순천향대학교(총장 송병국) 연구진이 제1형 당뇨병 환자의 평생 숙명처럼 여겨졌던 인슐린 주사 치료를 대체할 수 있는 차세대 조직공학 인공췌장 기술을 개발했다. 12일 순천향대에 따르면 의과대학 재생의학교실 이병택 교수 연구팀이 지방 유래 줄기세포(ADSCs)와 췌도세포를 신장 세포외기질(k-ECM) 기반 지지체에 공동 이식하는 방식의 조직공학 인공췌장 기술을 개발했다. 제1형 당뇨병은 인슐린을 분비하는 췌장의 베타세포가 파괴돼 발생하는 대표적인 자가면역질환이다. 췌도세포 이식이 치료 대안으로 제시돼 왔지만, 이식 후 낮은 생존율과 면역 거부 반응, 부족한 세포 수급 문제 등이 상용화의 걸림돌이었다. 연구팀은 기존에 기능 저하 등의 이유로 폐기되던 ‘표준 미달 췌도세포’에 주목했다. 이들 세포가 분비하는 사이토카인과 성장인자, 세포외기질 신호가 지방 유래 줄기세포를 인슐린 생산세포(IPCs)로 분화시키는 생체 신호원 역할을 한다는 사실을 확인한 것이다. 제1형 당뇨병 동물모델 적용 결과, 혈관 재형성이 증가하고 체내 인슐린 분비 기능이 회복됐으며 체중 감소 등 질환 악화가 억제됐다고 연구진은 설명했다. 연구책임자 이병택 교수는 “제1형 당뇨병은 물론 제2형 당뇨병 치료에도 적용 가능한 플랫폼 기술로 발전시켜 조직공학 인공췌장의 상용화를 앞당기는 데 기여하겠다”고 말했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단, 순천향대학교의 지원을 받아 수행됐다. 연구에는 최민지 박사(제1저자), 차크마 샨토 연구원, 압둘라 알 파하드 박사, 외과 배상호 교수 등이 참여했다. 연구 성과는 바이오 소재·의과학 분야 세계적 권위 학술지인 ‘바이오액티브 머티리얼스(Bioactive Materials·IF 20.3)’에 게재됐다.

신약 개발 비용을 절감할 수 있는 ‘중분자 신약’, 환자의 행동패턴에 맞춰 재활치료를 하는 ‘인공지능 재활치료’ 등 10년 내 상용화가 가능한 첨단 보건의료기술 10가지가 선정됐다.한국보건산업진흥원은 1일 ‘10년 이내에 상용화가 유망한 10대 보건의료기술’을 소개했다. 이 가운데 ‘체내 이식형 초정밀 약물전달기기’는 사람의 몸에 이식해 건강 상태를 체크하고 약물을 방출하는 기기다. 최근 인공췌장이 상용화돼 당뇨병 환자가 여러 차례 인슐린 주사를 맞는 번거로움을 덜 수 있게 됐다. 하지만 음식 섭취나 활동량 변화에 따라 인슐린 투여량을 자동으로 조절하지 못한다는 것이 단점으로 꼽힌다. 현재 개발하고 있는 기기는 환자 상태를 체크해 최적의 양을 투입하기 때문에 만성질환자의 삶의 질이 높아질 것으로 전망된다. 또 환자의 행동과 생체데이터를 수집해 인공지능으로 분석하면 재활치료 기간을 줄일 수 있다. 이것이 ‘인공지능 재활치료’다. 감염병 확진에 보통 1주일이 걸리지만 다양한 병원체를 즉시 동시에 진단할 수 있는 ‘다중 병원체 신속진단’ 기술 개발도 활발하게 진행되고 있다. 분자량(분자의 질량) 1만 5000 이상인 ‘고분자 바이오 의약품’은 효과가 높지만 제조비용이 많이 든다. 분자량 500 이하의 ‘저분자 합성의약품’은 저렴하지만 개발 성공률이 낮다. ‘펩티드’와 같은 중간 크기의 ‘중분자 신약’은 고효능과 저비용이라는 두 마리 토끼를 잡을 수 있어 유망기술로 꼽힌다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

