논란이 되고 있는 이유는?

부드러운 점토는 숙련된 장인의 손길이 닿으면 거의 어떤 모양으로든 바뀔 수 있습니다. 배아 줄기 세포는 바로 그 축축한 점토와도 같은 살아 있는 세포입니다. 배아 줄기 세포는 인체를 구성하고 있는 200여 가지 형태의 세포 중 거의 어느 것이나 만들어 낼 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다. 어떻게 그러합니까? 난자가 수정되면 어떤 일이 일어나게 되는지 살펴보도록 합시다.

난자가 수정되고 나면 얼마 안 있어 분열이 시작됩니다. 인간의 경우, 닷새 정도 세포 분열이 일어나고 나면, 여러 개의 세포로 이루어진 초소형 공처럼 생긴 ‘배반포’라는 것이 형성됩니다. 이것은 근본적으로 속이 비어 있는 구체로서, 껍데기같이 생긴 외부 세포층과 약 30개의 세포가 무리를 이루고 있는 작은 송이처럼 생긴 내부 세포 덩어리로 구성되어 있는데, 내부 세포 덩어리는 이 구체의 내벽에 붙어 있습니다. 외부 세포층은 태반이 되고, 내부 세포 덩어리는 인간 배아가 됩니다.

그런데 배반포 단계에서는 내부 세포 덩어리의 세포들이 아직 신경이나 신장이나 근육 세포와 같은 특정한 형태의 세포로 분화되기 시작하지 않은 상태에 있습니다. 따라서 이러한 세포들을 줄기 세포 혹은 간세포(幹細胞)라고 부릅니다. 또한 이러한 세포들은 인체에 있는 거의 모든 형태의 세포를 생산하기 때문에, 만능이라고 일컬어지기도 합니다. 줄기 세포를 둘러싼 흥분과 논란을 이해하기 위해, 우선 배아 줄기 세포부터 시작해서 이제까지 연구가들이 어떤 업적을 이루었으며 그들의 목표가 무엇인지 살펴보도록 합시다.

배아 줄기 세포

「줄기 세포와 재생 의학의 미래」(Stem Cells and the Future of Regenerative Medicine)라는 보고서에서는  이렇게 기술합니다. “지난 3년 사이에 이 [인간 배아] 줄기 세포를 배반포에서 제거한 다음, 실험실에서 분화되지 않은 상태로 배양한 세포 집단 즉 세포주로 보관할 수 있게 되었다.” * 간단히 말해서, 배아 줄기 세포를 배양해서 그와 똑같은 것을 무제한으로 생산해 낼 수 있다는 것입니다. 1981년에는 쥐에서 채취한 배아 줄기 세포를 최초로 배양하여 실험실에서 그와 똑같은 세포를 수십억 개나 만들어 냈습니다!

이러한 세포는 모두 분화되지 않은 상태이기 때문에, 과학자들은 줄기 세포를 생화학적으로 적절히 자극해서 방향만 설정해 주면 조직 대체 요법에 필요한 거의 모든 종류의 세포로 발달하게 할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 간단히 말해서, 줄기 세포는 ‘예비 부품’의 무한한 공급원으로 여겨지고 있는 것입니다.

두 가지 동물 실험에서, 연구원들은 배아 줄기 세포가 인슐린을 생산하는 세포가 되도록 유도한 다음, 당뇨병을 앓고 있는 쥐들에게 이식하였습니다. 한 실험에서는 당뇨병의 증상들이 사라지기 시작했지만, 다른 한 실험에서는 새로운 세포들이 충분한 양의 인슐린을 생산하지 못하였습니다. 그와 유사한 실험들에서, 과학자들은 손상된 척수의 신경 기능을 회복시키고 파킨슨병의 증상을 없애는 면에서 부분적으로나마 성공을 거두었습니다. 국립 과학원에서는 이렇게 밝힙니다. “그러한 실험들이 희망을 제시해 주기는 하지만, 그렇다고 해서 그와 비슷한 치료가 인간에게도 효과가 있을 수 있다는 명백한 증거가 되는 것은 아니다.” 그러면 인간 배아 줄기 세포에 대한 연구가 그토록 뜨거운 논란의 대상이 되고 있는 이유는 무엇입니까?

