전자담배가 일반 담배(연초)보다 덜 해롭다는 사회적 인식이 팽배하지만, 장기 사용 시 눈 건강을 위협할 수 있다는 대규모 최신 연구 결과가 나와 경각심을 주고 있다. 특히 전자담배 사용으로 인한 체내 니코틴 노출량이 많아질수록 3대 성인 실명 질환 중 하나인 ‘연령관련 황반변성’ 발병 위험이 높아지는 것으로 나타났다. 고려대 안암병원 안과 김동현 교수 연구팀은 최근 2016년부터 2021년까지의 국민건강영양조사 데이터를 활용, 40세 이상 성인 7,780명을 대상으로 흡연 형태별 생체지표와 황반변성 발생 간의 상관성을 정밀 분석했다. 이번 연구는 그간 충분히 밝혀지지 않았던 전자담배 단독 사용과 망막 질환 간의 연관성을 규명했다는 점에서 의미가 크다. 연구팀은 대상자를 비흡연자, 과거 연초 흡연자, 전자담배 단독 사용자로 구분해 비교한 결과, 전자담배 단독 사용자는 비흡연자에 비해 체내 니코틴 노출 수준이 현저하게 높은 것으로 확인됐다. 또한 전자담배 단독 사용자 및 과거 연초 흡연자 집단 모두 비흡연자 대비 전신 염증 상태를 반영하는 지표인 ‘고감도 C-반응성 단백(hsCRP)’수치가 유의하게 높게 나타났다. 이는 전자담배 역시 체내 만성 염증 반응을 유발하는 주요 원인임을 시사한다. 특히 연구팀이 전자담배 단독 사용자 집단만을 떼어내 체내 니코틴 노출 지표인 ‘소변 코티닌 농도’와 황반변성의 관계를 세부 분석한 결과, 니코틴 노출량이 증가함에 따라 초기 황반변성 발생 가능성도 점차 증가하는 명확한 경향성을 보였다. 코티닌 농도를 3개 구간으로 나눠 평가했을 때, 황반변성 유병률은 가장 낮은 군에서 5.8%에 불과했으나 중간 군에서는 7.8%, 가장 높은 군에서는 8.4%까지 늘어났다. 니코틴 노출 수치가 상승함에 따라 황반변성 유병 위험도 함께 가파르게 올라간 것이다. 황반변성은 시력의 대부분을 담당하는 망막 중심부 황반이 손상되어 심할 경우 실명에 이르는 대표적인 노인성 안질환이다. 그동안 연초 흡연이 황반변성의 주요 위험 인자로 알려져 있었으나, 이번 연구를 통해 전자담배 역시 니코틴 조절 실패 시 눈 건강에 심각한 악영향을 미칠 수 있음이 증명됐다. 김동현 교수는 “전자담배가 일반 담배에 비해 상대적으로 안전하다는 일반적인 인식과 달리, 니코틴을 포함한 독성 물질에 지속적으로 노출될 수 있다는 점을 간과해서는 안 된다”며 “특히 전자담배 단독 사용자에게서 니코틴 노출 수치가 높을수록 초기 황반변성 발병 위험이 높아진다는 점에 주목해야 한다”고 밝혔다. 김 교수는 이어 “전자담배가 안구 및 전신 건강에 미치는 장기적인 영향을 완벽히 밝혀내기 위해서는 향후 장기적인 추적 관찰 연구가 지속적으로 필요하다”고 강조했다. 이번 연구결과는 국제 저명 학술지인 ‘BMC Public Health’ 8월호에 게재됐다.

국민대학교 과학기술대학 산림환경시스템학과 이창배 교수 연구팀이 빈곤과 인종 등 도시의 사회경제적 불평등과 녹지 형평성이 도시민의 건강에 미치는 구조적 연관성을 규명했다고 9일 밝혔다. 이번 연구는 미국 497개 도시를 대상으로 질병통제예방센터(CDC)의 주요 건강지표 11가지를 분석한 결과다. 연구팀은 빈곤율, 의료 접근성, 미세먼지, 도시열섬효과 등 환경·사회경제적 요인이 관절염, 천식, 당뇨병, 고혈압, 비만, 정신건강 악화 등 도시민의 건강 부담에 미치는 영향을 복합적으로 추적했다. 분석 결과 도시 건강 불평등은 단일 요인이 아닌 복합적인 구조적 문제로 나타났다. 특히 빈곤율은 여러 만성질환 및 정신건강 부담과 강하게 연관됐다. 주목할 점은 ‘나무 형평성 지수(Tree Equity Score)’가 높을수록 건강 부담이 낮아졌다는 것이다. 다만 빈곤율 수준에 따라 녹지의 역할 경로가 달랐다. 빈곤율이 높은 도시는 녹지가 미세먼지와 열섬현상 등 환경위험을 완화해 건강을 지키는 반면, 빈곤율이 낮은 도시는 신체활동과 심리적 회복 등 직접적인 건강 증진으로 이어지는 경향을 보였다. 이 교수는 “이번 연구는 도시숲과 녹지 형평성이 어떠한 경로를 통해 건강 부담을 줄이는지 구조적으로 밝혔다”며 “향후 녹지 정책은 면적 확대를 넘어 형평성 중심으로 설계되어야 한다”고 강조했다. 이번 연구는 미국 Cedars-Sinai Medical Center 유성룡 교수 연구팀과 공동으로 수행했으며, 환경과학 분야 국제저명학술지인 ‘Environmental Science and Ecotechnology’에 게재됐다.

태초 우주에는 수소와 헬륨 외에는 다른 원소가 거의 없었다. 따라서 우리 몸을 구성하는 원자 가운데 태초에 생긴 수소를 제외한 산소, 탄소, 질소, 칼슘, 인, 철 등 다른 원소들은 사실 2차적으로 생긴 원소들이다. 이 원소들은 별의 핵융합 반응과 초신성 폭발을 통해 생성된 뒤 우주로 뿌려졌다. 특히 우주 초기에는 지금보다 밀도가 높고 가스가 많아 무거운 별이 많이 생성됐고 이들이 지금 우주에 있는 무거운 원소들을 대량으로 생산했다. 하지만 실제 이 시기에 얼마나 자주 초신성 폭발이 일어났는지는 직접 관측하기는 쉽지 않다. 초신성 폭발은 우주에서 가장 강력한 폭발로 은하 전체만큼이나 밝게 빛나지만, 100억 광년 이상 먼 거리에서는 은하도 작고 어두운 점처럼 보이기 때문이다. 특히 빅뱅 직후 얼마 되지 않은 시점인 120억 광년 전의 은하나 초신성은 최신 망원경으로도 관측이 쉽지 않다. 과학자들은 현시점에서 인류가 가진 가장 강력한 망원경인 제임스 웹 우주 망원경으로 가장 오래된 초신성 폭발을 찾고 있다. 미국 하와이대 천문학 연구소의 발레리아 아파리시오가 이끄는 연구팀은 제임스 웹 우주 망원경의 코스모스 웹 관측 프로그램에서 초신성 ‘SN 2023aeaf’를 발견했다. 연구팀의 분석에 따르면 이 초신성은 117억 광년 떨어진 것으로 이제까지 발견된 초신성 가운데 가장 먼 거리에서 관측된 것이다. 117억 광년 전의 초신성을 관측했다는 것은 117억 년 전 모습을 관측한 것과 같다. 빛이 지구까지 도달하는 데 그만큼 시간이 걸렸기 때문이다. 다시 말해 이 초신성은 빅뱅 직후 20억 년 후에 폭발한 것으로 초기 우주에서 폭발한 초신성에 대한 중요한 정보를 담고 있다. 연구팀은 초신성 ‘SN 2023aeaf’의 시간에 따른 밝기 변화 패턴(광도 곡선)과 색 변화를 시뮬레이션된 초신성 집단과 면밀히 비교해 이 초신성을 II형 초신성으로 분류했다. II형 초신성은 질량이 큰 별이 핵연료를 모두 소진하고 철 핵이 자체 중력으로 붕괴될 때 발생하는 폭발이다. 초신성의 질량은 태양의 12배 정도로 추정된다. 그리고 분석 결과 폭발 전 주변으로 많은 가스를 날려 보내 태양 질량의 절반 정도 되는 가스에 둘러싸인 상태에서 폭발한 것으로 나타났다. 추가로 연구팀은 초신성 폭발의 배경 은하 스펙트럼도 분석해 젊고 활발하게 별을 형성하는 왜소 은하이며, 무거운 원소의 비율이 낮다는 사실을 확인했다. 아직 초신성 폭발로 무거운 원소를 많이 공급받지 못한 상태이기 때문에 이는 예상된 결과다. 제임스 웹 우주 망원경의 강력한 성능 덕분에 과학자들은 더 먼 우주를 들여다보고 더 과거의 일을 이해할 수 있게 됐다. 하지만 과학은 여기서 멈추지 않을 것이다. 과학자들은 제임스 웹 우주 망원경과 그 뒤를 이을 차세대 망원경을 통해 더 태초의 우주를 확인하고 지금의 우주가 어떻게 형성되었는지 밝혀낼 것이다.

