인류의 운명을 바꾼 약의 탐험가들

[박대선]

인류의 운명을 바꾼 약의 탐험가들 을 읽었다. 신약은 과학적인 연구로 찾는 것이 아니다. 그냥 무작위로 스크리닝하는 것이 가장 과학적인 방법이다. 19세기에는 에테르를 수술용 마취제로 사용했다. 에테르는 폐를 자극했고 폭팔성이 강해서 대체 마취제를 찾고 있었다. 스코틀랜드 의사 제임스는 에테르가 휘발성 유기액체였으므로 휘발성 유기액체를 모두 흡입해보기로 했다. 물론 체계적이기는 하지만 안전하지는 않은 방법이다. 예를 들어 벤젠도 휘발성 유기액체인데 흡입하면 난소나 고환에 장기적인 손상을 입힌다. 

어쨌든 그는 클로로폼을 흡입하고 기분이 상승하더니 의식을 잃게되는 경험을 했다. 그래서 조카에게 반복실험을 해서 같은 증상이 발생하는 것을 발견했다. 빙고! 하지만 운이 좋았다. 클로로폼은 강력한 심혈관계 억제제로 수술용 마취제로 사용하는 경우 사망할 확률이 높기 때문이다. 19 가장 오래된 약은 알콜이고 다음이 아편이다. 덜 익은 양귀비 열매에 흠집을 내면 즙이 나오는데 그 즙을 말려서 가루로 만든 것이 아편이다. 그만큼 구하기 쉬웠기때문에 장기간 사용되었다. 기원전 3400년 수메르인부터 지금까지 사용하고 있다. 

아랍인은 폭발적인 설사를 유발하는 이질을 치료하기위해 아편을 사용했다. 환각효과외에 변비도 유발하기 때문이다. 의약품으로서 아편은 수용성이 아니기에 취급이 쉽지않았다. 이는 16세기 식물학자인 파라켈수스가 알콜에 녹여서 해결했고 지금까지 씌인다. 23 19세기에 바이엘은 아편의 주성분으로 10%가 함유된 모르핀을 합성하여 헤로인이라는 이름으로 판매한다. 기침억제제와 모르핀중독치료제로 홍보했는데 미국에서 1.5불에 주사기를 포함한 키트가 팔렸다. 결국 더 강한 모르핀이라는 것이 밝혀지는데는 오래걸리지 않았다. 

1975년에 아편이 어떻게 고통을 줄여주는지가 알려졌다. 아편은 엔돌핀 수용체에 작용하는데 엔돌핀은 내인성 모르핀의 줄임말로 시상하부와 뇌하수체에서 생성되는 호르몬이다. 이 호르몬은 행복감을 느끼게 하고 고통감을 줄여준다. 26 30만종의 식물중 먹을 수있는 것은 5%에 불과하다. 그리고 식량의 75%는 식물 12종과 동물 5종에서 나온다. 아편은 뛰어난 진통제임은 확실하나 중독성이 있고 졸음과 변비를 유발한다. 게다가 호흡중추를 마비시켜 사망에 이르게할 수있다. 반면 아스피린이나 이부프로펜은 안전하지만 진통효과가 크지않다. 27 

말라리아 치료제로 사용되는 키나나무껍질은 남미 퀘추아족이 차로 복용하여 사용하고 있었다. 이를 스페인이 유럽에 도입한 것이다. 15세기에 삼일열로 불리던 말라리아는 기생충이 숙주인 인간의 적혈구안에서 복제를 일으키면 적혈구가 터지면서 기생충이 새로운 적혈구를 찾는다. 이 과정에서 파손된 헤모르로빈이 혈류에 흘러들면서 열이 발생하기에 주기적으로 발열하는 것이다. 33 퀴닌이 핵심성분인데 수용성이 낮기에 알콜로 용해하여 사용한다. 그렇게 마시던 것이 진토닉이다. 물론 쓴 퀴닌을 더 잘 마시기위한 목적도 있었다. 35

