[과학글짓기] 과학 글짓기 - 1897년 화학자, 펠리스 호프만에 의해 개발된 아스피린

과학 글짓기
1897년 화학자, 펠리스 호프만에 의해 개발된 아스피린은 소염, 진통, 해열제로서 모르핀, 페니실린과 함께 세계 3대 명약으로 꼽히고 있다. 모르핀과는 달리 아스피린은 중독성이 없고 진통효과도 큰 편이다. 게다가 혈액의 응고방지, 심혈관계 질환에까지 효과가 있는 나머지 만병통치약이라는 명성까지 얻었다. 그러나 110여년이라는 세월은 신의 의약품이라 불리는 아스피린에게도 허점이 있다는 것을 알려줬다. 아스피린이 쇼크, 과민증, 소화기관 장애 등의 부작용을 일으킬 수 있다는 점이다. 그렇다면 신의 의약품이라 불리는 아스피린에서조차 부작용이 일어나는 이유는 뭘까?
우리는 우리도 모르는 사이에 흔하게 약물의 부작용을 경험하고 있다. 예를 들면, 대부분의 진통제는 부작용으로 소화불량이 동반되기 쉽기 때문에 병원에서 진통제를 처방받을 때는 소화제를 함께 처방받게 된다. 왜냐하면 진통제는 감각의 전달을…(생략)

적을 수밖에 없다.
‘머지않은 미래의 알약 한 알은 부작용 없이 120일간 효과가 지속될 것이다.’
이 구절은 내가 작년 여름, 수능 언어영역을 공부하기 위해 읽었던 어떤 비문학 글의 일부분이다. 예전에는 장래희망이 약사였을 정도로 나는 약학에 관심이 많았다. 또한 지금도 바이오기업을 경영할 계획이 있는 나에게는 상당히 흥미롭고 인상 깊은 글이었다. 또한 인류의 평균수명이 나날이 늘어나고 있다. 우리나라도 예외는 아니다. 환갑을 마을의 경사로 여기던 과거와는 달리 현재 전문가들은 평균수명 120세를 예언하고 있다. 이러한 비약적인 평균수명 상승의 배경에는 의약품의 발전이 크게 기여했다는 것을 부인할 수 없다. 그러므로 의약품은 미래의 인간의 삶에는 필수 불가결한 요소가 되었다고 해도 과언이 아니다.
그러나 지금까지 우리가 사용하던 대부분의 의약품은 화학합성을 통해 제조하거나 자연에서 채취한 분자량 500이하의 저분자 약품이다. 하지만 저분자 약품은 배설로 인해 지속시간이 짧고 부작용으로 인한 위험이 많이 따른다. 그러므로 이제 단순히 저분자 의약품의 발달만으로는 생명연장의 꿈을 이루기엔 한계가 있다. 질적인 삶을 추구하는 현대인들에게는 부작용을 최소화하고 효능을 극대화시킬 수 있는 의약품이 필요하다.
단백질, 펩티드, 핵산 등은 대표적인 저분자 약품이다. 그래서 이것들을 주성분으로 하는 의약품은 효소에 의해 몸에서 쉽게 분해되거나 신장에 의해 배설되기 쉽다. 그러므로 이러한 의약품을 사용하는 환자는 적어도 주 3회 이상 주사를 맞아야 하는 불편이 따른다. 이러한 문제점들을 해결하여 환자의 편의성을 도모해줄 물질이 폴리에틸렌글리콜과 히알루론산이다. 이 물질들은 생체적합성 고분자 물질로서 접합시켜 효소에 의한 분해와 신장에 의한 배설을 저해한다. 또한 물에 용해되지 않아 잘 흡수되지 않는 지용성 비타민이나 일부 항암제의 물에 대한 용해도를 높여 흡수율을 높여주기도 한다. 그러므로 자연스럽게 약물의 지속성과 흡수율은 높아진다.
지속성에 더불어 부작용까지 낮추는 방법으로는 약물의 서방출성 제형을 이용하는 방법이 있다. 이 방법은 나노/마이크로 입자 혹은 고분자 마이셀과 같은 약물저장고를 체내에 주입시킨다. 그 후 산성도, 농도 차 등과 같은 신체적 변화에 발맞추어 약물을 방출한다. 예를 들어 위장의 산성도가 증가하는 신체적 변화가 나타나면 약물저장고에서 제산제를 방출해서 산성도를 낮춘다. 이러면 약물을 선택적으로 투약할 수 있고 표적기관에 한해서 투여하기 때문에 부작용은 감소하고 효율성은 증가한다. 신체의 변화에 따라 약물을 투여해서 치료하기 때문이다. 그러나 암과 같이 온몸에 발생할 수 있고, 치료제의 독성이 강한 경우에는 사용하는 데 무리가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 지능형 로봇을 이용하는 방법을 채택한다. 지능형 로봇은 환경에 자발적으로 반응하는 로봇이다. 여기에 항원-항체반응처럼 암세포가 발현하는 단백질에 결합할 항체나 앱타머(표적분자와 잘 결합하는 RNA의 원리를 이용한다.)와 암세포를 공격할 치료제를 함께 장착한다. 이러한 지능형 로봇은 우리 몸속에서 암세포가 발현하는 단백질을 발견할 시 항체나 앱타머를 단백질과 결합시키고 치료제를 분사하여 암세포를 공격한다. 그러나 이것들은 사람의 혈관을 타고 다닐 수 있어야 한다는 점에서 아직까지 기술적 한계가 있다. 혈관 중에는 나노/마이크로 단위로 반경이 좁은 혈관도 있기 때문이다. 즉, 지능형 로봇은 물론, 로봇과 함께 장착될 항체나 앱타머, 치료제도 혈관의 반경보다 작은 크기일 때 의미가 있다. 이러한 부분에서 아직까지는 BT, IT, NT 등의 융합기술들을 더 활용해서 개발해야 한다는 과제가 남아있다.
미래의 의약품은 부작용 없이 120일간 효과가 지속될 것이다. 물론 아직까지는 상용화가 힘들고 고도의 기술력을 필요로 한다는 점에서 해결해야 할 과제는 많다. 그러나 비문학 저자의 말처럼 그 미래는 그리 멀지 않다고 확신한다. 지금 이 글을 쓰고 있는 이 순간에도 수많은 사람들의 연구와 노력이 현재의 의약품을 미래의 의약품에 가깝게 만들고 있기 때문이다.