당뇨병은 인슐린의 절대적 또는 상대적 결핍으로 우리 몸의 대사 과정에 장애가 생기고 궁극적으로 다양한 합병증을 초래하는 만성질환이다. 여러 연구에서 당뇨병 환자에게 인슐린이나 먹는 치료제를 적절히 투여해 혈중 포도당 농도를 정상에 가깝게 유지시키면 각종 합병증 위험이 현저히 줄어든다는 사실이 입증됐다. 하지만 현재 치료 수단으로 환자의 혈당을 췌장 기능이 정상인 사람과 똑같은 수준으로 조절하는 것은 불가능하다. 만성 합병증을 완전히 예방하는 것도 매우 어렵다. 특히 ‘1형 당뇨병’과 같이 인슐린이 선천적으로 결핍돼 평생에 걸쳐 지속적인 인슐린 투여가 필요한 상황에서는 장기간 안정적으로 혈당을 유지하기 위해 많은 노력이 필요하다. 최근 인슐린 관련 장비의 성능이 지속적으로 향상돼 인슐린 주사와 관련한 불편이 많이 해소됐다. 하지만 여전히 많은 환자에게 인슐린 주사는 혈당 조절을 어렵게 하는 장애물로 간주된다. 이런 불편함은 혈당 관리가 제대로 이뤄지지 않는 역설적인 원인이 된다. ‘인공췌장’은 당뇨병 환자에게 건강한 췌장을 대신하는 내분비 기능을 제공해 이런 불편을 줄이기 위해 개발한 기술이다. 췌장의 여러 기능 가운데 특히 인슐린 분비 부족을 해결하기 위해 개발해 1형 당뇨병 환자나 집중 인슐린 치료가 필요한 사람을 대상으로 사용한다. 최신 기술로 구현된 인공췌장 기술은 평생 인슐린에 의존해야 하는 환자들에게 기존 치료의 한계를 극복할 수 있는 유용한 대체 수단으로 주목받고 있다. 완전한 인공췌장으로 기능하려면 아직 더 많은 연구가 필요하지만 지난 수십여년간 여러 연구자들에 의해 기술이 계속 고도화돼 이제 큰 무리 없이 임상에 적용할 수 있는 수준으로 발전했다. 현재 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받은 최신형 인공췌장의 시판이 예정돼 있고 조만간 우리나라에서도 이 장비를 사용할 수 있을 것으로 예상된다. 향후 이런 기술적 진보는 더욱 가속화돼 편리하면서도 임상적으로 차별화된 효과를 가진 인공췌장 기술이 계속 등장할 것으로 전망된다. 이에 따라 생존을 위해 반드시 인슐린 치료가 필요한 많은 당뇨병 환자들이 지금보다 더 나은 삶을 영위할 수 있게 될 것이다. 기술의 발전에 따라 최근 흥미로운 움직임도 나타나고 있다. 새로운 의료 기술을 실제 임상에 도입하기까지 여러 규제와 인허가 절차로 인해 일부 지연은 불가피하다. 따라서 현시점에서 개발된 첨단 기술을 실제 환자에게 사용할 때까지 상당한 시간차가 발생하게 된다. 또 새로운 기술이 반영된 신제품의 가격은 기존 제품에 비해 고가이기 때문에 그 혜택이 모든 환자에게 고르게 돌아가지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 이와 같은 제도상의 문제를 극복하기 위해 환자와 가족으로 구성된 비영리 민간단체들이 활발하게 활동하고 있다. 일부 단체는 현재 시판 중인 의료기기를 자체 기술로 개조해 인공췌장으로 발전시키고 그 기술을 무료로 공개하기도 한다. 환자들 스스로 장애물을 넘어 현재의 상황을 능동적으로 변화시키려는 움직임을 보여 주고 있는 것이다. 필자는 지난해 해외 학회에서 자신이 직접 개조한 장비를 착용한 뒤 더욱 안전하고 효과적으로 혈당 조절이 가능해졌다고 발표하던 한 환자의 자신감 있는 행동과 표정을 잊을 수가 없다. 향후 미래 의료에서 이렇게 환자 스스로에 의해 변화를 주도하고자 하는 노력이 가속화될 것이다. 변화는 인공췌장과 같은 최신 기술의 응용 분야에서 가장 빠르게 일어날 것으로 전망된다.

