질병

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질병

고혈압, 뇌일혈, 심장마비, 중풍, 당뇨병 및 희귀한 유전병 등을 제외한 대부분의 질병은 눈으로는 볼 수 없는 원생동물, 곰팡이, 세균, 바이러스 등의 미생물들에 의하여 발생한다. 그러므로 이들 병원체들만 제거할 수 있다면 질병을 정복할 수 있다. 그러나 이들도 살아남으려고 하는 욕망을 가지고 있으므로 우리들이 제거하기 위하여 개발한 항생제 등에 저항하여 살아남을 수 있게 진화하고 있다. 따라서 정복이 쉽지는 않지만 우리가 이들 병원체들에 대한 정보를 많이 확보하게 되면 완전한 절멸은 불가능하지만 어느 정도는 조절할 수 있다. 다시 말하면 과학 기술의 진보만이 이들 질병들의 확산을 막을 수 있다. 그렇지만 극소수는 이러한 진보를 극력 부인하고 ‘신이 내린 징벌이므로 우리 모두가 회개하여야 한다’는 근거 없는 중세 흑사병이 크게 발발하여 많은 희생자들이 발생하였을 때의 어처구니없는 헛지랄, 헛소동을 상기시키는 주장을 하면서 질병의 확산을 내버려 두고 있다.

기존 전염병

병원체에 의해 생기는 병들 중 전염성이 강하여 집단적으로 발생하며 급성이며 사망률이 높은 병을 전염병 또는 역병이라고 하며 흑사병, 콜레라 등이 이에 속한다. 질병의 치료와 병원균의 확산을 방지하려는 목적으로 환자, 의사 환자, 보균자, 및 접촉자들을 사회에서 격리하여 예방 접종과 치료를 받게 하는 조치가 취해지는 경우가 많다.

19세기 후반부터 미생물들에 대한 연구가 활발해지면서 많은 예방백신들이 개발되었고 또한 공중위생 시스템이 잘 정비되면서 (수도, 소독, 비누 사용 등) 전염병 발병률이 많이 감소하였다. 전염병을 예방하려면 국가, 지역사회 및 개인 등이 적절한 대책을 지속적으로 실시하여야 한다. 공항, 항만에 대한 검역, 전염병환자들을 조기에 발견하여 격리 수용 치료를 할 수 있는 시스템이 마련되어야 하며, 예방접종과 방역활동을 계속되게 지원해야한다. 또한 개인들은 건강 유지, 심신 및 주위 환경 청결에 주의를 기울여야 하며 아울러 예방접종을 적절한 때에 받아야 한다.

우리나라에서는 증상의 정도 및 처음 발생 시기 등을 고려하여 대체로 네 개로 나누었으며 따로 간염 등은 지정되어 관리되고 있다. 1종은 즉시 격리하여야 하는 병들로 콜레라. 페스트 (흑사병) 등이 속하며 2종은 예방접종을 해야 하는 병들로 디프테리아, 소아마비 등이 속한다. 3종은 발병기간이 상당히 긴 병들로 결핵, 말라리아, 나병 등이 있다. 최근에 발생했거나 외국에서 들어온 병들이 4종에 속하며 뎅기열, 아프리카 수면병 등이 있지만 아직 생소한 듯하다.

오래된 병들은 대체로 많이 알려져 치료에 별 문제가 없지만 문명 특히 교통의 발달로 인하여 특정한 지역에만 발생하던 병들이 전 세계에 퍼지기도 하며 에이스 등의 전혀 새로운 병이 생기기도 하니 예방 및 치료에 주의를 환기시킬 필요가 있다. 이러한 병을 예방치료를 위하여 과거에는 주로 동식물 또는 광물에서 추출한 약을 사용하였다. 미생물과 매개하는 동물 주로 곤충 들이 병의 원인이라는 것이 밝혀진 후부터는 방부제 , 살균제, 살충제, 항균제, 항생제들이 개발되어 병의 치료에 많은 도움을 주고 있다. 단지 부작용으로 예를 들면 항생제의 일종인 페니실린에 대한 과민반응과 내성균의 출현 등의 문제가 생기기도 한다. 최근에는 인간의 무분별한 행동으로 인하여 조류독감, 돼지독감 및 광우병이 새로이 발견되어 사회에 큰 충격을 주고 있다. 그리고 이들 질병에 대하여 차분하게 합리적으로 대응하지 못하고 감정에 치우쳐 사태를 더 안 좋은 방향으로 이끄는 경우도 있다. 한 예로 시민의 집단행동을 유발하였던 광우병 파동을 들 수 있겠다. 근거 없는 공포감에 사로잡인 일반대중도 문제가 있지만 책임지고 문제를 해결하여야 하는 정부당국의 안일한 자세가 문제를 확대시켰다. 지금은 소강상태이지만 다시 살아날지도 모른다.

