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약의 과학 지식 - 약의 메커니즘과 신약의 개발 ㅣ 뉴턴 하이라이트 Newton Highlight 115
뉴턴코리아 편집부 지음 / 아이뉴턴(뉴턴코리아) / 2018년 1월
평점 :
과학잡지추천 뉴턴앱으로 생생하게 보는
과학잡지 Newton HIGHLIGHT 115
약의 과학 지식
(주)아이뉴턴
과학 전 분야의 핵심 주제와 원리,
뛰어난 일러스트레이션, 진귀한 사진이 담긴
과학잡지 뉴턴하이라이트 115가 이번에는
우리의 건강과 아주 밀접한 의학과학 이야기를 담고 왔습니다.
몸에 상처가 나거나, 아플 때 우리는 제일 먼저
약을 바르고 먹습니다.
질병을 치료해주고 상처를 낫게 해주는 약,
과학잡지 뉴턴하이라이트에서는
약의 과학지식 '약의 메커니즘과 신약의 개발'과
관련된 정보와 지식을 통해 우리에게 약의 기초지식에 대해 알려줍니다.
과학월간지 뉴턴하이라이트 115. 약의 과학 지식 에서는
1. 약의 기초 지식
2. 신약 개발의 세계
3. 회기기적인 약
4. 약품 사전
의 내용을 담아 약의 기초지식을 통해
약과 독의 차이, 약이 만들어진 스토리와
수억의 생명을 살린 약, 알고 먹어야 효과 있는
올바른 약품 사전을 통해 올바른 약 복용법을
인식할 수 있도록 설명해주고 있습니다.
PART 1. 약의 기초 지식
현대인의 생활에서 떼어 놓을 수 없는 약,
약국에 가면 비좁을 정도로 많은 의약품이 진열되어 있는 것을 볼 수 있습니다.
증상에 따라 복용하는 약, 효과도 있지만 그에 따른 부작용도 있습니다.
PART1에서는 약을 둘러싼 일상적인 의문을 알기 쉽도록 설명해주며
약과 독의 신기한 관계와 섞어 먹으면 위험한 약에 대해 알려주고 있습니다.
독, 그리고 약이란 과연 무엇인가?
사람을 포함한 생물체에 어떠한 영향을 미치는 물질을 '생리 활성 물질'이라고 합니다.
생리 활성 물질이 인간에게 도움을 주는 경우는 약, 해로운 경우는 독이라고 부르는 것에
불과합니다. 어떤 물질을 독과 약으로 구분 지을 수는 없으며,
'독과 약은 종이 한 장 차이'라고 할 수 있습니다.
미국 남부와 멕시코 북부에 서식하는 '아메리카독도마뱀'이 분비하는
독에는 '엑센딘-4'라는 물질이 포함되어 있으며, 이 물질은 39개의
아미노산이 이어져 이루어집니다.
한편, 소장에서 분비되는 'GLP-1'이라는 호르몬은 췌장에 작용함으로써
혈당값을 낮추는 기능을 합니다. 이 물질은 31개의 아미노산이 이어져 이루어졌으며,
엑신딘-4는 GLP-1과 모양(아미노산 배열)이 아주 비슷하며 혈당값을 낮추는
기능을 합니다. 이러한 사실 때문에 엑센딘-4는 바이에타라는 당뇨병
치료제로 판매되기 시작했으며, 독이 약으로 탈바꿈한 것이라고 볼 수 있습니다.
약은 생명의 만능 소재인 단백질에 달라붙어 효과를 발휘한다.
통증을 멈추게 하는 '아스피린'은 세계에서 가장 많이 팔리는 약입니다.
아스피린은 전 세계에서 매년 5만 톤이나 생산된다고 합니다.
일반적으로 약은 '단백질'에 달라붙어 그 기능을 바꿈으로써 효과를 나타내는데,
단백질이라고 하면 고기나 계란에 포함된 영양소라 생각할 수도 있습니다.
하지만 그것은 단백질의 단면에 불과하며, 실은 단백질은 우리 몸을
구성하는 만능 소재입니다.
