NEVERENDING

필자가 대학 학부생 때, 지도교수님의 수업 시간 중에 나온 이야기.

권교수님: 야, 니들은 생명이 뭐라고 생각하냐?

학생들: .....

권교수님: 그럼, 생명현상은 뭐라고 생각하냐?

학생들: 생물체는 유기물로 구성되고, 물질대사를 하고.. 주저리주저리.. 여섯가지요.

권교수님: 그래. 그건 생명현상의 여섯가지 분류고. 생물학 책에는 다 적혀있는거고...  그렇다면, 그 생명이란게 뭐냐고.

학생들: ..... (뭔소리야..-_-)

권교수님: 생명의 정의란 말이야. '죽지 않으려 하고 살기 위해 노력하는 것'이란거야. 이건 누가 가르쳐주지도 않아요. ㅎㅎㅎ

그렇다. 저 순간은 십오년이 지난 지금도 생생하게 기억되고 있다. 참 마음에 드는 정의다. 죽지 않으려 하고 살려고 노력하는 존재. 생명.

지금은 은퇴하셔서 뭐하고 계시려나...

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http://ask.nate.com/qna/view.html?n=7961851

http://ask.nate.com/qna/view.html?n=11345212

결핵은 Mycobacterium Tuberculosis 라고 하는 병원균이 감염되어 나타나는 호흡계 질환이다.  병원균 이름은 M. Tuberculosis 이고, 병 이름은 Tuberculosis 라서 비슷하다.  병은 따로 줄여서 TB 라고 부른다.

M. Tuberculosis 는 공기중으로 전염이 되는데, 재밌는건 근처에 있는 사람이 재채기나 기침 등을 했을 때 나와서 공기중에 잠시 떠 있는 균을 흡수해야지 감염된다는 것이다.  얼마나 먼 거리까지 퍼지는지는 모르겠지만, 근처에 있지 않으면 괜찮다고 한다.

감염은 대부분의 organs 에 된다.  하지만 잠복기를 거쳐 실제로 주로 발병하는 곳은 폐이다. 그래서 폐결핵이라고 부른다.

결핵의 증상은 기침, 재채기, 고열, 피로감 등등이며 조기 진단시 antibacterial treat로 치료 및 완치까지 가능하다.  

진단법은 cell culture, cell counting, PCR (polymerase chain reaction), ELISA (Enzyme-linked immunosorbent assay) 와 같은 분자생물학적 기법을 쓰기도 하고, 결핵용 진단 키트를 쓰기도 한다.  하지만 이 모든 기법은 시간이 오래 걸린다는 단점이 있다. 

광우병의 원인은 Prion 이라는 단백질이 어떠한 이유에서 형태가 바뀐 뒤, 뇌 세포를 파괴하여 발병하는 것이다.

Prion (프리온) 은 원래부터 몸 속에 존재하는 단백질 이름이다. 뇌에 가장 많이 존재하며, 신경계 (척수 등) 역시 다량 분포하고 있다. 그리고 근육 및 피부 등에도 존재한다. 이 Prion 단백질이 원래 무엇을 하는 녀석인지는 아직 명확하게 밝혀지지 않았다. 하지만, Prion 의 돌연변이가 광우병을 일으킨다는 것은 사실로 밝혀졌다.

연구를 그만 둔 지 꽤 오랜 시간이 흘러서 많이 까먹었지만, 아직까지 머릿속에 남아 있는 정보를 대충 간추려 보겠다.

프리온 단백질의 돌연변이는 아직 그 원인이 명확하지 않다. 그리고 돌연변이 프리온 단백질 (PrP^Sc  혹은 scPrP: scrapie Prion Protein) 이 어떻게 정상 프리온 단백질 (PrP^C 혹은 cPrP, normal Prion Protein) 을  변화시키는지 역시 명확하지 않다. 

프리온 단백질의 돌연변이는 유전공학적인 측면에서도 연구할 가치가 있는 것이, 현재까지는 단백질의 돌연변이는 DNA 를 거쳐서 생겨난다고 생각되어 왔다. 하지만 프리온 단백질은 DNA를 거치지 않고 바로 단백질끼리의 영향으로 단백질의 3차구조가 변해버리는 돌연변이가 생겨난다는 점이 최초로 발견된 것이다. 

