September 20,2019

개 후각으로 폐암 진단 ‘성공’

혈청 냄새 맡은 후 종양세포 확인해

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개의 뛰어난 후각 능력은 사람에게 많은 도움을 준다.

시각장애인을 돕는 안내견, 수색 업무를 맡고 있는 군견과 경찰견, 실종된 사람을 찾아주는 인명구조견 등이 대표적인 사례.

최근 들어서는 이 후각 능력이 질병을 탐지하는데 활용되고 있다. 20일 ‘메디컬 뉴스 투데이’에 따르면 의료진이 사냥개인 비글(beagles)의 도움을 받아 냄새로 폐암을 진단하는데 성공했다고 보도했다.

귀여운 사냥개 ‘비글’의 후각 능력을 활용해 조기진단이 매우 힘든 폐암 환자의 암발생 바이오마커를 찾아내는데 성공했다. 정확도 역시 매우 높아 향후 암 진단 과정에 활용할 수 있는 방안을 모색하고 있다. ⓒWikipedia

귀여운 사냥개 ‘비글’의 후각 능력을 활용해 조기진단이 매우 힘든 폐암 환자의 암발생 바이오 마커를 찾아내는데 성공했다. 정확도 역시 매우 높아 향후 암 진단 과정에 활용할 수 있는 방안을 모색하고 있다. ⓒWikipedia

‘비글’ 통해 조기 진단 가능성 확인 

폐암은 폐에서 기원한 악성 종양을 말한다. 이로 인해 한국, 미국 등 세계적으로 암 사망률 2위에 오를 만큼 치명적인 질병이다.

그럼에도 불구하고 조기 진단이 매우 힘들어 의료계가 골머리를 앓아왔다. 폐암 진단을 위해 사용하고 있는 CT(흉부전산화단층촬영), PET(양전자단층촬영) 등의 장비를 사용하고 있지만 비용이 많이 드는 데다 정확도에서 신뢰를 받지 못하고 있었다.

이런 상황에서 개의 후각을 통해 폐암을 조기 진단했다는 소식이 전해지면서 의료계로부터 큰 관심을 불러일으키고 있는 중이다.

연구를 이끈 미국 레이크 이리 대학(LECOM)의 토마스 퀸(Thomas Quinn) 교수는 “개의 후각 능력이 사람과 비교해 적어도 1만 배 이상 뛰어나다.”며, “이런 능력을 통해 폐암세포의 냄새를 감지했으며, 조기 진단 가능성을 확인했다.”고 말했다.

논문은 의료계 학술저널 ‘미국 정골의학협회지(Journal of the American Osteopathic Association)’ 17일 자에 게재됐다. 논문 제목은 ‘Accuracy of Canine Scent Detection of Non–Small Cell Lung Cancer in Blood Serum’이다.

연구팀은 논문을 통해 폐암은 종양이 이미 확산된 이후 발견되기 때문에 사망률이 매우 높은 치명적인 질병이라고 말했다.

더구나 진단에 사용하고 있는 X-레이, CT, PET 등의 장비들 역시 이미지를 구현하는데 문제가 발견되고 있어 의료계에서는 폐암을 정확하게 조기 진단할 수 있는 방안을 찾고 있었다고 말했다.

이런 상황에서 뛰어난 후각 능력을 지닌 개가 대안으로 떠오르고 있다고 말했다. 최근 실험에서 폐암을 조기 진단할 수 있는 능력이 입증됐으며, 향후 이를 발전시킬 경우 다양한 종류의 폐암을 진단할 수 있을 것으로 내다봤다.

연구팀은 이번 연구를 위해 다리가 짧고 몸집이 작은 사냥개 비글을 훈련시켰다고 말했다. 개의 후각 시스템으로 하여금 폐암에 걸린 환자의 혈청 냄새를 기억하게 한 후 진단 과정에서 이 혈청 냄새를 맡게 될 경우 표현을 하도록 했다.

폐암 일으키는 바이오 마크 식별 

폐암은 암세포 크기와 형태에 따라 크게 소세포 폐암(small cell lung cancer)과 비소세포 폐암(non-small cell lung cancer)로 나눈다.

이번 연구에 투입된 4마리의 개들은 소세포 폐암 환자의 혈청 냄새를 식별해낼 수 있도록 8주간의 훈련을 받았다. 훈련 후에는 건강한 혈청과 폐암 환자의 혈청을 제시한 후 이를 정확히 식별하는지 추가 실험이 진행됐다.

그 결과 3마리의 개들이 뛰어난 능력을 보였다.

민감도(sensitivity)에서 96.7%, 특이도(specificity)에서 97.5%, 양성예측치(positive predictive value)에서 90.6%, 음성예측치(negative predictive value )에서 99.2%의 정확도를 보였다고 밝혔다.

연구팀은 훈련된 개 3마리의 후각을 활용해 건강한 폐암 진단을 시도했으며, 암을 일으키는 바이오 마커를 확인할 수 있다고 말했다.

논문 주 저자인 토마스 퀸 교수는 “지금까지 진행한 연구는 시작에 불과하다.”고 말했다. “향후 개의 후각을 활용, 폐암 바이오 마커를 찾아낼 수 있는 방안을 설계하고 있다.”며, 향후 폐암 진단의 획기적인 사례가 될 수 있을 것으로 확신했다.

이번에 투입된 사냥개 비글은 작고 야무진 체구에 단단한 근육을 지니고 있는 귀여운 모습의 사냥개로 주로 토끼 사냥에 투입돼왔다. 특히 후각이 뛰어나 마약 탐지견 및 밀수품 탐지견으로 활용되고 있는 중이다.

퀸 교수는 “비글의 몸이 사냥개 중 중간 정도에 불과하지만 2억 2500만 후각수용기를 지니고 있어 냄새를 맡는 능력에 있어서는 다른 사냥개들을 능가한다.”고 말했다.

후각수용기는 공기 중 화학 물질에 대해 반응하며 후각적 신경 흥분을 일으키는 콧속의 신경 세포를 말한다. 냄새를 감지한 이들 세포가 신경을 자극하면 신경이 그 정보를 뇌로 전달해 무슨 냄새인지 식별하게 된다.

지난 4월 프랑스 렌 대학 연구진은 예상하지 못한 상황에서 반복적으로 발작이 일어나는 뇌전증 징후를 보이는 환자를 냄새로 구분할 수 있다는 연구 결과를 발표했다.

5마리의 개를 대상으로 뇌전증 환자들의 몸 냄새와 숨 냄새를 맡게 했을 때 민감도, 특이도, 양성‧음성 예측치 등에서 67~100%의 정확도를 보였다는 것. 이는 개를 통해 뇌전증 환자의 발작 증세를 사전에 대비할 수 있다는 것을 의미한다.

이번 레이크 이리대 연구 결과는 개의 후각 능력을 조기 진단이 어려운 폐암 진단으로 확대할 수 있음을 말해주고 있다.

의료계는 향후 이 방식을 적절히 활용할 경우 개의 도움을 받아 암 등의 불치병 진단을 적은 비용과 장비로 수행해나갈 수 있을 것으로 보고 있다. 더 나아가 개인으로 하여금 개의 도움으로 자가 진단이 가능해질 것으로 기대하고 있다.

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