에바 베르테스, 의학의 미래를 바라보다

감사합니다! 10대의 마지막 날을 여기서 보내다니 정말 영광이에요. 오늘 저는 미래에 대해 말씀 드릴 생각이에요. 하지만 시작은 옛날 이야기로 해볼게요. 제 이야기는 제가 태어나기 전에 시작되었어요. 제 할머니는 열차에 실려 죽음의 수용소가 있는 아우슈비츠로 가는 중이셨어요. 가는 도중에 선로의 갈림길을 만났고, 어떤 영문이었는지는 정확히 모르지만, 기차가 잘못된 선로를 타고 아우슈비츠 대신 노동 캠프로 향했습니다. 덕분에 할머니는 살아남아서, 할아버지와 결혼하셨어요. 두 분은 헝가리에서 태어난 엄마가 2살이 되던 무렵, 헝가리 혁명 때문에 망명을 결심하게 됩니다. 이 때는 배를 타고 탈출했는데 또 갈림길이 있었죠. 캐나다와 호주, 둘 중 어느 곳으로 갈지 모르는 상황이었어요. 어디로 가는지도 모르고 있었지만, 도착하고 보니 캐나다였다고 해요. 그래서 캐나다에서 살게 되셨어요. 할머니는 토론토에 있는 밴팅 연구소 소속 화학자셨고, 44세에 위암으로 돌아가셔서, 제가 직접 뵐 기회는 없었어요. 하지만 제 이름 에바 베르테스는 할머니의 이름을 그대로 물려받은 거에요. 과학에 대한 열정까지도 그 분께 물려받은 거라고 생각하곤 해요.

제 열정을 자각한 곳은 사실 이 곳에서 그리 멀지 않은 곳이에요. 아홉 살 때 그랜드 캐년으로 여행을 가고 있었거든요. 어릴 적 저는 책을 좋아하지 않았어요. 아빠가 추천한 소년 추리물이나, 제가 고른 소녀 추리물이나, 이것저것 노력해봐도 도무지 흥미를 붙일 수 없었죠. 그러던 중 엄마가 그랜드 캐년 여행에 건네준 책, "The Hot Zone"의 매력에 빨려 들어갔어요. 이 책은 에볼라 바이러스 창궐에 대한 내용으로, 표지에는 울퉁불퉁하게 생긴 바이러스의 사진이 있었는데, 너무 재미있었어요. 그랜드 캐년을 따라서 빅 서(Big Sur)로, 그리고 이 곳, 몬트레이까지 이르는 여정이었는데, 오는 내내 저는 그 책을 봤어요. 의학에 투신해야겠다는 것도 그 때 깨달았죠. 저도 책에 나온 것처럼 아프리카 정글이나 연구실에서 죽음의 바이러스가 무엇인지 탐험하겠다 생각했어요. 그 이후로는 의학 책이라면 손에 잡히는 대로 읽었고, 정말 너무 너무 좋았어요. 하지만, 고등학교에 진학할 때까지는

그저 의학계의 수동적인 관찰자였죠. 고등학생이 되고 나서, 이제는 다 큰 고등학생이니까 -- 저 넓은 의학계에서 어쩌면 제가 할 일도 있지 않을까 하는 생각을 했죠. 14살인 저는 지역 대학교의 교수님들께 이메일을 보냈어요. 연구실에서 일할 수 없겠느냐고요. 답변은 거의 못 받았어요. 제가 생각해도, 14살 짜리에게 답변할 이유가 없겠죠. 그 중 한 분이셨던 제이콥스 박사님을 직접 찾아뵌 후에야 연구실에 받아들여졌어요. 그 때 당시, 저는 신경과학에 빠져있었기 때문에 신경학 연구 프로젝트에 참여하고 싶었어요. 특히 중금속이 신경조직의 발달에 미치는 영향에 관심이 많았습니다. 그 분의 연구실에서 1년 간 일하고, 여러분도 예상하실만한 결과를 도출합니다. 초파리가 중금속을 먹으면 신경구조가 심하게 손상된다는 것이었어요. 척수가 망가지고, 뉴론들이 사방으로 얽혀버리죠. 이 시점부터 손상 자체보다, 손상을 방지하는 방법에 관심을 갖게 되었습니다.

