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[퓨처 Eyes(21)] 붉은털원숭이 복제 성공, 의학 연구의 '게임 체인저' 될까?
- 중국 과학아카데미 연구팀이 처음으로 붉은털원숭이(레서스원숭이·Rhesus monkey) 복제에 성공했다고 영국 BBC가 보도했다. 이 종은 인간과 유사한 생리학적 특징으로 의학 연구에 널리 활용된다. 이번 성과는 의약 개발 속도를 획기적으로 늘릴 수 있는 잠재력을 지니고 있어 주목받는다. 중국 연구팀은 유전적으로 동일한 개체로부터 얻은 결과는 실험의 신뢰성을 높일 수 있기 때문에 붉은털원숭이 복제를 통해 신약 실험의 효율을 극대화할 수 있다고 기대하고 있다. 기존 붉은털원숭이 복제 시도는 출산으로 이어지지 않거나 탄생 후 몇 시간 만에 태아 사망 등으로 실패했던 반면, 이번에 복제된 원숭이는 2년 이상 건강하게 성장함으로써 연구팀은 안정적인 기술 확보를 입증했다. 붉은털원숭이 복제는 1996년 대리모를 통해서 태어난 '복제 양' 돌리(Dolly) 성공 이후 역사상 두 번째 유명한 동물 복제로 또 다른 시각을 제시한다. 그러나 돌리는 최초로 복제된 동물은 아니다. 1902년 스위스의 한스 스페만이 도룡뇽을 복제했던 것을 최초의 복제 실험으로 보고 있다. 발생생물 분야에 중요한 발전을 이룬 스페만은 도룡뇽의 수정란이 첫 번째 세포 분열을 시작할 때, 미세한 루프를 이용해 수정란을 두 개의 별도 세포로 분리했다. 이외에도 1952년 미국의 브릭스와 킹의 개구리 복제, 면양 복제(1986년), 소와 돼지 복제(1989) 등 다양한 사례가 있다. 다만, 복제양 돌리는 생식세포를 통한 복제가 아니라 체세포를 활용해 복제에 성공한 첫 사례로 유명하다. 이후 2001년에는 세계 최초의 복제 고양이 카피 캣(Copy Cat)이 탄생했다. 텍사스 A&M 대학교의 연구자들이 체세포 핵 이식 방식을 이용하여 카피 캣을 만들었다. 2003년, 이탈리아에서 체세포 핵 이식 방식으로 복제된 최초의 말 프로메테아(Prometea)가 태어났다. 프로메테아는 복제된 동물이 자신의 복제 원본으로부터 탄생한 첫 사례이기도 하다. 또한 2005년, 서울대학교 황우석 박사 연구팀에 의해 복제된 최초의 개 스너피(Snuppy)가 태어났다. 아프가니스탄 하운드에서 복제된 스너피는 체세포 핵 이식 방식을 이용해 과학계의 큰 주목을 받았다. 그 밖에 소와 돼지 복제도 다수 이루어졌다. 특히 돼지는 의학 연구에 매우 중요한 동물로, 인간과 비슷한 생리적 특성을 가지고 있다. 복제 돼지는 장기 이식 연구, 약물 테스트, 유전병 연구 등에 활용되고 있다. 중국 연구팀은 핵심 세포 재프로그래밍 기술을 통해 붉은털원숭이 배아를 형성한 뒤 대리모에게 이식하는 과정을 거쳐 복제 과정을 완료했다. 이는 돌리 양 복제 기술과 유사한 방법이지만, 인간과 더 큰 유전적 유사성을 지닌 붉은털원숭이 복제 성공으로 의료 연구 영역에 획기적인 파급 효과를 낼 수 있다. 중국 과학아카데미의 대학 루 팔롱(Lu Falong)박사는 BBC 뉴스와의 인터뷰에서 "(복제 원숭이) 성공적인 결과에 모두가 기뻐했다"고 밝혔다. 붉은털원숭이는 아프가니스탄부터 인도, 태국, 베트남, 중국에 이르는 광범위한 지역에서 야생 서식하며 감염과 면역 연구 실험에 주로 활용된다. 2018년 중국과학원은 마카크 원숭이(긴꼬리원숭이) 복제에 처음으로 성공했으나, 의료 연구에서는 인간과의 유전적 유사성 때문에 붉은털원숭이가 더 선호된다. 그동안 성체 세포를 이용한 포유류 복제 기술은 여러 한계를 드러냈다. 대다수의 복제 시도에서 유전자 재프로그래밍 과정 중 오류가 발생하고, 태어난 복제 개체의 수가 적으며 건강한 복제 개체는 더욱 드문 상황으로, 대부분의 포유류에서 성공률은 1~3%에 불과했다. 