사춘기와 임신, 폐경은 여성의 생애에 걸쳐 나타나는 세 번의 주요 호르몬 전환기로 뇌에 상당한 영향을 미친다. 그러나 이 세 단계가 공통된 메커니즘을 따르는지 아니면 각기 다른 방식으로 뇌를 바꾸는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 사춘기와 임신기의 뇌 변화를 다룬 연구는 축적돼 왔지만 폐경기, 갱년기와 관련된 종단 연구는 지금까지 세계적으로 한 편에 그쳤고 그마저 해마 한 부위에 국한돼 있었다. 네덜란드 암스테르담대 의료센터(UMC) 정신의학과, 라이덴대 뇌·인지 연구소와 심리학 연구소, 로테르담 에라스무스대 사회·행동과학부 공동 연구팀은 구조적 자기공명영상(sMRI)으로 세 전환기의 뇌를 동일한 방법으로 분석한 결과, 폐경기 여성의 뇌 변화가 사춘기·임신기와 극명한 대조를 보인다고 밝혔다. 이 연구 결과는 자연과학 전 분야를 다루는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 9월 10일 자에 실렸다. 연구팀은 서로 다른 세 집단, 모두 1095명의 뇌를 각각 두 차례씩 촬영해 비교했다. 한 여성을 사춘기부터 폐경까지 따라간 것이 아니라, 각 시기에 해당하는 별개의 집단을 같은 잣대로 나란히 잰 방식이다. 사춘기와 임신 집단은 네덜란드 라이덴대에서, 폐경 집단은 영국 UK 바이오뱅크에서 자료를 얻었다. 이번 연구의 핵심은 대조군 설계에 있다. 여기에 같은 기간 아무 일도 겪지 않은 대조군 108명, 40명, 723명을 붙였다. 나이가 같은 대조군을 통해 뇌 변화가 그 사건 때문인지 아니면 그저 나이를 먹었기 때문인지 갈라낼 수 있게 한 것이다. 그 결과 초경과 임신을 겪은 여성은 같은 기간 그 일을 겪지 않은 또래보다 대뇌 회백질이 뚜렷하게 줄었다. 대조군은 같은 기간 유의미한 변화가 없었다. 첫 아이든 둘째든 감소 폭에는 차이가 없었다. 주목할 부분은 사춘기와 임신이 닮은 곳과 갈리는 곳이 함께 나타났다는 점이다. 전전두엽·두정엽·측두 연합피질 등 고차 인지를 담당하는 영역에서는 두 시기의 감소 폭이 서로 다르지 않았다. 반면 감각운동 영역과 대상피질에서는 사춘기가 임신보다, 임신이 폐경보다 크게 줄어드는 뚜렷한 위계가 나타났다. 섬엽 일부에서는 사춘기에서만 나타나는 독자적인 변화 궤적이 확인됐다. 대뇌피질 74개 영역 가운데 절반 이상에서 사춘기와 임신은 서로 다른 양상을 보였다. 폐경은 정반대였다. 두 차례 촬영에서 모두 폐경 전이었던 여성과 모두 폐경 후였던 여성은 회백질이 꾸준히 줄어든 반면 그 사이에 폐경을 지난 여성은 감소가 멈춘 것처럼 나타났다. 연구팀은 이를 두고 세 전환기가 호르몬 변화에 대한 단일하고 획일적인 반응이 아니라 각기 다른 패턴의 뇌 구조 변화와 연관돼 있다고 해석했다. 호르몬이 급증하는 사춘기·임신에서는 회백질 감소가 가속되고, 호르몬이 급감하는 폐경에서는 노화에 따른 감소가 오히려 둔화되는 방향이라는 것이다. 회백질이 줄었다는 것이 뇌가 손상됐다는 뜻은 아니다. 신경과학계에서는 사춘기의 회백질 감소를 쓰지 않는 신경 연결을 정리해 회로를 효율화하는 ‘시냅스 가지치기’ 과정으로 이해해 왔다. 이번 연구에서 임신기 변화가 집중된 곳도 설전부와 상측두구 등 사회적 인지를 담당하는 영역이었다. 연구팀은 이런 변화가 모성 양육 행동과 아이와 애착을 뒷받침하는 적응적 리모델링일 수 있다고 밝혔다. 폐경기 여성이 흔히 ‘브레인 포그’와 인지 저하를 호소하고 알츠하이머병 환자의 3분의 2가 여성이라는 점 때문에 폐경은 오랫동안 뇌가 나빠지는 시기로 인식돼 왔다. 연구팀은 이번 연구에서 적어도 대뇌피질 부피라는 지표에서는 폐경 전환기가 위축이 가속되는 시기로 보이지 않는다는 결과를 제시했다. 다만 연구팀은 구조 영상만으로는 이것이 가소성이 높아진 것인지 단순히 노화가 늦춰진 것인지 판단할 수 없으며, 그것이 기회인지 취약성인지도 알 수 없다고 선을 그었다. 연구를 이끈 소피 반트호프 네덜란드 UMC 박사는 “여성은 전 세계 인구의 절반을 차지하지만 신경과학 연구에서 여전히 크게 과소대표돼 있다”며 “여성만을 대상으로 한 연구는 전체의 2~6%에 불과하고 성별을 분석 변수로 다룬 연구는 5%에 못 미치는 만큼 세 전환기의 뇌 변화를 하나의 동일한 분석 틀에 놓고 비교했다는 점에서 이번 연구 의미가 크다”고 설명했다.

인공지능(AI)의 실제 모습이 각인되기 시작한 것은 2016년 3월 이세돌 9단과 바둑 AI ‘알파고 리’와의 대국이다. 인공지능이 개발되면 체스, 바둑, 장기 등 보드게임으로 능력을 측정하곤 한다. 인간의 사고와 의사결정 능력의 집약체라고 보기 때문이다. 그런데 보드게임을 마주했을 때 사람과 AI의 경향성 자체가 완전히 다르다는 사실이 새로 밝혀졌다. 서울대 물리·천문학부, 이탈리아 파르마대 수학·물리·컴퓨터과학과, 오스트리아 복잡계 과학 허브 공동 연구팀은 사람끼리 둔 대국과 AI끼리 둔 대국 총 2400판의 체스 게임을 한 수씩 분석한 결과 인간은 판이 복잡하게 얽히면 상황을 정리하려고 하지만 AI는 얽힌 상태를 훨씬 오래 그대로 끌고 가려고 한다는 사실을 확인했다고 8일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 물리학회에서 발행하는 ‘APS 오픈 사이언스’에 실렸다. 연구팀은 최정상 그랜드마스터 대국 1200판과 세계 최강 AI 엔진끼리 겨루는 공식 대회인 TCEC에서 스톡피시와 릴라 체스 제로가 맞붙은 2019~2024년 대국 1200판을 분석했다. 사람과 AI의 대국이 아니라 각각의 대국에서 나타나는 패턴을 비교하기 위한 것이다. 연구팀은 이번 연구에서 ‘전략적 긴장’이라는 새로운 기준을 제시했다. 체스에서 긴장은 서로 잡을 수도, 잡힐 수도 있는 기물이 맞물려 있는데도 교환을 실행하지 않은 상태를 말한다. 기물은 킹, 퀸, 룩, 비숍, 나이트, 폰 등 체스 게임에서 사용되는 말을 통칭하는 단어다. 긴장 상태에서 교환을 실행하면 판은 단순해지지만 버티면 양쪽 모두 ‘지금 잡게 되면 다음 수는 어떻게 될까’를 계속 계산하고 고민해야 하는 부담이 생긴다. 연구팀은 잠재된 복잡함을 숫자로 바꾸기 위해 선수들이 한 번 둘 때(반수)마다 체스판을 관계망으로 변환했다. 기물과 서로 노리고 있는 빈 칸을 점으로 놓고 곧바로 잡을 수 있는 관계(공격), 잡히면 되잡을 수 있는 관계(수비), 상대가 들어오면 잡을 수 있는 빈 칸(통제) 등 세 종류로 구분했다. 이렇게 만든 그물망이 얼마나 촘촘한지를 ‘최대 고유값’으로 요약했다. 체스판은 8×8, 64칸이기 때문에 관계망의 점은 최대 64개다. 값이 클수록 앞으로 벌어질 수 있는 일의 가짓수가 많고 동시에 작은 실수 하나가 판 전체로 번질 위험도 크다. 긴장 곡선의 모양은 양쪽이 비슷했다. 시작할 때는 기물이 멀리 떨어져 있어 낮다가 서로 다가서며 치솟고 30~60반수 구간에서 정점을 찍은 뒤 내려왔다. 정점 자체는 오히려 사람이 더 높았다. 그랜드마스터들이 40반수 무렵까지 따라가는 오프닝 정석이 원래 기물 충돌이 빽빽한 국면이기 때문이다. 차이는 정석 구간이 끝난 뒤부터 나타났다. 정석이 끝나고 스스로 계산해야 하는 구간에 들어서면 사람은 기물을 교환하며 판을 빠르게 정리했지만 AI는 얽혀 있는 국면을 훨씬 오래 유지했다. AI 대국은 판에 남은 기물 수도 더 많았고 관계망의 연결선과 고리도 더 촘촘한 것으로 확인됐다. 긴장을 견디는 힘은 실력과 계산 자원에 비례한 것으로 나타났다. 사람의 경우 플레이어의 능력을 수치로 계산한 엘로 점수가 높을수록 누적 긴장이 거의 직선으로 늘었고 같은 실력이라도 생각할 시간이 긴 클래식 대국이 속기나 초속기 대국보다 높게 나왔다. AI도 몇 수 앞까지 내다보는 탐색 깊이가 늘어날수록 긴장이 커졌다. 사람의 대국은 공격 관계가 수비 관계보다 많은 쪽으로 치우쳤고 기물마다 짊어진 부담의 편차도 컸다. 반면 AI는 공격과 수비가 고르게 분포했고 기물별 역할도 비교적 균등한 것으로 나타났다. 그러나 기물 하나당 긴장은 사람 쪽이 내내 높았다. 즉 사람은 기물을 자주 교환해 숫자를 줄이는 대신 남은 기물에 더 무거운 짐을 지우는 방식으로 두고 있었다는 말이다. 연구팀에 따르면 승부가 갈리는 시점은 대체로 30반수 전후로 긴장이 정점에 이르기 전으로 나타났다. 인간 게이머가 판을 단순화하는 행위는 승리의 원인이 아니라 결과라는 뜻이다. 이미 유리해진 쪽이 상대의 반격 여지를 줄이려 기물을 맞바꾸는 것이지 맞바꿈으로써 이기는 것이 아니다. 실제로 40반수 시점에서 폰 1개 이상 앞서 있을 때 최종 승리 확률은 사람 대국이 약 71%, AI 대국은 약 59%였다. 사람이 체스판에서 단순화하려는 성향은 적응적 태도라고 연구팀은 설명했다. 복잡한 판을 계속 정확히 계산하려면 막대한 인지 자원이 드는데 작업기억과 주의력에 한계가 있는 사람은 감당 가능한 수준으로 판을 줄여 정확도를 지키는 쪽을 택한다는 것이다. 체스 한 판을 지는 단기 손해보다 에너지를 아끼고 범용적 지능을 유지하는 장기 이득이 크다는 진화적 맞교환이라는 뜻이다. 연구를 이끈 에드워드 리 서울대 교수는 “체스는 지능 시스템이 눈앞의 기회와 장기적 결과를 저울질하는 방식을 통제된 환경에서 파악할 수 있게 해주는 좋은 연구 수단”이라며 “AI가 복잡성을 증폭시킨다면 협상이나 경제 경쟁, 갈등 같은 다른 전략적 상황에서는 어떨지 추론해볼 수 있다”고 말했다. 연구팀에 따르면 계산 능력이 커진 AI가 긴장을 오래 유지하는 쪽으로 움직인다면 더 복잡한 대치가 가능해지지만 오판의 대가도 커질 수 있다. 현실의 협상과 분쟁은 체스와 달리 정보가 불완전하고 규칙도 고정돼 있지 않아 직접 비교에는 신중해야 한다고 연구팀은 지적했다.

