니다. 대부분의 항생제는 혈액을 타고 세균이 존재하지 않는 몸 전체를 돌다가 간과 콩팥에서 처리됩니다. 이 과정에서 여러 조직과 장기에 부작용이 발생합니다. 연구팀이 개발한 마이크로봇은 매우 적은 양의 항생제를 목표에 집중 투여해 부작용을 전혀 일으키지 않을 정도의 소량으로도 효과적인 치료가 가능합니다. 이 실험에서 마이크로봇 투여 실험군은 30일 이상 모두 생존했지만, 투여하지 않은 대조군은 3일 이내 모두 죽었습니다. 그리고 이 과정에서 특별한 부작용도 보고되지 않았습니다. 물론 클라모도모나스가 체내에서 증식해서 새로운 병을 만드는 건 아닌가 하는 우려가 있을 수 있습니다. 하지만 광합성 조류를 선택한 이유가 바로 여기 있습니다. 햇빛이 없는 체내에서는 광합성을 할 수 없습니다. 결국 마이크로봇은 역할을 마치고 난 후에는 굶어 죽거나 면역 세포의 공격을 받아 죽게 되고 나머지 잔해는 흡수되어 사라집니다. 로봇처럼 전자 회로나 배터리, 모터를 사용하지 않기 때문에 인체에 유해한 중금속이나 화학 물질이 남을 염려도 없습니다. 살아 있는 세포를 이용한 로봇처럼 제조 과정이 복잡하지 않고 광합성을 통해 쉽게 키울 수 있어 나노스피어만 저렴하게 양산할 수 있으면 제조 가격이 저렴할 것으로 기대됩니다. 세포처럼 작은 로봇을 만드는 대신 그냥 살아 있는 세포를 활용한다는 아이디어가 돋보이는 부분입니다. 물론 사람에서 심각한 부작용 없이 안전하게 사용할 수 있고 세균을 효과적으로 제거할 수 있는지 검증하기 위해서는 앞으로 많은 연구가 필요합니다. 마이크로봇이 앞으로 의미 있는 성과를 거둘지 주목됩니다. 

유방암은 남녀 모두에게서 발병 가능하지만 여성 환자들이 훨씬 많다. 유방암은 발병 초기 자각증상이 없기 때문에 증상이 나타나기 시작하면 암이 상당히 진행된 상태인 경우가 많다. 이 때문에 유방암은 다른 암들보다 전이나 재발이 잦은 암으로 알려져 있다. 환자 맞춤형 면역치료가 필요한 이유이기도 하다. 문제는 면역치료가 생각만큼 효과가 나타나지 않는다는 것이다. 이에 카이스트 의과학대학원, 연세대 의대, 가톨릭대 의대 공동 연구팀은 유방암 환자의 항암 면역치료 핵심 원리를 밝혀내고 새로운 치료 전략을 제시했다고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과는 면역학 분야 국제학술지 ‘사이언스 면역학’(Science Immunology)에 실렸다. 암 환자들은 암세포를 제거하는 세포독성 T세포 기능이 눈에 띄게 약해진다. 세포독성 T세포가 약해지는 것은 PD-1이라는 억제물질이 종양 조직 내에서 과다하게 나타나기 때문이다. 이 때문에 최근 연구개발되고 있는 면역항암제는 PD-1의 기능을 차단해 약화된 세포독성 T세포를 다시 회복시키는 것에 초점을 맞추고 있다. 항암면역치료를 받는 유방암 환자들 중에서도 치료 효과가 나타나는 것은 일부이다. 연구팀은 유방암 환자 131명의 암 조직을 채취해 분석한 결과, 종양 조직에 존재하는 세포독성 T세포 중에서 CD39 단백질과 조직 상주기억 T세포가 유방암 환자에서 효과적인 항암 면역반응을 매개하는 핵심 세포라는 사실을 새로 밝혀냈다. 신의철 카이스트 교수는 “이번 연구는 항암 면역반응 메커니즘에 대해 상세히 연구해 유방암에서 새로운 임상 치료 전략을 제시했다는 점에서 의미가 크다”며 “암 환자의 생존율을 더 높이기 위해 연구를 계속 이어가겠다”고 설명했다.

