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“질병 연구·치료제 개발 '시스템 의학(생물학)'이 대세다”

‘단일세포 집중 연구’에서 ‘세포 간 상호역할 연구’로 패러다임 전환 가속페달
서울성모병원 김완욱 교수 "한국이 시작했지만 외국과 역전…정부 지원 절실"

이상철 기자 | 기사입력 2019/05/08 [09:12]

“질병 연구·치료제 개발 '시스템 의학(생물학)'이 대세다”

‘단일세포 집중 연구’에서 ‘세포 간 상호역할 연구’로 패러다임 전환 가속페달
서울성모병원 김완욱 교수 "한국이 시작했지만 외국과 역전…정부 지원 절실"

이상철 기자 | 입력 : 2019/05/08 [09:12]

▲ 김완욱 교수

【후생신보】 “이제는 ‘시스템 의학(생물학)’이 대세가 될 것이다. 특히 수년 내 질병 치료제 개발 방향이 획기적으로 전환될 것으로 전망된다”

 

‘세포 내와 세포 간 신호’를 연구해 같은 질병이라도 개인마다 다르다는 점에서 착안, 맞춤형 치료제 개발을 위한 연구가 활발하게 전개되고 있다.

 

우리나라도 10여년 전부터 이와 관련한 연구가 시작돼 지금은 어느 정도 성과도 나오고 전 세계적으로 연구에 대해 인정을 받고 있다.

 

하지만 막대한 자본과 인력을 바탕으로 한 선진국과의 경쟁에서 앞서기에는 국내 여건이 너무나 열악한 수준이다.

 

2006년 당시 다른 의사들이 관심조차 없었던 시스템 의학에 관심을 가지고 의학에 접목하기 위해 집중적으로 연구해 온 가톨릭의대 류마티스내과 김완욱 교수. 김 교수를 만나 앞으로 질병 치료제와 치료제 개발 방향에 대한 의견을 들었다.

 

김 교수는 먼저 “수년 전부터 전 세계적으로 각광을 받기 시작한 ‘시스템 의학’이 대세가 될 것”이라고 전망하고 “자신은 2006년부터 연구를 시작해 지금까지 많은 발전을 이룩했다”고 밝혔다.

 

김 교수에 따르면 지금까지는 개별 유전자, 단백질 하나에 집중해서 연구를 했는데 그러다 보니 “나무만 보고 숲을 보지 못하는” 문제가 발생했고 질병에 대한 총체적인 이해와 치료가 불가능했다는 것이다.

 

즉 질병을 유발하거나 생명현상은 한 개의 단백질, 유전자가 아니라 수천, 수만개의 단백질, 유전자의 상호작용을 통해 발생하기 때문에 질병 치료도 특정 조직, 세포만 연구를 해서는 보다 근본적인 문제를 해결할 수 없다는 것이다.

 

그는 “지금까지는 의학 연구는 세포, 유전자 하나에 집중했다. 그러다 보니 실제 복잡한 네트워크를 이루며 발생하는 생명현상과 질병을 이해하고 설명하는데 한계에 봉착하게 되었다”며 “이러한 네트워크를 한꺼번에 분석해 세포 전체 덩어리를 움직이는 것을 조사하면 질병을 유발하는 주범을 찾기 용이하지 않을까 하는 생각을 가지고 시스템 의학에 대한 연구를 시작하게 됐다”고 말했다.

 

특히 이러한 ‘시스템 의학’을 류마티스 질환에 접목 시킨 것도 김 교수가 세계 최초이다.

 

지금까지 의학연구가 환원주의 철학을 기본으로 하였다면 정보홍수시대의 현대의학에서는 환자 전체를 보는 통합주의 개념으로, 질병 전체를 이해하는 방향으로 바뀌고 있다고 김 교수는 설명했다.

 

김 교수에 따르면 환자를 볼 때 전체를 보아야 하듯이 류마티스 질환을 볼 때 세포 하나하나의 기능보다 T세포, 면역세포, 수지상세포, 대식세포, 활막세포 등 류마티스 질환을 유발하는 전체세포의 상호작용을 이해하는 것이 보다 중요하며 이들이 협력해 어떻게 질병을 유발하는지 보아야 한다는 것이다.

 

시스템 의학은 편견을 버리고 모든 유전자를 같은 위치에 놓고 이들의 중요성을 전체적으로 재평가하자는 것으로 이를 통해 새로운 질병유발 유전자(신규물질)을 발견이 가능하게 되었다.

 

김 교수는 지난 10여년 동안 생명현상과 시스템 (덩어리)를 움직이는 ‘괴수’를 찾기 시작해 통계학과 정보학적인 분석을 통해 류마티스를 일으키는 핵심물질로서 일종의 전사인자인 ‘NFAT5’를 새로이 발견했다.

 

그는 ‘NFAT5’가 삽투압과 무관하게 류마티스를 일으킨다는 연구결과를 얻은 후 새로운 약물을 찾기 위해 한국화학연구원과 공동 연구를 진행해 2015년 신규 물질(치료약물)을 개발, 미국 특허를 내고 상용화를 앞두고 있다.

 

현재 국내에서 3~4곳의 제약사들이 이 약물에 관심을 가지고 있는 것으로 알려져 있다.

 

이처럼 지금까지의 질병 치료를 위한 연구 방향이 완전히 바뀐다는 것이다.

 

김 교수는 “현재까지 대부분의 치료 약물은 질병관련 핵심유전자의 30%만 타격했다”며 “그러나 새롭게 개발될 신규물질은 질병 전체를 겨냥해 타격을 입힌다”고 설명했다.

 

그러나 이러한 시스템 의학에 대해 하버드의대를 중심으로 외국에서도 많은 연구를 진행하고 있고 풍부한 인력과 자본을 바탕으로 놀라운 발전을 이루고 있는데 비해 우리나라는 먼저 연구를 시작했지만 연구에 대한 지원이 매우 부족한 연구 환경을 안타까워했다.

 

실제 김 교수의 연구 결과는 전 세계적으로 인용되고 있고 ‘네이처’와 같은 세계 유명 저널에서도 관련 논문 리뷰를 부탁하고 있는 상황이다.

 

그러나 김 교수팀이 10여년간에 걸쳐 연구한 성과물을 막대한 자본과 인력을 바탕으로 단 2~3년만에 완성하고 심지어 상용화를 위한 연구는 현재 우리나라를 훨씬 앞서고 있는 상황이다.

 

이러한 시스템 의학에 대해 국내 의료진들도 인식하기 시작했다.

 

한림대성심병원 소아과 김광남 교수도 지금까지 이에 대해 연구를 하지는 않았지만 환자를 치료하면서 이런 부분에 대해 많이 느끼고 있다고 말했다.

 

김 교수는 막연하게 이런 부분에 대해 생각을 하고 있지만 시스템 의학에 대해서 이야기를 들으면서 새로운 사실을 알게 됐다며 조만간 시스템 의학이 질병 치료와 치료제 개발에 많은 영향을 미칠 것이라고 전망했다.

 

이처럼 앞으로의 의학연구 방향과 치료제 개발 패러다임을 바꿀 것으로 전망되는 시스템 의학. 우리나라가 세계에서 가장 먼저 시작했음에도 불구하고 외국과의 역전의 위기에 놓여 있다.

 

따라서 시스템 의학 분야의 연구를 주도하기 위해서는 정부 차원의 지원이 필요하며 이를 통해 신규 물질을 찾는데 매우 유리한 고지를 점령할 수 있다고 김완욱 교수는 강조했다.

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