고도 100~450㎞ 영역에서 움직이는 초저궤도 위성은 지구 표면과 가까워 선명한 영상 촬영, 빠른 데이터 통신이 가능하고 발사 고도가 낮아 상대적으로 적은 비용이 투입된다는 측면에서 최근 활용도가 넓어지고 있다. 그러나 고도 2000㎞ 이하의 일반적 저궤도보다 대기 저항의 영향이 커 궤도 수명이 짧고 안정적 운용이 어렵다는 한계가 있다. 여기에 태양 폭풍에 따른 대기 저항 증가는 초저궤도 위성 운용에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 대기 저항(대기 항력)은 대기권에서 물체가 이동할 때 공기와 마찰 또는 압력 차로 생기는 저항력이다. 실제로 2022년 2월 스페이스X의 스타링크 위성들이 발사 직후 저궤도에 있다가 태양 폭풍으로 증가한 대기 저항의 영향을 받아 궤도에 안착하지 못하고 대기권으로 추락한 사례가 있다. 2024년 5월에도 태양 폭풍으로 인한 대기 저항으로 일부 위성이 추락해 대기권에 재진입해 소멸하기도 했다. 태양활동에 따라 초저궤도 대기 밀도가 크게 달라질 수 있어 위성의 최적 설계와 안정적인 운용을 위해서는 관련 우주환경 자료와 예측 기술 확보가 중요하다. 저궤도 위성 운용 고도인 500㎞ 부근에서 태양폭풍 기간 중 대기 저항이 증가한다는 사실은 알려져 있었지만 대기가 희박해 그 변화를 정밀하게 측정하고 정량화하는 데에는 한계가 있었다. 이런 상황에서 한국천문연구원 도요샛(SNIPE) 연구팀을 중심으로 미국 항공우주국(NASA)이 참여한 공동 연구팀이 초강력 태양폭풍이 지구 저궤도 위성에 미치는 대기 저항 증가 효과를 정량적으로 측정하는 데 성공했다고 8일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 지구물리학회에서 발행하는 국제 학술지 ‘스페이스 웨더’에 실렸다. 연구팀은 스타링크 위성을 추락시킨 2024년 5월 발생한 슈퍼 태양폭풍 기간(5월 10일 20시~12일 4시까지 32시간) 동안 도요샛 위성들의 고도가 300m 정도 낮아지는 현상을 포착했다. 이를 바탕으로 태양폭풍으로 인해 지구 저궤도의 대기 밀도, 위성이 받는 대기 저항이 얼마나 증가하는지 정량 분석했다. 연구팀은 태양동기궤도인 고도 550㎞에서 편대비행 중인 도요샛 위성 3기의 궤도 변화를 정밀하게 분석함으로써 대기 저항 변화를 정량적으로 유추했다. 연구 결과, 태양폭풍이 정점에 이르렀을 때 위성 주변의 대기 밀도는 평상시보다 2배 이상 급증한 뒤 점차 폭풍 이전 수준으로 회복되는 것으로 나타났다. 또 거의 같은 고도에서 운용되는 동일한 형태의 도요샛-나래, 도요샛-라온이 자세제어 상태에 따라 서로 다른 대기 저항을 받는다는 사실도 발견했다. 특히 자세가 안정적으로 제어된 도요샛-나래의 궤도정보로부터 계산한 대기 밀도는 나사의 대형 위성 그레이스-팔로우온(GRACE-FO) 관측값과 상당히 일치했다. 도요샛은 2023년 5월 25일 한국형 발사체 누리호 3차 발사를 통해 태양동기궤도에 투입돼 우주환경 감시 임무를 이어가고 있다. 10㎏급 초소형 큐브위성이지만 2024년 5월, 2024년 10월, 2025년 11월, 올해 1월 발생한 초강력 태양폭풍을 모두 견뎌내고 지구 전리권과 자기권 플라즈마 변화를 관측해 왔다. 도요샛 프로젝트 연구책임자인 이재진 천문연 책임연구원은 “이번 연구 결과는 고가의 정밀 측정 장비를 탑재하지 않더라도 위성의 궤도와 자세 정보만으로 저궤도 대기 밀도의 변화를 저비용으로 감시할 수 있음을 보여준다”며 “단일 위성이 아닌 여러 위성이 함께 비행하는 군집위성을 활용하면 각 위성의 데이터를 서로 비교해 저궤도 대기 밀도의 시간적·공간적 변화를 동시에 분석할 수 있다는 장점도 확인했다”고 설명했다.

국내 폐암 환자 3명 중 2명은 나이와 흡연량을 중심으로 한 국제 폐암검진 기준에 해당하지 않는다는 전국 단위 분석 결과가 나왔다. 특히 50~80세 여성 폐암 환자는 국제 검진기준에 해당하는 비율이 2.3%에 불과해 현행 기준 밖에서도 실제 폐암 위험이 높은 사람을 가려낼 추가적인 선별전략 마련이 시급하다는 지적이다. 분당서울대병원 호흡기내과 김연욱 교수 연구팀은 국가암등록자료와 국민건강보험공단 건강검진 자료 등에 기반한 ‘K-CURE 암 공공 라이브러리’를 활용해 2013년부터 2018년까지 국내에서 폐암을 진단받은 환자 8만 9860명을 분석했다. 해당 연구 결과는 국제학술지 ‘자마 네트워크 오픈(JAMA Network Open)’에 게재됐다. 저선량 흉부 CT(컴퓨터단층촬영)를 이용한 폐암검진은 폐암을 조기에 발견해 사망 위험을 낮출 수 있는 핵심 수단이다. 그러나 추가 검사와 방사선 노출, 과잉진단 가능성 등의 한계가 존재하기 때문에, 고위험군을 대상으로 선별적으로 시행하는 것이 기본 방침이다. 현재 검진 대상자를 선별하는 국제적인 기준은 흡연력 중심이다. 기반 근거가 되는 과거 연구들이 주로 흡연력에 기반한 고위험군을 대상으로 진행됐고, 검진의 유용성이 충분히 확인된 집단도 이들이기 때문이다. 그러나 한국을 비롯한 동아시아에서는 비흡연 폐암의 비중이 높아 흡연력 중심의 국제 기준이 실효성이 낮다는 의문이 제기돼 왔다. 이에 연구팀은 대표적인 국제 기준인 2023년 미국암학회 가이드라인에 따라 50~80세이면서 누적 흡연량이 20갑년(하루 한 갑씩 20년간 피운 수준) 이상인 환자를 검진 대상군으로 분류하고 분석을 진행했다. 그 결과, 국내 폐암 환자 가운데 35.4%(3만 1804명)만이 미국암학회 검진기준에 해당하는 것으로 나타났다. 실제 폐암 환자 3명 중 1명만 검진 대상이고 나머지는 사각지대에 노출되는 셈이다. 실제로 전체 폐암 환자에서 비흡연 비율은 44.1%에 달했다. 2019년부터 시작된 한국의 국가폐암검진 기준(54~74세, 30갑년 이상, 현재 흡연)은 기준이 더욱 높아, 실제 환자 중 11.3%만이 검진 대상이었다. 성별에 따른 차이는 더욱 컸다. 전체 여성 폐암 환자의 92.3%는 담배를 피운 적이 없었으며, 50~80세 여성 환자 가운데 미국암학회 검진 기준에 해당하는 비율은 2.3%에 불과했다. 여성에서 폐암 검진 공백이 생길 가능성이 매우 높다는 의미다. 검진 기준 밖의 환자들은 상당수가 암이 다른 장기로 퍼진 뒤 진단돼 중증도 부담도 적지 않았다. 50~80세 비흡연 환자의 36.9%, 흡연량이 20갑년 미만인 환자의 41.1%가 원격전이 상태에서 폐암 진단을 받았다. 이번 연구는 고도 흡연자를 중심으로 마련된 국제 폐암검진 기준이 한국 등 아시아 지역에서 한계가 있음을 명확히 보여줬다. 다만 연구팀은 단순히 검진 범위를 일률적으로 넓히는 것이 해답이 될 수 없으며, 사각지대에 있는 폐암 고위험군을 효과적으로 찾아낼 수 있는 추가적인 선별 전략을 마련하는 방향이 바람직하다고 분석했다. 김연욱 교수는 “최근 비흡연자와 젊은 연령대의 폐암이 급격하게 증가하며 흡연력 중심의 현행 국제 검진기준은 많은 폐암 환자들을 포함하지 못하는 한계를 보이고 있다”며 “단순 연령과 흡연력뿐만 아니라 성별, 기저질환 및 가족력, 직업·환경 노출 등을 종합한 ‘한국형 폐암 위험도 평가도구’를 개발할 필요가 있다”고 강조했다.