아스피린이 통증을 멈추게 하기 위해서 몸속에서는
'사이클로옥시게나아제'라는 단백질의 작용을 멈추게 함으로써
통증을 완화시킵니다.
우리 몸속에는 무려 10만 종에 이르는 단백질이 있으며,
약이란 이렇게 대랑으로 존재하는 단백질의 표적이 되는 단백질에만
달라붙는 성분입니다.
아픈 곳이 있어 병원에 가서 약처방을 받게 되면
여러가지 증상의 약을 함께 처방해주는데 이렇게 여러 종류의
약을 섞어 먹을 때 조심해야할 점이 있습니다.
여러 종류이 약을 섞어 복용함으로써 예상치 못한 부작용이 나타나는 경우가 있는데,
예를 들면 항생 물질과 위장약을 동시에 복용함으로써 항생 물질의 효과가 없어지는 일이 있습니다.
'뉴퀴놀론계'라는 항생 물질과 '수산화마그네슘'을 주성분으로 하는 '속 쓰림 증상'을
완화하는 약을 같이 복용하면, 소화관 안에서 항생 물질과 마그네슘 이온이
달라붙어 그 결과로 항생 물질이 소장에서 잘 흡수되지 않습니다.
또 약을 먹는 방식에도 주의해야 하는 경우가 있는데,
약은 물과 함께 먹는 것이 가장 좋으며,
주스와 함께 마셔도 괜찮은데 그중에는 자몽 주스와 함께 먹는
것이 금지된 의약품도 있습니다. 그 약은, 약효 성분으로
'디히드로피리딘'이라는 화합물을 포함한 고혈압약(강압제)입니다.
이처럼 여러약을 함께 먹거나, 약을 복용할 때는 주의해야할 경우가
있으므로 처방 받은 약을 받을 때는 약사에게 꼭 자신이 복용중인
약을 설명하거나, 약사가 알려주는 복용법을 지켜야 합니다.
약은 독으로 만들어진다? 독과 약의 차이는?
'독과 약은 종이 한 장 차이' '독도 아니고 약도 아니다' '약도 지나치면 독이 된다'...등등
독과 약이 등장하는 속담은 많습니다. 그러나 일반적으로 약이란 건강을 증진시키는 것이고,
독은 반대로 건강을 해치는 것입니다.
왜 독과 약은 한 장 차이라고 하는지, 독과 약이 신체 내부에서 어떻게 작용하는지
독과 약의 불가사의한 관계를 자세히 알아볼 수 있습니다.
PART 2. 신약 개발의 세계
우리 주변에서는 약을 아주 흔하게 볼 수 있고 구입할 수 있습니다.
그래서 약이라는 것이 쉽게 만들어진다고 생각할 수 있지만,
실제로는 하나의 의료용 의약품(처방전 의약품)을 만들기 위해
걸리는 연구 개발 기간은 약 15~20년, 그리고 거기에 들어가는 비용은
평균 8000억 원이 넘는다고 합니다.
전 세계적으로 수백 개나 있는 제약 회사가 총력을 기울여 연구하고 있는데도
불구하고 1년 동안 승인되는 신약의 수는 세계적으로도 단지 15~20정에 불과합니다.
왜 약을 만드는 과정이 이정도로 어려운 것인지 이번 PART에서 살펴 볼 수 있습니다.
약을 만들기 위해서는 먼저 그 질병의 원인을 알아야 합니다.
예를 들어 인플루엔자(유행성 감기, 독감)를 치료하기 위해서는 인플루엔자의
원인이 무엇인지 알아야 대책을 세울 수 있습니다.
인플루엔자는 '인플루엔자 바이러스'가 기관 등의 세포에서 증식함으로써 발병하는데
바이러스 증식에 관여하는 단백질의 기능을 억제함으로써 인플루엔자 증상을 완화 시킬
수 있다고 추정합니다. 현재, 바이러스 증식에 관여하는 3종의 단백질의 작용을 억제하는
약이 각각 승인되었습니다.