‘갑상선에 종양이 생겼다’는 사람이 적지 않다. 양성 결절(종양)이나 낭종(물혹) 외에 악성 결절(암)도 많이 발생한다. 중앙암등록본부의 ‘2019년 국가암등록통계’에 따르면 신규 암 환자 가운데 갑상선암 환자가 3만 676명으로 가장 많았다. 갑상선암은 이처럼 흔한 암인 데다 5년 생존율이 높아 ‘거북이 암’이나 ‘착한 암’으로 불리기도 하지만 적절한 치료를 하지 않으면 다른 암처럼 생명을 위협할 수 있다.목 앞에 있는 갑상선은 내분비기관으로 갑상선호르몬을 만들어 필요할 때마다 혈액으로 내보낸다. 갑상선호르몬은 신생아나 어린이의 성장과 지능 발달에 필요할 뿐만 아니라 몸의 대사를 촉진하고 체온을 일정하게 유지하도록 돕는다. 이러한 갑상선의 어느 한 부위에 혹이 생길 수 있는데, 이 중 악성인 갑상선암은 암세포가 퍼져 폐나 뇌 등 멀리 떨어진 장기로까지 전이될 수도 있다. ●갑상선 유두암 10년 생존율 90~95% 갑상선 유두암이나 여포암 등 갑상선 분화암이 가장 흔하게 발생한다. 상대적으로 암 성장이 느리고 예후가 좋은 편에 속한다. 조기에 진단받아 치료를 받는다면 생존율이 높다. 갑상선 유두암은 10년 생존율이 90~95%, 갑상선 여포암은 80~92%로 알려져 있다. 환자 연령이나 종양 크기, 전이 정도 등에 따라 예후가 달라진다. 그러나 미분화암이나 수질암처럼 치료가 쉽지 않은 갑상선암도 있다. 수질암은 체내 칼슘양을 조절하는 칼시토닌을 분비하는 갑상선 부여포세포에 생긴다. 수질암의 25~30%가 암유전자 돌연변이를 보여 유전될 가능성이 있으므로 가족의 검사가 필요할 수도 있다. 미분화암은 원격 전이가 흔하고 방사성 요오드 치료(방사성동위원소 치료)나 항암 치료 등에 잘 반응하지 않아 치료가 쉽지 않다. 암세포 성장도 빨라 수개월 내에 위험해질 수 있어 진단되는 동시에 4기로 분류된다. ●20세 이하·60세 이상 男, 女보다 많아 대부분의 갑상선암 환자는 초음파 등 건강검진 과정에서 병을 알게 된다. 우연히 목을 만졌을 때 결절이 딱딱하게 잡혀 병원에 가는 경우도 있다. 결절이 기도나 식도를 눌러 호흡이 곤란하거나 음식물을 삼킬 때 걸리는 느낌이 들기도 한다. 결절이 주위 조직에 붙어 잘 움직이지 않거나 목소리가 바뀌는 증상이 나타날 수도 있다. 결절이 갑자기 커져도 위험 신호다. 정윤재 중앙대병원 내분비내과 교수는 “20세 이하나 60세 이상인 경우, 여성보다 남성의 경우 암일 가능성이 높지만 이런 증상은 암이 수년간 진행된 뒤 나타나므로 대체로 증상이 없는 경우가 더 많다”면서 “양성 종양과 구별하기 위해서는 초음파나 세포 검사 등이 필요하다”고 설명했다. 특히 소아는 보다 적극적인 치료가 필요하다. 김민경 서울시 서남병원 소아청소년과 전문의는 “소아의 갑상선 결절은 드문 편이지만 악성 종양일 가능성이 성인에 비해 높은 편”이라며 “소아는 성인보다 갑상선 주위 조직으로의 침윤이나 폐 등에 대한 원격 전이가 흔하게 나타나고 재발 빈도도 높은 편”이라고 설명했다. 