조금 더 어렵게 설명하자면,

protein 의 mutation 은 DNA level 에서 gene sequence 의 mutation 에 의해 mutated protein expression 이 일어난다는 것이 이전까지의 밝혀진 사실이라면, prion protein 은 gene sequence 의 mutation 은 일어나지 않은 채 protein-protein mutation 이 일어난다는 뜻이다. 즉 prion gene sequence 는 mutated form 이나 normal form 이나 같다. Protein-protein mutation 이 일어나면서 alpha-helix 와 beta-sheet 의 개수가 달라진다. beta-sheet의 개수가 원래보다 서너개 많아지는 것으로 기억되는데, 이 beta-sheet 이 cell에 대한 toxicity 를 가지고 있다. 아마도 beta-sheet 의 물리학적인 안정성 때문에 주위의 amyloid 등의 신경계 관련 물질까지 deposit 되는게 아닌가 생각된다.

어쨌건, 돌연변이 프리온 단백질이 뇌 속에서 생겨나면, 그 단백질은 주위의 아밀로이드 성분을 흡착시켜 버린다. 뇌조직은 밀도가 그닥 높지 않다. 그런 뇌 조직 속에서 돌연변이 프리온 단백질이 아밀로이드나 기타 신경계 관련 단백질을 흡착시켜 버리면, 흡착 (agglomeration) 된 부분은  밀도가 높아져서 딱딱해 지는 반면, 다른 부위는 밀도가 낮아져서 공기구멍처럼 공간이 생겨 버린다. 그래서 vCJD 혹은 일반 BSE 에 걸린 소의 뇌를 해부해 보면 스펀지 모양으로 구멍이 송송 나 있는 형태가 되는 것이다.

자, 그렇다면, 왜 이 변형 프리온 단백질이 무서운가.

답은, "쉽게 사라지지 않기 때문"이다. 흔히 말하는 "락스" 성분으로 이 단백질이 파괴되며, 약 800도씨 정도의 온도에서도 단백질이 파괴된다. 다시 생각해 보자. 

A라는 사람이 뉴스에서 듣자니, 소고기에 프리온이 어쩌고 저쩌고 해서 걱정이 된다. 먹으면 무슨 병에 걸린다고 하는데, 그 병이 심해지면 죽는단다. 그러면 방금 슈퍼에서 사 온 소고기를 버려야 하나? 먹긴 먹어야 하는데 어떻게 하면 먹어도 병에 걸리지 않을까. 락스로 닦으면 프리온 성분이 사라진단다. 소고기를 락스로 닦자. 고기 속까지 닦으려면 락스물에 담궈서 절여놔야겠다. 그러고 나면, 먹기가 싫어질텐데, 그러지 말고 800도씨 이상의 온도에서 가열해서 삶아먹자. 그런데 우리집 가스렌지가 800도까지 올라가나? 물끓는거 보면 100도는 넘는거 같은데, 800도는 안될거 같다. 알루미늄이 660도씨에서 녹는다고 하는데, 우리집 알루미늄 냄비는 안녹고 라면 잘 끓여주는거 보면 800도까지 못 올리나보다. 그럼 저 고기 어떻게 하나? 가만, 어제 먹었던 갈비탕도 소고기로 만든건데, 그 집 고기는 안전할까? 내일도 회식있는데, 고기 안먹을수도 없네. 에이, 사 온 고기 먹어버리자. 

이런 상황이 벌어진다.

앞서 말했지만, 정상 프리온이 변형 프리온으로 바뀌는 과정은 아직 밝혀내지 못했다. 필자 역시 그 변형과정에 어떤 물질이 작용하는지에 대한 연구에 참여했으나, 딱 이거다 하는 결과를 얻지 못했다. 다시말해, 프리온의 변형을 막을 수 있는 방법을 아직 모른다는 것이다. 예방책이 없다. 

프리온의 변형을 막는 것이 예방이라고 한다면, 변형된 프리온을 정상으로 돌려놓는 것을 치료라고 할 수 있다. 예방도 모르고 치료도 모른다. 그냥 두는 수 밖에 없다. 프리온의 잠복기는 짧게는 1-2년 길게는 10년 가까이로 예상된다. 아직 사람을 대상으로 한 결과가 없지만 인간의 경우는 약 10년 가까운 잠복기가 있다고 알려져 있다. 지금 변형프리온을 먹는다고 해도 10년 뒤에나 발병한다는거다. 10년 뒤에 발병한 들, 10년전에 어디서 무슨 고기를 먹었는지 기억하기란 거의 불가능하며, 기억한다 한들 치료가 불가능하다. 