만성폐쇄성폐질환(COPD)은 호흡을 어렵게 만드는 심각한 폐질환으로 완치법이 없다. 전 세계 수백만 명이 앓고 있으며 COPD 환자들은 단순한 일상 활동 중에도 숨가쁨을 수시로 느껴 삶의 질이 떨어지게 된다. 약물 치료만으로 부족해 환자가 정상적 생활을 할 수 있도록 질병을 최대한 잘 관리하게 돕는 것이 필요한데 치료와 관리에는 대개 흡입기 치료, 운동, 호흡기 감염에 대한 예방 접종 등의 방법이 있다. 그런데 돈이 들지 않고 크게 웃는 것만으로도 COPD 환자의 호흡에 도움이 된다는 연구가 나왔다. 튀르키예 앙카라 하제테페대 간호학부, 앙카라 빌켄트 시립병원 공동 연구팀은 COPD 환자를 대상으로 한 임상시험에서 웃음 치료가 호흡 곤란을 상당 부분 완화할 수 있으며 기존 전통적인 호흡 운동만큼 효과적이라고 7일 밝혔다. 이 연구 결과는 5~9일 스페인 바르셀로나에서 열린 ‘유럽호흡기학회 컨퍼런스’에서 발표됐다. 연구팀은 앙카라 빌켄트 시립병원에서 치료를 받고 있는 63명의 COPD 환자를 무작위로 세 그룹으로 나눠 한 집단은 웃음 치료, 다른 집단은 오므린 입술 호흡 운동, 나머지 집단은 호흡 운동을 하지 않게 한 뒤 관찰했다. 오므린 입술 호흡 운동은 코로 숨을 들이마시고 오므린 입술을 통해 천천히 내쉬도록 해 폐에 갇힐 수 있는 낡은 공기를 배출하는 데 도움을 주는 COPD 완화 기법이다. 웃음 치료는 리듬감 있게 손뼉 치기, 오토바이 시동 걸기나 사자의 포효 흉내 내기 같은 장난스러운 웃음 운동, 자연스러운 웃음을 활용한 웃음 명상, 차분한 호흡과 미소를 동반한 이완 등 일련의 운동을 수행하는 것이 웃음 치료다. 두 그룹은 호흡 운동 방법을 배운 뒤 8주 동안 주 3회, 30분씩 연습하도록 했다. 실험 참가자들은 치료 전, 치료 중, 치료 후 호흡 곤란 정도, 전반적 건강 상태, 일상적으로 필요한 돌봄의 양에 대한 설문에 답했다. 그 결과, 웃음 치료를 받은 환자와 오므린 입술 호흡 운동을 한 환자들은 아무런 호흡 운동을 하지 않은 환자들에 비해 호흡이 훨씬 편해진 것으로 확인됐다. 더군다나 두 집단은 전반적인 건강 상태도 더 좋아지는 것으로 나타나 웃음 치료 효과도 크다는 것을 보여준다. COPD 환자는 날숨 시 기도가 허탈되는 경향이 있어 폐 안쪽에 낡은 공기를 가두게 된다. 오므린 입술 호흡은 갇힌 공기가 빠져나가게 해주는 가벼운 배압을 형성해 호흡수를 늦춰 환자가 자기 호흡을 더 잘 통제하고 있다고 느끼게 해준다. 그런데 웃음은 호흡 근육을 단련하고 더 깊은 날숨을 촉진하며 엔도르핀 방출을 유도해 신체적, 정서적 완화를 제공함으로써 COPD 환자의 호흡에도 도움을 주는 것으로 해석됐다. 연구를 이끈 곤차굴 알딘 하제테페대 박사는 “이번 연구는 웃음 치료를 기존 치료와 병행한다면 호흡과 관련한 일상적 스트레스에 대처할 수 있다는 것을 보여준다”며 “웃음 치료는 간단하고 비용이 거의 들지 않기 때문에 환자들이 더 편안하게 숨을 쉬고 전반적인 컨디션을 완화하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.

올해 이그노벨상 의학상은 코를 효과적으로 푸는 방법을 연구한 일본의 고(故) 운노 도쿠지 박사에게 돌아갔다. 지난 3일(현지시간) 스위스 취리히에서 열린 이그노벨상 시상식에서 운노 박사가 코 푸는 방법에 관한 연구로 이그노벨상 의학상을 수상했다고 마이니치신문이 4일 보도했다. 아사히카와 의과대학의 명예교수였던 운노 박사는 1977년 관련 연구를 발표했으며 2022년 향년 89세로 별세했다. 그는 코를 풀 때 일어나는 공기 흐름과 속도를 측정하는 실험을 통해 양쪽 콧구멍을 한꺼번에 푸는 것보다 한 쪽씩 번갈아 푸는 편이 효과적이라는 결론을 얻었다. 이그노벨상은 과학 유머 잡지 ‘기발한 연구 연감’이 1991년 제정해 매년 수여해 온 상이다. 권위 있는 노벨상을 패러디해 유쾌하고 독창적인 연구에 상을 준다. 이번 수상으로 일본은 20년 연속 이그노벨상 수상자를 배출하는 기록을 세웠다. 시상식에는 고인을 대신해 아사히카와 의과대학의 다카하라 미키 교수가 대리 수상자로 참석했다. 다카하라 교수는 “선생님은 연구에 있어 엄격하고 진지한 분이셨다”며 “하늘에서 이 소식을 들으셨다면 무척 기뻐하셨을 것”이라고 소감을 밝혔다. 한편 이그노벨 화학상은 바퀴벌레 우유 영양가를 연구한 미국·일본·인도·프랑스·캐나다 연구자들이 참여한 국제 공동연구팀이 차지했다. 연구팀은 특정 바퀴벌레 종이 만드는 우유 결정체를 분석한 결과 같은 무게를 기준으로 소젖보다 3배 이상 많은 에너지를 함유하고 있다는 사실을 밝혀냈다.

인공지능(AI), 사물인터넷, 로봇 등 그야말로 우리 주변 모든 전자기기에 반도체가 활용되면서 효율은 높지만 작고 얇은 제품을 만들기 위한 경쟁이 치열하다. 그래서 등장한 것이 원자 한 층에 해당하는 0.7㎚(나노미터) 두께의 2차원 반도체다. 2차원 반도체의 대표 소재로 몰리브덴 원자 하나 위아래로 황 원자가 하나씩 붙은 이황화몰리브덴이다. 종이 한 장보다 10만 배 얇은 판이다. 소자가 얇으면 아무리 미세하게 깎아도 전류를 여닫는 제어력이 흐트러지지 않는다는 장점 때문에 실리콘 반도체를 대체할 것으로 기대된다. 2차원 반도체가 등장한 지 10년이 넘었지만 상용화는 아직 요원하다. 반도체 소자는 금속 전극에서 반도체로 전자가 갈아타는 지점이 있는데 여기서 생기는 저항을 ‘접촉저항’이라고 한다. 뻥 뚫린 고속도로에서 갑자기 1차선 진입 램프가 나타나는 격이다. 2차원 반도체는 채널 자체 성능이 아무리 좋아도 접촉저항 때문에 성능이 떨어지게 된다. 실리콘 반도체에서는 도핑 기술을 이용해 전극이 닿는 부분에만 불순물을 넣어 전자를 잔뜩 채워두면 저항이 떨어진다. 그러나 2차원 반도체는 원자 세 겹짜리로 실리콘 반도체에서처럼 이온을 가속해 총알처럼 박는 이온 주입 공정을 사용하면 판 자체가 뚫리게 된다. 도핑을 하다가 반도체를 망가뜨리게 된다는 것이다. 화학 반응성이 높은 입자를 만들어주지만 동시에 강한 물리적 충격으로 결정 구조를 깎아내는 플라즈마 처리도 2차원 반도체에서는 사용이 쉽지 않다. 카이스트 전기및전자공학부 연구팀은 플라즈마 처리 시 그 앞에 막을 한 겹 세우는 방식으로 이런 문제를 해결할 수 있다고 7일 밝혔다. 이 연구 결과는 재료과학 분야 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’에 실렸다. 연구팀은 이황화몰리브덴 위에 고분자 절연막을 얇게 깔고 그 위에 산화알루미늄을 덧씌우는 방식으로 2㎚ 두께의 이중 보호층을 만들었다. 아래층 고분자는 원자 하나 수준으로 울퉁불퉁한 2차원 표면을 덮어 계면 결함을 보완하고 위층 산화막은 플라즈마의 물리적 충격을 받아내는 것이다. 충격은 튕겨내고 필요한 화학 물질만 들여보내는 선택적 화학 필터이다. 방탄유리와 정수기 필터를 한 장에 겹쳐놓은 것과 같다. 그 결과 결정 구조는 그대로 보존된 채 전자 농도는 높아지고 접촉저항은 기존 2차원 반도체 대비 32분의 1 수준으로 떨어졌다. 연구팀은 양자역학 방정식으로 물질 거동을 계산한 결과 실리콘 반도체처럼 도핑을 하면서 소재 품질까지 개선되는 것으로 나타났다. 연구팀은 전류가 지나는 길목 중 저항이 문제가 되는 지점만 골라 도핑하는 ‘영역 선택적 저항 제어’도 구현했다. 이렇게 만든 소자는 낮은 전압에서 흐르는 전류가 최대 260배까지 늘었다. 같은 일을 훨씬 적은 전력으로 해낼 수 있다는 의미다. 스마트폰과 전기 소모가 큰 데이터센터에서 저전압 구동은 성능만큼 중요한 지표다. 연구를 이끈 최성률 교수는 “이번 기술은 초미세 저전력 논리소자와 모노폴리식 3차원 반도체, 2차원 CMOS 회로에 사용될 것으로 기대된다”면서 “실제 반도체 제조공정에 적용하기 위해서는 도핑 균일성 검증, 공정시간 단축, 극도로 미세화된 소자에서의 도핑 영역 제어 등에 대한 추가적인 검증이 필요하다”고 설명했다.

LG에너지솔루션이 임종우 서울대학교 화학부 교수 연구진과 공동 연구해 리튬망간리치(LMR) 배터리의 전기차용 대형 셀 적용 가능성을 높이는 연구 성과를 달성했다고 7일 밝혔다. 해당 연구는 세계적인 권위의 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 게재됐다. 공동 연구팀은 LMR 배터리 충·방전 과정에서 발생하는 가스 발생과 용량 저하의 원인을 규명하고 이를 제어할 수 있는 대형 셀 최적 운용 조건을 개발했다. LMR은 코발트 대신 저렴한 망간을 주원료로 활용해 소재 비용을 크게 줄일 수 있는 차세대 양극 소재다. 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 충전 중 산화된 산소가 방전 과정에서 완벽히 회복되지 않으면, 내부 압력 상승과 성능 저하를 유발할 수 있어 상용화의 최대 난제로 여겨져 왔다. 공동연구팀은 산소 회복을 좌우하는 핵심 변수가 충전 상한 전압뿐 아니라 방전 하한 전압에도 있음을 밝혀냈다. 실제로 충전 상한 전압을 4.6V에서 4.3V로 낮추자 산화된 산소의 환원율이 86%에서 97%로 크게 향상됐고, 방전을 기존 3.0V가 아닌 2.0V까지 진행했을 때 산소가 거의 원래 상태로 회복되는 현상을 확인했다. LG에너지솔루션 연구진은 이 같은 분석 결과를 토대로 40Ah급 LMR 대형 셀의 구동 전압 범위와 활성화 공정 조건을 재설계했다. 최적의 조건을 적용한 결과 883회의 충·방전 평가 이후에도 초기 에너지의 92.2%를 유지하며 높은 수명 안정성을 입증했다. 이는 소형 셀을 넘어 실제 전기차에 탑재할 수 있는 대형 셀 수준에서 LMR 소재의 상용화 가능성을 입증했다는 점에서 의미가 크다는 평가다. LG에너지솔루션은 2028년 양산을 목표로 LMR을 개발 중이다. LG에너지솔루션 관계자는 “이번 연구는 LMR 배터리의 주요 과제였던 가스 발생을 효과적으로 억제해 대형 셀에서도 안정적인 배터리 수명을 확보할 수 있음을 보여준 성과”라며 “이를 통해 차세대 LMR 배터리 시장에서의 성장을 가속할 수 있는 중요한 발판을 마련했다”고 말했다.