종양이 1㎝ 이하로 작고 전이가 없는 경우에는 바로 수술하지 않고 주기적으로 초음파 검사를 하면서 추적 관찰을 할 수도 있다. 그러나 일차적인 치료는 수술로 절제하는 방법이다. 정민성 한양대병원 외과 교수는 “간암 등 다른 암의 치료 방법으로 사용되는 고주파를 이용해 갑상선 양성 종양을 치료하기도 하지만 아직 수술하지 않고 갑상선암을 치료하는 방법은 없다”면서 “조기 갑상선암의 경우 겨드랑이 등을 통한 내시경이나 로봇 수술을 많이 하는데, 흉터도 거의 보이지 않는다”고 말했다. 수술 후에는 목 운동을 적절하게 해야 수술 부위 주변의 불편함이 빨리 사라진다. 수술 이후에는 목소리를 크게 내는 등 목에 부담을 주는 일은 피하는 게 좋다. 쉰 소리가 나오거나 성대마비가 올 경우 대부분 6개월이나 1년 뒤에는 회복된다. 암이 갑상선 한쪽에 작게 있고 주위 조직을 크게 침범하지 않은 경우 갑상선의 절반가량을 떼어 내는 반절제 수술을 하기도 한다. 이 경우 방사성 요오드 치료 같은 추가 치료를 하지 않고 추적 관찰을 하게 된다. 남은 갑상선이 제 기능을 하면 갑상선호르몬제(씬지로이드)는 먹을 필요가 없다. 갑상선을 모두 제거하는 전절제 수술을 한 경우 부족한 갑상선호르몬을 보충하기 위해 갑상선호르몬제를 먹는다. 보통 매일 아침 식사 전에 따로 먹으면 된다. 임신 중에 복용해도 안전하다. 오히려 임신 중에는 필요한 갑상선호르몬의 양이 늘어나게 되므로 평소보다 더 많은 양을 먹어야 할 수도 있다. ●요오드 섭취 제한, 해조류·우유 피해야 다만 오랜 기간 갑상선호르몬제를 먹는 경우 골밀도가 떨어질 수 있어 완경 이후 여성은 정기적인 골밀도 검사를 하기도 한다. 신동욱 삼성서울병원 가정의학과 교수는 “재발을 막기 위해 갑상선호르몬을 조금 높여 사용할 필요가 있는 경우도 있는데, 이때 골다공증이나 골절 위험이 올라갈 수 있다는 점에 유의해야 한다”고 설명했다. 재발 위험을 줄이기 위해 방사성 요오드 치료를 하기도 한다. 방사선이 나오도록 조작된 요오드를 캡슐에 넣고 먹으면 남아 있는 갑상선 조직이나 암세포를 파괴하는 방식이다. 전절제를 한 갑상선 유두암, 여포암, 저분화암은 이 치료를 하지만 갑상선 수질암이나 역형성암은 대상이 아니다. 항암제와는 다르기 때문에 머리카락이 빠지거나 구역질, 구토 같은 부작용은 없다고 알려져 있다. 귀가 후에는 최소 5일 동안 다른 사람과의 접촉을 피해야 한다. 땀으로도 방사성 요오드가 배출될 수 있어 사용한 옷이나 수건, 침구 등도 별도로 세탁해야 한다. 전절제를 한 환자가 특별히 피하거나 보충해야 하는 음식은 없지만 대개 방사성 요오드를 먹기 1주일 전부터 퇴원할 때까지는 요오드 섭취를 제한한다. 요오드가 많은 미역이나 다시마, 김 등 해조류나 유제품 등을 피해야 한다. 치료 준비를 위해 갑상선호르몬제도 일시적으로 먹지 않기 때문에 몸이 붓고 체중이 늘거나 소화불량, 피로감 등이 나타날 수 있다. 이런 증상은 다시 갑상선호르몬제를 복용하면 한두 달이면 없어진다.