[몽펠리에(프랑스) AFP 연합] 프랑스 의료진이 최근 세계 최초의 인공췌장 이식수술에 성공,평생 동안 인슐린을 주사해야 하는 당뇨병환자들의 고통을 덜 수 있게 됐다고 13일 발표했다. 지난달 프랑스 남부 몽펠리에 지역에서 인공췌장 이식수술을 실시한에릭 르나르 교수 등 프랑스 의료진은 이번 이식수술이 이 분야에서세계 최초라고 설명했다. 프랑스 의료진은 혈중 당도를 조절하기 위해 정기적으로 인슐린을주사받아야 하는 당뇨병 환자에게 인공췌장 시제품(프로토타입)을 이식했는데 프랑스 연구진이 미국 캘리포니아 소재 기업 메디컬 리서치그룹(MRG)과 협력해 만든 인공췌장은 혈중 당도를 측정해 자동적으로 인슐린을 방출하는 일종의 펌프와 같은 것이다. 하키 퍽 크기만한 이 인공췌장은 배터리로 작동하며 인슐린 주머니를 갖고 있는데 이 인슐린 주머니는 3개월마다 인슐린을 재공급받게돼 있다. 르나르 교수는 이 인공췌장의 수명이 대략 2년이라고 설명했는데 이번 이식 실험을 통해 그 수명을 파악할 수있을 것이라고 덧붙였다. 인공췌장의실험을 위해 프랑스 10명과 미국 40명 등 모두 50명이인공췌장을 이식받게 된다. 인공췌장은 혈중 당도를 측정하는 탐지기가 혈관에,그리고 폄프 부분은 복부에 이식되는데 초기 실험에서는 컴퓨터를 연결해 의사가 인공췌장의 성능을 점검하게 된다.

인슐린펌프를 이용해 환자가 필요로하는 인슐린을 공급해주는 ‘인공췌장기요법’이 당뇨병 치료에 효과가 큰 것으로 나타났다. 건국대의대 충주병원 당뇨병센터 최수봉 교수는 지난 15년간 합병증을 동반한 당뇨병 환자 1,000여명에게 이 요법과 한국형 당뇨 환자에 맞는 식이요법을 병행한 결과 50% 이상에서 혈당이 공복시 90mgl 이하,식후 142mgl 이하를 유지,정상적인 혈당치를 보였다고 밝혔다.최교수는 이들중 80%는 췌장 기능을 되찾아 인슐린펌프 없이도 당뇨병 재발이 없었다고 밝혔다. 인공췌장기요법은 인슐린펌프를 환자에 부착시켜 필요한 인슐린을 공급함으로써 혈당치를 낮추는 동시에 췌장기능을 정상화시키는 방법.환자의 인슐린분비 패턴을 조사해 그 결과를 인슐린펌프에 입력시켜 몸에 연결하면 혈당이 효과적으로 낮춰지고,인슐린을 만들어내는 췌장베타세포가 제기능을 되찾는다는 것이다.지금까지 주로 시행돼온 인슐린 주사요법은 환자가 시간대별로다르게 필요로 하는 인슐린 양을 정확하게 맞추지 못해 혈당 조절에 어려움을 겪어왔다.식이요법은 일반인과 비슷한 정상적인 식사를 환자에게 제공,췌장이 충분한 영양을 공급받게 했다.이는 한국 당뇨병 환자의 90% 이상이 마른 체형이어서 80% 이상이 비만형인 서구의 당뇨병 환자들과는 근본적으로 다른 요법을필요로 하기 때문이다.최교수는 “우리나라 대부분의 당뇨병 식이요법이 서구이론을 그대로 도입,영양결핍 현상을 초래해 췌장기능을 오히려 악화시키고 있다”고 지적했다.(0441)845-2129 임창용기자