알츠하이머병에 관심을 갖고 책을 읽어대기 시작한 것도 이 때였어요. 관련 연구들에 익숙해지려고 노력했어요. 그러던 어느 날 의학 도서관에서 퓨린 유도체(Purine Derivatives)에 대한 논문을 접했어요. 세포 성장을 촉진하는 물질로 보였는데 내용을 잘 모르는 상태였기 때문에 이렇게 생각했어요. "오, 알츠하이머병은 세포가 죽어서 기억 장치에 문제를 일으키는 거니까, 퓨린 유도체로 혼합물을 만들면 세포 성장을 촉진할 수 있을까? 세포 성장 촉진이 가능하다면, 세포 괴사를 막을 수 있을지도 몰라." 아직도 진행되고 있는 프로젝트가 바로 이 아이디어에서 시작되었습니다. 연구 결과, 구아니딘이라는 퓨린 유도체가 세포 성장을 60% 정도 억제한다는 것을 발견했어요. 이 실험 결과를 국제 과학 경진대회에 출품했었는데, 제 일생에서 가장 놀라운 경험 중의 하나가 되었습니다. 의학계 국제부 우승상을 받고, 넓은 의료계의 문 안으로 첫 발을 디딜 수 있었으니까요.

그 때부터 대단히 흥미로운 세계가 펼쳐지기 시작했어요. 단번에 전부 탐험하고 싶었죠. 물론 불가능하다는 것도 알지만요. 그러다가 암 줄기세포를 우연히 알게 되었어요. 오늘은 바로 그것, 암에 대해 이야기할 생각이에요. 처음에는 암 줄기세포라는 말을 들었을 때, 어떻게 암과 줄기세포, 이 두 단어가 공존하는지 이해할 수 없었어요. 그 당시에만 해도 줄기세포는 미래의 여러 질병 치료에 사용될 만병통치약처럼 회자된 반면, 암은 오늘날의 가장 무서운 질병이라고 알려져 있었거든요. 어떻게 선과 악이 공존하겠어요? 지난 여름 저는 스탠포드 대학에서 암 줄기세포 연구를 진행했습니다. 관련 서적을 읽으면서 암이라는 새로운 분야에 익숙해지도록 노력했어요. 종양은 줄기세포에서 시작되는 것처럼 보이더군요. 이 점이 저를 사로잡았어요. 읽으면 읽을수록 암이 다르게 보였고 나중엔 두려움도 많이 없어졌어요.

암은 상처에 대한 직접적인 인체 반응 중 하나입니다. 흡연은 폐 조직에 손상을 입혀서 폐암을 유발합니다. 음주는 간을 손상시키서 간암을 일으키고요. 정말 흥미로웠어요. 골절상을 입으면 뼈에 암이 생긴다는 연구결과도 있었어요. 왜냐하면 줄기세포는 다른 종류의 신체 조직으로 변화할 수 있는 놀라운 능력을 가진 세포거든요. 인체는 조직이 손상된 것을 알아채고 암을 일으킵니다. 거의 치료의 과정이나 다름없어요. 인체는 폐 조직이 손상되면, 폐를 치료해야 한다고 암을 통해 알리는 것입니다. 암은 폐를 고치려고 발생한다는 거에요. 왜냐하면 암과 함께 과도하게 증식되는 세포는 폐 조직이 될 수도 있었어요. 문제는 이렇게 독창적인 치료 반응을 일으킨 후에 통제를 못 한다는 거에요. 의도한 작업을 완수할만큼 미세한 조정을 아직 할 수 없는 거죠. 저는 이 주제에 완전히 빠져들었어요.

저는 사람들이 암을 포함한 모든 질병을 그렇게 이분법적으로 판단해서는 안된다고 생각해요. 현재 암에 대한 처방에는 화학요법과 방사선요법이 있어요. 암을 죽이기 위해 독소와 방사선으로 폭격을 가하는 거죠. 하지만 이것은 사실 미봉책이나 다름없어요. 암은 제거하지만, 애초에 인체가 제거하려고 했던 원래의 상처는 다시 드러나니까요. 그러니 제거 방법보다는 적절한 조절 방법을 고민해야하지 않을까요? 처음에 암세포가 생겨난 목적에 맞게 이 세포들이 뼈 조직, 폐 조직, 간 조직으로 변이할 수 있도록 해 줄수만 있다면 암이 치료의 과정이 될 수도 있어요. 암 발생 이전보다 건강해지는 것이고요. 이것이 암을 보는 제 관점을 완전히 바꾸었어요. 암에 대한 논문들을 읽다보니 많은 양의 논문들이 유방암의 유전성에 대해 다루고 있었어요. 유방암의 유전성과 병의 진행과정에 대해서요. 인체의 어느 곳에 암이 발생해서 어디로 가는지 추적하는거죠.