매일 아침 전 세계에서 소비되고 버려지는 커피 찌꺼기가 미래 뇌 질환 치료를 위한 핵심 바이오소재로 변신할 가능성이 열렸다. 고려대 구로병원 신경과 김치경 교수 공동연구팀(구로병원 의생명연구센터 두현명 연구교수, 공주대학교 신소재공학부 최종섭 교수)은 버려지는 커피 찌꺼기에서 만든 나노소재가 세포 내 활성산소를 줄이고 신경계 세포의 성장과 분화에 영향을 줄 수 있다는 사실을 확인했다고 7일 밝혔다. 이번 연구는 단순한 환경 폐기물의 업사이클링을 넘어, 임상 신경과학과 신소재공학의 성공적인 융합 사례로 주목받고 있다. 연구팀은 커피 찌꺼기와 시금치로부터 나노 크기의 탄소 입자인 ‘탄소점(Carbon Dots)’을 각각 제작해 특성을 비교·분석했다. 탄소점은 생체적합성이 뛰어나 차세대 바이오·의료 분야 소재로 활발히 연구되는 물질이다. 실험 결과, 커피 찌꺼기에서 추출한 탄소점이 시금치 유래 탄소점보다 우수한 항산화 효과를 나타냈다. 특히 가장 높은 농도에서 커피 찌꺼기 탄소점의 항산화 활성은 64.39%에 달해, 대표적인 항산화 물질인 비타민C(69.15%)의 수치에 근접한 저력을 과시했다. 연구팀은 이어 다양한 신경계 세포로 분화할 수 있는 인간 신경전구세포에 커피 찌꺼기 탄소점을 처리해 세부적인 변화를 관찰했다. 그 결과 세포 손상의 주범인 활성산소가 효과적으로 줄어들었으며, 탄소점의 농도가 높아질수록 신경전구세포가 ‘성상교세포’로 분화하는 경향이 뚜렷해졌다. 성상교세포는 뇌와 척수에서 신경세포를 보호하고 주변 환경을 안정적으로 유지하는 데 필수적인 핵심 세포다. 특히 인위적으로 산화스트레스를 유발한 가혹한 환경에서도 커피 찌꺼기 탄소점의 효능은 빛을 발했다. 산화스트레스 속에서 탄소점을 함께 처리하자 성상교세포로의 분화가 다시 촉진되었으며, 신경독성과 염증 반응을 유발하는 주요 유전자들의 발현은 크게 감소했다. 이는 커피 찌꺼기 탄소점이 단순한 항산화 작용을 넘어, 염증 반응을 완화하고 세포 보호 단백질의 발현 및 관련 신호전달계를 활성화하는 다중 복합 작용을 수행함을 입증한다. 김치경 교수는 “매일 버려지는 커피 찌꺼기가 신경세포를 보호하는 바이오소재로 재탄생할 수 있음을 확인한 매우 흥미로운 결과”라며 “세포 내 활성산소를 줄이고 신경계 세포의 성장과 분화에 긍정적인 영향을 미치는 만큼, 향후 난치성 신경재생 분야로 연구 범위를 적극 확대할 계획”이라고 포부를 밝혔다. 두현명 교수 역시 “단순 폐기물에 불과했던 커피 찌꺼기에서 의료·바이오 분야 활용의 실마리를 찾았다는 데 큰 의의가 있다”며 “세포가 스트레스를 받는 악조건 속에서도 염증을 낮추고 세포를 보호하는 능력이 확인된 만큼, 실제 임상 및 상용화 가능성을 검증하기 위한 후속 연구를 차질 없이 이어가겠다”고 덧붙였다. 이번 연구 성과는 재료·화학·바이오 분야의 세계적인 권위이자 미국화학회(ACS)가 발행하는 국제학술지인 ‘ACS Applied Materials ＆ Interfaces’에 ‘인간 신경전구세포의 성상교세포 분화를 위한 산화환원 조절 바이오소재로서의 커피 찌꺼기 유래 탄소점(Spent Coffee Grounds-Derived Carbon Dots as Redox-Modulating Biomaterials for Astrocytic Differentiation of Human Neural Progenitor Cells)’이라는 제목으로 게재되며 학계의 공인된 평가를 받았다.

야생 동물들도 몸이 좋지 않을 땐 약용 성분이 있는 식물을 찾아 먹는다. 예를 들어 야생 침팬지는 진통 및 항균 효과가 있는 식물을 찾아 먹는다고 알려져 있다. 하지만 최근 과학자들은 이런 치료 행동이 높은 지능을 지닌 일부 동물에 국한되지 않는다는 사실을 발견했다. 벨기에 루벤 대학교와 스페인 바야돌리드 대학교의 연구팀은 ‘서양뒤영벌’(학명 Bombus terrestris)이 감염이 발생했을 때 치료 성분이 있는 꿀을 찾는다는 사실을 발견했다. 더 놀라운 사실은 자신이 아니라 아픈 애벌레에게 먹일 약을 구한다는 것이다. 연구팀은 실험 대상 물질로 ‘케르세틴’(quercetin)을 선택했다. 케르세틴은 야채나 과일 등 식물에 있는 노란색 계열의 천연 플라보노이드(폴리페놀) 성분으로 인체 내에서 강력한 항산화 및 항염증 작용을 하는 물질로 잘 알려져 있다. 연구팀은 서양뒤영벌이 이 물질을 의도적으로 사용하는지 검증했다. 연구팀은 실험용 텐트를 마련하고 그 안에 벌집을 마련한 후 8개의 로봇 꽃(파란색 4개, 노란색 4개)을 설치했다. 이 로봇 꽃들은 각각 순수한 설탕물 또는 케르세틴이 함유된 설탕물이 들어 있다. 따라서 색상과 무관하게 케르세틴이 함유된 꿀을 찾는지 검증할 수 있다. 연구팀은 꿀벌을 세 그룹으로 나눠서 한 그룹은 주로 꿀벌 유충을 감염시켜 죽이는 곰팡이인 ‘아스코스페라 아피스’에 노출시켰고, 다른 그룹은 성체 꿀벌을 감염시키는 장내 세균인 ‘세라티아 마르세센스’에 노출시켰다. 대조군은 멸균된 설탕 용액을 섞은 꽃가루를 먹였다. 각 로봇 꽃의 중앙 먹이 공급 구멍 내부에 있는 센서가 모든 꿀벌의 방문을 기록했고, 꽃은 방문 후 자동으로 꿀을 다시 채워 부족하지 않게 유지했다. 5일간 자유롭게 먹이를 채집할 시간을 주자 아스코스페라 아피스 곰팡이에 노출된 꿀벌들은 케르세틴이 함유된 꽃을 방문하는 경우가 많아졌고, 꽃에서 꿀을 따는 데 더 많은 시간을 보냈다. 반면 세라티아 마르세센스 박테리아에 노출된 개체와 건강한 대조군은 케르세틴에 대한 특별한 선호도를 보이지 않았다. 연구팀은 이 반응이 개체 치료보다 집단 보호에 더 가까울 수 있다고 보고 있다. 왜냐하면 이 곰팡이는 성체가 아니라 유충을 감염시키기 때문이다. 다시 말해 내가 아니라 아이를 위해 약을 수집한 셈이다. 이는 곰팡이 감염 시 케르세틴 함유 꿀을 먹이는 것이 개체보다 군집 생존에 유리했기 때문에 선택된 형질로 풀이된다. 반면 오히려 성체를 직접 감염시키는 박테리아 감염 시에는 반응이 나타나지 않았는데, 이는 케르세틴 농도가 직접 항박테리아 효과를 보기에는 낮았을 가능성과 감염이 너무 치명적이어서 행동 변화를 지속하기 어려웠을 가능성을 시사한다. 다만 이번 연구는 섭취가 실제로 감염 수준을 낮추거나 유충 생존율을 높이는 데 도움이 되는지를 측정하지 않았기 때문에 실제 치료 효과에 의한 것인지는 검증하지 못했다. 하지만 꿀벌처럼 먹이를 공유하는 사회적 곤충이 군집 전체를 위해 천연 약물을 사용할 수 있다는 점을 시사해 앞으로 후속 연구 결과가 주목된다.

