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죽음의 사자를 피하는 최신의 무기들-분자치료법

암, 이 무서운 질병을 피하고 격퇴하는 가장 좋은 방법은 무엇인가. '사시언스 다이제스트'의 특집을 인용,소개한다.
 

암. 이말은 사람을 공포로 몰아 넣는 위력을 갖고있다. 이말은 또 신체내부에서 발생해 몸을 폐허로 만들고 상상키 어려운 고통을 가져오는 이미지를 연상시킨다. '스잔 손탁'양은 이렇게 말한적이 있다. 그녀 자신 암투병에서 간단히 소생했다. "암은 죽음 그자체와 같은거예요."

미국의 암대책법이 발효된것은 1971년, 그동안 암연구를 위해 쓰여진 예산은 1백85언달라나 된다.(첫번째 우주 왕복선을 발사하기까지에 쓰여진 돈은 1백억달라).

 

겨우 3명중 1명이 살아나
 

일단 암에 걸린뒤에 정상으로 회복되기는 아직도 어렵다. 1930년대에는 사실상 생존자가 없었다고 할수 있으며 요즘에는 암환자 3명중 1명은 살아나니까 다행이라면 다행이겠다.
 

8명의 환자 가운데 3명은 5년정도 산다. 그러나 암으로 죽는 사람의 숫자는 늘어나기만 한다. 지난 '82'년에는 43만2천여명이 죽었다. '85'년에는 46만2천여명이 죽은것으로 추산되고 있다. 68초만에 한명이 암으로 이 세상을 하직한다는 계산이 나온다.

사람들은 암에 관한 여러가지 지식과 정보에 접하고 있지만 암을 예방하기 위해서 할수있는것은 아무것도 없다고 생각한다. 필라델피아시에 있는 '폭스 체이스' 암센터의 조사에 따르면 조사에 응답한 사람가운데 79%나 되는 사람들이 암예방에 대해 할수있는것은 아무것도 없다고 믿고 있다는 것이다.
 

이런 무력감은 넓게 번져있어 일단 암에 걸린것으로 판명되면 그런 사람은 직장에서 해임이 되거나 경원시 당하기도 한다.

그러나 암이 무섭고 아직도 회생율이 저조하더라도 예방의 길이 전혀 없는것은 아니다. 그동안의 연구결과는 암도 1백20여가지가 되는 인간 질병중의 하나이며 모든 질병이 갖고 있는 그 나름의 원인이 있는것을 말해주고 있으며 따라서 암 발생의 원인을 제로로 만들거나 최소화시키는 것이 중요하다는 것이다.
 

암은 주로 방사선이나 음식물가운데 마취성이 있는 화학물질 때문에 발생한다.

유전자의 신비스런 변형-그것이 죽음을 가져오는 것이다.
 

과거에는 암치료에 수술과 방사선을 이용했다. 그러나 1950년대 중반에 이르러서는 두가지 방법에 모두 결함이 있다는 것을 알게됐다. 암세포가 오히려 급속히 번지는 경우가 생겼기 때문에 의사들은 이 두가지 방법에 주저하기 시작한 것이다.

암치료에서의 혁명, 그것은 유전자를 변형시키는 암에 대해 바로 유전자 레벨에서 반격을 가하기 시작한 것이다.

지난 1972년 사상 처음으로 유전자, DNA합성에 성공한 것이다.
 

이로써 "암정복은 불가능이 아니다"라는 확신이 서게됐고 아마도 앞으로 몇년이내에 우리는 드디어 암을 정복할지도 모른다.

이제 암정복을 위한 최신연구를 살펴가면서 암 예방과 치료의 길은 무엇인지 알아두기로 하자.

 

음식물에서의 새로운 발견피터 그린월드
 

"음식물은 미국에서 암으로 죽는사람 가운데 35%와 관련이 있는것같다"고 국립 암연구소(NCI)의 암예방국장 '피터 그린월드'씨는 말한다. 최근에 발표된 3편의 주요논문도 그의 주장을 뒷받침하고 있다.
 

그러나 먹고 마시는것의 어떤 요인이 가장 중요한 것이냐에 대해서는 의견이 다르다. 한가지, 연구자들이 의견에 일치를 본것은 이것이다. "적게 먹자, 그러나 채소와 과일, 도정을 적게한 곡식을 많이 먹자."
 