콜렐라는 소장에서 발생하는 질병으로 매일 20리터에 가까운 설사를 한다. 당연히 탈수증상이 심해지고 전해질 농도가 불균형이 되어 심장과 뇌를 쇠약하게 만든다. 환자의 피부는 극심한 탈수로 청회색으로 변하고 치료를 받지않는 경우 치사율은 50%에 달한다. 19세기 콜렐라는 여러번 발생했는데 1849년 두번째 유행이 아일랜드 인구의 10%를 절명시켰고 감자기근의 생존자를 다시 많이 죽였다. 또한 미국으로 이민자들이 이동하면서 따라가서 당시 미국 대통령도 목숨을 잃었고 서부의 골드러시를 따라 많은 사람에게 치명적인 손실을 주었다. 

서해안에 도착한 유행은 태평양을 넘지 못하는 듯했지만 인도에서 유행하기 시작한 새로운 콜렐라는 1853년 런던에 이르렀다. 당시는 세균의 존재를 모르던 시절이었지만 스노우는 콜렐라 환자의 장소를 지도에 표시함으로서 인과관계를 찾았다. 인근에 있고 환경이 더 나쁜 구빈원과 역시 인근에 있는 맥주양조장에서는 환자가 발생하지않았기에 그는 공동우물이 질병의 원인이라고 생각했다. 구빈원은 개별우물이 있었고 양조장에서는 물대신 맥주를 마셨기 때문이다. 

그는 시의회에 우물폐쇄를 주장했고 의회는 우물의 물맛이 좋기에 다른 지역에서 물을 얻으러 오기도 한다며 거부했지만 그 지역사람이 환자였다는 사실을 알고 승인했다. 그리고 소호지역의 콜렐라는 사라졌다. 소호지역의 콜렐라는 운이 좋은 경우다. 관련성은 확인할 수있지만 인과관계가 반대이거나 없을 가능성도 있기 때문이다. 1930년대 소아마비와 정제당섭취의 상관관계가 높다는 연구결과가 그랬다. 소아마비도 콜렐라와 같이 식수원을 통해 이동하는 바이러스에 의해 전파된다. 

신생아는 모체에서 받은 항체덕분에 소아마비에 걸리지 않는다. 오히려 바이러스가 침투하면 새로운 항체를 생성하기에 면역이 생긴다. 다만 받은 항체는 오래 지속되지 않는데 항체가 사라진 이후인 아동기에 감염되면 소아마비에 걸린다. 항체를 만드는 동안 발생하는 휴유증 때문이다. 당시 후진국에서는 정제당을 섭취할 여력이 없었고 상수도의 오염도 높은 편이었기에 유아기에 바리러스에 감염되어 항체를 형성했지만 정제당을 먹을 수있었던 선진국에서는 상수도의 오염이 낮은 편이어서 아동기까지 바이러스에 감염되는 경우가 많지않았다. 그래서 소아마비 백신이 나오기 전까지 정제당과의 상관관계가 성립했던 것이다. 106

뇌졸증의 경우는 상관계수가 높은 것이 동맥경화증, 콜레스테롤증, 고혈압이 있었다. 프랭크린 대통령은 4기 집무증 뇌졸증으로 사망했는데 당시는 연령증가에 따른 고혈압은 낮추면 위험하다고 알려져 있었기에 평생 고혈압환자였던 대통령에게 아무런 조치기 취해지지않았다. 1950년대에 머크는 탄산탈수효소의 작용을 억제하는 신약을 찾고있었다. 이는 혈액의 산성도는 낮추는데 산도가 높으면 신장이나 폐에 문제를 일으키기도 하는 흔한 의학적 증상이다. 두통이나 현기증, 피로 역시 산도가 높아서 발생한다. 아주 높은 산도는 의식을 잃게 하기도 한다. 