췌장암은 예후가 매우 나쁜 암 가운데 하나다. 췌장이 간 같은 다른 주요 장기와 붙어 있고 큰 혈관과 가깝기 때문에 쉽게 전이가 이뤄지며 초기에는 아무 증상이 없어 조기 진단도 어렵기 때문이다. 따라서 5년 생존율이 10%대에 머물 정도로 낮은 난치성 암으로 알려져 있다. 하지만 최근 췌장암 치료에 희망이 보이고 있다. 전이성 췌장암의 생존 기간을 2배까지 늘려주는 신약인 ‘다락손라십’(daraxonrasib)이 최근 미국 식품의약국(FDA) 승인을 받았기 때문이다. 여기에 모더나의 ‘mRNA(개인 맞춤형 메신저 리보핵산) 백신’이 3상에 성공했다는 소식이 전해지면서 췌장암 같은 난치성 암 치료의 희망도 커지고 있다. mRNA 백신은 코로나19 백신으로 본격 상용화된 후 현재는 암 치료 기술로 주목을 받고 있다. 그런데 여기에는 환자 맞춤형 암 백신뿐 아니라 mRNA를 이용한 면역 치료 기술도 포함된다. 매사추세츠 챈 의대 암센터의 마커스 루세티 교수와 차이타냐 나이메시 파리크 박사는 췌장암 mRNA 면역치료제를 연구해 저널 네이처 커뮤니케이션스에 발표했다. 췌장암의 90%는 ‘췌관선암’(pancreatic ductal adenocarcinoma)이다. 과학자들은 수술도 힘들고 항암 방사선 치료에도 잘 반응하지 않는 췌관선암을 치료하기 위해 이미 1980년대부터 면역치료를 시도해왔다. 하지만 ‘인터루킨’이나 ‘인터페론’ 같은 사이토카인을 이용한 면역 치료법은 인체의 면역 시스템을 지나치게 자극해 오히려 해로운 부작용이 심했다. 따라서 과학자들은 다른 면역 반응은 그대로 두고 암세포에 대한 면역 반응만 유발하는 기술을 연구해왔다. 그러나 췌장암세포는 주변에 장벽을 만들어 면역시스템을 회피하기 때문에 효과적인 면역 치료제를 개발하는 데 어려움이 있었다. 연구팀은 mRNA를 이용해서 다양한 사이토카인과 종양 항원을 동시에 투여해 숨은 암세포를 효과적으로 찾아내 제거하는 방식을 시도했다. 그래서 쥐를 이용한 췌장암 동물 모델에 5가지 사이토카인과 3가지 종양 항원을 담은 mRNA 칵테일을 투여했다. 연구 결과 mRNA 면역 치료제를 투여받은 쥐의 약 절반에서 완전히 암세포가 제거됐고, 심지어 치료 중단 후 최대 1년까지 재발 없는 상태가 지속됐다. 이는 mRNA 면역 치료제가 일시적인 면역 반응을 유발한 게 아니라 췌장암 세포에 대한 장기적인 면역 반응을 유지해 재발을 막은 것으로 풀이된다. 물론 동물실험 결과이지만, 이제까지 비슷한 동물시험 가운데 가장 우수한 결과로 앞으로 임상 시험 결과가 주목된다. mRNA가 난치성 암 치료의 새로운 게임 체인저로 기대만큼 큰 활약을 보이기를 기대해 본다.

과학기술의 발달로 과거 고생물학 연구의 결과가 바뀌는 경우가 많다. 과거 북미지역에 서식했다가 멸종한 ‘미국 치타’에 대해 수십 년 동안 이어져 왔던 통념이 새로운 연구에 의해 뒤집혔다. 미국 산타크루즈 캘리포니아대(UCSC) 생태·진화생물학과, 알래스카대 물·환경 연구센터, 해양생물학과, 디모인대 해부학과, 콜로설 바이오사이언스, 캐나다 유콘 고생물학 프로그램 공동 연구팀은 화석 핵 고유전체와 안정동위원소를 분석한 결과 미국 치타는 진짜 치타가 아니라 퓨마의 친척이며 물고기를 잡아먹기도 했다고 6일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘커런트 바이올로지’ 9월 4일 자에 실렸다. 미국 치타는 플라이스토세(약 258만~1만 1700년 전)에 날씬한 몸통과 긴 앞다리로 북아메리카 초원에서 서식했던 육식 동물로 알려졌다. 성체의 몸무게는 평균 68㎏ 안팎이며 어깨 높이는 90㎝, 코끝에서 꼬리 끝까지 길이는 약 2.4m로 추정된다. 최근까지 이어진 많은 연구에서 이 동물은 땅 위에서 먹잇감을 뒤쫓는 추격 사냥과 강한 앞다리로 먹이를 붙잡는 사냥을 모두 해낼 수 있는 다재다능한 포식자라고 밝혀졌다. 지난 수십 년 동안 미국 치타는 북미 고생태학 단골 소재로, 특히 아메리카 가지뿔영양(프롱혼)이 왜 빠른지를 설명하는 진화적 이유로 자주 인용됐다. 이른바 ‘과거 포식자의 유령’ 가설로 가지뿔영양의 달리기 속도는 치타처럼 고속으로 추적하는 사냥꾼에 맞서 함께 진화해 온 방어 수단이라는 설명이다. 실제로 가지뿔영양의 최고 속도는 시속 97~99㎞로 치타 다음으로 빠르지만 치타가 단거리 선수라면 가지뿔영양은 최고 속도로 오랫동안 달릴 수 있다는 측면에서 지구상 가장 빠른 동물이라고 해도 과언이 아니다. 연구팀은 2만 3000년~3만 1000년 전 미국 치타의 화석에서 확보한 유전체 데이터를 해독해 후기 플라이스토세의 극한 환경에서 번성할 수 있게 해준 구체적 유전적 설계도를 조사했다. 그 결과 미국 치타는 치타가 아니라 현생 퓨마의 자매종이며 약 260만 년 전 퓨마 계통에서 갈라져 나왔다는 것을 확인했다. 서식 범위도 그동안 알려졌던 것보다 위도로 20도나 더 북쪽까지 뻗어 있었다. 미국 와이오밍주나 플로리다주 같은 남부 지역에 서식한 개체군은 온대 초원에서 이것저것 가리지 않고 사냥하는 일반적 포식자로 살았던 반면 북극권 유콘에 살던 같은 종의 개체들은 연어처럼 바다와 강을 오가는 소하성 어류를 주로 잡아먹는 3차 소비자로 독특한 생태적 지위를 가진 것으로 나타났다. 또 치타처럼 날씬한 몸매는 수렴 진화 때문으로 확인됐다. 수렴 진화는 서로 가깝지 않은 두 종이 비슷한 환경에서 살아남기 위해 비슷한 형질을 각각 진화시키는 현상이다. 연구팀은 겉모습만 보고 멸종한 종에 이름을 붙이는 일은 위험하다고 지적했다. 미국 치타라는 이름 때문에 치타와 가까운 혈연 관계라는 인상을 주고 치타와 같은 사냥 방식을 공유했다는 인상을 주지만 지금까지 확보한 데이터는 그 어느 쪽도 뒷받침하지 않고 있다. 이번 연구에서 분석한 모든 고양잇과 계통은 신맛 수용체를 만드는 유전자 기능을 잃은 상태라는 것을 확인했다. 모든 고양이가 단맛을 느끼지 못한다는 사실은 이미 잘 알려져 있지만 고양잇과에서 신맛 인지에 관여하는 유전자가 불활성화된 사례가 확인된 것은 이번이 처음이다. 연구를 이끈 베스 서피로 UCSC 교수(고유전체학)는 “이 육식동물은 북극에서 미국 본토 48개 주에 이르기까지 어마어마하게 넓은 서식 범위를 갖고 있었다”라며 “멸종은 갑작스러운 것이 아니라 느리게 진행됐는데 가장 큰 이유는 기후변화로 적응하지 못했기 때문일 것”이라고 말했다.

물에 금속 이온과 여러 분자를 함께 넣으면 분자들이 금속 이온을 빙 둘러싸며 달라붙는다. 이렇게 만들어진 덩어리를 ‘금속 착물’이라고 부르는데 어떤 금속은 아주 단단하게 붙고 어떤 금속은 헐겁게 결합한다. 1953년 영국의 화학자 해리 어빙과 로버트 윌리엄스가 ‘전이금속 착물의 안정도’라는 논문을 발표한 이후 현재 대학 무기화학 전공 교과서에는 ‘어빙-윌리엄스 계열’을 중요하게 다루고 있다. 덕분에 화학자들에게 ‘망간＜철＜코발트＜니켈＜구리＞아연’이라는 금속 착물 결합 안정도는 익숙해져 있다. 구리가 가장 단단하게 결합한다는 이 순서는 금속마다 전자가 놓인 방식인 전자 구조에서 비롯되는 것으로 여겨졌다. 순서를 바꾸기 위해서는 금속을 직접 붙잡는 분자인 리간드를 새로 설계하거나 붙는 방식 자체를 뜯어고쳐야 한다. 이런 상황에서 카이스트 화학과 연구팀은 금속이 직접 닿는 부분이 아니라 그 바깥에서 작용하는 약한 결합력인 수소결합에 주목해 비타민 B2의 핵심 골격인 플라빈을 변형한 분자로 ‘반 어빙-윌리엄스 계열’을 구현하는 데 성공했다고 6일 밝혔다. 이 연구 결과는 화학 분야 국제 학술지 ‘미국화학회지’ 9월 3일 자에 실렸다. 수소결합은 분자와 분자 사이를 살짝 붙잡아 주는 약한 힘으로 주변의 구조를 일정한 형태로 유지하는 역할을 한다. 연구팀은 비타민 B2의 플라빈을 변형해 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연 여섯 금속을 하나씩 넣어 금속을 둘러싼 모양이 똑같도록 했다. 똑같은 틀에 금속만 바꿔 끼운 것처럼 되기 때문에 순수하게 금속 차이만 비교할 수 있는 것이다. 그 결과, 금속 착물 결합 안정도 1위였던 구리가 뒤로 밀려난 것이 확인됐다. 구리는 주변 결합 구조를 살짝 비틀어 편한 모양을 만들면서 더 안정되는 성질을 갖고 있다. 사람이 의자에 오래 앉아있을 때 몸을 조금씩 움직이며 편한 자세를 찾는 것처럼 구리도 자세 바꾸기를 통해 결합 안정도 1등이라는 자리를 놓치지 않았다. 연구팀이 만든 분자는 주변 수소결합이 구리를 단단히 붙잡아 안정적 구조로 변하는 것을 방해해 구리의 결합이 예상보다 약하게 만든 것이다. 금속과 직접 맞닿은 부분은 그대로 유지하면서 주변 환경만 조절해서 교과서에서 알려진 금속의 안정성 순서를 바꾸는 데 성공한 것이다. 교과서와 정반대인 ‘반 어빙-윌리엄스 경향’을 보이는 이유를 파악하기 위해 연구팀은 분자의 실제 구조를 관찰하고 결합 세기를 측정한 데 이어 금속 교환 실험과 컴퓨터 계산까지 수행해 원인이 수소결합이라는 것을 확실히 했다. 원리를 증명한 기초 연구이지만 추가 연구를 통해 산업적으로도 다양한 활용을 할 수 있을 것으로 기대된다. 폐배터리나 산업 폐기물에는 여러 금속이 섞여 있는데 원하는 금속은 잘 붙고 나머지는 덜 붙게 만든다면 필요한 금속만 골라서 회수할 수 있게 된다. 또 화학 반응을 돕는 촉매를 설계할 때나 인체 단백질과 효소가 철, 구리, 아연 가운데 필요한 것만 골라 쓰는 원리를 흉내 낸 인공 효소를 만들 때도 활용 가능하다. 연구를 이끈 백윤정 교수는 “이번 연구는 금속 고유의 특성으로 여겨졌던 결합 안정성 순서를 주변 환경 변화로 바꿀 수 있음을 보여줬다”고 밝혔다.