하지만 논문을 읽다 보니, 심장이나 골격근에서는 암이 발견된 사례가 없다는 놀라운 사실을 알게 되었어요. 골격근은 우리 몸의 50% 이상을 이룹니다. 처음에는 이렇게 생각했어요. "내가 아직 못 봐서 그렇지, 골격근에 암이 없는 이유에 대해 이미 누군가 납득할만한 설명을 해두었을거야." 그래서 가능한 많은 논문들을 찾아서 읽어 보았습니다. 놀랍게도 이에 대한 연구가 극히 드물더라고요. 골격근 조직이 암 발생 자체도 억제할 뿐 아니라 암의 전이(metastasis)에도 강한 저항력을 가지고 있다는 사실을 밝히는 연구도 있었어요. 암이 전이된다는 말이 무슨 뜻이냐면 암에서 떨어져 나온 종양 조각이 혈류를 타고 다른 기관으로 옮겨간다는 거에요. 그게 전이죠. 이것이 암을 가장 위험한 질병으로 만드는 주원인이기도 해요. 암이 국소 부위에 국한된 거라면, 제거해버리거나 어떻게든 억제하면 그만이거든요. 하지만 인체 내에서 다른 부위로 이동한다는 점이 치명적입니다. 그래서 골격근에는 암이 발생되지 않을 뿐 아니라 전이조차 되지 않는다는 사실은 무언가 중요한 시사점이 있는 듯 보였어요. 그런데 대부분의 논문은 "암이 골격근에 전이되는 경우는 매우 드물다"라고 묻는 지점에서 끝나버렸어요. 왜 그런지 묻는 사람이 없었습니다.

그래서 제가 묻기로 결심했죠. 우선 골격근 생리학 전문인 교수님 몇 분에게 이메일로 이렇게 여쭤봤어요. "암이 골격근에는 접이되지 않는 것 같은데, 특별한 이유가 있나요?" 제가 받은 대부분의 대답은 근육은 최종 변이 조직이기 때문이라는 설명이었어요. 더 이상 분리되지 않는 세포라는 뜻이죠. 암이 노릴만한 좋은 타겟이 아니라는 거죠. 하지만, 골격근에는 전이도 없다는 사실이 이 가설은 틀렸다는 느낌을 주었습니다. 하지만, 최종 변이 조직인 뇌 신경 조직에도 암 전이는 일어나거든요. 그래서 제 스스로 파헤치기로 했습니다. 오는 5월부터 제 가설을 가지고 마이애미의 실베스터 암 연구소에서 본격적인 연구를 시작할 거에요. 답을 얻을 때까지 계속할 거고요. 하지만 과학이란 답을 얻으면 더 많은 질문이 쏟아져 나오기 마련이니까 아마도 평생 동안 이 일을 하게 되겠죠.

제 가설 중 몇 가지는 골격근에는 세포로 유입되는 혈관이 많다는 점에 착안했어요. 우선 머리에 떠오른 것은 혈관이 암 세포의 고속도로나 다름 없다는 사실이었어요. 종양 세포는 혈관을 통해서 이동하니까요. 고속도로를 많이 갖춘 조직이 암 발생이나, 전이의 가능성도 높아지겠죠. 그래서 처음에는 "암이 골격근에 전이할 가능성이 높지 않을까?" 생각했어요. 또, 암 진행은 신생 혈관 생성(angiogenesis)을 동반하는데, 이것은 종양이 자랄 수 있도록 혈관을 끌어모으는 과정을 말합니다. 새 혈관을 만들지 못하는 종양은 너무 작아서 인체에 해를 끼칠 수 없어요. 다시 말해, 신생 혈관 생성이 암 발병 과정에 핵심적인 역할을 하고 있다는 거죠.

왜 골격근에 암이 생기지 않는지 궁리하는 중에 눈에 띈 한 연구는 실험 결과, 골격근의 미세 암 전이율이 16%나 된다는 실험 결과를 싣고 있었어요. 16%라니! 골격근에는 미세 종양들만 존재하는 것이 아니라 16%의 실제 전이가 있었다는 거에요. 골격근이 신생 혈관 생성 조절 능력을 가지고 있어서 종양이 혈관을 모으는 과정에 개입하고 있다는 증거가 될 수도 있어요. 우리는 골격근을 아주 많이 사용합니다. 심장과 근육이 끊임없이 움직이니까요. 근육이 혈류 공급의 필요성을 직관적으로 알 수도 있을까요? 근육은 끊임없이 수축해야 하니까 어쩔 수 없이 이기적으로 혈관을 가로채서 쓰는 거에요. 그러면 근육 조직에 침투한 종양은 혈류 공급을 받지 못해 성장을 못해요.