우려의 대상이 되고 있는 이유는?

우려의 주된 초점이 되고 있는 것은, 배아 줄기 세포를 채취하는 과정에서 근본적으로 배아가 파괴된다는 것입니다. 그 결과에 관해 미국 국립 과학원에서는 이렇게 설명합니다. “인간의 배아가 온전한 인간으로 발달할 잠재력을 상실하게 된다. 인간의 생명이 수태 시에 시작된다고 믿는 사람들이 볼 때, ESC[배아 줄기 세포] 연구는 아무리 고귀한 목적이라도 인간의 생명을 그 목적을 위해 파괴하거나 그 목적을 위한 수단으로 사용해서는 안 된다는 신조에 어긋나는 것이다.”

실험실들은 줄기 세포를 채취할 배아를 어디에서 구합니까? 일반적으로, 여성들이 시험관 아기를 갖기 위해 난자를 제공하는 시험관 아기 시술소에서 구합니다. 여분의 배아는 보통 냉동 보관되거나 폐기 처분됩니다. 인도에 있는 한 시술소에서는 해마다 1000여 개의 인간 배아를 폐기 처분합니다.

배아 줄기 세포에 대한 연구가 계속되고 있는 가운데, 일부 연구가들은 논란의 정도가 훨씬 덜한 형태의 줄기 세포—성체 줄기 세포—에 대한 연구에 노력을 집중하고 있습니다.

성체 줄기 세포

“성체 줄기 세포는 분화된(전문화된) 조직에서 발견되는 분화되지 않은(전문화되지 않은) 세포”라고, 미국의 국립 보건 연구소에서는 알려 줍니다. 그러한 조직으로는 골수, 혈액과 혈관, 피부, 척수, 간, 위장관, 췌장 등이 있습니다. 초기에 행해진 연구에서는 성체 줄기 세포가 배아 줄기 세포보다 분화의 범위가 훨씬 제한되어 있는 것으로 나타났습니다. 하지만 나중에 동물 실험을 통해 밝혀진 사실들은, 특정한 종류의 성체 줄기  세포는 그 줄기 세포를 채취한 조직과 다른 조직으로도 분화될 수 있음을 시사합니다.

혈액과 골수에서 분리해 낸 혈액 줄기 세포라고 불리는 성체 줄기 세포는 “골수 속에서 자기 스스로 계속 새로워지면서 혈액에서 발견되는 모든 형태의 세포로 분화”하는 능력을 지니고 있다고, 미국 국립 과학원에서는 알려 줍니다. 이러한 형태의 줄기 세포는 이미 백혈병과 여러 가지 혈액 질환을 치료하는 데 사용되어 왔습니다. * 또한 요즘 일부 과학자들은 혈액 줄기 세포가 간 세포 그리고 뇌에서 발견되는 뉴런을 비롯한 여러 형태의 세포와 유사한 세포를 만들어 내는 것 같다고 주장합니다.

미국의 연구원들은 쥐의 골수에서 채취한 다른 형태의 줄기 세포를 사용하여 또 다른 의미심장한 발전을 이루어 낸 것 같습니다. 「자연」(Nature)지에 발표된 그들의 연구에 따르면, 이 세포는 “배아 줄기 세포가 지니고 있는 모든 기능”을 가지고 있는 것 같다고, 「뉴욕 타임스」지는 보도합니다. “원칙적으로”, 이 성체 줄기 세포도 “배아 줄기 세포에 기대되는 일이라면 무슨 일이든 할” 수 있다고, 그 기사에서는 덧붙입니다. 하지만 성체 줄기 세포를 연구하는 연구원들도 여러 가지 만만치 않은 장애에 부딪치고 있습니다. 성체 줄기 세포는 희귀한 데다 확인하기가 쉽지 않습니다. 하지만 그 세포를 통해 얻게 되는 의학적 혜택에는, 인간 배아를 파괴하지 않는다는 이점이 있습니다.