신종 전염병

사스 같은 무시무시한 새로운 질병에 우리의 관심이 쏠려 있는 동안, 항생제 내성 질환 같은 기존의 위험한 병들도 해마다 미국에서 약 2만 명의 목숨을 앗아가면서 계속 증가하는 추세에 있다. 우리가 오래된 질병의 병원체들을 자극해 미묘한 유전적 변화를 일으킨 것이 원인이 되어 가자 섬뜩한 병원체로 변신한 것들도 있다. 우리는 대개 최신 전염병에 관심을 집중하지만, 죽음은 오래된 전염병들 속에도 있다.

무시무시한 새로운 질병이 등장했을 때, 우리 자신이 총체적으로 지구 환경을 파괴함으로써 수많은 새로운 전염병을 일으켰다는 사실은 무시한 채, 생물 테러 같은 현상에만 초점을 맞춘다면 깊은 편견과 부정에 빠져 진실을 보지 못하는 것이다. 우리는 거대한 유전공학 연구소에 상응하는 것들, 즉 광우병을 일으키는 병원체처럼 특유의 방식으로 위협을 가하는 것들을 만들어내는 집단 농업 체계 같은 것들을 유지하고 있으면서도, 별 거리낌 없이 유전공학의 위험을 들먹거리곤 한다.

하지만 아무리 전염병이 산더미처럼 늘어나고 있는 시대라 해도 희망은 있다. 일찍 찾아내기만 하면, 많은 전염병을 억제할 수 있다. 그렇지 못한 것들은 의료 기술을 통해 어느 정도 유예시킬 수 있다. 개인의 행동만 바꾸어도 수많은 병에 걸릴 위험을 크게 줄일 수 있다. 소에게 고기와 뼛가루를 먹이지 못하게 금지해 그들을 다시 본래의 초식동물로 돌아가게 하는 것만으로도 광우병은 줄어들었다. 항생제 남용으로 많은 세균들이 내성을 지니게 되었으므로, 항생제를 덜 쓰면 치료가 불가능한 세균 감염 질환들이 쇄도하는 것을 막는데 도움이 될 수 있다.

그렇다면 들끓는 이 새로운 전염병들은 생태학적, 인구학적, 산업적으로 얼마나 깊이 뿌리를 내리고 있을까? 인간은 라임병 발생에 한몫을 해온 어긋난 포식자-먹이 균형을 복원할 수 있을까? 단백질 부족이 시급한 문제가 되고 있는 아프리카 일부 지역에서, 인간에게 새로운 형태의 에이즈바이러스를 안겨줄 수 있는 야생동물고기의 소비를 과연 줄일 수 있을까? 질병을 일으키는 생물들이 새로운 지역으로 퍼져나가거나 다른 방식으로 증식하도록 돕는 역할을 하는 기후 변화 효과를 억제할 수 있을까?

우리는 새로운 질병들이 생태학적으로 어떻게 유래했는지 꽤 많이 파악해왔지만, 이렇게 늘어나는 전염병들을 근절할 수 있을지는 아직 알 수 없다. 새로운 치료법과 치료약 개발에만 몰두해서는 그 일을 해낼 수 없다. 우리는 원인을 치료해야 한다. 그리고 그것은 우리 건강의 토대가 되는 생태계 전체를 보호하고 복원해야 한다는 의미이다.