질병의 원인을 찾아 목표가 되는 단백질을 찾는 '병리학'과 신약개발은 뗄 수 없는 관계이며,
이렇게 질병의 원인이 무엇인지 찾아내면서부터 신약 개발은 이루어지는 것입니다.
현재 새로운 개념의 의약품 개발과 차세대형 신약의 개발.치료가 시작되고 있습니다.
'항체 의약품'은 새로운 유형의 약의 대표격이며, '항체'란 외부에서 들어오는
병원체나 바이러스를 공격하는 '면역 기능'에 관여하는 단백질입니다.
항체는 표적이 되는 단백질에 따라 종류가 달라, 정확하게 결합해야 할 상대를 '인식'할 수 있습니다.
항체가 가진 이러한 특징을 의약품으로 활용한 것이 '항체 의약품'이며,
이는 암세포만이 가진 단백질을 표적으로 하는 항체를 만들어 약물로
투여하면 그 암세포만 약물이 작용할 수 있습니다.
iPS 세포를 이용한 신약 개발 연구에 대한 내요인데요,
뉴턴 과학잡지를 자주 봐서인지 4차 산업혁명, AI시대를 맞아
ISP의 발전 과정은 계속해서 나오고 있는 것 같네요.
iPS 세포로 신약 개발 과학의 역사적 전환점을 맞는다
iPS세포를 이용한 신약 개발 연구는 다음과 같이 진행되고 있습니다.
먼저 알츠하이머병 환자에게서 피부 세포나 혈액 세포 등을 추출해 iPS세포를 만들어,
이 iPS세포에 뇌의 신경 세포로 분화하는 자극을 주며 알츠하이머병 환자의 신경 세포와
같은 특징을 가진 신경세포를 얻을 수 있습니다.
iPS 세포는 거의 무한 증식이 가능하기 때문에 신경 세포를 대량으로 확보할 수 있으며,
지금 수많은 질병에 대한 iPS세포가 만들어 지고 있습니다.
이렇게 만들어진 iPS세포는 지금까지 결코 손에 넣을 수 없었던 환자의
신경 세포를 실험에 사용할 수 있게 되었습니다.
PART 3. 획기적인 약
인류는 지금까지 수많은 획기적인 약을 만들어 냈습니다.
PART3에서는 C형 간염의 치료약과, 노벨상을 수상한 감염중 치료약,
그리고 노벨상이 기대되는 혈액 속의 콜레스테롤을 낮추는 약,
그리고 암세포만 공격하는 약 등 획기적인 신약 개발 연구의
여러 사계를 소개합니다.
수억의 인구를 구한 약은? 골프장 곁의 흙에서 어떻게 세기의 특효약이 탄생했을까?
2015년 노벨 의학. 생리학상은 미국 드류 대학의 명예 리서치 펠로인 윌리엄 캠벨 박사와,
일본의 기타자토 대학 특별 영예 교수인 오무라사토시 박사, 중국 중의과학원의
투유유 수석 연구원에게 수여되었습니다.
캠벨 박사와 오무라 박사의 수상 이유는 '선충에 의한 감염증에 대한 신규 치료법 발견'이었으며,
투유유 수석 연구원의 수상 이유는 '말라리아에 대한 획기적인 치료법 발견'이었습니다.
감염증이란 사람에게 질병을 일으키는 '병원체'가 다른 생물 매개로 사람에게,
또는 다른 사람에게 감염되어 일어나는 질병입니다.
병원체에는 바이러스나 세균, 그리고 기생충 등의 종류가 있습니다.
그중에서도 기생충에 의한 감염증(기생충병)은 현재도 세계 20억 명 이상이
앓고 있을 것으로 추정되며 특히 아프리카, 중남미, 아시아에는 중증 환자도 많습니다.
1970년대, 오무라 박사가 주목한 미생물은 '스트렙토미세스속'에 속하는
방선균(세균의 일종)이며, 캠벨 박사는 오무라 박사가 발견한 스트렙토미세스
아베르미틸리스가 만든 물질에 가축의 기생충을 죽이는 능력이 있음을 발견하고
그 물질을 정제하는 데 성공했습니다.
이 세균은 일본 시즈오카 현이토 시의 골프장 부근 토양에서 재취되었습니다.