특히 붉은털원숭이의 경우 이러한 복제는 더 어려운 과제로 여겨졌으며, 연구팀이 2년에 걸친 노력 끝에 처음으로 복제에 성공하기 전까지는 태어나서 생존한 복제 개체가 없었다. 앞서 중국 과학원은 2018년 긴꼬리원숭이 복제에 성공했으나 생존율이 낮았다. 체세포 핵이식(SCNT)로 알려진 표준복제기술(체세포의 핵을 핵이 제거된 난자로 이식하는 기술)은 일반적으로 복제된 배아의 출생율과 생존율이 극이 낮다. 당 연구자들은 109개의 긴꼬리원숭이 복제배아를 생산하고 그 중 21마리의 대리모원숭이에게 이식했다. 그 중 단 2마리만 살아남았으나 성체가 되기까지 생존하지 못했다. 연구팀은 실패한 붉은털원숭이 복제 시도에서 태반이 복제 과정 중 제대로 재프로그래밍되지 않아 정상적인 발달이 이루어지지 않았다는 사실을 발견했다. 배아의 성장에 필수적인 산소와 영양분 공급에 중요한 역할을 하는 태반이 제 기능을 하지 못했기 때문에 복제가 성공하지 못했던 것. 이에 연구팀은 복제 배아의 외부층, 즉 정상적으로 태반으로 발달하지 않는 부분만을 활용해 복제 과정에서의 문제를 해결했다. 연구팀은 동물의 몸통으로 발달하는 내부 세포를 제거하고, 이를 정상적인 태반이 발달할 것으로 예상되는 비복제 배아의 외부층에 주입했다. 이 방법을 통해 연구팀은 총 113개의 배아를 사용하여 11개를 이식했으며, 이 과정에서 2번의 임신과 붉은털원숭이 1마리의 정상 출산으로 이어졌다. 연구팀은 태어난 원숭이에게, 복제기술 '영양포 대체(trophoblast replacement)'에서 따온 '레트로(ReTro)'라는 이름을 붙였다. 레트로는 수컷 원숭이로 2년 이상 생존하고 있다. 다른 대리모는 쌍둥이를 임신했으나 106일만에 사망했다. 이 연구는 지난 1월 17일 학술지 '네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)'에 개재됐다. 네이처는 "복제된 배아에 건강한 태반을 제공하는 방법은 영장류 연구와 관련된 더 많은 연구의 길을 열어 줄 수 있다"고 평가했다. 복제팀의 루 팔롱 박사는 BBC 뉴스와의 인터뷰에서 붉은털원숭이 복제 연구의 핵심 목표에 대해 설명했다. 그는 "연구팀의 주된 목적은 더 많은 복제 원숭이를 성공적으로 얻는 동시에 실험에 사용되는 배아의 수를 줄이는 것"이라고 밝혔다. 또한, 그는 이 연구가 모든 윤리적 허가를 받고 진행되었다고 강조했다. 루 박사는 이어서 "연구 과정에서 모든 동물 실험 절차는 중국 과학 아카데미 상하이 생물과학 연구소 및 CAS(Center for Advanced Study) 뇌과학 및 인공 지능 기술 우수 센터 신경과학 연구소의 동물 사용 및 관리 위원회의 엄격한 지침을 따랐으며, 이 프로토콜은 CAS 동물 사용 및 관리 위원회의 승인을 받았다"고 말했다. 이러한 발언은 연구팀이 동물 실험의 윤리적 기준을 준수하고, 과학적 연구에서의 동물 복지를 중시하고 있음을 나타낸다. 과학자들은 이러한 복제 원숭이가 우울증, 불안증과 같은 인간의 정신 질환 연구뿐 아니라 약물 평가 프로젝트를 위한 모델로 사용될 가능성이 있다고 기대했다. 상하이 중국과학원 신경과학연구소 무밍 푸(Mu-ming Poo) 소장은 "약물 테스트에 사용할 수 있는 유전적으로 균일한 원숭이를 대량 생산할 수 있다"고 말했다. 반면, 동물 복지 단체들은 이번 성과에 대해 깊은 우려를 표명했다. 포유류의 경우 자연 번식은 부모로부터 유전자의 혼합을 통해 다양성이 유지되는 반면, 복제는 유전적으로 동일한 개체를 만드는 기술이다. 이에 일부 동물 복지 단체들은 유전자 다양성 저하, 윤리적 문제 등을 우려하며 동물 복제 기술 개발에 반대 입장을 견지하고 있다. 영국 왕립동물학대방지협회(RSPCA)는 최근 이루어진 원숭이 복제 연구에 대해 심각한 우려를 나타냈다. RSPCA의 대변인은 "현재의 연구는 당장에 응용될 수 있는 단계가 아니며, 인간 환자에게 혜택을 줄 것으로 기대되지만, 실제로 이 기술이 의학적으로 적용되기까지는 상당한 시간이 소요될 것"이라고 지적했다. 