코미디언 김선정이 7년간 활동을 하지 못한 이유를 공개했다. 지난 19일 유튜브 채널 ‘근황올림픽’에는 ‘TV무대 후 연골판 파열, 갑상선암 까지.. 7년 사라졌던 ’웃찾사‘ 개그우먼 근황’이라는 제목의 영상이 공개됐다. 영상에서 김선정은 무릎 연골판 파열을 당해 재활과 수술을 반복했다고 밝혔다. 그는 “100kg가 넘는 남자 선배를 업거나 안고 춤을 추는 개그를 한 적 있다. 3개월 됐을 때 무릎이 아프기 시작하길래 파스를 뿌리고 붕대를 감았다. 코너를 7개월을 하고 병원을 갔더니 연골 사이가 다 찢어졌더라”고 밝혀 안타까움을 전했다. 이후 휴식을 취하며 동료들이 활동하는 것만 바라봐야 했던 그에게 또 다른 악재가 닥쳤다. 건강검진을 통해 갑상선암 진단을 받은 것이다. 김선정은 “엄마랑 엉엉 울었다. 암세포가 전이되지 않게 갑상선 한 쪽을 제거했다”고 밝혔다. 김선정은 방송 공백 7년을 행사 무대로 채웠다고 설명했다. 진로특강 강사로도 8년째 활약 중이다. 김선정은 “저 인물 검색하면 나오는 연예인이다. 더 많은 관심 가져달라”며 여전한 유쾌함을 더해 인사했다. 한편 김선정은 2001년 MBC 공채 12기 개그맨으로 데뷔했으며 MBC ‘코미디하우스’, MBC ‘코미디쇼 웃으면 복이 와요’, SBS ‘웃찾사’ 등에 출연했다. 특히 ‘웃찾사’의 ‘민폐남녀’ 코너를 통해 대중에게 눈도장을 찍었다.

DGIST 뉴바이올로지학과 김민석 교수팀이 세계 최초로 혈액 내 존재하는 모든 종류의 암세포들을 분리할 수 있는 자동화 장치를 개발하였다고 밝혔다. 해당 기술은 모든 종류의 암세포를 분리할 수 있고, 초정밀 암진단이 가능하며 이를 완전 자동화 형태로 구현하여 병원에서 바로 활용 가능할 정도로 완성도가 높다. 개발한 기술은 음성선택 타겟 세포 이외의 모든 세포를 선택하여 제거하는 방식 을 이용하여 암세포가 아닌 다른 세포들을 모두 제거하고 초정밀 유체 제어 기술을 통해서 세포의 스트레스와 손실율을 최소화하며 세포를 분리하는 것을 성공시켰다. 마커의 유무, 암세포의 크기와 관계없이 다양한 암세포주에서 90% 수준의 높은 회수율을 보였고, 연세대학교 김혜련 교수팀과의 공동연구를 통해 폐암 환자의 혈액으로 순환종양세포를 분리, 약물효과 추적관찰 등 임상적 유용성도 확인하였다. 또한 완전 자동화를 통해 기술적 완성도를 높여 분리 성능은 물론 의료현장에서 조기 상용화가 가능하다는 점에서 의학적 영향력이 클 것으로 보인다. 김민석 교수는 “해당 기술이 암의 조기 진단, 맞춤형 치료제 처방 등 더욱 정밀한 진단과 맞춤 치료제 선정에 활용되어 암 환자들에게 도움이 되길 희망한다”고 말했다. 이번 연구는 의료기관 창업캠퍼스 원천기술개발사업의 지원을 받아 수행되었으며, 연구결과는 Theranostics 12권 8호에 지난 5월 1일 게재되었다.

생명과학 분야에서 가장 활발히 연구되고 있는 크리스퍼 유전자 가위는 특정 염기서열을 인지해 해당 부위의 유전자를 절단하거나 삽입해 사람과 동식물 세포의 유전자를 교정하는 기술이다. 많은 과학자의 연구 덕분에 빠르게 발전하고 있지만, 여전히 기술적 한계가 있어 여전히 임상에서는 활용되지 못하고 있다. 카이스트 의과학대학원, 한국과학기술연구원(KIST) 생체재료연구센터, 강원대 화학·생화학부 공동 연구팀은 정상 세포에는 작동하지 않고 질병 세포의 유전자만 교정하는 ‘크리스퍼-캐스9 유전자 가위’ 기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘핵산 연구’에 실렸다. 연구팀은 특정 염기서열을 인식해 절단한다는 유전자 가위의 특성에 주목했다. 질병 세포에서만 과하게 발생하는 ‘질병 세포 특이적 마이크로RNA’를 잘라내는 유전자 가위 시스템을 설계한 것이다. 연구팀은 유전자 가위가 스스로 작동 여부를 결정할 수 있도록 만든 이번 기술을 ‘유전자 가위 셀프 체크인 기술’이라고 이름 붙였다. 유전자 가위 셀프 체크인 기술은 질병 세포 특이적 마이크로RNA가 적은 정상 세포에서는 유전자 교정을 수행하지 않지만, 질병 세포나 문제의 마이크로RNA가 증가하면 유전자 가위가 세포핵으로 들어가 질병을 유발시킬 수 있는 유전자들을 잘라 제거한다. 실제로 사람과 생쥐의 세포로 실험한 결과 유전자 가위가 잘 작동한다는 것이 확인됐다. 또 연구팀은 다양한 폐암 세포에서 특정 마이크로RNA와 발암 단백질(Ezh2)이 함께 증가하는 것을 증명하고 유전자 가위로 폐암 세포 내 발암 유전자 교정에 성공했다. 일반적으로 화학 항암요법은 치료 기간이 길어질수록 약물 내성이 생겨 치료 효과가 떨어지는 경우가 많다. 이에 연구팀은 유전자 가위 셀프 체크인 기술과 항암제를 동시에 사용하면 약물 내성을 일으키지 않고 암을 더 효과적으로 치료할 수 있다고 밝혔다. 연구를 이끈 이지민 카이스트 교수는 “이번에 개발된 유전자 가위 셀프 체크인 기술은 기존 유전자 가위 시스템의 문제를 개선함으로써 다양한 질병 치료에 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다.