건강상의 위협과 재생 의학

어떤 형태의 줄기 세포가 사용되든, 줄기 세포를 사용하는 치료법에는 여전히 심각한 결점이 있습니다. 과학자들이 이식할 조직을 만들어 내는 방법을 완벽하게 습득한다 하더라도 상황은 달라지지 않을 것입니다. 한 가지 심각한 장애는 조직을 이식받는 사람의 면역계가 외부 조직에 대해 거부 반응을 나타낸다는 점입니다. 현재로서는 면역계를 억제하는 강력한 약물을 투여하는 것이 해결책이지만, 그러한 약물에는 심각한 부작용이 있습니다. 유전 공학을 통해 줄기 세포를 변형시켜서 줄기 세포로 만든 조직을 이식받는 사람의 몸이 그 조직을 이물질로 간주하지 않게 할 수 있다면, 이 문제를 피할 수 있을 것입니다.

또 다른 가능성은 환자 자신의 조직에서 채취한 줄기 세포를 사용하는 것입니다. 초기 임상 실험에서도 낭창을 치료하기 위해 혈액 줄기 세포를 그러한 방식으로 사용한 예가 있습니다. 당뇨병도 애초에 병의 원인이었을 수 있는 자가 면역 반응에 의한 공격에 새로운 조직이 노출되지 않는다면, 동일한 치료법으로 효과를 볼 수 있습니다. 특정한 심장병이 있는 사람들 역시 줄기 세포 치료법을 통해 유익을 얻을 수 있습니다. 한 가지 제안할 만한 방법은, 심장병에 걸릴 가능성이 있는 사람들이 자신의 줄기 세포를 미리 기증해서 배양해 두었다가 나중에 병으로 인해 손상된 심장 조직을 대체하는 데 사용하는 것입니다.

일부 과학자들은 면역계가 나타내는 거부 반응 문제로 고심한 끝에, 심지어 환자를 복제하되 복제 인간이 배아 줄기 세포를 채취할 수 있는 배반포 단계까지만  발육하도록 허용하자는 의견을 제시하기까지 하였습니다. (“복제 동물을 만드는 방법” 네모 참조) 이러한 줄기 세포를 사용해 배양한 조직은 제공자이자 수용자인 사람과 유전적으로 동일하며 따라서 면역 반응을 일으키지 않을 것입니다. 하지만 그러한 인간 복제는 많은 사람에게 도덕적으로 혐오스러운 일일 뿐만 아니라, 유전병을 치료하는 것이 목적일 경우에는 아무 소용이 없을 것입니다. 미국 국립 과학원은 면역 문제를 요약하면서 이렇게 기술하였습니다. “이식된 세포에 대한 거부 반응을 어떻게 예방할 것인가를 이해하는 것은, 그 세포가 재생 의학에 유용하게 사용되기 위해서는 필수적이며 또한 이 분야의 연구에 가장 큰 걸림돌 중 하나이기도 하다.”

배아 줄기 세포 이식에는 종양, 특히 “기형종”이라고 불리는 종양이 생길 위험성도 있습니다. 이러한 종양이 생기는 부위에는 피부, 털, 근육, 연골, 뼈 등 다양한 조직이 포함될 수 있습니다. 정상적인 증식이 이루어지는 동안에는 세포 분열과 분화 과정이 엄격한 유전 프로그램을 따릅니다. 하지만 배반포에서 줄기 세포를 떼어 내어 시험관에서 배양한 다음, 나중에 살아 있는 생물에 주입하게 되면 그러한 과정에 이상이 생길 수 있습니다. 엄청나게 복잡한 세포 분열과 분화 과정이 인위적으로 일어나게 하는 법을 터득하는 일은 연구가들이 넘어야 할 또 하나의 만만치 않은 장애물에 불과합니다.

