2015 7030 Final 실전 모의고사 B형][실전 모의고사 3회] - 나노 의학, 약물 전달 기술의 개발

[구렛나루]

[29~30] 다음 글을 읽고 물음에 답하시오.

나노 의학에서는 약물을 환자의 몸 안에 효과적으로 전달하는 방법을 연구한다. 약물 전달 연구의 목표는 ‘생체 가용성’을 최대화하는 데 있다. 생체 가용성이란 약물 분자가 몸 안에서 필요한 때에 꼭 필요한 부위에서 최상의 작용을 하는 것을 의미한다. 로버트 랭어 박사는 지금까지의 항암제와는 다르게, 암세포가 있는 특정 부위에만 약물을 전달하여 악성 종양만을 공격하고 다른 부위에는 타격을 주지 않는 약물 전달 방법을 고안했다. 이 방법은 폴리머(중합체)로 만든 얇은 원판(웨이퍼) 안의 나노 크기 구멍 안으로 약효를 지닌 분자를 많이 넣는 것이다. 폴리머는 플라스틱이나 탄수화물을 이루는 분자들처럼 같은 모양이 반복되는 길다란 분자이다.

약물 분자를 몸속으로 주사하지 않고 폴리머로 된 물체 안에 집어넣어 입안으로 삼키면 환부에 도달했을 때 폴리머 구조가 열리면서 약물이 몸 안에서 방출된다. 이때 약물 분자가 나오는 속도가 느릴 뿐만 아니라 그 속도를 조절할 수 있다. 이 방법을 사용하면 하루에 한 번 또는 일주일에 한 번만 약을 먹더라도 오랜 시간 약물이 조금씩 연속적으로 병든 부위에만 전달되므로 암 치료에 효과적이다. 요컨대 랭어의 약물 전달 방법은 공간적으로는 항암제를 필요한 부위에만 국지적으로 전달할 수 있고, 시간적으로는 폴리머 구멍의 크기를 나노미터 수준까지 낮춤으로써 약물이 녹아 나오는 데 걸리는 시간을 수일에서부터 수년까지 자유자재로 조절할 수 있다.

또한 나노 의학에서는 ‘리포솜’의 특성을 응용한 약물 전달 기술을 개발하였다. 세포를 구성하는 물질은 대부분 물이다. 중량 비율로 보면 물이 85%에 이른다. 따라서 세포의 물이 외부와 그대로 섞여 버리는 것을 방지하는 생체막의 기능이 매우 중요하다. 생체막의 기능은 주로 단백질에 의하여 수행되지만 생체막의 구조는 지방질의 성질에 따라 결정된다. 생체막으로부터 추출한 지방질을 물에 넣고 휘저으면 여러 겹의 얇은 막이 자연적으로 형성된다. 이것을 리포솜이라 한다. 리포솜은 지름이 100나노미터 정도인 방울이다.

리포솜 안에 항암제를 가득 넣은 뒤 환자에게 투여하면 리포솜이 악성 종양을 향해 혈액을 타고 이동한다. 리포솜에는 암세포와 잘 결합하는 분자들이 부착되어 있다. 리포솜과 암세포가 만나면 서로 합쳐지면서 리포솜 안에 들어 있는 약물이 암세포 안으로 주입되므로 악성 종양을 파괴할 수 있다. 리포솜 안의 약물은 암세포를 백발백중으로 죽일 수 있으므로 ‘영리한 폭탄’이라 불린다.

29. 윗글로부터 알 수 있는 사실이 아닌 것은?

① 폴리머를 이용하여 생체 가용성을 높일 수 있다.

② 리포솜은 생체막의 기능을 하는 단백질에서 추출한다.

③ 리포솜 안에 있는 약물은 암세포 안으로 직접 들어간다.

④ 폴리머의 구멍 크기를 조절하여 약효 시간을 조절할 수 있다.

⑤ 기존의 항암 치료제는 암세포뿐만 아니라 다른 세포들도 죽인다.

30. (보기)의 입장에서 ‘로버트 랭어’ 박사에게 제기할 수 있는 의문으로 가장 적절한 것은?(3점)

(보기)

최근 연구 결과에 의하면 10나노미터(㎚. 10억 분의 1m) 정도라면 세포 사이를 마음대로 지날 수 있는 크기여서 피부나 호흡기, 소화기 등을 통해 나노 입자가 뇌, 신경 등에 닿았을 때 우리 몸에 어떤 영향을 끼칠지 관심을 끌고 있다. 다시 말해 나노 입자들은 우리에게 좋은 영향을 줄 수도 있지만, 의도하지 않게 좋지 않은 영향을 줄 수도 있다.

① 폴리머 구조를 만들 수 있는 기술은 확보되었나요?

② 나노 입자의 유해성 여부에 관한 연구도 함께 이루어지고 있나요?

③ 리포솜과 암세포가 잘 결합하도록 특별한 장치를 해야만 하는 건가요?

④ 기존에 사용 중인 항암제와 폴리머를 이용한 약물의 가장 큰 차이점은 무엇인가요?

⑤ 나노 약물 분자는 항암제를 필요로 하는 곳으로 가기 위해서 자신의 구조를 더 쪼개게 되나요?