에이즈 (AIDS)

최근에 발견되어 인류에게 큰 위협이 되고 있는 에이즈는 후천성면역결핍증 (acquired immune deficiency syndrome, AIDS))이라고 하며 인간면역결핍바이러스 (human immunodeficiency virus, HIV)에 의하여 감염된다. HIV바이러스는 인간의 혈액이나 체액에서만 수일간 생존할 수 있고 감염된 정액, 질 분비액, 혈액 등에 의해서만 감염되므로 이성간, 동성 간의 성관계 또는 감염된 혈액의 수혈 그리고 감염된 주사기를 공동으로 사용할 때 감염된다. 에이스에 걸린 여성이 임신했을 경우 태아는 태반을 통해 감염될 수 있으며 모유를 통하여도 신생아, 유아가 감염될 수 도 있다. 감염되면 인체의 면역 기능이 현저히 감소하므로 병원균에 의한 감염이 용이하게 된다. 치료약을 만들려고 노력 중이지만 아직 뚜렷한 성과가 보이지 않는다. 에이스환자 및 보균자는 관리 대상이다. 일반적으로 알려진 것과는 달리 보균자나 환자와의 단순한 접촉으로는 감염되지 않는다. 다음에 감염되지 않는 경우를 정리하였다.

에이즈에 감염되지 않는 경우

감염자와 같은 직장에서 근무

수영장, 대중탕, 찜질방, 사우나

공중화장실

교통수단 (버스, 지하철, 전철 등)의 손잡이

이발소, 미장원 , 면도기구 (소독필요)

병원의 의료기구 (소독필요)

침술원의 침 (소독필요)

악수, 포옹

재취기, 기침, 땀, 눈물

컵, 식기 등의 공동사용

탈리도마이드 이야기

새로 개발된 약은 판매와 사용을 승인받을 수 있기 전에 국가에서 널리 행해지고 있는 법과 규정에 따라 철저하고 광범위하며 값비싼 조사 과정을 거쳐야 한다. 궁극적으로 대답하여야 하는 질문은 󰡒이 약은 사용하는데 안전합니까?󰡓이다. 대상 집단과 바람직하지 못한 부작용을 최소로 감소시키는 것을 고려하면 지금까지 어떤 약이 승인되었다는 것은 약간은 놀랄만한 일이다. 그러나 만일 잘못이 발생했다면 이것은 엄밀한 검사 필수조건을 완전히 만족시키지 못한 약을 승인하는 것보다 오히려 이를 거절하는 쪽에서 일어났을 것으로 보인다. 불행히도 탈리도마이드 약의 경우 유럽에서 이 같은 일이 실습이 아니었다.

탈리도마이드

1956년에 탈리도마이드는 불완전한 시장 데이터를 기초로 한 잘못된 판정에 의하여 충분한 조사 없이 유럽시장에 나오게 되었다. 한 작은 독일 제약회사인 Chemie Grunenthal 에 의하여 개발된 탈리도마이드는 새로운 항생제의 개발 도중 만들어진 부산물이었다. 이 약을 생쥐, 쥐, 기니피그와 토끼에 행한 임상실험에서 상당히 안전한 진정제라는 결과를 얻었다. 그런데 탈리도마이드가 태아 발육에 손상을 주어 선천적 기형을 만들 수 있는지를 결정하는 실험은 하지 않았다. 새로이 개발된 약이 안정하다고 생각하고 제조한 제약회사에서 판매하기 위하여 여러 회사들과 접촉하였다. 교섭 대상이었던 미국의 한 제약회사는 자체 실험을 한 후에 가치 없고 불안정하다고 판단하여 판매 제의를 거절하였지만 몇 개의 제약회사에서 판매 제의를 수락하였고 실제로 어는 지역에서는 판매되었다.

탈리도마이드가 판매된 직후 몇 몇 의사들이 이 약을 복용한 환자들 중에서 신경 손상이 일어났다고 보도하였으나 대부분 무시되었다. 그러다가 5년이 지난 후 독일의 한 소아과 의사가 해표상지증 (phocomelia, 팔 다리의 뼈의 발달이 정지되어 손발이 지느러미 모양이 되기도 하는 등의 기형이 되며 심한 경우에는 손발이 전혀 생기지 않는 변)을 앓고 있는 유아의 수가 크게 증가하였다는 것을 보고한 후 큰 혼란이 일어났다. 그 후 해표상지증은 입덧과 메스꺼움을 억제하기 위하여 임신 초기 3개월 동안에 탈리도마이드를 복용한 엄마들에게서 태어난 아기들에서 일어난 것으로 밝혀졌다. 46 나라에서 약 10, 000명의 󰡒탈리도마이드 아기󰡓들이 태어났다고 전해진다.

