암 조기 진단의 미래

기술자들과 과학자들로 이루어진 팀과 함께, 조지 소토는 다양한 종류의 암의 초기 증상을 찾을 수 있는 간단하고, 비외과적이며, 오픈소스로 검사를 개발해 나가고 있다. 테드글로벌 2014에서 그는 실제 작동하는 모바일 플랫폼의 원형을 최초 시연한다.

약 일 년 전에

저희 고모는
요통을 앓기 시작하셨습니다.

병원에 갔더니

의사는 그녀에게

30년간 테니스를 친 사람에게는

흔히 생기는 부상이라고 했죠.

그들은 물리치료를 권했는데

시간이 흘러도 나을 기미가 보이지 않자

몇가지 추가 검진을 해보기로 했습니다.

X-ray 결과

폐에서 부상을 발견했는데,

당시 그들은 그 상처가

갈비뼈 사이의 근육과 힘줄의

염좌라고 생각했지만,

몇 주의 치료 후에도

건강이 회복되지 않았습니다.

그래서 그들은 마침내 조직 검사를
해보기로 결정했고,

2주 후에,

결과가 나왔습니다.

폐암 3기였습니다.

그녀의 생활패턴은
암 위험과는 거의 무관했습니다.

담배를 한 번도 피운 적도 없고,

술도 마신 적이 없었으며,

거의 반평생을

운동을 하며 보내셨습니다.

아마 이것이 정확한
진단을 내리는데

거의 6개월이 소요된
이유일지도 모릅니다.

제 이야기는, 불행히도

여러분 대부분에게
익숙한 것일 겁니다.

관중 여러분들 중 3분의 1은

어떠한 종류의 암 선고를
받게 될 것이고,

4분의 1은

그것 때문에 죽게
될 것입니다.

저희 고모의 암진단은

우리 가족의 삶을
바꿔 놓았을 뿐만 아니라,

반복되는 절차들,

새로운 검사들과

증상을 설명하는
서로 다른 의사들,

반복해서 병명을 바꾸는 것들이

스트레스였고 좌절스러웠습니다,

특히 저희 고모님에게는요.

그리고 이것이 역사 시초부터
암 진단이 행해져 온

방식이었습니다.

우리는 암을 치료하는
21세기 치료법들과 의약품들을

가지고 있지만,

진단에 있어서는 여전히
20세기의 절차와

과정(만약 있다면 말이죠)을
가지고 있습니다.

오늘, 우리 대부분이
무언가가 잘못되었을 때

그 증상을 기다려야 합니다.

오늘날, 사람들 대부분이

암의 조기 진단 방법을
알지 못합니다.

비록 우리가

암의 조기 진단이

암치료를 위한 묘책에 가장

가까운 것임을 알면서도 말입니다.

우리는 이를 생애 중에
바꿀 수 있음을 알기에

제 팀과 저는

이 여정을 시작하기로 결심했습니다.

암의 조기 진단을 가능하게 하고,

분자 단위의 적절한 반응을

그 어느 때보다
더 쉽고, 더 저렴하고, 더 현명하고,

더 접근성이 쉽게 하는
여정을 말입니다.

그 배경은 물론

우리는 기술이

우리의 현재를 엄청난 속도로

변화시키는 시대에 살고 있으며,

생물학적 영역도 예외는
아니라는 점이었죠.

오늘날 생명공학은

컴퓨터 처리 능력 성장률의

적어도 6배는 빨리 발전하고
있다고 합니다.

하지만 생명공학의 진보는

가속화되고 있을 뿐만 아니라

민주화되고 있습니다.

컴퓨터나 인터넷

스마트폰이

기업가 정신, 정치나 교육을
위한 기반을 닦아준 것처럼,

최근의 진보가 생명공학의
기반을 뒷받침 해 주었고,

저희 같은

다학문적 팀이

이러한 문제들을 대면하고 해결할
수 있도록 해줍니다.

새로운 방법으로 말입니다.

저희는 과학자들과
공학자들로 이루어진 팀인데

칠레, 파나마,

멕시코, 이스라엘, 그리스
등에서 왔고,

최근 과학적 발견에
기반해

신빙성 있고 정확한 방법으로

몇 가지 종류의 암을

혈액 샘플만으로 초기에 찾아내는
법을 찾아냈다고 믿습니다.

