인간은 어떤 질병에 가장 취약할까요? 
말할 것 없이 암이라는 질병입니다. 2016년 통계를 보면, 한국 사람의 경우 인구 10만 명 당 암 사망률은 폐암(35.1명), 간암(21.5명), 대장암(16.5명), 위암(16.2명), 췌장암(11.0명) 등의 순입니다. 이처럼 암은 인간의 생명을 단축하는 가장 위험한 질병입니다. 그러나, 질병을 주사 한 방에 해결할 수 있는 시대가 다가오고 있다면 어떨까요?

스탠퍼드 대학 의과대학의 연구진은 최근 암에 걸린 마우스에 아주 미세한 양의 암 백신을 직접 주사했습니다. 그랬더니 암과 싸우는 면역 세포인 T세포가 활성화되어, 암세포를 97%나 제거해주는 놀라운 실험 결과를 보여줬습니다.

종양학 교수인 로널드 레비(Ronald Levy)와 사기브-바르피(Sagiv-Barfi)가 개발한 치료법은 2개의 백신을 고형 종양에 직접 주사하는 방식입니다. 오늘은 4차 산업혁명 시대를 맞아, 의료 분야에서 일어나는 놀라운 의료 혁명을 소개해드리겠습니다.

백신, 암세포에만 주사한다.

그동안의 면역 치료법은 몸 전체의 면역체계에 자극을 주는 방식이었습니다. 환자의 면역 세포를 몸에서 제거하고 종양 세포를 공격하도록 유전적인 조작을 해야 했죠. 이 때문에 머리가 빠지는 등 다른 부작용이 뒤따랐습니다.

하지만 이번에 개발된 치료법은 면역 자극제로 소량의 백신 2개를 단 1회 사용해 종양 자체 내의 면역 세포만 자극해 몸 전체에서 종양을 제거하는 효과가 나타나도록 했습니다. T세포와 같은 면역 세포는 암세포에 존재하는 비정상적인 단백질을 인식하고 종양을 공격하는데, 레비 박사는 백신을 주입해 암을 공격하는 T세포가 활성화되도록 한 것입니다.

백신의 자극으로 되살아난 원발 부위의 면역 세포(T세포)들은 놀랍게도 원발 부위의 암세포가 다른 부위로 이동해 형성된 전이암까지 찾아내 제거했습니다.

암에 걸린 쥐, 90마리 중 87마리 완치하다.

이 암 백신은 단 한 번의 치료로 암에 걸린 쥐 90마리 중 87마리를 완치시켰습니다. 나머지 3마리는 암이 재발했지만, 두 번째의 백신 투여로 암이 사라졌습니다. 특히, 임파선암 모델 쥐뿐만 아니라 유방암, 대장암, 흑색종(피부암)을 유발한 쥐들에게도 이 백신은 똑같은 효과를 나타냈습니다.

이번 연구에 사용된 약물들은 T세포 표면에 있는 ‘OX40’이라는 수용체를 체내 면역 세포가 발현하는 능력을 강화하는 CpG 올리고뉴클레오타이드(Oligonucleotide) 수용체에 결합해 T세포들을 활성화하는 단일 항체입니다.

연구진은 실제로 암 환자에게도 효과가 있는지를 확인하기 위해 현재 저등급(low-grade) 임파선암 환자 15명을 대상으로 임상시험을 진행하고 있습니다.

전자약, 불치병을 정복한다.

불치병 정복뿐만 아니라 과거 불가능했던 뇌 혁명이 일어나고 있습니다.
지난해 말 프랑스에서는 15년간 혼수상태에 빠져 있던 식물인간이 깨어났습니다. 프랑스 국립 인지과학연구소의 안젤라 시리구 박사 연구진은 교통사고로 15년간 의식이 없던 35세 환자의 신경에 3개월 동안 전자약을 투입하는 전기자극 방식으로 환자를 깨어나게 하는 데 성공했습니다.

환자를 깨운 것은 ‘전자약(electroceutical)’입니다. 전자약은 전자(electronic)와 약품(pharmaceutical)의 합성어로 약물 대신 전기자극을 줘서 질병을 치료하는 약을 일컫습니다. 넓은 의미에서 심장박동기나 인공고막 등 전통적인 의료용 이식 장치도 전자약으로 분류됩니다.

IT 산업과 제약산업이 결합해 태어난 융합의 결과물로 뇌와 신경세포에서 발생하는 전기신호로 질병을 치료합니다. 천연물질 혹은 화학물질로 만들어진 기존의 약이나 의료 시술보다 안전하고 편하게 질병을 치료할 수 있는 연구 분야로 생체전자공학(Bioelectronics)이라고 합니다.

전자약, 난치병 파고를 넘는다.

전자약은 광범위하게 개발되고 있습니다. 위 신경에 전기자극을 줘서 비만을 치료하는 전자약이 미국 식품의약국(FDA) 허가를 받았습니다. 위장을 관장하는 신경 다발에 전자약을 이식하면 식욕을 느끼지 못하게 됩니다.

신경을 자극해 수면 무호흡증을 치료하는 전자약도 있습니다. 고혈압도 치료할 수 있습니다. 전자약은 심장박동을 증가시키는 교감신경을 차단해 고혈압을 막아줍니다. 뇌에 직접 전극을 삽입해 파킨슨병을 치료하는 전자약, 우울증을 치료하는 전자약, 류머티즘 관절염이나 크론병(만성 염증성 장 질환)과 같은 자가면역질환 치료를 돕는 전자약 등 다양한 상품이 개발됐습니다.

몸이 마비된 사람이 두뇌 활동을 할 때 발생하는 전기신호를 컴퓨터에 입력하여 팔이나 다리 등을 움직일 수 있게 해주는 뇌-컴퓨터 인터페이스(Brain-Computer Interface), 통증이 나타나면 적절한 전기신호를 이용해 통증을 없애주는 통증 완화 전자약도 있습니다. 기술의 진화가 인체공학에 접목되면서 인류의 적, 질병 극복이 눈앞에 다가오고 있는 것입니다.

글 | 최은수 박사