탈리도마이드가 기형아를 만들 수 있다는 소식은 전 세계의 사람들에게 비탄과 분개의 감정을 불러 일으켰다. 이에 대한 조사는 부적당하고 불충분한 임상실험과 아울러 인간의 탐욕과 잘못된 실험이 이런 큰 불행을 만든 것으로 지적되었다. 그리고 인간이 대부분의 실험동물보다 약의 기형발생학적 효과에 더 한층 예민하게 반응한 예외적인 불운도 있었다고 한다.

FDA의 약물학자이며 의사인 Frances Kelsey는 제조업자가 제공한 안정성이 미비한 데이터를 믿지 않지 않았기 때문에 탈리도마이드가 미국 내에서는 판매되지 않았다. 그녀가 1960년 FDA에 들어갔을 때 처음 맡았던 약이 바로 문제의 탈리도마이드였다. 그녀가 강조한 과학적 완전성, 공정한 시험, 및 정의에 의하여 비교적 적은 수의 탈리도마이드 아기가 미국에서 태어났을 뿐이었다. 비록 탈리도마이드가 약 설계 변천사의 한 장을 가장 침울하게 장식하였지만 이 일로 인하여 전 세계적으로 상당히 개선된 약 시험 과정을 제정하는 원인이 되었다. 기형발생 조사가 지금은 대부분의 선진국에서 시행되는 신약 승인 과정의 기본이 되는 부분이다. 오래 걸리며 지나치게 방법론적이긴 하지만 이 FDA 시험법이 널리 채택되어졌다.

그러나 선진국에서는 이렇게 국민들의 건강을 지키기 위하여 약에 대한 시험을 강화하며 전문가들이 이런 시험을 담당하고 있지만 아직도 우리나라 식약청에서는 국민들의 건강을 위하여 식품 및 약에 대한 검사를 전문가들이 신중하며 철저하게 하고 있는지 솔직히 의문이다. 최근에 사회적으로 큰 문제가 되고 있는 조류독감, 광우병 및 신종플루 등에 대해서 만족스러운 대책을 내놓지 못하고 정부와 국민의 눈치만 보는 뒷북치는 소극적인 대책만 내놓은 것이 아닌가 생각하니 답답하기만 하다. 우리나라에서도 전문가의 의견을 정부와 국민들이 믿을 수 있는 때가 곧 도래하기를 바란다. 그러기 위해서는 과학자들, 정부, 국민들이 서로 노력하여 합심하여야 할 것이다.

광우병

유럽, 아시아, 북아프리카에서 야생하던 들소를 인간들이 농사를 시작한 후에 가축으로 길들여 농사에 이용한 것이 오늘날의 소가 되었다. 우리나라에서는 한 가족으로 생각하여 상당히 우대하였고 인도에서는 소를 신성시하고 있다. 농가에는 지금도 한두 마리의 소를 키워 농사에 이용하고 있다. 생물학적으로 보면 소는 발가락이 짝수인 우제목에 속하며 먹은 음식물을 소화할 때 반추작용이 일어난다.

지금 특히 선진국에서는 소를 주로 식용으로 사육하고 있는데 좁은 공간에 많은 소들을 수용하며 오로지 좋은 고기를 값싸게 얻을 목적으로 사료에 풀을 비롯한 식물뿐만 아니라 단백질이 풍부한 동물성 먹이를 혼합하여 소에게 제공한다. 이런 형태로 소 사육이 자연법칙에서 벗어나게 되기 시작하면서부터 소에게 아직까지 보고 듣지 못하였던 신종 전염병이 발생하고 있으니 그것이 바로 최근에 큰 이슈가 되고 있는 광우병이다.

