암세포만 죽인다

지난 1966년 미국에서 만들어진 영화의 한 장면입니다.

환자를 치료하기 위해 첨단과학이 총동원됐습니다.

잠수함을 미생물 크기로 축소시키고 이를 환자 몸 안으로 들여보냅니다.

잠수함 안에는 의료진도 탑승했습니다.

몸 속으로 들어간 잠수함은 우여곡절 끝에 목표한 지점에 이르고 정확히 환부를 찾아내 치료한 뒤 밖으로 나온다는 내용입니다.

이 영화가 제작될 당시만 해도 이런 내용은 그저 공상 과학에 지나지 않았습니다.

하지만 45년이 지난 지금은 각국이 경쟁하는 첨단기술이 됐습니다.

방금 보신 이런 원리를 바탕으로 인류 최대의 난치병인 암을 치료하기 위한 각국의 경쟁이 치열하게 벌어지고 있습니다.

그 중심에 DDS, 즉 약물 전달 시스템 기술이 자리잡고 있습니다.

DDS는 암 뿐 아니라 다른 병의 치료에도 활용되는 플랫폼 기술인데, 우리나라의 개발 실태를 취재했습니다.

대학병원의 암 병동.

이 병원에 입원 중인 64살 이종철 씨.

이 씨는 1달 전 위암판정을 받고 항암치료를 시작했습니다.

항암치료에 따른 가장 큰 고통은 구토 증상이라고 말합니다.

<인터뷰>이종철(위암환자) : "항암치료 할 때는 몰라요. 그런데 하고 나면은 구토질이 나올 수 있고요, 머리 아플 수도 있고, 여러가지 증상이 있는데 나는 구토질이 제일 많이 나와요."

항암주사실.

이 50대 여성은 올해 초 위암이 발견돼 치료를 시작했습니다.

항암주사와 약을 병행하며 집중적인 치료를 받고 있습니다.

항암치료를 받으면서부터 머리카락이 한 웅큼씩 빠지기 시작해 지금은 모자를 쓰고 생활하고 있습니다.

이처럼 항암치료에 따른 부작용은 탈모와 구토, 울렁증 등 다양한 형태로 나타나고 있습니다.

항암제가 암 세포 뿐 아니라 정상 세포에도 영향을 미치기 때문입니다.

<인터뷰>정현철(연세암센터 원장) : "우리 몸에서 암세포만큼은 아니더라도 빨리 분열하는 세포가 있는 부위는 다 손상을 받고, 이런 증상이 나타나는 것은 반대로 이야기하면 우리 몸에서 항암제가 일단 작용을 하고 있다 이런 뜻입니다."

이런 부작용을 해소하면서도 치료 효과는 더 높일 수 있는 방안으로 DDS 즉 약물 전달 시스템이 주목받고 있습니다.

DDS는 약물을 전달체에 실어 필요한 인체부위에 필요한 양을, 필요한 시간동안 전달하는 기술을 말합니다.

일반적인 약물은 일단 몸에 들어가면 몸 전체로 퍼지기 때문에 정상세포들도 손상이 불가피합니다.

하지만 DDS는 약물이 암세포를 찾아가 거기서 작용하는 방식이어서 암세포 외 다른 세포들의 손상을 줄일 수 있습니다.

최근 전쟁에서 보듯 목표물만을 정확히 명중시켜 민간시설 등의 주변 피해를 최소화하는 최첨단 미사일과도 일맥상통하는 기술입니다.

<인터뷰> 이승진(이대 약대 교수) : "이제 새로운 물질 탄생이 점점 고갈되고 있는 시점에서 DDS는 기존의 의약품을 첨단기술로 포장해서 재탄생시키는 것입니다. 그러다보니까 이게 특허 만료된 의약품도 관계없고 모든 기존의 의약품을 활용할 수 있죠."

지능형 나노바이오소재센터.

지난 2005년 교육과학기술부 선도연구센터로 지정돼 여러 대학 연구진이 공동으로 나노바이오 분야를 연구하고 있습니다.

이 연구센터장인 최진호 교수.

최 교수는 지난 2007년 대한민국 최고과학기술인으로 선정된 우리나라 최정상 과학자입니다.

핵심 연구 분야는 나노 약물 전달 시스템.

최 교수는 세계 최초로 무기질 성분의 전달체를 이용해 약물을 전달하는 기술을 개발했습니다.

무기질층 사이에 약물을 넣고 이를 캡슐화하는 방식입니다.

여기에 유전자 치료제를 넣고 백혈병 세포주에 적용한 결과 유전자 치료제만 투여했을 때보다 백혈병 세포의 증식이 60% 이상 줄어든 것으로 나타났습니다.

항암제를 캡슐에 넣은 뒤 암에 걸린 쥐에 투약했더니 항암제만 투약한 것보다 3배 이상의 치료 효율을 보였습니다.

최 교수의 연구 결과는 국제논문으로도 발표돼 학계의 주목을 받고 있습니다.

<인터뷰>최진호(교수) : "저희가 사용하고 있는 무기계의 약물 전달 시스템은 약물의 방출 흡수를 제어하거나 체내 특정 부위에 약물을 전달하기 위한 것으로써 약물의 부작용을 줄이고 효능을 극대화시켜서 필요한 양의 약물을 효율적 으로 전달할 수 있게 하는 시스템입니다."

