암이란 무엇인가?

암은 신체의 일부 세포가 통제할 수 없을 정도로 성장하여 신체의 다른 부분으로 퍼지는 질병이다. 암은 전이라고 하는 과정을 통해 주변 조직으로 퍼지거나 침범하고 신체의 먼 곳에 새로운 종양을 형성한다. 암의 종류는 100가지가 넘는데 다양한 암종이 어떻게 발생하는 것이냐는 아직도 몇 가지 설이 대립하여 연구가 진행 중이다. 그중 암을 돌연변이의 선택으로 보는 설과 단계별 돌연변이 발생으로 설명하는 설이 큰 줄기를 이루고 있다.

화학치료 그룹의 탄생

1990년대 초 매독 치료제인 아르스페나민이라는 화합물을 개발해 질병을 화합물로 치료할 수 있음을 보여주어 과학의 새로운 패러다임을 열었다.

이후 제1차 세계대전 중 독일이 연합군을 공격하기 위해 사용한 겨자 가스가 백혈병 치료에 효과가 있음이 밝혀진 뒤 질소 겨자가 1949년 세계 최초 화합물 항암제로 미국 식약처의 승인을 받으며 많은 과학자와 의학자들은 다양한 화학 물질을 시험하기 시작했다.

바이러스 그룹

암의 원인이 바이러스로 굳어지면서 암과의 전쟁은 바이러스와의 전쟁이 되었다.

1970년대 암을 연구하기 위한 학문은 생물학, 생화학, 유전학이었다. 생물학은 주로 바이러스를 중심으로 암을 이해하려고 하였으며, 전쟁 무기를 면역학에서 찾으려고 하고 있었다. 생화학은 단백질의 구조와 기능을 연구하는 학문이고 정상 세포와 암세포의 생리현상의 서로 다르며 취약한 부분을 공격하려고 하였다. 그리고 유전자의 생리적 현상을 연구하는 유전학이다.

종양학에서 바이러스 유전자가 어떻게 사람 유전자에 영향을 주어 단백질이 만들어지고 형질이 바뀌는지 탐구하여야할 분야는 ‘핵산 돌연변이 – 단백질 돌연변이 – 기능변화’로 이어지는 일련의 과정에서 분자의 변화를 연구하는 학문이며, 이것이 분자생물학이다.

현재 전 세계 암의 약 10%가 바이러스 감염에 기인하는 것으로 추정된다. 이것은 1971년 전쟁을 선포하며 믿었던 100%와는 엄청난 괴리가 있다. 가장 많은 암 사례와 관련된 바이러스는 자궁경부암 및 기타 여러 상피 악성 종양을 유발하는 인유두종바이러스(HPV)와 간세포암의 대부분을 차지하는 간염 바이러스 HBV 및 HCV이다.

유전체 그룹

암의 원인을 연구하는 그룹에서는 바이러스가 DNA를 변형시키고 이상 생리 현상이 일어나 암의 표현형이 만들어진다고 정리했다. 하지만 고형암들은 바이러스와 무관한 경우가 대부분이라서 새로운 정보와 전략이 필요했다. 이때 영국 생화학자인 프레더릭 생어가 DNA 분석 이론과 방법을 찾아내어 최초의 유전체 및 생체정보학이 시작되었다. 그리고 2003년 인간 게놈 프로젝트가 완료되어 인간의 전체 게놈 지도가 완성되었다. 결과적으로 모든 암세포가 서로 다른 수만 가지의 돌연변이 조합을 가지고 있어 특정 원인 유전자나 유전자 패턴을 찾을 수 없다는 다형성 성질을 발견했다.

분자생물학 그룹

분자생물학이란 어떤 유전 물질이 어떤 과정을 거쳐 어떤 단백질로 변화하는지 규명하는 생물학의 분과이다. 암 성장에서는 신호 전달이 중요하므로 이를 표적으로 하는 표적치료제가 개발되었다. 1998년 항체치료제인 허셉틴과 2001년 화학치료제인 글리벡이 개발되었다. 이후로 20여 년간 표적치료 패러다임이 지배하지만, 항암치료 후 암이 재발되는 한계에 부딪혔다.

생화학 그룹

1920년대 당시 최초의 생화학적 기전을 바탕으로 항암제를 개발하려던 이는 와버그 박사였지만, 약 80년간 기초연구가 이루어진 후에야 약물로써의 접근이 가능해졌다.

1924년 와버그 박사가 암세포는 포도당을 젖산으로 발효한다는 발견을 비롯하여, 약 100년동안 대사기전을 규명하는 기초 연구에 생화학자들이 노력했다. 대사의 3대 공장인 해당 작용(glycolysisi), TCA cycle, ETC-산화적인산화(oxidative phosphorylation) 기전을 규명함으로 생명 현상을 구체적으로 이해하게 되었다. 2010년대 들어서 비로소 정상과 암의 대사적 특이성이 있음을 발견하고, 이를 공략하는 전략이 세워지고 있으며, 2017년 암대사 표적 항암제가 FDA의 승인을 받으며 새로운 패러다임으로의 전환 가능성을 보이고 있다.

종양면역 그룹

면역계를 인공적으로 자극해 질병과 싸우는 면역계의 자연적 능력을 향상시키는 면역요법이 시도되어 왔다. 2015년 지미 카터 대통령의 흑생종 말기 상황을 키트루다 치료로 완치하면서 암 치료 시장의 패러다임 전환이 이루어졌다. 그러나 개발된 치료제들이 혈액암에만 효과가 특화되어 고형암 치료에 한계를 보이고 있다.

암과의 전쟁 역사

암과의 전쟁은 인류 역사에서 4000년 넘는 기록으로 남아 있다. 그러나 인류의 지성과 암 사이의 전쟁이 시작된 것은 100년 전후이고, 전쟁이 급격히 치열해지고 많은 전쟁에서 인류가 국지적으로 승리한 것은 1971년 미국이 암과의 전쟁을 선포하면서부터다. 그 100년의 역사를 통해 무엇이 어떻게 종양학의 패러다임을 변화시켰는지 살펴보았다. 암 치료에 대한 새로운 개념이 성공할 때마다 치료의 패러다임이 바뀌었고, 환자의 생존 수명은 늘어났으며, 이 치료를 발판 삼아 획기적인 과학적 진보가 이루어졌고, 혁신 신약 개발의 기회를 잡은 개발자들이 시장을 거머쥘 수 있었다.

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