생명을 살리는 독사의 독

_paVan_ from Singapore, Singapore CC BY 2.0

다들 아시다시피 뱀의 독은 사람에게는 치명적으로 몇 mg의 독만으로도 사람을 죽이며 전 세계의 수많은 사람들이 독사에게 물려 목숨을 잃거나 영구적인 장애를 입고 있습니다.

이렇듯 독사의 독은 사람에게 치명적이 맹독이지만 아이러니하게도 독사의 독은 어떨 때에는 사람을 살리는 약이 되기도 합니다. 뱀독을 해독하는 항독혈청의 재료가 될 뿐만 아니라 뱀 독을 연구하여 질병을 치료하는 의약품의 재료가 되기도 합니다.

1. 캡토프릴

Ben Mills • Public domain

캡프릴은 자라리카의 독에서 발견되는 독소의 기능을 모방하며 일반적으로 최초의 독 "성공" 사례로 여겨집니다. 카프토프릴은 1981년 4월 FDA의 승인을 받은 ACE 억제제(안지오텐신 전환 효소)입니다. 혈관수축을 유발하는 경로에서 작용하는 앙지오텐신 II의 생성을 억제하여 혈압을 낮추는데, 앙지오텐신 II는 혈압을 상승시킵니다.

2. 에프티피바타이트

MarinaVladivostok • CC0

에프티피바타이드는 동남부 피그미방울뱀 독의 성분을 모델로 만들어졌으며 심장마비 위험을 줄이기 위한 항응고 요법에 사용됩니다. 혈소판이 전혀 응집되지 않는 상태인 혈소판 감소증의 부작용이 있을 수 있기 때문에 심각한 경우에만 사용됩니다. 에프티피바티드는 혈소판에 가역적으로 결합하여 혈전증 위험을 감소시킵니다.

3. 바트록소빈

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바트록소빈은 남아메리카 안데스 산맥 동쪽에서 발견되는 독사 종인 보스롭스 아트록스(Bothrops atrox)와 보스롭스 무제니(Bothrops moojeni)가 생성하는 뱀독에서 발견되는 세린 프로테아제입니다. B atrox의 바트록소빈은 출혈을 멈추는 데 사용되는 "Reptilase"라는 약물로 사용되고, B moojeni의 바트록소빈은 혈전을 분해하는 데 사용되는 "Defibrase"라는 약물로 사용됩니다. 또한 "비보스타트"라는 시스템에서도 사용되는데, 이는 수술 직전에 환자의 혈액을 채취하여 바트록소빈에 노출시킨 후 생성된 혈전을 채취하여 용해시켜 피브린 접착제를 형성한 다음 수술 중 환자에게 사용하는 방식입니다.

4. 항독혈청

Barry Rogge • CC BY 2.0

뱀 항독혈청은 독사에 물렸을 때 치료하는 데 사용되는 항체로 구성된 약물입니다. 이는 일종의 항독제입니다. 이는 일반적으로 말이나 양과 같은 숙주 동물에서 유래한 독을 중화하는 항체로 구성된 생물학적 제품입니다. 숙주 동물은 하나 이상의 뱀 독에 대해 과면역 반응을 보이는데, 이 과정을 통해 독의 다양한 성분에 대한 많은 수의 중화 항체를 생성하는 면역 반응이 일어납니다. 그런 다음 항체를 숙주 동물로부터 수집한 후, 뱀에 의한 중독 치료를 위한 항독제로 추가로 가공합니다.

항독혈청은 같은 과나 같은 속에 속하는 다양한 뱀의 독에 대한 교차 방어 효과를 가질 수도 있습니다. 예를 들어, Antivipmyn은 Crotalus durissus와 Bothrops asper의 독으로 만들어졌습니다. 안티비프민은 모든 북미의 살무사과 독사의 독을 모두 중화시키는 효과가 있는 것으로 나타났습니다. 교차 중화는 항독제 제조업체가 더 적은 종류의 독으로 과면역을 형성하여 지리적으로 적합한 항독제를 생산할 수 있는 능력을 제공합니다.

독사의 독니를 모방한 통증 없는 패치형 주사기

Animalia CC BY-ND 3.0

독사 생체모방 주사기 패치는 독사의 어금니 구조를 모방하여, 주사기 없이 피부에 붙이기만 해도 약물이 빠르고 효율적으로 전달되도록 설계된 약물 전달 패치입니다.

피부에 패치를 붙이면 미세한 홈을 통해 모세관 현상이 발생하여, 15초 이내에 액상 약물이 피부 안으로 자연스럽게 침투합니다. 바늘의 크기가 300~500㎛(마이크로미터) 정도로 매우 작아 신경을 건드리지 않기 때문에 통증과 흉터가 거의 없습니다. 기존 마이크로니들 패치가 전달하기 어려웠던 히알루론산, 인슐린 같은 고분자 액상 약물도 효과적으로 전달할 수 있습니다. 거창한 주사 장비나 숙련된 의료진 없이도 반창고처럼 붙이기만 하면 되어 주사 공포증을 해결할 수 있습니다.

이 기술은 숭실대학교 배원규 교수와 UNIST 정훈의 교수 연구팀에 의해 개발되었으며, 국제 학술지인 '사이언스 트랜스레이셔널 메디슨(Science Translational Medicine)'의 표지 논문으로 선정되기도 했습니다.