신문은 선생님

우리나라에서 가장 무서운 암은 무엇일까요? 보건복지부 통계에 따르면, 2018년 국내 암 발생률은 위암이 가장 높았지만, 암 사망률은 폐암이 가장 높았습니다. 즉 폐암이 가장 위험한 암이라는 뜻이죠.

폐암의 원인은 다양하지만, 특히 흡연이 주된 원인으로 꼽힙니다. 담배 연기에는 60가지가 넘는 발암성 화학물질이 들어 있는데 이 물질들이 체세포의 DNA를 손상시키고, 세포당 1000~1만개의 돌연변이를 일으킵니다. 이 과정에서 건강했던 세포가 암세포로 변할 수 있지요. 폐암은 왜 사망률이 높으며, 폐암 치료에 대해선 어떤 연구들이 이뤄지고 있을까요?

◇폐는 산소와 이산화탄소의 교환기

사람의 폐는 가슴 좌우에 존재하며, 호흡운동을 통해 체내 물질대사를 위한 기체 교환을 합니다. 우선 우리가 숨을 들이마시면 주변의 공기가 코와 입을 통해 들어옵니다. 공기는 콧속 공간인 비강과 인두, 후두를 거쳐 기관(氣管)에 이르러요. 기관은 두 갈래 기관지로 나뉘어서 양쪽 폐와 연결됩니다. 다시 기관지는 폐 내부에서 무수히 많은 갈래의 세(細)기관지로 나뉘게 됩니다. 세기관지 끝에는 폐포라고 불리는 매우 작은 주머니들이 포도송이처럼 달려 있어요.

외부 공기가 이런 호흡 경로를 거쳐 폐포에 이르면, 폐포 주변을 촘촘하게 둘러싼 모세혈관으로 산소를 전달합니다. 산소를 얻은 피는 폐정맥을 따라 심장을 거쳐 온몸을 돌며 산소를 공급하지요. 그러고 나서 혈액은 폐동맥을 통해 폐로 들어온 뒤, 노폐물인 이산화탄소를 내보내고 산소를 얻어요. 즉 폐는 산소와 이산화탄소의 교환기인 셈입니다.

그렇다면 폐암은 왜 위험할까요? 우선 폐암은 초기에 자각 증상이 뚜렷하지 않습니다. 그래서 조기 발견이 쉽지 않지요. 또 폐에 퍼진 암세포가 혈관을 타고 다른 신체 기관으로 전이되기도 쉽습니다.

◇동물 이용한 이식용 폐 생산 연구

폐암 치료와 관련해 최근 다양한 연구가 진행되고 있습니다. 미 컬럼비아대 연구팀은 지난해 11월 쥐의 배아세포에 다른 동물의 줄기세포를 이식해서 쥐의 폐에 다른 동물의 폐 세포가 자라나게 하는 데 성공했다는 결과를 발표했습니다. 다른 동물의 폐를 인간에게 이식 가능한 폐로 만들 가능성이 제시된 것이죠. 이런 방식의 장기 생산은 수요보다 턱없이 부족한 장기 기증을 대체할 수 있다는 점에서 주목됩니다.

폐암 환자에게 어떤 항암제가 가장 효과적인지 미리 시험해 볼 방법도 연구되고 있어요. 서울아산병원의 장세진 교수 연구팀은 지난 9월 환자 개인의 폐암 세포를 따로 배양해 폐암 조직 '오가노이드'를 만드는 기술을 개발해 발표했습니다. 오가노이드는 줄기세포를 3차원으로 쌓아 배양한 것으로, 실제 조직과 닮아 약물 효과나 질병 원인, 생리적인 반응 등을 연구할 때 사용됩니다. 환자 고유의 유전적 변이 특성을 가진 폐암 조직을 재현하면, 거기에 다양한 항암제를 시험해 가장 효과적인 치료제를 찾을 수 있습니다. 이 기술이 상용화되면 환자 맞춤형 치료가 가능해지고, 신약 개발에 드는 비용과 시간도 단축할 수 있다고 해요.

◇날숨으로 폐암 진단하는 '전자 코'

사람의 날숨을 분석해 폐암을 진단하는 기술도 최근 국내 연구팀이 개발했습니다. 한국전자통신연구원(ETRI) 연구진이 지난해 10월 개발한 호흡 가스 분석기는 마치 사람의 코처럼 냄새를 맡아 검진하는 방식이기 때문에 일명 '전자 코'로 불립니다. 먼저 검진자의 날숨을 비닐봉지에 담고, 그 안에 탄소 막대기를 넣어 호흡 중 배출되는 가스 성분을 채집합니다. 폐 속 암세포는 정상 세포와 대사 작용이 다르기 때문에, 폐암 환자와 정상인의 날숨 속 휘발성유기화합물(VOCs) 성분이 다릅니다. 이 원리를 이용해 기계의 센서로 채집된 가스 성분을 분석합니다.

연구진이 폐암 환자 37명과 정상인 48명의 날숨을 채취해 전자 코 시스템에 적용한 결과, 약 75%의 폐암 진단 정확도를 보였습니다. 연구진에 따르면 더 많은 환자 정보로 빅데이터를 구축할 경우 진단 정확도는 더욱 높아진다고 합니다.


[초미세먼지 농도 ㎥당 10㎍ 오르면 폐암 발생률은 9%씩 증가한대요]

폐 질환을 유발하는 주요인 중 하나로 미세 먼지가 꼽힙니다. 미세 먼지는 입자 지름이 10μm(마이크로미터·100만분의 1m) 이하로, 사람 머리카락 굵기의 5분의 1쯤에 불과합니다. 따라서 코·구강·기관지 등에서 걸러지지 않고 우리 몸속까지 스며듭니다. 입자가 작을수록 걸러지기 어렵기 때문에 지름이 2.5μm 이하인 초미세 먼지는 우리 몸에 더 해롭습니다.

미세 먼지가 우리 몸에 들어오면 면역 세포가 우리 몸을 지키기 위해 나서는데, 이때 부작용으로 염증이 생길 수 있습니다. 또 미세 먼지가 쌓이면 기관지 점막이 건조해지면서 세균이 쉽게 침투해 감염성 질환도 잘 걸리게 됩니다. 질병관리본부에 따르면 초미세 먼지 농도가 ㎥당 10μg(마이크로그램) 증가할 때마다 폐암 발생률은 9% 올라간다고 합니다.