광우병은 4살에서 5살 정도 된 소들에서 주로 발생하는 해면상뇌증으로 소의 뇌에 구멍이 생겨 미친 소처럼 행동하다가 죽어가는 전염병이다. 이 병은 프리온 단백질의 (프리온 (prion)이란 광우병을 유발하는 인자로 단백질 (protein)과 바이리온 (virion: 바이러스 입자)의 합성어다) 화학구조에 의해 발생한다.

문제는 광우병이 조류독감이나 돼지독감처럼 인간에게도 전염될 수 있다는 것이다. 인간에게서 발견된 크로이츠펠트-야콥병 역시 프리온에 의해 발병되며 광우병의 프리온이 크로이츠펠트-야콥병의 프리온으로 바뀔 수 있다는 것이 최근의 연구 결과에서 주장되고 있다.

작년에 미국 소의 수입으로 촉발된 광우병 반대 촛불 시위에서 볼 수 있듯이 우리는 이런 전염병에 아주 민감하게 대응하고 있지만 원인 제공도 우리 인간이 하고 있다는 사실에는 애써 눈을 감으려고 한다. 즉 자연의 질서에 위배되는 우리 인간의 행동이 광우병 등의 직접 원인이라는 것을 모두 인식하여야 할 것이다.

자기 공명 영상법, MRI(magnetic resonance imaging) 원리

MRI 원리를 이해하려면 핵자기 공명, NMR(nuclear magnetic resonance)를 이해하여야 한다. 질량수나 원자번호 또는 둘 다 홀수인 경우, 원자핵은 양자화된 스핀 각운동량과 자기 모멘트를 가지게 된다. 이러한 원자에는 1H1, 13C6, 19F9, 31P15 등이 속한다. 이들 원소들이 모두 NMR에 의하여 구조를 정확하게 알 수 있지만 여기서는 가장 흔하고 MRI에서도 사용되는 수소원자에 대하여 설명하려고 한다.

수소 원자핵이 가지고 있는 핵스핀 양자수 I는 1/2이므로 허용된 에너지 준위는 둘이다(+1/2:바닥상태, -1/2:들뜬 상태). 수소 원자들이 강한 외부 자기장 안에 놓이면 수소 원자핵, 즉 양성자는 자기장의 방향으로 정렬되고, 자기장의 세기에 관계되는 진동수로 세차운동(precessional motion)을 한다(+1/2 상태). 이 때 같은 진동수를 가진 라디오파를 쪼여주면 세차운동을 하고 있는 수소 원자핵이 라디오파를 흡수하여 들뜸 상태(-1/2)로 천이한다. 이 흡수되는 라디오파의 진동수는 수소 원자핵의 주위 환경에 의하여 변화된다. 즉 수소원자 주위의 전자밀도 분포 수소분자가 결합된 원소(주로 탄소, 질소, 산소, 황, 및 금속과 준금속 원소들)에 의하여 수소 원자가 흡수하는 라디오파의 진동수가 달라지므로 얻어지는 스펙트럼을 분석하면 분자의 구조를 정확하게 알 수 있다.

MRI는 1970년대 후반부터 영국의 에버딘대학과 노팅엄대학에서 연구 개발하여 응용하기 시작하였다. 이제 MRI의 원리에 대하여 알아보기로 하자.

NMR와는 조금 다르게 MRI에서는 들뜬 수소 원자핵이 다시 바닥상태로 돌아올 때(relaxation) 방출하는 라디오파를 검출하여 영상으로 변화시킨다. 수소원자는 인체를 구성하고 있는 유기 분자에 존재하기 때문에 MRI를 이용하면 인체에서 원하는 부위의 영상을 촬영할 수 있다. MRI는 X-선을 사용할 때 생길 수 있는 생물학적 위험이 전혀 없는 진단법이다. 이 기법은 특히 병든 조직, 암세포, 척추 손상 중추 신경계의 이상 등을 진단하는데 유용하게 사용되고 있다. MRI에는 매우 강한 자석이 필요한데 초전도체를 이용하면 비교적 쉽게 원하는 세기의 전자석을 만들 수 있다. 최근에는 임계온도 Tc가 250 K인 Bi-Sr-Ca-Cu-O 그룹에 속하는 초전도 물질이 만들어졌다고 보고되었으므로 필요한 자석을 만드는 것이 용이해질 것이다.