또한, "이 기술 개발 과정에서 더 많은 동물 '모델'이 필요할 것으로 예상된다"고 덧붙였다. 그는 "RSPCA는 이러한 실험 과정에서 겪는 동물들의 고통과 스트레스, 그리고 낮은 성공률에 대해 깊은 우려를 표명한다"며, "영장류는 단순한 연구 도구가 아니라 고도의 지능과 감정을 지닌 존재임을 인식해야 한다"고 강조했다. 이는 동물 복제 연구가 직면한 윤리적 문제와 동물 복지에 대한 중요성을 부각시킨다. 런던 프랜시스 크릭 연구소의 로빈 러벨-뱃지 교수는 환자 이익이 동물 고통을 능가할 때 동물 연구를 강력하게 지지한다는 입장을 밝히면서도 유사한 우려를 표명했다. 러벨-뱃지 교수는 "유전적으로 동일한 동물을 사용함으로써 실험에서의 변수를 최소화할 수 있다는 점은 분명하다. 그러나 이러한 접근법이 실제로 가치가 있는지에 대해서는 심도 있는 고민이 필요하다"고 지적했다. 또한 그는 "한 마리의 유아를 탄생시키기 위해 많은 배아를 사용하고 다수의 대리모에게 이식한 시도가 상당히 많았다"며, 연구 과정에서의 동물 사용량과 실험의 효율성에 대해 우려했다. 러벨-뱃지 교수는 이 연구에서 단 한 마리의 유아만 탄생했다는 사실을 문제삼았다. 그는 "단 한 번의 성공 사례만으로는 이 기술의 성공률에 대한 명확한 결론을 내리기 어렵다. 이 기술의 신뢰성과 효율성을 입증하기 위해서는 더 많은 성공 사례가 필요하다"고 강조했다. 이러한 입장은 동물 실험의 윤리적 측면과 실험의 효율성 사이에서 고려해야 할 중요한 요소들을 드러내고 있다. 최근 붉은털원숭이의 복제 성공은 의료 연구의 효율성 증대와 질병 치료법 개발의 속도를 높이는 데 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대되지만, 동시에 동물 복지와 윤리적 문제에 대한 논란을 야기할 것으로 예상된다. 이에 따라 과학의 발전과 동물 복지, 윤리적 가치 사이에서 균형을 찾기 위한 지속적인 논의가 필요할 것으로 보인다.
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[퓨처 Eyes(21)] 붉은털원숭이 복제 성공, 의학 연구의 '게임 체인저' 될까?
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생수 속 나노플라스틱, 리터당 수천 개…체내 침범 우려
- 연구원들이 생수 속에서 이전 추정치보다 10~100배 더 많은 플라스틱 조각이 포함되어 있다는 사실을 발견했다고 CNN이 8일(현지시간) 보도했다. 미국 컬럼비아 대학의 연구원들은 생수에 있는 나노입자의 화학 구조를 보고, 계산하고, 분석할 수 있는 새로운 기술을 제시했다. 새로운 연구에 따르면, 표준 크기 생수 2개에 해당하는 1리터의 물에는 7가지 유형의 플라스틱에서 평균 24만 개의 플라스틱 입자가 포함되어 있으며, 이 중 90%는 나노플라스틱이고 나머지는 마이크로플라스틱인 것으로 확인됐다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences) 저널에 이날 발표됐다. 나노 입자는 너무 작아서 현미경으로 볼 수 없다. 전문가들은 인간 머리카락 평균 너비의 1000분의 1인 나노플라스틱은 너무 작기 때문에 소화관이나 폐 조직을 통해 혈류로 이동하여 잠재적으로 유해한 합성 화학 물질을 몸 전체와 세포에 퍼트릴 수 있다고 지적했다. 미세 플라스틱은 0.2인치(5mm) 미만에서 2만5000분의 1인치(1마이크로미터)에 이르는 폴리머 조각이다. 그보다 더 작은 것은 10억분의 1미터 단위로 측정해야 하는 나노 플라스틱이다. 이 연구를 주도한 연구팀은 미국에서 판매되는 인기 생수 브랜드 3곳의 실제 플라스틱 조각 수가 리터당 300개가 아니라 11만 개에서 37만 개 사이라는 사실을 발견했다. 