지난 84년 미국 암협회에서는 항암 식이요법의 가이드라인을 발표한바 있는데 주요내용을 보면, 양배추, 브러셀즈(brussels sprouts), 브로클리,꽃양배추, 겨자과의 모든것이 암예방에 효과가 크다는 것이다. 이들 식물이 왜 암예방에 효과적인지는 알려지지 않았다. 다만 그들의 섬유질이나 갖고있는 비타민이 작용하는것 같다는 추측이 있을뿐이다.
 

최근 '존 홉스킨'대학의 약학자'어네스트뷰딩'은 이들 식물에서 '디티올치온즈'라는 설파복합물질을 발견하고 이것이 항암기능을 하는것 같다고 말한바 있다. '디티올치온즈'는 글루타치온의 수준을 높이고 효소의 작용을 활발하게 함으로써 각 인체기관의 자연적인 방어 메카니즘 을 강화시키는것으로 보인다.
 

이러한 사실은 쥐의 실험에서 입증되기했다.

'디치올치온즈'는 또 암치료약의 부작용을 더는데도 기여한다. 세포중의 손상된 부문을 재생시키기 때문이다.

 

모처럼 쉬고있는 피터, 그와 그의 가족은 항암 다이어트를 하고 있다.


TNF : 종양제거인자의 대량생산세드 러드닉
 

암과의 투쟁에 있어서 하나의 꿈은 종양만을 제거하고 나머지 정상조직을 해치지않는 선택적인 물질을 찾아내는 것이었다. 지난 84년 두개의 생체공학회사가 이것에 성공했다고 발표했다. 쥐의 실험에서 확인됐는데 특정 암세포를 정상세포와 분리시켰다는 것이다.
 

이 물질 즉 TNF(tumor necrosis factor)는 백혈구에서 추출해낸 것으로 박테리아나 기타 체내에 침투한 세균을 죽인다. '세드 러드닉'박사는 지금 한 제약회사의 부사장으로 일하고 있는 사람인데 TNF를 통한 암세포의 박멸에 대해 깊은 신뢰를 나타내고 있다. 현재 미국에서 두개회사가 그리고 일본의 두개회사가 TNF를 생산하고 있다. 이들 회사들은 지금 TNF의 자연추출보다 인공 합성을 하고 있다.
 

TNF를 구성하는 아미노산의 유전자를 연구해 인공합성방법을 알아낸 것이다.

TNF는 지금까지 쥐의 실험에서(골수암의 경우)암세포를 분리시키는데 성공했다고 '러드닉'박사는 밝히고 있다. 그러나 문제는 TNF도 모든 종류의 암세포를 분리시키지는 못한다는 것이다. 어쨌든 '감마 인터페론'과 함께 인체 실험이 진행중이며 일반적으로 사용되려면 몇년의 세월은 더 기다려야 할것이다.

 

암의 조기발견을 위한 생화학 방법하이즈 콜러
 

암은 고약한 병이다. 종류가 1백여가지도 더되어서 단일치료법의 발견을 어렵게 만든다. 더구나 암세포가 체내에 침입해도 몸이 그것을 감지하지 못하는 수가 많은 것이다.
 

'하인츠 콜러'와 그의 동료들은 이 암세포에 대한 무감각을 없애서 암세포의 등장을 백신을 통해 알아냈다. 그의 발견은 네트워크의 가설에서 출발했다. 전화를 할때에 상대방이 있는 것처럼 암세포가 나타나면 정상세포가 여기에 반응을 한다.

보통 예외적인 세포가 체내에 생기면 '앤티젤'이라는 단백질이 반응을 보인다.그러면 몸안에서 항체가 조성되고 이 항체가 앤티젠과 합성해 침입세포의 활동을 억제하게 된다.
 

그런데 콜러 박사의 설명에 따르면 항체가 생기면 항체에 대한 항체가 또 생긴다. 이는 앤티젠과 비슷한 기능을 하는데 우리가 얻기 어려운 앤티젠대신에 이것은 생산해 낼수 있다는 것이다.
 