29. ② 30. ②

[29~30] 나노 의학, 약물 전달 기술의 개발

해제 이 글은 나노 의학에서 연구 개발 중인 두 가지 치료 방법에 대해서 설명하고 있다. 먼저 특정한 암세포만 공격을 하고 다른 부분은 공격을 하지 않는 폴리머를 활용하는 방법이다. 이를 활용할 경우 원하는 암세포에 가게 할 수 있고, 약효가 유지되는 시간도 조절할 수 있는 장점이 있다. 또 다른 방법은 리포솜의 특성을 이용한 약물 전달 기술인데, 리포솜 안에 항암제를 넣은 뒤 혈액에 주입하면 리포솜의 성질로 인해 암세포와 잘 결합하게 되고, 이를 이용하여 암세포를 완벽하게 죽일 수 있게 된다고 설명하고 있다.

주제 나노 의학에서 연구 개발 중인 폴리머를 이용한 치료법과 리포솜의 특성을 이용한 치료법

내용 흐름 1문단: 폴리머를 이용한 약물 전달 방법

2문단: 폴리머를 이용한 치료법의 장점

3문단: 리포솜의 특성을 이용한 약물 전달 기술

4문단: 리포솜의 특성을 이용한 치료법

29 세부 정보, 핵심 정보 파악 답⃞ ②

| 정답이 정답인 이유 |

② 리포솜은 단백질에서 추출

3문단에서 ‘생체막으로부터 추출한 지방질을 물에 넣고 휘저으면 여러 겹의 얇은 막이 자연적으로 형성된다. 이것을 리포솜이라 한다.’라고 설명하고 있다. 즉 리포솜은 생체막으로부터 추출한 지방질에서 형성되는 것이다.

| 오답이 오답인 이유 |

① 폴리머 이용, 생체 가용성 높임

1문단에서 생체 가용성에 대한 설명을 한 후, 바로 그 생체 가용성을 높이기 위해서 연구 중인 약물 전달 방법이 폴리머를 이용한 것이라고 설명하고 있다.

③ 리포솜 안의 약물, 암세포 안으로 직접 주입

4문단에서 ‘리포솜과 암세포가 만나면 서로 합쳐지면서 리포솜 안에 들어 있는 약물이 암세포 안으로 주입되므로 악성 종양을 파괴할 수 있다.’라고 설명하고 있다.

④ 폴리머 구멍 크기 조절, 약효 시간 조절

2문단에서 ‘시간적으로는 폴리머 구멍의 크기를 나노미터 수준까지 낮춤으로써 약물이 녹아 나오는 데 걸리는 시간을 수일에서부터 수년까지 자유자재로 조절할 수 있다.’라고 설명하고 있다.

⑤ 기존 항암 치료제

1문단에서 ‘지금까지의 항암제와는 다르게, 암세포가 있는 특정 부위에만 약물을 전달하여 악성 종양만을 공격하고 다른 부위에는 타격을 주지 않는 약물 전달 방법을 고안했다.’라고 설명하고 있다. 즉 지금까지의 항암 치료제는 다른 부위에도 타격을 주었다고 볼 수 있다.

30 외적 준거에 따른 비판 답⃞ ②

| 정답이 정답인 이유 |

② 나노 입자의 유해성 여부

<보기>에서는 나노 입자가 너무 작아서 우리 몸속으로 들어올 경우 좋은 영향과 좋지 않은 영향이 모두 나타날 수 있음을 언급하고 있다. 이에 비해 이 글에서는 나노 의학에서 개발 중인 약물 전달 방법을 통해서 항암 치료가 잘 될 것이라고만 하고 있다. 따라서 나노 입자의 유해성 여부에 관한 연구가 되었는지 의문을 제기할 수 있다.

| 오답이 오답인 이유 |

① 폴리머 구조를 만드는 기술 확보

1문단에서 ‘폴리머(중합체)로 만든 얇은 원판(웨이퍼) 안의 나노 크기 구멍 안으로 약효를 지닌 분자를 많이 넣는 것이다.’라고 설명하고 있다. 즉 이미 이 기술은 확보된 것으로 볼 수 있다.

③ 리포솜과 암세포의 결합을 위한 특별한 장치

4문단에서 ‘리포솜에는 암세포와 잘 결합하는 분자들이 부착되어 있다. 리포솜과 암세포가 만나면 서로 합쳐지면서 리포솜 안에 들어 있는 약물이 암세포 안으로 주입되므로’라고 설명하고 있다. 즉 리포솜 자체에 이미 암세포와 결합이 잘 되는 분자들이 부착되어 있다. 따로 특별한 장치를 하지 않아도 된다.

④ 기존에 사용 중인 항암제와 폴리머를 이용한 약물의 차이점

1문단에서 ‘지금까지의 항암제와는 다르게, 암세포가 있는 특정 부위에만 약물을 전달하여 악성 종양만을 공격하고 다른 부위에는 타격을 주지 않는 약물 전달 방법을 고안했다.’라고 설명하고 있다. 즉 이전까지의 항암제는 모든 세포들을 다 공격하는 것으로 볼 수 있다. 제시된 지문을 읽고 해결이 되기 때문에 랭어 박사에게 제기하는 질문으로 적절하지 않다.

⑤ 나노 약물 분자가 더 쪼개지는가

<보기>는 나노 크기의 입자 자체가 우리 몸에 이롭기도 하지만, 해로울 수도 있다는 입장이다. 이 입장에서는 나노 약물 분자가 더 쪼개지는가에 대해서 물어 볼 이유가 없다. 그리고 로버트 랭어 박사에게 할 수 있는 질문으로도 적절하다고 볼 수 없다.