사회토론부

기사제목 :  실험용 쥐’ 대신 ‘인공피부’로… 인체 딱 맞는 백신 개발한다

‘조건반사(Conditioned Reflex)’ ‘탄저병 백신(Anthrax Vaccine)’. 인류를 진일보하게 한 이 같은 과학적 발견과 개발의 이면에는 많은 동물의 희생이 뒤따랐다. 1900년쯤 발견돼 각종 신경 활동을 연구하는 데 기초가 된 조건반사는 러시아의 생리학자 이반 파블로프가 개의 식도에 관을 삽입해 타액이 입 밖으로 나오도록 수술한 뒤에 실험해 확인됐다. 이 때문에 ‘파블로프의 개’로도 잘 알려져 있다. 탄저병 백신을 개발한 루이 파스퇴르도 양과 염소, 소 등에게 탄저균을 주사해 실험하면서 백신을 완성했다. 최근에도 각종 치료제 개발과 인체 독성연구를 알아보기 위해 쥐·토끼 등을 활용한 각종 실험이 활발하다. 전 세계 실험실에서 사용되는 동물은 연간 2억 마리이며, 우리나라에서는 연간 300만 마리에 달할 것으로 추산될 정도다. 이처럼 동물실험은 지난 100여 년간 인류의 의학과 과학을 발전시키는 방법으로 활용됐지만, 최근 들어 반대 목소리가 커지고 있다. 동물 복지와 윤리 차원에서 반대 목소리가 계속돼온 가운데 생물학적 이유가 추가됐다. 인간과 다른 동물의 종(種) 간 차이로 인해 동물실험의 결과를 인체에 적용하는 데 한계점이 있다는 근거들이 속속 등장하고 있기 때문이다.  실제 유럽을 중심으로 동물실험 금지에 관한 관심이 늘어나고 있으며, 우리나라도 지난해 3월 화장품법 개정을 통해 화장품 원료에 대한 동물실험을 금지하는 데 이르렀다. 이와 함께 생명과학과 컴퓨터공학 등의 발달로 인체와 유사한 실험모델 물질이 개발되는 등 동물실험 대체 기술이 발전하면서 독성실험의 패러다임 자체가 변화할 조짐을 보이고 있다.◇동물실험의 한계=동물실험은 인체 안전성 예측에 많은 도움을 주었지만, 인체에 적용하는 데 완벽하지 않다. 물질대사 및 약리·독성 반응이 차이가 있어 동물실험과 실제 임상시험 간 일치하지 않는 경우가 많이 나타났기 때문이다.  대표적인 사례가 페니실린이다. 알렉산더 플레밍은 페니실린이 세균을 죽인다는 사실을 발견하고 토끼에게 실험했지만 아무 반응을 얻지 못했다. 더 이상 치료방법이 없는 환자에게 투여한 결과에서 효과가 나타난 것과 대조적이다. 나중에 알려졌지만, 페니실린은 실험용 동물인 기니피그나 햄스터에게는 치명적이다. 만일 플레밍이 기니피그나 햄스터로 페니실린을 실험했다면 백신은 개발되지 않았을 수도 있다. 인간에게 나타나는 질병 3만여 가지 가운데 동물에도 나타나는 질병은 채 2%도 되지 않는다. 이에 따라 동물실험을 위해 동물에게 인위적으로 질병을 감염시켜 만드는 ‘동물 모델’은 그 증상과 생물학적 작용 원리가 사람이 감염됐을 때와 큰 차이가 날 수밖에 없고, 이런 오차에 대한 정확한 해석도 어려운 상황이다.  아울러 실험에 이용되는 동물들도 고통과 감정을 느끼는 생명체이며, 실험 도중 극도의 고통과 스트레스에 노출되고 실험이 끝나면 죽어야 하는 상황이다. 반대 여론이 계속 늘어날 수밖에 없는 이유가 쌓이고 있다. ◇동물실험 대체기술의 발전=세계적으로 동물복지 및 윤리 차원에서 독성연구에 사용되는 동물의 수를 감소하거나 동물실험 금지에 관한 관심이 증가함에 따라 유럽을 중심으로 대체방안들이 모색됐다. 환자 관찰이나 사체 연구, 인간 세포와 조직을 이용한 실험, 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 연구 등을 적절히 활용한다면 동물실험을 하지 않고도 충분히 동물실험을 통해 얻어지는 것 이상의 정보를 얻을 수 있다는 설명이다.  동물대체시험은 세 가지 방법으로 추진됐다. 이른바 ‘3Rs’법으로 동물을 ‘대체(Replacement)’하거나, 동물 수를 ‘감소(Reduction)’하거나, 동물의 고통을 ‘경감(Refinement)’하는 방식이다. 유럽연합(EU)은 2003년부터 화장품 완제품에 대한 동물실험을 금지하고 대체시험법을 적용한 뒤, 2013년부터는 모든 화장품 원료에 대한 동물실험을 금지했다. 이후 호주, 뉴질랜드, 인도, 이스라엘이 화장품 원료에 대한 동물실험을 금지했다. 우리나라도 2016년 3월 화장품법 개정에 따라 화장품 원료 등에 대한 동물실험을 없앴다. 최근에는 과학기술의 발전으로 살아있는 동물 대신 인간 세포나 인공 피부를 사용하거나 동물의 반응을 본뜬 컴퓨터 모델링을 활용하는 방법 등 다양한 대체시험법이 개발되고 있다.
빛에 대한 독성평가인 광독성 시험은 기존에는 기니피그나 쥐를 이용했지만, 최근에는 세포를 이용한 ‘In vitro 3T3 NRU 광독성 시험법’이 개발돼 활용되고 있다. 동물실험에서는 시험물질당 5∼10마리가 필요하고 기간도 1∼2주 소요됐지만, 대체시험법은 동물이 필요 없고 시험 기간도 3일이면 된다. 또 기존에 토끼를 이용한 안(眼)자극 시험법은 인체 각막과 유사하게 제작된 3D 모델을 이용한 시험법으로 대체됐다. 이 역시 동물을 사용하지 않을 뿐 아니라, 동물실험을 했더라면 필요했을 3∼4주 기간도 3일로 줄었다. 미국 국립연구심의회(National Research Council)는 2007년 ‘21세기의 독성테스트’라는 보고서를 통해 독성연구의 패러다임이 동물실험에서 벗어나 생물학 및 컴퓨터공학 혁명을 이용한 과학으로의 전환이 시작됐음을 선언했다. 보고서는 단순히 윤리적인 이유로 동물실험을 대체한다기보다 더 나은 인간과 자연환경 보호를 위한 접근이라고 분석했다.