단, 저자들은 어떤 브랜드의 생수를 연구했는지는 언급하지 않았다. 공동 저자이자 환경 화학자인 컬럼비아 대학교 라몬트-도허티 지구 천문대의 부교수인 베이잔 얀(Beizhan Yan)은 "이 새로운 기술은 실제로 물속에서 수백만 개의 나노 입자를 볼 수 있었으며, 이는 무기 나노 입자, 유기 입자 및 우리가 연구한 7가지 주요 플라스틱 유형이 아닌 다른 플라스틱 입자일 수 있다"고 말했다. 이 연구는 나노 플라스틱이 인간 건강에 미치는 잠재적 위험을 탐구하는 새로운 방향을 제시했다. '건강한 아기, 밝은 미래'라는 비영리단체의 연합체에서 일하는 연구 책임자 제인 헐리한은 이 연구에 직접 참여하지는 않았지만, 나노 플라스틱의 인간 건강에 대한 잠재적 위험을 더 깊이 이해하기 위한 추가적인 연구가 필요하다고 강조했다. 이 단체는 아기들이 신경독성 화학물질에 노출되는 것을 줄이기 위해 노력하는 과학자들과 기부자들로 구성되어 있다. 헐리한은 "이 연구는 미세 플라스틱 입자에 대한 광범위한 인체 노출이 거의 연구되지 않은 위험을 초래할 수 있음을 시사한다"고 말했다. 그녀는 "특히 영유아가 이러한 위험에 가장 크게 노출될 수 있는데, 그 이유는 영유아의 발달이 더디기 때문"이라고 덧붙였다. 펜실베이니아주립대 베렌드 캠퍼스의 지속가능성 책임자인 셰리 '샘' 메이슨(Sherri 'Sam' Mason)은 이 연구에 참여하지 않았지만, "이 연구는 인상적이며, 투입된 노력이 매우 심오하다. 나는 이를 획기적이라고 부르고 싶다"라고 평가했다. 이 새로운 발견은 수돗물 유해 물질 노출을 줄이기 위해 유리나 스테인리스 스틸 용기에 담긴 수돗물을 마시라는 오랜 전문가의 조언을 강조한다고 메이슨은 말했다. 이러한 조언은 플라스틱으로 포장된 다른 음식과 음료에도 적용된다고 그녀는 덧붙였다. 메이슨은 9개국 11개 브랜드에서 판매되는 생수 샘플의 93%에서 마이크로플라스틱과 나노 플라스틱의 존재를 처음으로 발견한 2018년 연구의 공동 저자였다. 과거 연구에서 메이슨은 오염된 물 1리터에 인간의 머리카락보다 넓은 평균 10개의 플라스틱 입자와 300개의 작은 입자가 포함되어 있음을 발견했다. 그러나 5년 전인 2018년 기술로는 그 작은 입자를 분석하거나 더 많은 것이 있는지 알아낼 방법이 없었다. 메이슨은 "우리가 나노플라스틱의 존재를 몰랐던 것은 아니다. (당시) 우리는 그것들을 분석할 수 없었다"라고 설명했다. 나노 플라스틱, 인간 건강 위협 전문가들은 나노 플라스틱이 인류 건강에 가장 큰 위협을 주는 플라스틱 오염 유형 중 하나로 지목하고 있다. 이는 나노 플라스틱의 미세 입자가 주요 기관의 세포와 조직을 침입해 세포 활동을 방해하고, 비스페놀, 프탈레이트, 난연제, 과불소화 물질(PFAS), 중금속 등의 내분비 교란 화학물질을 축적할 수 있기 때문이다. 러트거스 대학교 어니스트 마리오 약학대학의 독성학 박사이자 약리학 부교수인 피오피 스태플튼(Phoebe Stapleton) 박사는 쥐를 대상으로 한 연구에서 임신한 쥐가 플라스틱 입자를 섭취하거나 흡입한 후 24시간 만에 그들의 태아의 뇌, 심장, 간, 신장 및 폐에서 플라스틱 화학물질을 발견했다고 보고했다. 스태플튼 박사는 "이 시점에서 인간 태반에서 마이크로플라스틱과 나노 플라스틱이 발견됐다"고 말했다. 그는 "인간의 폐 조직과 인간의 대변, 인간의 혈액에서 (미세 플라스틱이) 발견됐다"고 덧붙였다. 생수에서 나노입자를 식별하는 새로운 연구 방법은 라만 분광법의 개선된 형태에 기반을 두고 있다. 이 기술은 분자가 빛에 반응하여 진동하는 방식을 측정함으로써 세포의 화학적 구성을 분석한다. 이 기술의 공동 발명자이자 컬럼비아 대학교 화학과 교수인 웨이 민(Wei Min) 교수는 “이 변형된 라만 분광법, 자극 라만 산란 현미경(SRS)은 두 번째 레이저를 추가해 이전에는 감지하기 어려웠던 나노입자를 여러 자릿수로 증폭된 신호를 통해 탐지할 수 있다"고 말했다. 