부작용으로 이뇨효과가 있는데 오줌을 많이 누면 혈액이 줄고 혈압도 낮아진다. 이는 혈압강하는 물론 폐부종에도 효과가 있었다. 폐부종은 심장이 약해서 폐 밖으로 혈액을 제대로 내보내지 못하면 폐의 빈 공간에 체액이 쌓여 폐가 부풀어오르는 증상이다. 이뇨를 통해 혈액이 줄면 체액의 양도 줄어들고 혈액이 줄면 심장이 폐밖으로 혈액을 내보내기 쉽기 때문이다. 당시는 고혈압이 뇌졸증을 일으키는 원인이라는 연구는 없었다. 하지만 가능성은 있었고 부작용은 크지 않았기에 많은 의사들이 혈압을 낮추는 처방을 시작했고 질병예방센터에서는 뇌졸증이 1955년부터 1980년까지 40%가 줄었다는 것을 알아차렸다. 결국 자연적인 임상실험이 된 셈이다. 110

고혈압치료제의 이뇨작용을 차단하기위한 연구는 살모사과의 독에서 시작되었다. 이 독은 혈압을 낮춰서 의식을 잃게 했기 때문이다. 연구결과 뱀 독의 테프로타이드가 안지오텐신 전환효소를 억제하고 그 결과 혈압이 떨어지는 것이었다. 경구투약을 했더니 효과가 없었다. 위장에서 분해되었기 때문이다. 주사는 하루 몇번씩 해야 했기에 상업성이 떨어졌다. 그래서 스크리닝에 돌입했다. 이번에는 무작위가 아니고 가능성이 높은 유형을 만들어 시험하고 이를 평가하는 방법으로 획기적으로 시도횟수를 줄였다. 이 약의 개발로 매출이 급증했지만 주가는 후행했고 이를 눈치챈 경쟁사가 회사를 인수해서 수익을 확보했다. 113

정신병은 프로이트가 장악한 미국에서는 상담치료만이 인정되었다. 그래서 우연히 발견된 클로르프로마진이 환자의 퇴원에 효과가 있었음에도 전혀 처방되지 않았다. 이에 제약사는 의사를 설득하기보다 정신병원을 운영하는 주정부를 설득했다. 투약비용보다 퇴원에 따른 운영비절감이 크다는 것을. 일부 예산절감에 절실한 주에서 도입했고 프로이트파는 정신병계에서 퇴출되었다. 제약사의 수익은 15년간 8배로 증가했고 현재 가장 많은 처방이 이루어지는 분야가 정신병치료제다. 139

제약사는 내성이 생기는 항생제 개발을 포기하는 경우가 많다. 신약개발에 비용과 시간이 막대하게 투입되야 하지만 매출은 일시적이기 때문이다. 백신은 더 심하다. 1회성으로 그치는 경우가 항생제보다 심하기 때문이다. 그 중간이 항진균제로 세균보다 곰팡이로 인한 질병이 더 적기에 시장도 그만큼 작다. 다만 에이즈치료를 위한 항바이러스제는 평생 투약해야 하기에 수익성이 있다. 그리고 가장 좋은 것은 나이가 들면 종신 먹게되는 고혈압, 고지혈증제와 같은 성인병약이다. 147

에너지는 당을 산화하여 얻고 탄수화물이 당의 원료다. 만약 당이 없으면 대신 지방을 분해하여 산성 케톤체로 에너지를 만든다. 케톤체는 산성이기에 혈액을 산성으로 만들며 그 범위가 7.35에서 7.45를 벗어나면 산증이 생긴다. 산증은 호흡곤란, 심장부정맥, 근육약화, 소화기장애, 혼수상태로 이어질 수있고 치료하지 않으면 생명을 위협할 수있다. 조사해보니 산증(Acidosis)이란 혈액 내 pH가 정상 범위 이하로 떨어지는 상태, 즉 혈액이 산성화되는 것을 의미한다.
정상 pH보다 낮아지면 효소 작용이나 세포 기능이 저하되고, 심하면 생명에 위험할 수 있다.