정량 단위에는 kilo gram (킬로그램), gram (그램), milligram (밀리그램), micro gram (마이크로그램), nano gram (나노그램), pico gram (피코그램), femto gram (펨토그램) 등등으로 1000 배씩 내려간다. 

필자가 지켜본 실험 중 하나는 건강한 쥐에 10 펨토그램의 변형 프리온 단백질을 뇌가 아닌 몸에 주사해 넣고 발병결과를 지켜보는 것이다. 물론 발병했다. 다시말해서 아주 소량의 변형프리온이 몸 속에 들어온다 하더라도 결국에는 그 소량으로부터 나머지 모든 정상 프리온 단백질이 변형되어 버린다는 것을 뜻한다. 물론 시간이 걸릴 것이다. 

수 년 전, 한국과 미국의 소고기 협상이 문제가 된 적이 있었다. 많은 사람들이 협상에 대한 토론회를 지켜 보았으며, 스스로의 판단을 내렸을 것이라고 생각된다. 하지만 과학은 과학이다. 정치나 정책이 과학적인 팩트를 변화시킬수는 없다. 정확한 과학적인 배경지식을 가진 후에 정치나 정책을 판단해야 한다고 생각한다. 필자의 개인적인 생각으로는 한국에서 광우병 소가 존재하지 않았다는 증거는 없다고 본다. 요 아래 포스팅에 써 놨으니 한번 읽어보고 개인적으로 판단해 보길 바란다.  (지극히 필자의 개인적인 생각일 뿐이다.)

아직도 필자의 부모님 세대는 "소에게 고기 먹이면 소가 미친다" 라는 말씀을 기억하신다. 가끔 필자에게도 그런 이야기를 하시곤 했다.

소에게 고기를 먹이면 소가 미친다.  소가 미친다... 미친 소다...  미친 소... mad cow...

이렇게 연결되는 생각의 고리를 잠시 들여다 보자.

한국의 역사적 사실을 되돌아보더라도, 필자의 기억에는 동의보감과 같은 유명한 저술 이외에는 딱히 기억나는 것이 없다. 사농공상이 세상을 지배하던 시절을 겪은 탓인가. 일제 강점기는 차치하고서라도, 한국 근대사를 돌이켜 보아도 의학분야의 저술이나 기록이 활발히 이루어졌다는 사실을 찾기는 힘들다. 의학과 생명공학/과학이 큰 발전을 이룬 최근에서야 학계의 논문 수 및 기록 등이 활발해 졌을 뿐이다. 

무슨 말인고 하니, 쉽게 말해, 이전에는 노인이 vCJD 에 걸려서 죽어도 확인할 방법이 없었다. 이는 최근까지 vCJD로 추정되는 CJD 환자의 부검이 한건도 이루어지지 않은 사실에서 확인할 수 있다. 

2001년, 서울대학교 신경과 교수팀이 진단한 vCJD 36세의 환자는 사망 후 가족들의 반대로 부검을 하지 못했다고 한다. (출처: http://www.pressian.com/article/article.asp?article_num=30060628120555&Section=) 이는 가족 친지가 사망했을 때, 시신을 훼손하지 않고 고인의 명예를 지켜주려는 한국의 전통 풍습에서 기인한 것이라서, 부검이 쉽지많은 않다는 것을 나타내고 있다. 서울대 신경과 김상윤 교수의 말을 인용하면 다음과 같다.

"(인간광우병이) 아니라는 게 아니라 모르는 것"이라며, "인간광우병이라고 확진하려면 반드시 부검을 해야 하는데 가족의 반대로 끝내 하지 못했다. 이런 상황이라면 앞으로도 우리나라에서 인간광우병 환자는 없을 것이다. 그렇다고 발병 자체가 없다고 말할 수 있는가. 아무도 모르게 발병해 이미 사망했을 수도 있다"

한국인의 식습관 역시 광우병의 감염에 안전하지 않다는 것을 보여준다. 흔히들 먹는 소 뼈 요리들 (사골, 도가니, 소머리곰탕, 등등등) 과 소 내장 요리들의 재료가 프리온 Prion 단백질이 많이 함유되어 있는 부분인 것이다. 물론, 감염되지 않을 수도 있으나 거꾸로, 감염 될 수도 있다는거다. 