곰팡이에서 찾아낸 '대박'약품, 혈액 속 콜레스테롤을 낮추는 '스타딘' 탄생의 배경
콜레ㅡ테롤이 많은 식사를 계속하는 등 생활 습관이 흐트러지면 혈액 속의 콜레스테롤의 양이 늘어납니다.
그 상태가 계속되면 동맥 경화가 되고 뇌졸증이나 심근 경색 등을 일으킬 수도 있습니다.
몸속의 콜레스테롤 합성을 억제해 혈액 속의 콜레스테롤 농도를 낮추는 약을 통틀어 '스타틴(statin)'
이라고 부릅니다.
스타틴은 세계에서 수천만 명이 복용하는 매우 중요한 약이며, 스타틴을 세계 최초로 발견한
사람은 일본의 엔도 아키라 박사입니다. 푸른곰팡이에서 항생 물질 페니실린을 발견한 것처럼
엔도 박사 또한 푸른곰팡이에서 스타틴을 발견했습니다.
C형 간염 치료의 최신 상황, 바이러스 제거율 96%, 새로운 치료제 보급
간염에는 여러가지 유형이 있습니다. 하눅ㄱ에서는 B형 간염이 널리 알려져 있지만,
일본에서는 C형 감염이 특히 문제가 되었습니다.
2015년 5월, C형 간염 바이러스가 신약인 '소포스부비르(상품명 : 소발디)'가 일본에서
사용되기 시작했습니다. 임상 시험에서는 96%의 화낮에서 바이러스가 제거되었는데,
기존 약에 비해 기존 약에 비해 매우 좋은 성적이라고 합니다.
C형 간염은 20~30년에 걸쳐 거의 증상이 나타나지 않은 채 진행되며,
그 사이 간암에 걸릴 위험성이 조금씩 높아지는 질병입니다.
신약이 바이러스를 제거하는 메커니즘에서부터 바이러스 제거 후의 과제에
이르기까지 눈부신 진보를 거듭하고 있는 C형간염의 현주소를 살펴볼 수 있습니다.
4. 약품 사전
감기나 두통 등의 일상적인 건강 이상에서부터 고혈압, 당뇨병 같은
생활 습관병에 이르기까지 인간은 여러 가지 질병에시달리고 있습니다.
PART2~3에서 살펴본 것과 같은 연구를 통해 많은 질병에 대한 특효약이 만들어졌습니다.
1980년 이후 위궤양에 대한 특효약이 만들어진 덕분에 지금은 약을 먹기만 해도
치료할 수 있게 되었습니다. PART4에서는 질병별로 대표적인 처방약을 정리하면서,
약이 효과를 발휘하는 메커니즘을 설명해주고 있습니다.
'PART4. 약품 사전'에서는 여러 증상과 그에 따른 약품을 소개해주고 있습니다.
현재는 각 분야별로 약효가 인정된 많은 약품이 나와 있으며,
'약품 사전'에서는 대표적인 처방약을 중심으로 180여 종의 약이 질병과
증상별로 설명이 되어 있어 각 약들의 효능효과를
꼼꼼히 살펴보고 증상에 맞는 약을 복용하면 좋을 것 같네요.
과학잡지 뉴턴 'Newton HIGHLIGHT 115. 약의 과학지식' 이번 책은
아이와 더불어 저에게도 많은 도움을 주는 내용이 담겨 있네요.
평소 조금만 아파도 병원에 가서나 약을 먹는데, 약의 기초 지식과
약품 사전을 통해 좀 더 신중하게 약을 복용해야겠다는 생각이 들었어요.
지난 주말 케이블 TV에서 이와 관련된 '신약 개발'에 대한 내용을
재미있게 접했는데, 뉴턴하이라이트 과학잡지를 보고 나니 더 흥미롭게
느껴졌고 어렵게만 느껴졌던 내용을 쉽고 재미있게 접해서 아주 좋았다고 하네요.
과학잡지 뉴턴하이라이트는 역시.. 과학을 좋아하는 아이들에게
인정 받는 과학월간지 인 것 같습니다.