전달체는 암세포와 함께 서서히 녹아 소변으로 배출됩니다.

체내에도 존재하는 무기물을 전달체로 사용한 만큼 독성문제 등 안전성면에서도 높은 평가를 받고 있습니다.

<인터뷰>최수진(서울여대 교수) : "무기물 같은 경우는 우리 생체 내에서 일반적으로 필요한 필수 영양성분으로 존재하기 때문에 그 양이 과량이지 않는 한 생체 내에 들어가서 얼마든지 생분해돼서 배출될 수 있는 기작이 있습니다."

경기도 성남의 한 바이오 벤처기업.

최근 이 업체는 표적 항암물질을 개발했습니다.

근본 원리는 DDS.

체내에 들어간 항암물질이 암을 발생시키고 성장시키는 단백질만 찾아가서 작용하는 기술입니다.

이 표적 항암물질은 이달초 미국 특허를 받았습니다.

임상시험도 진행 중입니다.

<인터뷰>노성구(박사) : "현재 10명의 말기 암 환자에게 (투약) 처리를 했을 적에 5개의 다른 투여량을 사용했는데 높은 투여량 3개의 군에서 모두 암의 성장이 억제되는 더 이상 자라지 않는 그런 현상을 관찰할 수 있었습니다."

날씨가 쌀쌀해지면서 감기 등 호흡기질환에 걸린 어린이 환자가 부쩍 늘었습니다.

주사실에서는 간호사가 한 어린이의 코에 뭔가를 뿌리고 있습니다.

독감 예방 백신입니다.

우리가 흔히 아는 예방주사 대신 간단하게 코에 뿌리는 방식입니다.

하지만 효과는 2배 이상인 것으로 평가되고 있습니다.

주사의 경우 죽은 균을 사용하지만 코에 뿌리는 백신은 맹독성을 줄인 살아있는 균을 직접 투여하기 때문입니다.

외국의 연구 결과를 보면 주사로 백신을 맞은 어린이들은 9%정도가 독감에 걸리지만 코에 뿌리는 백신의 경우 독감에 걸린 비율이 4%에 불과한 것으로 나타났습니다.

약물 전달 기술의 발전 덕분에 가능한 일입니다.

<인터뷰>이환종(서울대 교수) : "과거에는 이제 몸 속에 직접 어떤 성분을 넣어줘야만 면역 활동을 했지만 이젠 몸속에 안넣고 호흡기라든지 표면에만 백신을 투여함으로써 전신반응을 일으키는 그런 여러가지 연구가 많이 진행된 거죠."

DDS 즉 약물 전달 시스템의 발전은 수술 대신 약으로 치료하고 투약 횟수와 기간을 줄이는 등 환자의 삶의 질 향상이라는 의학적 성과를 거둘 수 있습니다.

<인터뷰>정현철(연세암센터 원장) : "DDS는 아마 앞으로 암을 진단하는 쪽에도 쓸 수 있고, 암을 치료하는 데에도 쓸 수 있고 두 가지 목표를 가지고 개발이 활발하게 되고 있습니다."

기존의 약물을 이용할 수 있기 때문에 산업적 측면에서도 가치는 충분합니다.

신약개발은 기간이 길게는 15년이 걸리고 비용도 1조까지 들지만 일단 성공하면 매년 수조원대의 매출을 올릴 수 있습니다.

반면 DDS를 이용한 개량신약은 3년에서 5년 정도면 개발할 수 있고 개발비용도 많아야 천억원이면 가능합니다.

성공확률도 높습니다.

<인터뷰>이승진(이대 교수) : "신약개발은 성공확률이 무척 낮습니다. 1%보다도 작습니다. (DDS는) 순수한 신약개발에 비해서는 상대적으로 실패위험이 적습니다. 성공확률이 50~70%까지 보고 있습니다."

DDS의 세계 시장 규모도 빠르게 커지고 있습니다.

해마다 10% 안팎의 성장을 하고 있으며 오는 2015년에는 세계 반도체 시장에 육박하는 거대 시장을 형성할 것으로 전망됩니다.

우리나라도 이런 가치를 인정해 이번달에 DDS를 10대 미래유망과학기술로 선정했습니다.

우수한 연구개발 수준과 실현 가능성 등이 높은 평가를 받았습니다.

<인터뷰>이일형(KISTI 정보분석실장) : "나노 약물 전달 시스템은 그 가치가 급성장 하고 있는 분야입니다. 2015년경에는 세계 시장 규모가 247조 5천억원에 이를 것으로 전망하고 있습니다. 특히 이 분야는 우리나라가 세계적으로 우수한 잠재력과 인프라를 갖추고 있는 분야입니다."

부작용은 줄이고 약효는 높이는 약물 전달 시스템 DDS.

건강한 삶을 추구하는 미래사회의 핵심 키워드로 세계가 치열한 경쟁을 벌이고 있습니다.

삶의 질 향상 뿐 아니라 한미 FTA가 발효되면 타격이 불가피할 것으로 예상되는 우리 제약산업의 돌파구 마련을 위해서도 DDS를 주목할 필요가 분명해 보입니다.