조기진단 기술과 치료법 발달로 암도 관리 가능한 질병이 되고 있다. 그렇지만 여전히 암은 인류가 정복하지 못한 질병 중 하나이기도 하다. 국내 연구진이 암세포가 만드는 에너지 분자를 이용해 암을 제거하는 ‘이이제이’(以夷制夷) 치료법을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 화학과, 에너지화학공학과 공동 연구팀은 암세포 미토콘드리아 안에서 암세포 에너지 분자인 ATP와 결합해 거대 분자를 만드는 물질을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘케미컬 사이언스’ 6월 2일자 표지논문으로 실렸다. 세포 소기관 중 하나인 미토콘드리아는 ‘세포 공장’이라고 불리는데 여기서 세포 에너지원으로 쓰이는 ATP를 만든다. ATP가 부족하거나 ATP를 생성하는 미토콘드리아가 망가지면 세포는 사멸한다. 모든 세포가 ATP를 만들지만 증식 속도가 빠른 암세포에서 ATP 농도는 훨씬 높다. 연구팀은 이 점을 주목해 고농도 ATP와 결합해 거대 분자 덩어리를 만드는 항암 유도물질을 제조했다. 정상세포가 만드는 ATP 농도에서는 거대 분자 덩어리가 형성되지 않도록 했다. 연구팀이 만든 물질은 암세포가 생성하는 ATP와 결합해 거대 분자 덩어리를 형성한다. 거대 분자 덩어리 크기는 수 백 나노미터(㎚) 수준으로 미토콘드리아 막을 파괴할 정도이다. 또 거대 분자 덩어리가 생성되면서 암세포의 ATP를 소진시켜 암세포가 더 커지지 않도록 만든다. 암세포의 성장 에너지를 소비하는 동시에 암세포를 커지게 만드는 미토콘드리아를 터트려 암세포가 더 이상 기능하지 못하도록 하는 것이다. 연구팀은 이번에 개발한 물질을 암세포에 주입해 관찰한 결과 암세포 성장 속도가 느려진 다음 파괴되는 것을 확인했다. 유자형 UNIST 교수는 “이번 연구는 세포 에너지원인 ATP를 제거하는 동시에 미토콘드리아 기능장애를 일으킬 수 있는 거대 분자가 암치료에 효과적이라는 것을 보여주고 있다”며 “미토콘드리아를 표적으로 하는 항암 치료제 개발에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”고 설명했다.

국내 연구진이 빛을 이용해 암세포와 병균을 공격하는 물질을 만드는데 성공해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 화학과, 연세대 화학과 공동 연구팀은 레이저 빛을 받으면 활성산소를 발생시켜 암세포나 세균을 공격할 수 있는 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국화학회에서 발행하는 화학분야 국제학술지 ‘JACS Au’에 실렸다. 광감각제는 빛을 흡수해 주변 산소를 활성산소로 바꿀 수 있는 물질이다. 활성산소의 강한 산화력으로 암세포나 세균을 제거할 수 있다. 특히 일중항산소는 활성산소 중에서도 산화력이 강하다. 일중항산소를 만드는 광감각제는 중금속이 포함되거나 물에 잘 섞이지 못해 인체에 유해할 뿐만 아니라 체내에서 작용하지 않는 경우가 많다. 이에 연구팀은 친수성 생분해 고분자인 폴리글리세롤을 주원료로 한 광감각제를 만드는데 성공했다. 실제로 광감각제를 넣고 레이저빛을 조사하면 암세포와 세균의 성장 속도가 절반 이하로 줄어든 것이 확인됐다. 연구를 이끈 민승규 UNIST 교수는 “이번 연구는 고분자 광감각제의 높은 생체적합성을 비롯해 광반응성 항암 및 항생효과를 확인했다는데 의미가 크다”며 “이번에 개발한 기술은 새로운 암치료법 개발은 물론 식수나 공기 살균 같은 분야에 광범위하게 사용될 수 있을 것”이라고 말했다.