처음에는 사람몸의 종양세포를 떼어내 쥐에다 주사하고 쥐에서 생긴 항체를 뽑아 다시 다른쥐에다 주사하는 방식으로 대량의 오리지널 앤티젠과 비슷한 항체를 생산해 낸다는 것이다. 이것이 바로 백신이며 콜러박사는 이백신은 앞으로 암뿐만 아니라 AIDS 등의 조기발견에도 쓰여질수 있을것이라고 말하고 있다. 현재 그는 유방암에 대해 실험하고 있는데 앞으로 2-3년뒤에는 모든 암의 조기발견에 사용될수 있을것 같다.

 

피부암의 비밀을 찾아엘렌 퍽스
 

암의 정복을 위한 두가지 방법중의 하나는 어떻게 암이 발생하는지를 알아내는것이다. 35살의 젊은 생화학자 '엘렌퍽스'박사는 '시카고'대학에서 줄곳 정상세포가 어떻게 변화를 일으키고 있는지를 연구해 왔다.

그녀는 피부 세포의 변화에 연구를 집중했으며 이들 암은 1년에 약40만건이나 발생하고 있다. 표피암은 상대적으로 치료하기쉽다. 그러나 허파의 경우에는 생명에 위협적이다.
 

퍽스박사와 그의 팀은 피부암을 정확히 진단함으로써 조기치료에 성공을 거두고자한다. 피부는 물리적 화학적 변화에 강인하다. 그러나 피부암은 피부세포를 구성하는 게라틴이라는 단백질에 이상이 생길때 발생한다. 즉 어떤 게라틴의 조합이 다른것보다 커지기 시작해서 표면위로 솟아오르고 이때 다른 단백질과 섞여 혹을 만든다.
 

퍽스박사와 그의 동료들이 발견한 중요한 사실은 비타민A의 작용이다. 즉 비타민A는 정상세포의 생산을 촉진하고 비타민A가 부족하면 세포의 변이에 심각한 영향을 주고 있다는 것이다.

일단 악성 변이가 시작되면 케라틴덩어리의 생산이 줄어들고 세포는 미친듯이 이러저리 이동한다. 이런 변화는 유전자에 이상이 생겨 일어나는 것이라고 '퍽스'박사는 말한다.
 

퍽스와 그의 팀이 진행하고 있는 연구는 언젠가 피부암의 치료에 효과적인 결과를 가져올 것으로 보인다.

현재 피부에 있는 대부분의 암세포를 찾아낼수 있는 항체를 이용할 수 있다. 그러나 세포 변화의 정확한 과정을 알아낸다면 케라틴의 조합형태에 따른 항체가 사용될수 있을 것이다.

 

미국의 젊은 과학자 1백명에도 뽑힌바 있는'퍽스'는 생화학분야에서 뚜렷한 업적을 보였다.

 

백혈병의 치료리차드 에들슨
 

85년만해도 각종 암가운데 백혈병은 네번째의 큰 사망율을 가져왔다. 화학 요법은 아직 백혈병에 가장 유력한 치료법으로 통한다. 그런데 지난 3년동안' 리차드 에들슨'(컬럼비아 장로교 의료센타 부소장) 박사는 성공적으로 백혈병의 특이한 형태인 '피부T-세포 임파종'(비정상 백혈구인 T-임파구가 피부에 모이는것)에 대해 활성약품을 사용해 왔다. 체내에 면역체계가 다시 생겨나는 것으로 추측된다고 이연구소측은 말하고 있다. '캐롤 버거'라는 사람은 "혈액내에서 손상된 세포의 제거는 우연히 생길수있는 악성 T-임파구에 대한 저항을 일으키고 새로운 악성 T-임파구의 재생을 둔화시킨다"고 설명했다. 치료를 받은 환자는 모두11명. 이 가운데 8명이 좋은 반응을 나타냈으며 2명은 더이상 치료를 안받아도 될 정도가 되었다.
 

'애들슨'박사는 이약이(8-merthoxe-psoralen 또는 8-MOP) 보통의 채소나 라임, 무화과같은데서 발견한 자연물질로 만들어진 것이라고 말한다.

실험에서 환자들은 매달 이틀동안(연속) 이약을 먹은다음 혈액을 원심분리시키고 T-임파구를 빨아들이는 기계위에 뉘여졌다.그런다음 T-임파구에 보다 많은 8-MOP 가 투여되고 저에너지 자외선이 투명한 플라스틱 튜브를 관통하는 T-임파구에 쏘여졌다. 이때 중요한 것은 튜브의 넓이이다. 너무 넓으면 적혈구가 우산역할을 해서 백혈구를 가로막게 되는 것이다.
 