아직도 요원한 치료법

「줄기 세포와 재생 의학의 미래」라는 보고서에서는 이렇게 기술합니다. “현재 보유하고 있는 지식의 수준이 얼마나 되는지를 제대로 알지 못한 나머지, 새로운 치료법을 임상적으로 널리 사용하게 될 것이 확실하고 그날이 임박했다는 그릇된 인상을 받게 될 수 있다. 사실, 줄기 세포에 대한 연구는 걸음마 단계에 있으며, 모르고 있는 부면이 너무나 많아 성체 줄기 세포나 배아 줄기 세포를 사용하는 새로운 치료법이 완성되는 데 걸림돌이 되고 있다.” 분명히, 이미 알고 있는 것보다는 앞으로 알아내야 할 것이 더 많습니다. 일부 과학자들은 심지어 “치료가 현실화되지 못할 경우 일어나게 될 반발에 대비하고” 있다고, 「뉴욕 타임스」지에 실린 한 보도에서는 알려 줍니다.

줄기 세포 과학은 차치해 놓고라도, 최근 몇십 년 동안 의학은 여러 분야에서 눈부신 발전을 이룩했습니다. 하지만 이미 우리가 살펴보았듯이, 그러한 진보들 가운데 어떤 것들은 도덕적으로 그리고 윤리적으로 복잡한 의문이 생기게 합니다. 그러므로 우리는 그러한 문제에 대한 믿을  만한 지침을 얻기 위해 어디로 향할 수 있습니까? 또한, 연구가 더욱 복잡해지고 그에 따른 비용이 많이 듦에 따라 치료법과 약물 역시 비싸지는 경우가 많습니다. 일부 연구가들은 이미 줄기 세포 치료법으로 치료를 받는 데 환자 한 사람당 수십만 달러가 들지도 모른다고 추산하고 있습니다. 그런데 심지어 지금도 수많은 사람들이 치솟고 있는 의료비와 보험료를 감당하지 못하고 있는 실정입니다. 따라서, 줄기 세포 혁명이 진료실에까지 이르게 될지 확실하지도 않지만 만약 그렇게 된다면, 실제로 덕을 보는 사람은 누구입니까? 오직 시간만이 알려 줄 것입니다.

하지만 우리가 확신할 수 있는 것은 인간이 만들어 내는 어떤 치료법도 병과 죽음을 뿌리 뽑지 못할 것이라는 점입니다. (시 146:3, 4) 오직 우리의 창조주만이 그렇게 할 능력을 가지고 계십니다. 그러면 그분은 그렇게 할 목적을 가지고 계십니까? 이어지는 기사에서는 이 질문에 대한 성서의 대답을 알려 줄 것입니다. 또한 심지어 의학적 성격을 띠고 있는 문제들을 비롯하여 오늘날 제기되고 있는, 점점 더 복잡해져 가고 있는 도덕적·윤리적 의문의 미로를 빠져나가도록 성서가 우리를 어떻게 인도해 줄 수 있는지도 논할 것입니다.

[각주]

[6면 네모와 삽화]

줄기 세포의 또 다른 근원

성체 줄기 세포와 배아 줄기 세포 외에도, 배아 생식 세포가 분리되었다. 배아 생식 세포는 배아나 태아의 생식선 융기에 있는 세포에서 채취되는데, 이 세포는 난자나 정자가 된다. (생식선 융기는 난소나 고환이 된다.) 배아 생식 세포는 여러 면에서 배아 줄기 세포와 다르지만, 두 가지 세포 모두 분화가 가능하다. 다시 말해서 거의 모든 형태의 세포를 만들어 낼 수 있다. 이러한 잠재력이 있기 때문에, 분화가 가능한 세포는 전례를 찾아볼 수 없는 새로운 치료법의 개발을 가능하게 해 줄 수 있는, 상당히 구미가 당기는 대상이 아닐 수 없다. 하지만 그러한 잠재력 있는 치료법으로 인해 일게 된 흥분은 그러한 세포의 근원에 초점을 맞춘 논란으로 인해 수그러들게 된다. 그러한 세포는 낙태된 태아나 배아 둘 중 하나에서 얻는 것이다. 따라서 이러한 세포를 얻으려면 태아나 배아를 파괴해야 한다.