과학기술의 발달로 암은 더 이상 불치의 병은 아니다. 그렇지만 여전히 예후가 좋지 않아 생존율이 낮은 암은 존재한다. 많은 과학자와 의학자들이 암환자의 생존율을 높이기 위한 노력을 기울이고 있다. 그 덕분에 암 치료는 외과수술, 화학항암제, 방사선 치료를 넘어 표적치료제, 면역치료제 등 다양한 치료법이 등장하고 있다. 국내 연구진이 방사선 치료와 표적 항암치료를 병행해 전이암까지 억제하는 방법을 찾아내 주목받고 있다. 한국원자력의학원 응용치료연구팀은 면역 활성을 억제해 암 치료를 방해하는 면역억제세포 발생을 감소시키고 방사선 치료 부위의 암세포 뿐만 아니라 전이암까지 제거할 수 있는 전신 항암면역치료 방법을 찾았다고 16일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘암 면역치료 저널’((Journal for immunotherapy of cancer)에 실렸다. 면역체계를 작동시켜 암세포를 제거하는 면역관문억제제 같은 면역치료제가 최근 등장해 방사선 치료와 함께 사용되면서 암 재발 및 전이를 막는 새로운 암치료 전략으로 많이 활용되고 있다. 그렇지만 면역관문억제제의 비용이 비싸고 일부 암에서는 치료 효과가 낮다는 단점이 있다. 연구팀은 면역세포 조절인자를 이용해 면역억제세포를 감소시키면 항암치료 효과가 높아진다는 점에 착안해 방사선 치료 후 나타나는 종양 내 면역억제세포 발생을 차단해 치료효과를 높이는 방법을 찾아나섰다. 연구 결과 연구팀은 새로 발굴한 신약후보물질을 방사선 치료와 병행하면 면역기능이 활성화돼 항암치료효과가 높아지는 것을 확인했다. 실제로 대장암을 유발시킨 생쥐 15마리에게 신약후보물질을 투여하고 방사선 치료를 함께 시행한 결과 모든 쥐에서 종양크기가 92.8%로 감소했고 특히 8마리에서는 종양세포가 완전히 사라진 것이 확인됐다. 또 암세포를 직접 파괴하는 항암면역 CD8 T림프구의 살상능력이 45.7%나 늘어나고 암세포에 대한 면역반응도 9.9%가 증가했다. 이 같은 효과는 방사선 치료, 신약후보물질만 투여했을 때보다 두 방법을 함께 사용했을 때 3~4배 증가하는 것을 확인했다.치료가 끝난 생쥐에게 다시 종양을 이식했을 때도 4주 정도 종양이 자라지 않는 것이 관찰됨으로써 장기간 항암효과 지속, 재발 억제효능이 있는 것이 확인됐다. 연구를 이끈 김재성 원자력의학원 박사는 “이번 연구는 고형암 뿐만 아니라 치료가 쉽지 않은 전이암까지 방사선 항암치료효과를 획기적으로 개선할 수 있는 방법을 찾았다는데 의미가 크다”며 “방사선병용 항암면역치료제 상용화 연구를 서둘러 난치암 환자들에게 치료혜택이 돌아갈 수 있도록 할 것”이라고 말했다.