민 교수는 2008년 SRS를 공동 개발했다. 민 교수는 "이 연구는 자극 라만 산란 현미경을 나노플라스틱 세계에 적용한 최초의 연구"라고 말했다. SRS는 이미지를 획기적으로 향상시킴으로써 기존 기술에서 몇 시간이 걸리던 나노 입자의 이미지를 마이크로초 단위로 명확하게 식별하고 캡처할 수 있으며, 촬영 대상 조직에 손상을 주지 않고도 이미지를 캡처할 수 있다. 해당 연구에서 개발된 알고리즘은 출판 당시 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 그리고 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함한 일곱 가지 주요 플라스틱 유형을 식별할 수 있었다. 컬럼비아 대학교 화학 박사과정 학생이자 이 연구의 수석 저자인 나이신 치안(Naixin Qian)은 "다른 연구들을 통해 우리는 생수에 존재하는 대부분의 미세 플라스틱이 주로 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 병에서 누출된 것으로 추정했다"고 말했다. 다양한 유형의 플라스틱 존재 연구팀의 발견에 따르면, 플라스틱 물병 안에는 예상과 달리 다양한 유형의 플라스틱이 존재하며, 각 플라스틱 유형마다 입자 크기가 다르다. 연구팀은 "PET 플라스틱 입자는 크기가 컸지만, 다른 플라스틱 입자는 200나노미터에 불과해 훨씬 더 작았다"고 밝혔다. 연구에 따르면, PET 입자는 병 뚜껑을 반복적으로 여닫거나, 병이 파손되거나, 자동차 안에서 높은 온도에 노출될 때 부서질 수 있는 것으로 밝혀졌다. 컬럼비아 대학교 연구팀은 앞으로 생수에 떠다니는 나노 플라스틱의 출처를 더 깊이 연구할 계획이다. 이들은 나노 플라스틱이 제조 과정 중 오염된 원수에서 유래했을 가능성을 조사하고 있다. 한편, '건강한 아기, 밝은 미래' 재단의 헐리안은 과학이 이와 같은 문제를 탐구하는 동안 사람들이 플라스틱 노출을 줄이기 위해 취할 수 있는 조치들에 대해서도 밝혔다. 그녀는 "플라스틱 용기에 담긴 음식과 음료 섭취를 피하고, 천연 직물로 만든 옷을 입으며, 천연 소재의 소비자 제품을 구매하는 것이 좋다. 일상에서 플라스틱 사용을 줄이고 대안을 찾는 것이 중요하다"고 말했다.
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생수 속 나노플라스틱, 리터당 수천 개…체내 침범 우려
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AI, 심장 질환 조기 진단 '게임 체인저'⋯심장마비 예방 가능
- 의료 인공지능(AI)을 활용해 심장 마비를 조기 진단할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 의료 인공지능은 환자의 진단, 치료, 결과 개선을 위해 머신러닝, 자연어처리(NLP), 딥러닝 등의 AI 기술을 활용한다. 미국 폭스뉴스는 의료 인공지능 기술은 이미 미국에서 사용되고 있으며, 미네소타주 로체스터의 메이요 클리닉(Mayo Clinic)에서는 AI를 통한 심장 검사가 일부 생명을 구하는 데 활용되고 있다고 보도했다. 미네소타 덜루스 대학교의 축구팀의 리드 라이언(Reed Ryan)은 운동 후 2023년 11월 21일 심장마비를 겪었다. 당시 22세였던 라이언은 일주일도 채 지나지 않아 희귀 유전적 심장 질환으로 사망했다. 그에 앞서 농구 전설 르브론 제임스(LeBron James)의 아들이자 USC 트로이 목마 대학 농구 선수인 브로니 제임스(Bronny James)는 지난 2023년 7월 운동 연습 중 심장마비를 겪었다. 메이요 클리닉의 마이클 J. 애커먼(Michael J. Ackerman) 박사는 한 달 후 그를 담당한 의사 중 한 명이 되었다. 