[8, 9면 네모와 삽화]

복제 동물을 만드는 방법

최근 몇 년 동안, 과학자들은 여러 가지 동물을 복제했다. 2001년에 미국의 한 실험실에서는 비록 실패하기는 했지만 심지어 인간을 복제하려고 시도하기까지 했다. 과학자들이 복제 동물을 만드는 한 가지 방법은 핵 치환이라고 불리는 방법이다.

우선, 과학자들은 암컷의 몸에서 수정되지 않은 난자를 채취하여 (1) DNA가 들어 있는 핵을 제거한다. (2) 복제할 동물의 몸에서 그 동물의 유전자 청사진이 들어 있는 핵을 갖고 있는 적절한 세포, 이를테면 피부 세포를 채취한다. (3) 핵을 제거한 난자에  이 세포를—또는 단지 핵만을—삽입한 다음, 거기에 전류를 흐르게 한다. (4) 이렇게 하면 그 세포가 난자의 세포질과 융합된다. (5) 새로운 핵을 갖게 된 난자는 이제 수정되었을 때처럼 분열하여 자라게 되며, (6) 체세포를 채취한 원래 동물의 복제 동물이 발육하기 시작한다. *

그런 다음, 배아를 대리모의 태에 집어넣으면, (7) 드물지만 이상이 없을 경우, 그곳에서 완전히 발육하여 태어나게 된다. 또는, 배양이 가능한 배아 줄기 세포를 내부 세포 덩어리에서 채취할 수 있을 때까지만 배아가 발육하게 할 수도 있다. 과학자들은 이러한 기본적인 방법이 인간의 경우에도 성공할 수 있을 것이라고 생각한다. 사실, 배아 줄기 세포를 얻을 목적으로 위에 언급한 방법을 사용하여 인간을 복제하려는 시도가 있었다. 이러한 목적으로 복제하는 것을 치료적 복제라고 한다.

성체 세포에서 복제된 최초의 포유류는 복제 양 돌리이다. 과학자들은 핵을 제거한 난세포에 다 자란 양의 젖샘에서 채취한 세포의 핵을 삽입했다.

[도해]

(온전한 형태의 본문을 보기 원한다면, 출판물을 참조하십시오)

1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 6 → 7

[7면 도해]

(온전한 형태의 본문을 보기 원한다면, 출판물을 참조하십시오)

배아 줄기 세포 (개요도)

수정란 (제1일)

↓

4세포기 (제3일)

↓

내부 줄기 세포 덩어리가 있는 배반포 (제5일)

↓

배양한 줄기 세포

↓

인체에는 200여 가지 형태의 세포가 있다

→ 갑상선 세포

→ 췌장 세포 (당뇨병을 치료하는 데 도움이 될 수 있다)

→ 색소 세포

→ 적혈구

→ 신장 세포

→ 골격근 세포

→ 심근 세포 (손상된 심장을 복원할 수 있다)

→ 폐 세포

→ 신경 세포 (알츠하이머병과 파킨슨병을 치료할 수 있으며 손상된 척수를 복원할 수 있다)

→ 피부 세포

[자료 제공]

배반포와 배양한 줄기 세포: University of Wisconsin Communications; 그 밖의 모든 그림: © 2001 Terese Winslow, assisted by Lydia Kibiuk and Caitlin Duckwall

[8면 도해]

(온전한 형태의 본문을 보기 원한다면, 출판물을 참조하십시오)

성체 줄기 세포 (개요도)

골수에서 발견되는 줄기 세포

→ 림프구

→ 호산구

→ 적혈구

→ 혈소판

→ 단핵 세포

→ 호염기구

→ 그 밖에도 여러 가지 세포가 될 잠재력을 지니고 있다

→ 신경 세포

[자료 제공]

© 2001 Terese Winslow, assisted by Lydia Kibiuk and Caitlin Duckwall