과거 암은 ‘불치의 병’으로 알려졌지만 여전히 치료가 쉽지 않은 암종들도 있기는 하지만 과학기술의 발달로 치료 및 관리가 가능한 질환으로 자리잡고 있다. 다양한 치료법이 나오고 있지만 외과수술, 화학항암제, 항암방사선 치료가 여전히 많이 쓰이고 있다. 문제는 항암치료법들이 암 조직 뿐만 아니라 정상세포까지 공격하면서 탈모, 구토, 설사, 체중 감소 등 심각한 부작용들을 수반한다는 것이다. 이에 기초과학연구원(IBS) 유전체항상성연구단, 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 공동연구팀은 정상세포에서 손상을 주지 않고 부작용 없이 모든 종류의 암 치료에 적용할 수 있는 기술 ‘신델라’를 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 2월 22일자에 실렸다. 기존 항암치료법들이 부작용을 일으키는 것은 암세포 뿐만 아니라 정상세포의 DNA 이중나선까지 손상시키기 때문이다. 연구팀이 개발한 신델라 기술은 크리스퍼-캐스9 유전자 가위를 이용해 암세포에만 존재하는 돌연변이 DNA의 이중나선을 골라서 잘라냄으로써 암세포만 선택적으로 사멸시킬 수 있다. 기존에도 유전자 가위를 이용한 암 치료 시도가 있었지만 각각의 암을 일으키는 돌연변이를 찾아 원인을 밝히고 이를 정상으로 되돌리는 유전자 가위를 제작해야 하기 때문에 과정이 복잡하고 시간이 오래 걸렸다. 연구팀은 생물정보학 분석을 통해 유방암, 결장암, 백혈병, 교모세포종 등 여러 암 세포주에서 정상세포에서는 발견되지 않는 고유의 돌연변이를 찾아냈다. 연구팀은 이 돌연변이들을 표적으로 하는 크리스퍼 유전자 가위 ‘신델라’를 만든 뒤 생쥐 실험을 실시한 결과 정상세포에는 영향을 미치지 않고 암세포만 선택적으로 죽일 수 있다는 것을 입증했다. 또 암세포의 성장도 억제할 수 있음도 증명했다. 모든 암 형성 과정에서 공통으로 만들어지는 돌연변이의 DNA 이중나선을 자르기 때문에 암종에 상관없이 치료가 가능해졌다. 명경재 IBS 단장(UNIST 특훈교수)는 “이번 기술은 부작용 없고 모든 암에 적용 가능한 환자 맞춤형 기술을 개발한 것으로 암치료의 패러다임을 전환할 것으로 기대한다”며 “실제 암 환자에게서 채취한 암세포에 신델라 기술을 적용하는 실험을 하고 있으며 추가 연구를 통해 효율성을 높이고 상용화에 박차를 가할 것”이라고 설명했다.

건강검진을 받을 때 빠지지 않는 항목 중 하나가 초음파검사이다. 한·미 과학자들이 초음파의 강도를 높여 암조직을 제거하는 방법을 개발했다. 울산과학기술원(UNIST) 도시환경공학과, 미국 일리노이대 공동연구팀은 고강도 집속 초음파 기술로 암세포를 괴사시킬 수 있는 방법을 찾았다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 연구팀은 초음파 진동으로 ‘메카노포어’라는 특수 설계한 화학분자를 원격 자극해 세포 안에서 활성산소가 발생하고 결국 세포가 괴사하는 원리를 활용했다. 연구팀은 암을 유발시킨 생쥐의 세포에 메카노포어가 포함된 하이드로겔을 주입하고 고강도 집속 초음파를 가했다. 그 결과 암세포 증식이 억제됐으며 초음파를 조사한지 72시간 내에 암 조직들이 괴사했다. 초음파 진동으로 메카노포어 분자 결합이 끊어져 자유 래디컬이 생기면서 산소와 반응해 활성산소가 만들어졌기 때문이다. 연구팀은 초음파로 발생하는 진동 에너지를 원하는 부위에 필요한 시간만큼만 보낼 수 있는 정밀제어 기술을 개발해 초음파 전달시간을 최소한으로 조절했다. 전달시간이 길어지면 초음파 진동이 마찰열을 발생시킬 수 있다. 기존 초음파 이용 암치료법은 열을 이용했지만 열을 이용할 경우 암 이외 정상조직도 손상될 가능성이 크다. 연구를 이끈 김건 UNIST 교수는 “이번 기술은 초음파가 의료영상 진단에만 국한되는 것이 아니라 기존 비수술 의료기술과 병행해 개복 없이 암을 치료하고 치료 효과도 높일 수 있을 것”이라고 설명했다.