의료진은 브로니 제임스의 심장마비가 선천성 심장 결함과 관련이 있을 수 있다고 판단했다. 심장마비에 대한 대응의 중요성을 강조하는 옹호론자들은 이것이 공공 장소에서 자동심장충격기(AED)의 수를 늘리고 학교에서 심폐소생술(CPR) 교육을 요구하는 주된 이유라고 말한다. 그러나 선별검사로 심장 질환을 발견하지 못하는 경우에는 빠른 대응만으로는 한계가 있을 수 있다. 애커먼 박사는 "매년 1~35세 사이에서 약 1000~5000명이 급사한다"고 경고하며, "운동선수의 돌연사는 연간 100건 정도에 불과하다"고 말했다. 애커먼 박사는 심장 질환 치료에 사용될 인공지능의 도입이 "게임 체인저"가 될 것으로 기대하고 있다. 의사들은 심장의 전기 활동을 기록하기 위해 12리드 심전도(ECG/EKG)를 사용한다. 애커먼 박사는 인공지능을 훈련시켜 이러한 기록을 스캔하도록 도왔다. AI는 12가지 이상의 심장 상태를 찾을 수 있다. 예를 들어, 치료하지 않으면 심부전으로 이어질 수 있는 약한 심장 펌프를 감지할 수 있다. 애커먼 박사는 익명의 환자의 ECG와 AI 스캔 결과의 예를 폭스뉴스에 공개했다. 그는 일반 심전도 검사에서는 운동과 관련된 호흡 곤란을 호소하는 환자의 비후성 심근병증을 감지하지 못했지만, AI를 사용한 심전도 검사에서는 그 가능성을 확인할 수 있었다고 설명했다. 미국 의과대학 협회에서는 향후 10년 동안 12만 명 이상의 심장 전문의가 부족할 것으로 예측하고 있다. 이에 대해 애커먼 박사는 AI가 심장 문제를 더 빠르고 정확하게 감지함으로써 전문의 부족을 보완할 수 있다고 말했다. 그는 급성 심장사의 위험이 있는 환자를 식별할 수 있는 얼라이브코어(AliveCor)의 카디아모빌(KardiaMobile) 6L EKG 장치를 개발했다. 그는 이 장치는 다양한 심장 상태를 감지하고 긴 QT 증후군 탐지를 위해 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받았다고 말했다. 한편, 메이요 클리닉에서 개발한 AI 기술이 애플워치를 통해 심장의 약한 펌프 기능을 감지하는 데 사용되고 있다. 또한, AI를 지원하는 디지털 청진기를 통해 임신과 관련된 심장병을 감지할 수 있다는 사실도 발견됐다. 이러한 기술 개발은 심부전의 조기 발견과 치료에 중요한 진전을 나타낸다. 전 세계 연구자들과 의사, 그리고 기업은 인공 지능을 활용하여 심부전이 악화되어 병원 입원이 필요해지기 전에 이를 조기에 발견하기 위해 경쟁하고 있다. 이러한 기술은 심부전 환자의 삶의 질을 향상시키고 의료 비용을 절감하는 데 기여할 수 있다. 샌프란시스코의 소프트웨어 회사 비즈AI(Viz.ai)는 비대성 심근병증(HCM)을 탐지하는 AI 알고리즘에 대해 미국 식품의약국(FDA)으로부터 '드 노보(De Novo)' 승인을 받았다. 이는 AI 기반 심장 건강 모니터링 기술의 발전을 증명하는 중요한 이정표다. 피츠버그 대학 의료 센터에서 개발된 새로운 기계 학습 모델은 ECG 판독값을 사용하여 심장마비를 더 빠르고 정확하게 진단하고 분류한다. 이 기술은 아직 직접적인 환자 치료에 사용되지 않았지만, 연구 결과는 매우 희망적이다. 코디오메디컬(Cordio Medical)이 개발한 히어오(HearO) 앱은 최근 긍정적인 임상 연구 결과를 발표했다. 이 앱을 사용하면 환자가 스마트폰에 말하면 AI가 심부전의 악화를 나타낼 수 있는 음성 변화를 감지한다. 이 연구는 미국에서 내년 또는 2년 내에 사용 가능해질 것으로 기대된다. 메이요 클리닉은 12-리드 ECG를 받은 모든 환자가 사용할 수 있는 AI 유도 ECG 기술을 개발하고 있으며, 모바일 장치에서 ECG를 평가하기 위한 알고리즘을 개발하고 검증하는 작업을 진행 중이다. 이러한 기술들은 심장 건강 모니터링 분야에서 혁신을 가져오고 환자 치료에 큰 변화를 가져올 것으로 예상된다.