한국이 광우병에 대해 안전하다고 주장하는 이유는 vCJD 로 판정받아 사망한 사례가 한건도 없다는 사실 때문이다. 한국에는 vCJD 로 사망한 사람이 없으니 광우병에 걸린 소 역시 없다는 논리다. 하지만 앞서 말했다시피 부검을 하지 않으면 vCJD 로 판정받을수가 없다. 지극히 필자의 개인적인 견해로 볼 때, 환자의 behavior 를 토대로 신경계통의 병명을 유추한다는 것은 꽤 어렵다고 생각된다. 부검을 통한 뇌 조직의 형태 및, 면역학적인 실험을 통한 검출 과정을 거쳐야 vCJD가 아니라고 확실히 말할 수 있다고 생각된다. 하지만, 우리나라는 저런 검증자체를 하지 않고서 vCJD 환자가 아니라고만 말하니 앞뒤가 잘 맞지 않는다.

앞에서, 소에게 고기를 먹이면 소가 미친다는 옛 말을 했다.

실제로 소에게 고기를 먹여서 미친 소가 나왔기 때문에 저런 말이 생겨났을 거다. 영국의 육식성 소 사료 이야기가 우리 조상님께 전해지지는 않았을 것이다. 

소를 기르다 보면 소에게 애정이 많이 간다. 말 잘 듣는 자식같은 소에게 줄 소 여물을 쑬 때 (지푸라기나 기타 풀을 넣고 끓이는게 여물을 쑤는 과정이다) 소에게 좋은거 먹으라고 고깃점 한점 넣지 않았을까. 그러니 저런 옛 말이 나왔겠지.

소고기가 귀했던 시절, 병든 소라고 해서 버리지 않았을거다. 직접 보진 않았으나 버리지 않았을 거라는 생각이 든다. 동네사람들 모아놓고 우리집 소 죽었으니 고기라도 한점 떼 가쇼. 하고 인심쓰지, 그냥 파묻지는 않았을 거란 뜻이다. 

병든 소 먹고 죽은 사람이 있는지 없는지는 모르겠다만, 아예 불가능하지는 않을 거라고 생각된다.

결론을 내리자면, 한국은 광우병 청정지역이라고 말할 수 없다. 보다 많은 자료와 증거가 vCJD가 발병하지 않았다는 주장을 뒷받침하지 않는 이상, "신을 못봤으니 신은 없다" 라는 주장과 별 다른게 없다는 뜻이다.

흔히들 말하는 인간 광우병은 엄밀히 말하면 vCJD 이다. 

CJD 는 100만명 당 1명 꼴로 발병하며, 크게 4 가지로 나뉜다.

1. sCJD, sporadic Creutzfeldt Jakob Disease

산발성 CJD 이며, 전체 CJD 중 85% 정도를 차지한다. 발병원인은 알려지지 않았다.

2. fCJD, familial Creutzfeldt Jakob Disease

가족성 CJD 이며, 전체 CJD 중 약 10-15% 를 차지한다. 프리온 유전자 (prion gene) 의 돌연변이에 의해 발병한다.

3. iCJD, Iatrogenic Creutzfeldt Jakob Disease

의인성 CJD 이며, 치료 기구 등을 통해 외부로부터 돌연변이가 일어난 Prion 이 감염되는 경우이며 1-2% 정도를 차지한다.

4. vCJD, variant Creutzfeldt Jakob Disease

변형 CJD 이며, 돌연변이가 일어난 Prion 단백질이 포함된 고기 등을 먹어서 감염되는 경우이다. 이 형태가 흔히 말하는 인간광우병이다.

iCJD 와 vCJD 는 acquired 타입의 CJD 로 분류된다.  

(출처: http://www.cjdsurveillance.com/abouthpd.html)

필자는, 한국과 미국의 FTA에 의한 소고기 수입 사건이 일어나기 몇년 전부터 광우병에 대한 연구에 참여하고 있었다. 그러던 중, 광우병이 사회적 이슈가 되어버리자 여기저기서 많은 질문들을 받게 되었고, 답을 해 주었던 경험이 있다.

가물가물하지만, 기억을 최대한 되살려 설명해 보도록 하겠다.

1. 광우병이란?

광우병이란, mad cow disease 라고 흔히들 불리는 병이며, 말 그대로 "미친 소" 병이다.

미친소라.. 소가 미치면 어떻게 되나? 결론부터 말하면, 뇌의 조직이 스펀지처럼 구멍이 생기면서 몸을 조절할 수 없게 되어 죽어버린다.