- 국제학술지 ‘Journal of Pain Research’ 게재…환자 80.6%서 통증 감소 확인- 관절 내 삼출액 유무가 치료 반응 갈라…초음파 선별 통한 맞춤 치료 가능성 제시 퇴행성 무릎 관절염 환자를 대상으로 근육을 물리적으로 지지하는 비수술적 요법인 MEST(Muscle Enhancement and Support Therapy)의 실제 임상 경과를 분석한 연구 결과가 국제학술지에 실렸다. 초기부터 말기 환자까지 아우른 진료 데이터를 살핀 결과, 상당수 환자군에서 통증 경감과 보행 능력 향상이 관찰됐으며 관절 내 삼출액(물참) 여부가 주요 예후 인자로 파악됐다. 서울대학교병원 마취통증의학과 김정수 교수 연구팀은 최근 MEST 시술을 받은 무릎 관절염 환자 62명의 경과를 후향적으로 분석한 연구 성과를 통증 분야 국제학술지인 ‘저널 오브 페인 리서치(Journal of Pain Research)’에 발표했다고 4일 밝혔다. MEST는 미세한 양방향 돌기가 있는 생분해성 폴리디옥사논(PDO) 필라멘트를 무릎 안쪽넓은근 빗섬유(VMO)에 삽입해, 약해진 근육을 물리적으로 지지하고 재생을 돕는 의료기기다. MEST는 한국의 의료바이오 전문 기업 오브이메디가 개발했다. 이번 연구에는 KL 1~4기의 다양한 중증도 환자가 포함됐으며, 특히 말기 관절염에 해당하는 KL 4 환자가 전체의 37.1%(23명)를 차지했다. 이를 통해 경증부터 중증까지 실제 임상현장에서 MEST를 시행받는 환자군의 치료 결과를 폭넓게 평가했다. 연구 결과에 따르면 시술 전 평균 5.8점(10점 만점)이었던 환자들의 통증 점수(NRS)는 시술 8주 차에 2.5점으로 떨어지며 절반 이상 크게 감소했다. 전체 환자의 80.6%에서 NRS가 2점 이상 감소해 임상적으로 의미 있는 통증 개선이 확인됐으며, 환자의 88.7%는 시술 결과에 대해 ‘효과적’ 또는 ‘매우 효과적’이라고 평가했다. 이러한 통증 완화는 일상적인 신체 기능 회복으로도 이어졌다. 8주 차 평가에서 평지 보행 기능이 개선됐다고 응답한 환자는 87.1%에 달했고, 체중 부하가 크게 걸리는 계단 오르기 기능 역시 61.3%의 환자에서 호전된 것으로 나타났다. 특히 말기 관절염에 해당하는 4기 환자군에서도 73.9%가 치료 반응을 보였다. 아울러 12주의 추적 관찰 기간 동안 감염이나 신경혈관 손상 등 중대한 시술 관련 이상반응은 보고되지 않았다. 이번 연구에서 가장 주목할 만한 발견은 관절 내 삼출액(이른바 ‘물참’)의 정도가 MEST 치료 반응과 유의하게 연관된 요인으로 확인됐다는 점이다. 연구팀의 다변량 분석 결과, 초음파상 관절 내 삼출액이 없거나 경미한 환자의 치료 반응률은 91.7%에 달했으나, 중등도 이상으로 물이 찬 환자들의 반응률은 65.4%로 상대적으로 낮았다. 연구팀은 이러한 차이를 ‘관절성 근육 억제(Arthrogenic Muscle Inhibition, AMI)’ 기전으로 설명했다. 관절 내 염증이나 삼출액이 증가하면 관절에서 발생하는 감각신경 입력이 변화하면서 척수 수준의 반사성 억제가 유발되고, 이로 인해 대퇴사두근의 충분한 활성화가 어려워질 수 있다. 따라서 관절 내 삼출액이 많은 환자에서는 이러한 관절성 근육 억제가 MEST 후 기능 회복을 제한하는 요인으로 작용했을 가능성이 있다고 연구팀은 설명했다. 이는 진료 현장에서 초음파를 통해 관절 삼출액 정도를 평가하고 환자의 특성에 맞게 치료 대상을 선별하는 것이 MEST 치료 반응을 높이는 데 중요할 수 있음을 시사한다. 이번 연구는 무릎 관절염 치료에서 관절 내 구조뿐 아니라 관절을 둘러싼 근육의 생체역학적 기능에도 주목할 필요성을 제시했으며, MEST가 기존 치료를 보완할 수 있는 비수술적 치료 전략으로 활용될 가능성을 보여줬다. 서울대병원 마취통증의학과 김정수 교수는 “이번 연구는 경증부터 말기까지 다양한 무릎 관절염 환자의 실제 진료 데이터를 통해 MEST 후 통증과 기능 개선 가능성을 확인했다는 데 의미가 있다”며 “특히 관절 내 삼출액 정도에 따라 치료 반응에 차이가 나타난 만큼, 향후 환자의 임상적 특성을 고려한 적절한 환자 선별이 치료 결과를 최적화하는 데 중요할 것으로 보인다”고 말했다. 이어 “다만 이번 연구는 후향적 연구인 만큼 향후 전향적 연구를 통해 효과의 지속성과 적절한 치료 대상에 대한 추가 검증이 필요하다”고 덧붙였다.

최근 의료 현장에서는 인공지능(AI) 도입 바람이 거세다. 진단 정확도가 몇 % 증가했다거나, 의사보다 빠른 속도로 병변을 찾아냈다는 성능 자랑이 언론을 장식하곤 한다. 그러나 의료 AI의 뛰어난 ‘결과’만을 내세우며 자랑하기엔 아직 시기상조라는 경고의 목소리가 의료계 내부에서 나왔다. AI가 학습하는 데이터의 본질적 한계를 간과한 채 정확도 경쟁에만 몰두할 경우, 정작 복잡한 임상 현장에서 환자에게 잘못된 진단과 처방을 내릴 위험이 크기 때문이다. 분당서울대병원 재활의학과 양은주 교수 연구팀(교신 저자 국립암센터 재활의학과 정승현 교수)이 국제학술지 ‘프론티어스 인 디지털 헬스(Frontiers in Digital Health)’에 발표한 연구는 바로 이 지점을 꼬집는다. 의료 AI 기술의 핵심은 ‘얼마나 잘 학습하느냐(알고리즘의 성능)’가 아니라, ‘무엇을 학습시키느냐(데이터의 질과 구조)’에 맞춰져야 한다는 지적이다. 현재 병원에서 쓰이는 대다수의 의료 AI는 특정 시점에서 측정된 환자의 상태, 즉 ‘결과 중심의 데이터’를 기반으로 학습한다. 예를 들어 환자의 보행 거리나 기능 평가 점수처럼 단순화된 숫자가 대표적이다. 이러한 데이터는 의료진이 바쁜 현장에서 환자 상태를 빠르게 파악하고 체크하려는 목적으로 만들어진 것일 뿐, AI가 진정한 임상적 맥락을 이해하도록 돕는 정교한 학습 자재는 아니다. 문제는 환자의 질병과 회복 과정이 단편적인 숫자로 설명되지 않는다는 점이다. 암 생존자의 재활 과정을 예로 들어보자. 항암치료를 받은 환자는 손발의 감각이 둔해지는 신경병증을 겪는다. 발끝 감각이 무뎌지면 몸이 흔들릴 때 이를 즉각 감지하기 어렵고, 이는 낙상에 대한 심각한 두려움으로 이어진다. 두려움 때문에 환자는 스스로 활동량을 줄이게 되고, 결국 전체적인 이동 능력이 저하된다. 이때 기존의 결과 중심 AI가 학습하는 데이터는 오직 ‘이동 능력이 떨어졌다’는 최종 결과뿐이다. AI는 환자가 왜 걷지 못하게 되었는지, 감각 이상에서 시작된 연쇄적인 신체·심리적 반응의 흐름을 알지 못한다. 원인을 모르는 AI는 근본적인 재활 치료 방향을 제시할 수 없다. 감각 이상이 원인인 환자에게 무작정 “보행 연습을 더 하라”는 식의 겉핥기식 처방을 내릴 수밖에 없는 구조적 한계를 지닌 셈이다.자의료진이 AI의 높은 정확도만을 자랑해서는 안 되는 더 큰 이유는 아무리 최첨단 연산 모델을 적용한 AI라 할지라도 애초에 주어진 데이터에 담기지 않은 임상 현실까지 스스로 추론할 수는 없기 때문이다. 입력값(Input)이 부실하면 출력값(Output)도 부실할 수밖에 없다는 데이터 과학의 기본 명제는 의료 AI에서도 그대로 적용된다. 양은주 교수 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 ‘임상 현실 번역-구성(CRTC, Clinical Reality Translation-Construction)’이라는 새로운 데이터 설계 접근법을 제시했다. CRTC는 단순히 AI 알고리즘을 새로 개발하는 기술이 아니다. AI에게 학습을 시키기 전, 환자의 상태뿐만 아니라 그 상태에 이르게 된 원인과 복잡한 과정을 시계열 및 그래프 형태로 재구성해 ‘진짜 임상 현실’을 데이터화하는 방법론이다. 환자가 느끼는 미세한 증상과 실제 신체 기능의 변화를 하나로 연결하는 ‘증상-기능 연계 표현형’처럼, 환자의 역동적인 삶과 병력을 AI가 읽을 수 있는 언어로 먼저 번역해 줘야 비로소 제대로 된 의료 AI가 탄생할 수 있다. 결국 의료 AI의 성공 여부는 “우리 AI가 의사보다 정확하다”는 단편적인 자랑에 있지 않다. 환자의 진료 기록 뒤에 숨은 원인과 회복 과정, 수많은 변수가 상호작용하는 복잡한 현실을 데이터에 얼마나 정교하게 담아냈느냐가 본질이다. 의료 AI가 진정한 의미에서 의료진의 보조자이자 환자의 치료 파트너로 거듭나려면, 알고리즘의 화려함에 현혹되기보다 현장의 복잡한 임상 맥락을 AI에 어떻게 학습시킬 것인가에 대한 깊은 고민이 선행돼야 한다는 게 전문가들의 한결같은 지적이다.

