반복되는 식품 안전 문제 '神農 쥐'가 나선다

  • 2020.12.17
비침투성 리얼타임 광학 생체 검사 진단을 위한 3D 분석 영상 속 선농(神農)쥐와 일반 실험용 쥐 발현 모습. 일반 실험용 쥐(왼쪽), 형광 빛을 뿜어내고 있는 선농쥐(오른쪽) [사진=CNA]

지난 2019년,

타이완에서는 무려 42.2만 명이 만성 신부전으로 진료를 받았고 신장 기능에 손상으로 투석을 받는 환자의 수는 약 9.2만 명에 달하는 것으로 나타났습니다.

전 세계적으로 신장이식이나 투석을 요하는 신장병 환자의 수가 해마다 증가하고 있지만, 신장병의 위험성에 대해 잘 알지 못해 신장을 소홀히 하는 분들이 많은데요.

특히 우리의 신장은 50%까지 손상되어도 뚜렷한 증상이 없는 경우가 많아 환자가 급성신부전이나 투석 직전까지도 자신의 신장이 망가졌는지도 모르고 평소와 같이 생활할 수 있다고 합니다.

따라서 일상생활 속 우리의 먹거리나 복용하는 약에 숨어 우리의 건강한 신장을 위협할 수 있는 독성물질을 걸러내기 위해서 반드시 신제품 개발과정에 전임상 시험에서 엄격한 안전성 평가나 독성 검사를 거쳐야 합니다.

보편적으로 신장 기능검사를 통해 신장의 손상 정도와 신장이 잘 기능하는지 파악할 수 있는데요. 신장 기능검사 항목에는 혈액과 소변 내의 혈액요소질소(BUN), 크레아티닌, 사구체여과율 수치 등이 포함됩니다. 이중 신장 기능을 평가하는 척도로 주로 보는 것이 바로 혈중 크레아티닌 농도입니다. 크레아티닌은 근육에서 만들어지는 노폐물로 정상인의 경우엔

대부분 신장(사구체)에서 모두 여과돼 소변으로 빠져나가는데요. 하지만 신장 손상으로 정상적인 기능을 하지 못하게 되면, 크레아티닌이 소변으로 빠져나가지 못하고 혈액 속에 머물게 되어서 혈중 크레아티닌 농도가 높아지게 됩니다. 그렇기 때문에 혈액 안의 크레아티닌 농도는 신장이 얼마나 잘 작동하는지 확인할 수 있는 지표가 되는데요.

따라서 일반적으로 크레아티닌 수치가 2㎎/dl을 초과하면 신부전으로 간주합니다. 그러나 신장은 50% 정도 망가져도 정상적으로 기능을 할 수 있어서 처음 소변검사에서 크레아티닌 농도가 정상으로 나와 안심하다가 이후 자각 증상이 나타나 병원을 찾았을 때 크레아티닌 수치가 10㎎/dl이 넘어서 말기 심부전으로 이행돼 바로 투석을 받게 되는 사례도 적지 않은데요. 그러므로 혈액과 소변검사 소견이 정상이라도 신장 손상 가능성에 대한 긴장을 늦추면 안 됩니다.

이렇듯 종합검진 등으로는 신장기능 이상 여부를 단순히 혈액과 소변검사를 통해 찾아내지 못하는 사례가 종종 발생하기 때문에, 최근 타이완 국가실험연구원(國家實驗研究院) 산하 국가동물연구센터(國家實驗動物中心)에서는 식품, 약물 등 제품의 함유된 신장을 손상할 수 있는 독성을 확인하는 임상시험에서 사람을 대신해 제품에 개발과정에서 독성검사를 할 때 신장 손상을 예측할 수 있는 실험용 쥐인 선농(神農)쥐를 개발했습니다.

여기서 잠깐!!

국가동물연구센터에서 야심 차게 개발한 선농쥐 이전에 일반적으로 전임상 시험 단계에서 실험 약물로 인한 신장 손상을 예측하기 위해서 주로 아래 두 가지 방법을 선택했는데요.

우선 기존에 실험용 쥐를 대상으로 한 전임상시험의 경우 대부분 혈액요소질소와 크레아티닌 검사를 통해 신장 손상 여부를 파악 있습니다.