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AI, 심장 질환 조기 진단 '게임 체인저'⋯심장마비 예방 가능
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수면무호흡증, 코골이·식은땀·야뇨증 동반
- 잠 자는 동안 코를 골면 수면무호흡증을 앓고 있을 가능성이 높다. 미국 매체 CNN은 수면무호흡증은 잠자는 동안 호흡이 10초 이상 중단되는 질환으로, 뇌 부피 축소, 뇌의 백질 통신 경로 손상, 심지어는 사망 위험이 3배 더 높아질 수 있다고 최근 보도했다. 미국 수면 의학회(American Academy of Sleep Medicine)에 따르면, 수면 무호흡증을 방치하면 고혈압, 심장병, 제2형 당뇨병, 우울증, 심지어 조기 사망의 위험이 증가할 수 있다. 코골이가 심할수록 수면 무호흡증이 있을 가능성이 높지만, 주변 사람들이 이를 알려주지 않는 한 이 질병을 의식하지 못할 수 있다. 그렇기 때문에 가족과 친구들에게 코골이를 알리고 전문가의 도움을 받도록 장려하는 것이 중요하다. 하지만 코골이가 심하다고 해서 모두 수면무호흡증을 앓고 있는 것은 아니다. 특히 여성의 경우 코골이 증상이 나타나지 않는 경우가 많다고 서던캘리포니아 대학교 케크 의과대학(the University of Southern California’s Keck School of Medicine)의 수면 전문가이자 호흡기 전문의인 라지 다스굽타(Raj Dasgupta) 박사는 말했다. 다스굽타 박사에 따르면 코골이 외에도 잠 자는 동안 다음과 같은 증상이 나타난다면 수면 무호흡증을 의심해볼 필요가 있다. 수면 중 식은땀 수면 중에 땀을 흘리는 이유는 다양하다. 기후 변화로 인해 여름철 기온이 높아진 것도 원인 중 하나다. 또한, 특정 약물, 암, 갑상선 문제, 감염, 갱년기 증상 등도 밤에 식은땀을 유발할 수 있다. 그런데 폐쇄성 수면 무호흡증(OSA)이 있는 사람들의 약 30%가 밤에 식은땀을 흘린다고 한다. 다스굽타 박사는 "수면 무호흡증 환자는 잠자는 동안 충분한 산소를 공급받지 못해 교감신경이 활성화되고, 그 결과 식은땀을 흘리게 된다"고 말했다. 실제로 연구에 따르면 폐쇄성 수면 무호흡증 환자 중 식은땀을 흘리는 사람은 그렇지 않은 사람보다 산소 수치가 매우 낮을 가능성이 더 높은 것으로 나타났다. 따라서 밤에 땀을 흘리는 증상이 있다면 수면 무호흡증을 의심해볼 필요가 있다. 이 질병은 방치할 경우 심혈관 질환, 당뇨병, 뇌졸중 등 심각한 질환으로 이어질 수 있다. 야뇨증 많은 사람들이 밤에 소변을 보기 위해 일어나는 경험이 있다. 이는 알코올 과잉, 당뇨병, 부종, 고혈압, 특정 약물, 임신, 전립선 문제, 잠자리에 들기 전에 너무 많은 수분을 섭취하는 등 다양한 원인으로 발생할 수 있다. 하지만 밤에 적어도 두 번 소변을 보기 위해 일어나는 것, 즉 야뇨증은 수면 무호흡증의 징후일 수도 있다. 다스굽타 박사는 "수면 무호흡증 환자의 약 50%가 야뇨증을 앓고 있으며, 수면 장애 치료가 야뇨증을 줄인다는 연구 결과가 있다"고 말했다. 그는 "야뇨증은 1차 진료실에서 수면 무호흡증을 선별하는 설문지에서 일반적으로 묻지 않는 증상"이라며 "야뇨증이 있는 경우 수면 무호흡증을 의심해볼 필요가 있다"고 조언했다. 이갈이 잠자는 동안 이를 갈거나 이를 악무는 것을 '이갈이'라고 한다. 이갈이는 스트레스, 불안, 우울증, 치아 교정, 약물 부작용 등 다양한 원인으로 발생할 수 있다. 하지만 이갈이는 폐쇄성 수면 무호흡증의 징후일 수도 있다. 다스굽타 박사는 "기도가 막히면 입과 턱의 근육이 막힌 기도를 뚫기 위해 움직이면서 이갈이가 발생할 수 있다"고 말했다. 실제로 연구에 따르면 수면 무호흡증 환자의 약 85%가 이갈이를 앓고 있는 것으로 나타났다. 다스굽타 박사는 "이갈이는 치아 마모, 턱관절 장애, 두통, 피로 등 다양한 문제를 유발할 수 있다"며 "이갈이가 있는 경우 수면 무호흡증을 의심해볼 필요가 있다"고 말했다. 아침 두통 최근 연구에 따르면 폐쇄성 수면무호흡증은 아침 두통의 원인이 될 수도 있다는 사실이 밝혀졌다. 