산증은 원인에 따라 크게 두 가지로 나뉜다:
1. 대사성 산증 (Metabolic Acidosis): 신체에서 산이 과다하게 생성되거나, 산을 제거하지 못하거나, 중탄산염(HCO₃⁻)이 과도하게 손실되었을 때 발생하며 보상 작용으로 과호흡(호흡을 빨리하여 CO₂ 배출 ↑ → pH 상승 시도)발생.
- 당뇨성 케톤산증(DKA): 인슐린 결핍 → 케톤체 축적
- 젖산산증(Lactic acidosis): 저산소증, 심정지, 쇼크 등
- 신부전: 산성 대사산물 축적
- 심한 설사: 중탄산 손실

2. 호흡성 산증 (Respiratory Acidosis): 이산화탄소(CO₂)가 체내에 축적되면서 pH가 낮아지는 상태다. 보상 작용으로 신장에서 중탄산염 재흡수 ↑ (느림, 수일 소요)
- 폐 질환: COPD, 천식 악화, 폐렴 등
- 호흡 억제: 마약, 진정제 과다 복용
- 호흡근 마비: 근위축성 측삭경화증(ALS), 중증근무력증 등

동맥혈 가스 검사(ABGA): pH < 7.35이면 산증
- PaCO₂↑ → 호흡성
- HCO₃⁻↓ → 대사성
혈액검사: 전해질, 젖산, 케톤체, 신기능 등도 확인

증상 
- 호흡 증가 (특히 대사성 산증 시)
- 피로감, 혼란, 졸림
- 두통
- 심한 경우 혼수, 심정지

치료; 원인 치료가 핵심
- 당뇨성 케톤산증 → 인슐린
- 젖산산증 → 산소 공급, 원인 교정
- 신부전 → 투석
- pH가 매우 낮으면 (예: < 7.1), 중탄산 나트륨(베이킹소다) 정맥 투여 고려 159

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추천의 글; 머리말; 들어가며: 바벨의 도서관을 찾아서
1장 너무 쉬워서 원시인도 할 줄 안다?; 믿기 어려운 신약 사냥의 기원
진통제(아편, 모르핀, 코데인, 옥시코돈, 헤로인)
2장 말라리아를 치료한 기적의 가루; 식물의 시대
말라리아 치료제(퀴닌)
3장 비명 가득한 호러 쇼에서 차분하고 정교한 기술로; 산업 의약품 시대
마취제(에테르), 대량생산 시대
4장 염색회사, 최초의 블록버스터 신약을 만들다; 합성화학의 시대
진통제 아스피린(살리실산)
5장 마법의 탄환; 약이 작용하는 방식을 알아내다
매독 치료제(살바르산)
6장 의약품 규제의 비극적인 탄생; 사람 잡는 약
광범위항생제(프론토질, 술파닐아미드), 의약품에 대한 강경한 규제

7장 약학이 과학이 되다; 신약 사냥 공식 매뉴얼
림프종 치료제(질소 겨자), 수술용 마취제(쿠라레)
8장 항생제 연구의 황금시대; 흙의 시대
항생제(페니실린), 결핵 치료제(스트렙토마이신)
9장 인류를 구원한 돼지의 묘약; 유전자 의약품 시대
당뇨 치료제(인슐린)
10장 역학 연구 덕분에 빛을 본 항고혈압제; 전염병 의약품 시대
콜레라, 고혈압 치료제(디우릴, 프로프라놀롤, 캡토프릴), 역학 연구
11장 금지된 ‘바로 그 알약’; 약 사냥꾼이 대형 제약회사 밖에서 금을 캐다
경구피임약(프로게스테론)
12장 수수께끼의 치료제; 순전한 행운으로 찾은 약
괴혈병, 항정신병제(클로르프로마진). 항우울제(이미프라민)
나오며: 신약 사냥의 미래-쉐보레 볼트와 론 레인저; 약의 분류; 주석; 참고문헌