어쩌면 골격근 내에 신생 혈관 형성을 억제하는 요인이 있거나 신생 혈관 형성을 제어할 수 있는 능력이 있을 수도 있어요. 이게 사실이라면 미래의 암 치료요법이 될 수 있겠지요. 그리고, 인체 내 종양 이동 방식도 무척 흥미로워요. 케모카인(chemokine) 네트워크라는 복잡한 시스템을 따르는데, 케모카인은 암에게 가라 서라 하는 신호를 주는 화학적 유인물입니다. 종양은 케모카인 수용체를 가지고 있고, 인체의 각 기관들은 종양을 부르는 케모카인을 발산합니다. 종양은 케모카인이 있는 방향으로 이동해요. 골격근이 케모카인을 발산하지 않는 조직일까요? 몇몇 보고서에서도 언급되었듯이 골격근의 손상이 전이 활동과 연관되어 있다는 것도 흥미로운 부분이에요.

골격근도 손상되면 케모카인을 발산합니다. "암, 이리와." 하고 종양을 부르기 위해서 케모카인이 발산하는 것이지요. 이렇게 복잡한 상호 작용 관계 때문에 종양이 골격근에 접근하지 않는 이유에 대한 가설은 아직 여러 가지로 나뉩니다. 중요한 건 연구가 진행될수록, 암을 공략해볼수록, 암이 없는 곳을 추적해볼수록, 거기 뭔가 있다는 생각이 드는 거에요. 분명히 무언가 있을 거에요. 인체의 종양 저항력을 높여주는 방법이요. 화합물이든, 수용체든, 골격근이 가지고 있는 항암성을 통제할 수 있는 이 특징을 암 치료에 활용할 수 있을지 몰라요. 암을 인체의 자가 치료의 한 부분으로 볼 때 골격근의 암 저항력은 골격근 내의 MyoD라는 요소와 연관이 있어요. MyoD의 주요 역할은 세포들을 근육세포로 변이시키는 것입니다. 실험을 통해 MyoD 화합물은 수많은 종류의 세포를 골격근 세포로 변환한다는 사실이 확인된 상태입니다. 종양 세포가 골격근 조직에 도달하여 접촉한 즉시 MyoD가 종양 세포를 골격근 세포로 변환시킬 수도 있지 않을까요? 즉, 종양이 골격근 세포로 변장하기 때문에 눈에 띄지 않을지 모른다는 거죠.

종양이 해롭기는 커녕 근육의 상처를 치료하는 셈입니다. 근육은 끊임없이 사용하는만큼 계속해서 손상되니까요. 근육이 찢어지거나 잘못 움직여서 손상될 때마다 암이 발생해요. 실제로 대부분의 사람이 암을 가지고 있어요. 저도 이렇게 말하고 싶지 않지만 사실이에요. 항상 사용해야 하는 근육 세포는 다른 신체 조직보다 상처에 대한 대응이 빠릅니다. 미세 조정을 통해 치료 과정을 빨리 끝낼 수 있어요. 저는 인체가 아주 아주 똑똑하다고 믿어요. 몸이 명령하는 걸 거스를 수는 없어요.

이물질인 세균이 침투했을 때는 몸이 내보내고 싶어합니다. 하지만 질병 같더라도 인체가 시작한 증상이라면 임의로 제거하는 것은 올바른 해결책이 아니에요. 물론 아직은 현실성이 없어보이지만, 언젠가는 암을 치료에 사용하는 날이 올지 모르죠. 뇌 세포가 죽어가는 알츠하이머병처럼 신체 조직 일부의 건강이 나빠질 때는 제대로 작동하는 새로운 뇌 세포를 보충해야 하잖아요. 이런 때에 암을 사용하는 날도 오지 않을까요? 종양을 뇌에 넣고 뇌 세포로 변이시킬 수 있다면 말이죠.

너무 비현실적이지만, 전 가능할 수도 있다고 믿어요. 모든 세포는 아주 다재다능하니까, 암 세포도 다용도로 쓰일지 몰라요. 암 세포를 다루는 우리의 기술이 늘기만 한다면요. 몇 가지 아이디어가 너무 비현실적이기는 하지만, 이런 생각을 TED가 아니면 어디서 나눌 수 있겠어요. 정말 감사합니다.

(박수)