약은 신진대사가 활발한 세포 특히 암세포에 침투한다. 그리고 암세포를 죽이거나 활동을 정지시킨다. '애들슨'과 함께 일하는 '가스파로'박사에 따르면 8-MOP는 세포의 DNA에 반응하는데 그과정은 아직 정확히 알수 없다는 것이다.

이렇게 치료된 임파구는 환자에 다시 주입된다. 그러나 남아있는 암세포가 있어 재발 가능성이 있다.그래서 보조치료를 더하고 있는 것이다.

즉, '애들슨'은 8-MOP의 효능을 높이기위해 인슐린분자를 사용하고 있다. 그는 또 8-MOP의 승인을 FDA에 요청한 다음 또다른 활성화 약제를 개발하기 위해 연구를 계속하고 있다.

 

종양세포의 자체파괴란보첸
 

하바드의과대학의 부속기관인 '다나-파버'암연구소의 세포학자'란 보 첸'(대만출신) 박사가 이끄는 팀은 세포내에서 작용할수 있는 화합물의 연구에 촛점을 두고있다.
 

이 물질은 양전기를 띤 친유성(親油性)분자들로서 세포막의 지질(指質)과 친화력을 갖고있다.

그런데 '첸' 박사팀이 발견한 것은 친유성분자들은 정상세포의 미토콘드리아에서 분비되는 표피세포에서 생긴 상피암이 종양의 미토콘드리아에서는 나오는 것이 억제된다는 사실이다.
 

상피암은 인체 암의 85%를 차지한다. 이 분자들은 암세포의 미토콘드리아를 죽여 세포의 동력기관을 무력하게 만든다.

미토콘드리아의 막은 특정분자들만 들어오도록 한다. 들어오는 분자는 전압의 차이에 의해 막을 통과한다 숨쉴때 들어마신 산소에 힘입어 미토콘드리아는 원형질이 있는 밖으로 양자(陽子)를 내 보낸다. 그래서 내부는 보다 많은 음전기를 띠게한다. 그러면 양전기를 띤 분자들이 빨려들게 된다.
 

이유는 아직 밝혀지지 않았지만 상피암세포에 있는 미토콘드리아는 정상 세포보다 강한 전압을 갖고 있다.'챈'박사는 "마치 진공소제기처럼 강력한 흡입력을 갖고있다"고 말한다.

일단 암세포의 미토콘드리아로 들어간 물질은 막(膜)의 전위(電位)를 없애서 그 결과로 미토콘드리아의 기능과 ATP(아미노산 트리포스페이트)의 합성에 필수적인 효소를 붙들어 둘수없게 된다. 그러면 세포는 죽게된다.
 

연구자들은 양전기를 띤 친유성분자를 찾아내기에 이르렀다. 보다 빨리 행동하며 강력한 것'이 가운데 하나가'디콸리니움'인데 이것은 세계 여러나라에서 시판되고있는 고약등의 약품에 사용되고 있다. '첸'과 그의 동료들은 '디콸리니움'이 이중행동을 한다는것 즉 미토콘드리아를 죽일뿐만아니라 세포안의 DNA에 들어간다는 사실을 발견했다. 인간의 암세포를 이식한 쥐의 실험에서 '디콸리니움'의 암세포의 성장을 억제하며 따라서 암치료가 가능하다는것을 증명했다. 다만 '디콸리니움'의 부작용이 문제인데 그것은 체중감소를 초래한다는 것이다.

시판되는 잉크에 사용되는 '제3세대' 화합물은 디콸리니움보다 10배나 강력하고 부작용이 없다는것이 동물시험에서 밝혀졌다. 인체실험은 시간이 걸릴 것이다.
 

'첸'연구팀은 친유성화합물은 분명 레이저광선이나 방사선처럼 암치료에 도움이 될 것이라고 믿고있다. 디콸리니움보다는 매우 약하지만'로다민-123'이라는 친유성물질은 기존의 암치료제와 함께 쓰여지고 있다.
 

세포생물학자인 '첸'은 클라식 심포니를 작곡할 능력까지 갖고 있다.
 

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1986년 02월 과학동아 정보

  • 동아일보사 편집부

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