여성은 완경 이후 여성호르몬(Estrogen) 급감에 따른 골다공증 위험성이 잘 알려져 있어 비교적 예방과 관리가 잘 이뤄지고 있다. 반면, 남성은 남성호르몬이 감소하는 갱년기를 겪음에도 불구하고, 이러한 호르몬 변화가 골밀도 저하로 이어질 수 있다는 경각심이 매우 부족한 실정이다. 이런 가운데 서울성모병원 비뇨의학과 배웅진 교수(제1저자)와 성빈센트병원 비뇨의학과 이동섭 교수(교신저자)를 중심으로 한 가톨릭의대 연구팀이 남성호르몬(Testosterone)과 비타민 D 결핍이 고관절 골밀도 저하의 핵심 독립 위험 인자임을 입증하고, 두 수치를 동시에 평가·관리하는 통합적 접근이 뼈 건강을 지키는 결정적 열쇠라는 연구 결과를 4일 발표했다. 관련 연구에 따르면, 60세 이상 남성의 골감소증 유병률은 50%에 달해 여성과 비슷한 수준이지만, 남성호르몬 저하증 진단을 받은 환자 중 실제 골밀도 검사를 받는 비율은 단 7%에 불과한 것으로 알려졌다. 이는 남성 골다공증이 심각한 사각지대에 놓여 있음을 보여준다. 이러한 난제를 해결하기 위해 연구팀은 2020년 1월부터 2024년 12월까지 서울성모병원과 성빈센트병원에서 건강검진을 받은 60세 이상 남성 557명의 데이터를 다각도로 추적했다. 골밀도 표준 검사법인 이중 에너지 X선 흡수계측법(DXA, Dual-energy X-ray Absorptiometry)을 활용해 요추 및 고관절 골밀도 수치를 산출하고, 액체 크로마토그래피-질량분석법(LC-MS/MS)으로 혈중 테스토스테론 및 비타민 D 수치를 정밀 측정해 종합적으로 분석했다. 골밀도에 영향을 주는 요인들을 동일 조건으로 맞춘 뒤 분석한 결과, 신체 부위별로 골밀도를 결정하는 인자에 차이가 있는 것으로 확인됐다. 요추는 BMI와 남성호르몬의 영향을 받은 반면, 고관절은 나이, BMI, 남성호르몬, 비타민 D 모두의 영향을 받는 것으로 나타났다. 실제로 남성호르몬과 비타민 D는 각각 독립적으로 고관절 골밀도를 지키는 핵심 인자였다. 구체적으로 남성호르몬 결핍군(3.5ng/mL 미만)과 비타민 D 부족군(30ng/mL 미만)은 정상군에 비해 고관절 골밀도 저하 위험이 각각 약 1.9배, 약 1.6배 높았다. 이처럼 두 인자는 각각 고관절에 영향을 미칠 뿐 아니라, 상호작용도 발생하는 것으로 확인됐다. 통계 분석 결과, 뼈의 밀도와 강도를 높이는 남성호르몬이 부족한 그룹에서는 비타민D 수치에 따른 고관절 골밀도 변화가 정상군보다 더 뚜렷하게 나타나는 현상을 보였다. 이는 남성호르몬이 부족한 상태에서 비타민 D까지 떨어지면 칼슘의 흡수 효율이 급격히 낮아져 골소실이 가속화되는 것으로 해석된다. 특히 척추와 달리 고관절은 연령 증가에 따라 골소실이 집중되는 취약 부위다. 대퇴골 골절이 발생하면 장기간 침상 생활을 해야 하는데 이때 발생하는 다양한 합병증으로 생명까지 위협받을 수 있다. 실제로 골다공증성 골절 발생 후 사망률과 경제적 치료 비용 부담은 여성보다 남성이 크다. 따라서 남성 역시 갱년기가 오면 뼈 건강에 치명적인 영향을 받는 만큼, 남성 갱년기 진료 시 남성호르몬과 비타민 D 수치를 동시에 평가하고 관리하는 통합적 접근 전략이 필수적이다. 배웅진 교수는 “중장년 및 고령 남성이라면 남성호르몬과 비타민 D 수치를 함께 점검하며 선제적으로 관리하는 것이 중요하다”면서 “피로감, 근력 저하, 성기능 감소 등 남성 갱년기 증상을 가볍게 넘기지 말고, 비뇨의학과 전문의를 통해 호르몬 검사와 골밀도 검사를 정기적으로 받는 것을 권장한다”고 조언했다. 이동섭 교수는 “고관절 골절 등은 고령 환자의 건강과 삶의 질을 크게 위협할 수 있는 만큼, 단순한 노화로 치부하기보다 다각적인 접근이 필요하다”며 “이번 연구 결과가 더 많은 환자들에게 실질적인 도움을 주는 임상적 지침으로 활용되기를 기대한다”고 밝혔다. 이번 연구는 대한비뇨의학회 연구지원사업 과제인 ‘남성 갱년기에서 남성호르몬 보충요법 및 비타민 D 치료가 골대사에 미치는 영향(Testosterone Replacement Therapy Combined with Vitamin D on Bone Metabolism Improvement in Aging Male)’의 일환으로 배 교수가 연구책임자를 맡아 진행됐다. 특히 이번 성과는 남성호르몬 보충요법(TRT)과 비타민 D 병합 치료의 과학적 근거를 제시함으로써, 남성 특화 골다공증 치료 옵션을 한 단계 확장했다는 평가를 받는다.

암 진단은 환자의 삶을 송두리째 뒤흔드는 충격으로 다가온다. 의료진이 진단 직후 가장 강력하게 권고하는 생활습관 수정 중 하나는 단연 ‘금연’이다. 흡연이 암 발병의 주요 원인일 뿐만 아니라, 치료 과정에서 부작용을 늘리고 암의 재발 및 이차암 발생 위험을 획기적으로 높이기 때문이다. 그러나 역설적이게도 암이라는 극심한 스트레스와 중독의 벽 앞에서 수많은 환자가 여전히 담배를 놓지 못한다. 이런 가운데 암을 진단받고도 연초 담배를 계속 피운 환자는 금연한 환자보다 심근경색 등 심혈관 질환뿐 아니라 사망 위험도 높다는 국내 대규모 연구 결과가 나왔다. 삼성서울병원 암병원 암환자삶의질연구소 신동욱·최혜림 가정의학과 교수, 폐식도외과 김홍관 교수, 임상역학연구센터 강단비 교수 연구팀은 미국공중보건학회지(American Journal of Public Health) 최근호에 국민건강보험공단 자료를 이용해 2015~2022년 암 진단 당시 흡연자 4만6834명을 분석한 결과를 게재했다고 4일 밝혔다. 진단 후 연초를 지속한 사람은 1만7418명(37.2%), 전자담배로 전환한 사람은 3507명(7.5%), 완전히 금연한 사람은 2만5909명(55.3%)이었다. 전자담배 전환군 중 2252명(64.2%)은 연초를 함께 피운 이중 사용자였다. 중앙 추적기간 4.2년 동안 나이, 성별, 소득, 암종, 치료 방식, 진단 전 흡연량, 동반질환 등을 보정한 결과, 전체 사망 위험은 금연군이 연초 지속군보다 8% 낮았다. 심근경색, 뇌졸중 등을 포함한 주요 심혈관 사건 위험도 금연군이 36% 낮았다. 이는 암환자의 금연의 중요성을 재확인할 수 있는 결과다. 다만, 암 진단 후에도 연초를 지속하는 사람에게 금연을 강제하기 어려운 현실에서 전자담배가 대안이 될 수 있다는 점이 이번 연구에서 확인됐다. 실제로 전자담배로 전환한 군은 연초를 계속 피운 군보다 전체 사망 위험이 16% 낮았다. 심근경색, 뇌졸중 등 주요 심혈관 사건 발생 위험도 연초 지속 흡연군 대비 28% 줄었다. 그러나 연구팀은 완전 금연이 더 유리하며, 전자담배 전환군에서는 이중 사용과 폐 합병증을 주의해야 한다고 강조했다. 이 같은 조언은 의학적 이상론과 환자의 잔혹한 현실 사이에서 새로운 교두보를 제시한 것으로 풀이된다. 지금까지 의료계의 공식 입장은 ‘완전한 금연’만을 유일한 해법으로 제시하는 일탈 불허의 정책에 가까웠다. 하지만 암이라는 중병을 얻고도 니코틴 의존성을 극복하지 못하는 환자들에게 무조건적인 금연만을 강요하는 것은 자칫 치료 포기나 자책감으로 이어지는 부작용을 낳기도 했다. 이번 연구는 당장 담배를 완전히 끊지 못하는 환자에게 전자담배가 차선책으로서 독성을 줄여주는 ‘위해 감소(Harm Reduction)’옵션이 될 수 있음을 데이터로 증명해 낸 셈이다. 이는 최근 미국 등 선진국에서 전자담배를 금연의 보조 수단으로 신중하게 인정하려는 패러다임의 변화와도 궤를 함께한다. 연구팀은 이러한 결과가 결코 ‘전자담배 권장’으로 오해되어서는 안 된다고 강력히 경고한다. 전자담배 전환군 중 무려 64.2%가 연초와 전자담배를 혼용하는 ‘이중 사용자’였다는 점은 매우 위험한 함정이다. 이중 사용은 연초의 독성과 전자담배의 화학물질에 동시에 노출되어 금연 효과를 완전히 상쇄할 뿐만 아니라, 폐 합병증 위험을 더욱 키울 수 있다. 전자담배는 어디까지나 완전 금연으로 가기 위한 일시적인 다리일 뿐, 최종 목적지가 될 수 없다. 결국 이번 연구가 가지는 진정한 의미는 암 생존자 관리 전략의 ‘유연화’에 있다. 최고의 치료법이 완전 금연이라는 사실은 변함이 없다. 그러나 금연이라는 완벽한 성공에 도달하지 못하는 환자들을 비난하거나 방치하기보다, 전자담배라는 대안을 통해 치명적인 심혈관 질환과 사망 위험을 단계적으로 낮춰주는 맞춤형 의학적 개입이 필요하다는 점을 일깨워준다. 연구팀은 “암 생존자 관리의 핵심은 완전 금연”이라며 “끊지 못하는 환자에게는 위해 감소 옵션으로 전자담배 전환을 신중히 검토할 수 있다”고 전했다. 암 환자의 삶의 질과 생존율을 극대화하기 위해, 이제 의료 현장은 냉철한 이상주의를 넘어 환자 맞춤형의 현실적 전략을 진지하게 고민해야 할 시점에 도달했다.