다스굽타 박사는 "OSA 환자의 약 70%가 아침 두통을 경험한다"고 이야기하며 "수면무호흡증으로 인한 두통은 일반적으로 매일 또는 일주일 중 거의 매일 발생하며 아침에 일어난 후 몇 시간 동안 지속된다"고 말했다 그는 "두통의 원인은 잘 확립되어 있지 않지만, 산소 부족, 혈관 수축, 염증 등이 원인으로 추측되고 있다"라고 덧붙였다. 연구에 따르면 수면무호흡증으로 인한 두통은 메스꺼움이나 빛과 소리에 대한 민감성 증가로 이어지지 않는 것으로 보인다. 대신, 2015년 6월 연구에 따르면 이마 양쪽에 약 30분 동안 지속되는 압박감으로 나타나는 것으로 나타났다. 우울증·피로 및 불면증 수면무호흡증으로 인해 다양한 증상이 나타날 수 있는데, 그 중 일부는 정신 건강 문제나 기타 수면 문제로 오인될 수 있다. 다스굽타 박사는 "수면은 생각하고, 반응하고, 기억하고, 문제를 해결하는 능력에 영향을 미친다"며 "따라서 수면 무호흡증은 정신 건강 문제, 브레인 포그, 기타 수면 문제의 증상과 유사할 수 있다"고 말했다. 특히 다스굽타 박사는 "여성은 불면증, 피로, 우울증과 같은 비정형적 증상을 과소 보고하는 경향이 있다"며 "이는 수면무호흡증을 진단하고 치료하는 데 어려움을 줄 수 있다"고 설명했다. 수면무호흡증은 다양한 증상을 유발하는 질환으로, 방치할 경우 심각한 질환으로 이어질 수 있다. 따라서 코골이, 수면 중 호흡 중단, 아침 두통, 낮 동안의 졸음, 집중력 저하, 기억력 저하, 우울증, 불안 등의 증상이 나타난다면 병원을 방문하여 검사를 받는 것이 중요하다.
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올 가을, 호흡기 질환 예방법 주목
- 가을이 다가오면서 일교차가 커져 호흡기 질환 발생 위험이 커지고 있다. 가을이 되면 우리 몸은 체온을 유지하기 위해 에너지를 더 많이 소비하게 되는데, 이로 인해 면역력이 감소하게 된다. 더욱이 다습했던 여름에서 건조해지는 가을로의 계절 전환은 호흡기에 미치는 영향이 크다. 면역력이 약화되면 독감이나 호흡기 세포융합 바이러스(RSV), 코로나 19 등 호흡기 질환에 취약해진다. 미국 콜로라도의 대형 병원 UC헬스(UCHealth)의 전문가들은 올해 호흡기 질환 발병률이 높을 것으로 예상하고 있다. 특히 이들은 어린이와 노인과 같이 면역력이 약한 사람들에게 조기 예방 접종을 적극 권장하고 있다. 우리나라에서도 코로나 19의 여파로 독감 예방 접종이 활성화되고 있으며, 국가적인 방역 조치로 인해 독감 유행 자체가 감소했다. 이에 따라 호흡기 질환에 대비하기 위해 예방 접종의 중요성이 강조되고 있다. 세계보건기구(WHO)는 매년 변이하는 독감 바이러스에 대응하여 주기적으로 백신을 개발하고, 이에 따라 연간 독감 예방 접종의 중요성을 강조하고 있다. 독감 예방 주사의 효과는 약 6개월이 지나면 저하되기 때문에, 정기적인 접종이 필요하다. 또한, RSV(호흡기 세포융합 바이러스)에 대한 예방 접종도 중요한 주제로 부상하고 있다. 미국에서는 임산부 중 임신 32~36주 대상으로 RSV 백신 접종이 승인되었고, 일본에서도 '아렉스비'라는 RSV 백신 출시가 임박한 상황이다. 코로나19의 다양한 변종에 대응하여, 세계 각지에서는 업그레이드된 백신의 개발에 집중하고 있다. 특히, 미국의 의학전문 매체 악시오스 댄버(AXIOS Denver)에 따르면 9월 중 새로운 백신의 승인이 이뤄져 예방 접종이 진행될 예정이다. 우리나라 질병관리청도 지난 9월 8일 전국보건소장협의회와 함께 간담회를 열어, 코로나19가 4급 감염병으로 전환된 이후의 변경사항, 감약 취약 시기 관리 방안, 동절기 백신 접종 계획 등을 논의했다. 또한, 오는 10월부터 코로나19 재유행에 대비 할 수 있는 동절기 예방접종을 본격적으로 추진할 예정이라고 한다. 예방 접종뿐만 이나라 일상적인 생활 속에서 건강 관리를 통해 면역력을 강화하는 것도 중요하다. 손을 잘 씻는 습관, 균형 잡힌 영양 섭취, 적절한 수면 시간과 같은 생활 습관을 길러주는 것도 좋다. 아울러 꾸준한 건강 검진을 통해 건강 상태를 지속적으로 확인하는 것도 필요하다.
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