그렇다면 이 광우병은 어디서 생겨났을까.

18세기 초, 영국에서 더 좋은 양털을 얻기 위해 수많은 양의 교배가 시도되었다. 그 결과 좋은 품질의 양털을 가진 양들을 만들어 내게 되었다. 그러던 중, 영국의 동남부 지역에서 교배된 한 신품종의 양에게서 이상한 행동이 관찰되었는데, 몸을 철장에 긁어대며, 제대로 걷지 못해 비틀거리다가 결국 죽어버리는 것이다. 이런 증상을 scrapie라고 불렀으며, 이는 '긁다'라는 뜻의 scrape 에서 만들어 진 단어이다.

시간은 흘러, 20세기 후반에 역시 영국의 켄트 지방에서 양들의 스크래피 증상과 비슷한 증상을 보이며 죽어가는 소들이 발견되었다. 이 소들 역시 자신의 몸을 긁어대며, 보행장애를 보이면서 죽어갔는데, 이 소들의 뇌를 해부한 결과 스펀지처럼 구멍이 뚫려 있는 것을 발견했다. 이러한 증상은 Bovine Spongeform Encephalopathy (BSE) 라고 불리어졌다. 그리고, 저런 이상한 증상이 꼭 소가 미친것 처럼 보여져서 Mad Cow Disease 라고도 불리어졌으며, 이것이 한국어로 변역되어 광우병이 된 것이다. 

영국 정부에서 역학조사를 실시한 결과, 소의 사료에 문제가 있다는 것을 발견했다. 그 때 까지는 소의 사료에 양고기가 들어간 동물성 재료를 써 왔다. 실제로 정부가 동물성 사료의 사용을 금지시킨 뒤 BSE 의 발병이 줄어들었다고 한다.

그 후 얼마 지나지 않은 1993년, 영국에서 신경계통의 질병으로 사망하는 환자들이 주목받기 시작했다. 환자들의 증상은 Creutzfeldt-Jacob Disease (CJD) 와 유사하지만,  몇가지 다른 점이 있었다. CJD 는 나이와 연관이 있는 질병이며, 치매 증상과 함께 인지장애 및 운동장애를 보이며 사망하게 되는 신경성 질환이다. 따라서 50대 이후의 사람에게서 주로 발병되지만, 이번에 발견된 환자들 사이에는 30대의 젊은 사람들도 포함되어 있었다. 그리고, 환자들 중 많은 사람들이 소고기를 즐겨 먹었으며, 소 목장에서 일하는 사람들의 비율이 높았다고 한다.

역시 영국 정부에서 조사를 실시한 결과, 이 질병은 소에게서 옮겨 왔다는 결론을 내렸다. 이 질병이 현재 이슈가 되고 있는 vCJD (variant Creutzfeldt-Jacob Disease), 변형CJD 이다. 이는 이따가 다시 설명해 보겠다.

2. 원래부터 존재했던 인간광우병

미국의 가이두섹 박사 (Dr. D. Carleton Gajdusek, 1923~) 는 우연한 기회에 파푸아뉴기니의 한 부족 (포어족) 에게서 많이 발생하는 kuru (쿠루) 라는 질병에 관심을 가졌다고 한다. Kuru 는 두통 등으로 발병하여 운동신경계통의 질환 및 치매 등으로 발전한 뒤 혼수상태에서 사망하는 질병이다. 당시에는 이 질병이 유전적인 질병으로 생각되었으나, 오직 아이와 여성에게만 발병하는 특이성 때문에 설명하기가 쉽지 않았다고 한다. 하지만 죽은 친지의 뇌를 여자들과 아이들이 나누어 먹으며 고인을 기리는 포어족의 전통적인 장례풍습에서 병의 전염을 의심하게 되었고, 이 풍습을 금지시킨 뒤 발병이 현저히 줄어들었다고 한다. 그 후, 가이두섹 박사는 질병으로 사망한 사람의 뇌 조직을 침팬지에게 주입한 뒤, 침팬지에게서 같은 질병이 발병한 것을 확인하여 이 질병이 유전적 질병이 아닌 전염성 질병임을 확인하게 된다. 당시, 이 질병의 원인이 슬로우 바이러스 (slow virus) 라고 불리는 바이러스라고 생각되었으나 나중에 프리온 Prion 이라는 단백질의 돌연변이가 이 질병의 원인임이 밝혀지게 된다.