우리는 이를 우리 피 속에서
자유롭게 순환하는

작은 분자들,

마이크로 RNA(리보헥산)이라 불리는
것을 찾아냄으로써 해냈습니다.

마이크로 RNA와

암에서의 그 역할이
무엇인지 설명하려면,

단백질부터 시작해야 합니다.

왜냐하면 암이 우리의 몸에 있을 때,

모든 암세포에서

단백질 변이가
발견되기 때문입니다.

아시다시피,

단백질은 큰 생물학적 분자들로서

우리 몸에서 여러 가지
역할을 합니다.

신진대사 반응을 촉진하거나

자극에 반응하거나

DNA를 복제하는 것이죠.

하지만 단백질이 발현하거나
생성되기 전에

그 DNA에 발현된
유전코드에 해당하는 부분이

메신저 RNA에 복사됩니다.

이 메신저 RNA가

어떻게 특정한 단백질을
생성하는지를 알고 있고,

잠재적으로 수백만개의
단백질을 만들 수 있지만,

이들에게 언제, 그리고

얼마나 많이 만들지
알려주는 것은

마이크로 RNA입니다.

즉 마이크로 RNA는

유전적 발현을 규제하는
작은 분자라고 할 수 있죠.

주로 고정된 DNA와는 달리

마이크로 RNA는 특정한
시간대의 내부적, 그리고

환경적 조건에 따라
달라질 수 있는데, 이는

어떤 유전자가 특정한 때에
활발히 발현하는지 말해줍니다.

그리고 이것이 마이크로 RNA가

암을 찾아낼 수 있는
유망한 생물지표인 이유인데,

아시다시피, 암은 유전 발현이
변형되어 생기는 병이기 때문입니다.

유전자 억제 기능이
작동하지 않는 상태이죠.

고려해야할 또다른
중요한 점은

어떠한 암도 서로 같지 않은데,

마이크로 RNA 수준에서는
형태가 있다는 것입니다.

일부 과학 연구들은

비정상적인 마이크로
RNA 발현 정도가 다르고,

각 암의 종류에 따라

특별한 패턴을 만들어
냄을 입증해 왔습니다.

초기단계임에도 불구하고

질병의 진행 정도를 나타내고

병의 치료나 차도에 대한
반응을 나타내는 것이

마이크로 RNA를 완벽하고,

매우 민감한 생물학적
표시로 만들어 줍니다.

그러나, 마이크로 RNA의
문제점은

현존하는 DNA 기반의 기술을 이용해

확실한 방법으로
암을 찾아낼 수 없다는 것인데

뉴클레오티드 배열 순서가 매우 짧아

DNA보다 훨씬 작기 때문입니다.

또한, 모든 마이크로 RNA는
서로 아주 흡사하고,

차이점이 매우 적습니다.

매우 비슷하고, 매우 작은 두 분자를
구별하는 모습을 상상해 보세요.

우리는 그 방법을
찾아냈다고 믿고,

이번이 대중에게 처음으로
공개하는 것입니다.

제가 시범을 보이죠.

다음 번에 의사를 찾아가

표준 혈액 검사를 한다고
상상해보세요.

실험실 기술자가
RNA 전체를 추출해서,

-현대에서는 매우 간단한 과정이죠.

이를 이와 같은
96 구멍 용기에 담습니다.

이 용기의 각 구멍이

지정된 특정한 생화학성을 가지고

특정 마이크로 RNA를 찾아
가두는 덫처럼 작용해서

샘플에 마이크로 RNA가 있을 때만

초록색으로 빛나게 하는 것입니다.

이러한 반응을 일으키려면

용기를 이와 같은
장치에 넣고,

그 위에 스마트폰을
올려둡니다.

스마트폰을 촬영해주시면

제 스크린을 보실 수
있을 것입니다.

스마트폰은 인터넷과 연결된
컴퓨터이고

카메라도 달려 있어서,

우리의 목적을
충분히 달성할 수 있습니다.