그리고 앞서 지난 2005년, 미국식품의약국(FDA)와 유럽의약국(EMEA), 그리고 연구자들로 이루어진 안전성예측시험컨소시엄 PSTC(Predictive Safety Testing Consortium)로 명명된 국제 실험팀은 쥐에 소변에서 신개발 약물로 인한 신장 손상을 예측 즉 발견할 수 있는 알부민(albumin), 클루스터린(clusterin), 트레포일 팩터 쓰리(trefoil factor-3)등 7개 잠재적 바이오마커(biomarker)를 선택해서 기존에 1주일 후에야 알 수 있었던 혈액요소질소와 크레아티닌 검사 결과를,  PSTC는 7가지 바이오마커를 통해 한 시간 안에 세포 손상까지 검진할 수 있으며, 나아가 신장 손상 부위도 특정할 수 있게 되었는데요.

분명히 타이완 국가실험연구원 산하 국가동물연구센터에서 야심 차게 개발한 선농쥐가 도대체 뭐가 특별해? 라고 생각하시는 청취자분들이 계실 것 같아요.

선농쥐는 손상된 신장 세포에서 발현할 수 있는 효소인 미오이노시톨산소화효소(Myo-inositol oxygenase,MIOX)를 바이오마커로 선택해, 청색의 발광 효소와 융합해, 3D광학 이미징 기술을 이용해

살아있는 선농쥐의 발현패턴을 즉 신장 손상 여부를 해부할 필요 없이 비 침투 방식으로 관찰할 수 있습니다.

미오이노시톨 산소화효소는 신장 손상 시 24시간 안에 손상된 신장 세포에서 혈청과 소변으로 배출되어서 빠르게 신장 손상을 발견할 수 있는데요.즉 식품이나 약품 등에 의해 선농쥐에 신장이 손상되었을 경우, 3D광학이미징 영상에서 선농쥐의 신장 상피 세포에 발현되는 형광색의 농도로 식품이나 약품에 독성여부를 판단하면 됩니다.

또 앞서 지난 2005년 PSTC가 신개발 약물로 인한 신장 손상을 예측할 수 있다고 개발한 7개 잠재적 바이오마커를 이용한 기술은 7개 잠재적 바이오마커를 1회 검출하기 위해 시약을 구입하려면 뉴타이완 달러 400~ 600원(한화 약 1만5,536원~2만3,304원, 2020.12.17일 기준,이하 같음)이 드는데요. 반면, 선농쥐에서 미오이노시톨 산소화효소를 검출하기 위해 사용한 시약에 가격은 불과 뉴타이완 달러 50~60 (한화 약 1,942원~2,330.40원) 사이로 상대적으로 훨씬 저렴합니다.

선농쥐의 선농(神農)은 의약과 농업의 신으로 불리는 선농에서 유래 되었는데요.

선농은 현명하고 자애로운 왕이었다고 전해져 내려오는데요.

《淮南子(회남자). 修務訓(수무훈)》에 이르기를

"선농은 일찍이 온갖 풀을 맛보고 물맛이 단가 쓴가를 알아보아서 백성들로 하여금 알고 피할 수 있게끔 하였는데 하루에 70번 중독되었다"라고 하였다는 기록이 남아있는데요.

당시 약이나 의료 체계가 없어 백성들이 독초를 잘못 먹고 목숨을 잃게 되는 사건들이 종종 발생했다고 전해지는데요. 어떻게 백성이 아파서 죽어가는데 자신은 아무것도 못하고 가만히 지켜봐야 하는가?

선농은 자신이 가진 모든 능력을 동원해 의약 지식을 넓히기로 했습니다.

이후 선농은 매일 숲으로 가서 야생초를 채취하고 독초인지 약초인지 구별하기 위해 직접 맛을 보았는데요. 하루에 70번 중독되기를 반복하며 그는 약초 365종을 찾아냈습니다.

선농과 같이 우리를 대신해 먹을거리나 의약품의 독성 실험 평가에 중요한 역할을 하는 숨은 공신 선농쥐.

사람을 위해 자신을 희생하는 선농쥐에게 고마움을 전합니다.

프로그램 진행자

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