스마트폰은 사진을 찍고,

반응이 끝났을 때,

사진들을

온라인 데이터베이스에 보내

해독할 것입니다.

이 모든 절차가 60분 정도
소요되지만,

이 과정이 끝나면,

빛나는 구멍들은
특정 마이크로 RNA이고

얼마나 많이 그리고 얼마나 빨리

빛나는지에 따라 분석됩니다.

그리고 이 모든 절차가 끝났을 때,

이렇게 됩니다.

이 차트는 이 샘플에 존재하는

특정 마이크로 RNA를 보여주고

이것이 시간에 따라
어떻게 반응하는지 보여줍니다.

만약 이 사람의 샘플에서 특정한

패턴의 마이크로 RNA를

기존의 과학적 기록법

즉, 마이크로 RNA패턴을

특정한 질병과 연관시키는
방법과 비교해보면

췌장암은 이렇게 보입니다.

이 내부가

췌장암을 발견한
실제 샘플입니다.

(박수)

이 접근법의 또다른 중요한 점은

클라우드에 데이터를 모아

결과를 실시간으로 받고

다른 정보들과 함께
분석할 수 있다는 것입니다.

암과 같은 질병을
더 잘 이해하고 알아내기 위해서는

그들을 더 이상

단독의, 독립된
사건으로 여기지 말고

우리의 건강에 지속적으로
영향을 끼치는

모든 것들을 함께 고려하고
측정해야 합니다.

이 전체 기반은
연구 중인 원형입니다.

이는 최신 분자 생물학,

저가의 3D 프린터 인쇄물,

그리고 데이터 과학으로

인류의 가장 큰 장애물 중 하나에
도전하려는 시도입니다.

조기 암 진단이

대중화되어야
한다고 믿기 때문에

이 모든 과정은
현재 가능한 방법보다

비용이 최소 50배는 적게 들고

인터넷 커뮤니티가 이 개발에

더욱 박차를 가할 수
있다는 것을 알기에

우리는 이 장치의 디자인을

오픈 소스로 공개하려 하고 있습니다.

(박수)

분명히 말씀드리고 싶은 것은

우리가 아직 초기 단계에
머물러 있다는 것이지만,

그동안 우리는 성공적으로

여러 종류의 암의 마이크로 RNA를
식별해냈는데,

그 암들은 췌장암, 폐암,

유방암, 간암 등 입니다.

최근 임상 실험을

독일 암 연구센터와 함께

200명의 유방암 여성을 대상으로
진행하고 있습니다.

(박수)

이는 하나밖에 존재하지 않는
비외과적인,

정확하고 저렴한 검사이며

암 진행과 진단에 관한 절차를

엄청나게 바꿀 수 있는

잠재력을 가지고 있습니다.

우리가 마이크로 RNA 형태를

여러분의 피에서
불특정한 시간대에 찾기 때문에

어떤 암을 찾는지
알고 있어야 할 필요가 없습니다.

증상도 필요하지 않습니다.

그저 1밀리리터의 혈액과

비교적 간단한 도구들만
있으면 됩니다.

오늘날, 암 진단은 주로

증상이 나타날 때 이루어 집니다.

이 때는 3기나 4기로,

제가 생각하기엔 너무 늦습니다.

가족에게 너무나 큰 비용이 들고

인류에게도 너무나 비싼 값입니다.

우리는 암과의 전쟁에서
질 수 없습니다.

이는 수십억불이 들 뿐 아니라

우리가 사랑하는 사람들을
앗아갑니다.

현재, 제 고모는
용감히 암과 싸우며

이를 매우 긍정적인 태도로
견뎌내고 계십니다.

하지만 저는 이런 싸움들이

드물어지기를 바랍니다.

저는 암이 매우 초기에 진단되어

쉽게 치료될 수 있는 날을
볼 수 있기를 바랍니다.

그리고 확신컨데

아주 가까운 미래에

이런 조기진단과

하루가 다르게 발전하고 있는
생명 과학에 의해

우리가 암을 보는 시각은

급격히 달라질 것입니다.

암을 조기에 진단해

더욱 잘 이해하고,

치료법을 찾을 기회를
줄 것입니다.

감사합니다.

(박수)