백내장이 안약만으로 치료될까?

2015년 7월 과학전문지 'Nature'에 실린 연구 결과

결론부터 말하자면, 백내장은 수술이 필요한 질환입니다. 그런데 2015년 말에 나온 연구 결과들은 새로운 의견을 내고 있습니다. 2015년 말은 지금으로부터 약 1년 전입니다. 2015년에는 백내장을 점안액으로 치료할 수 있다는 연구가 잇달아 나왔습니다. 또한 연구진은 우주실험용 기술을 이용하여 백내장의 발병을 미리 예측하고 치료 효과를 검증할 수 있는 방법을 보고했습니다. 미국 샌디에이고 캘리포니아 주립대에서는 백내장을 치료하는 점안액을 연구한 결과를 발표했습니다. 연구 결과는 2015년 7월 과학전문지 '네이처(Nature)'에 발표되었습니다. 미국 샌디에이고 캘리포니아주립대학 안연구소 안과유전학실 장 캉(Kang Zhang) 박사는 동물 실험으로 점안액의 효과를 확인한 결과를 발표했습니다. 연구팀은 심각한 백내장을 가진 세 명의 어린이의 유전자를 분석했습니다. 어린이들은 유전적 변이로 인해 라노스테롤(lanosterol)의 생성이 저하된  상태였습니다. 라노스테롤은 신체에서 생성되는 스테로이드 화합물입니다. 연구팀은 이 사실을 토대로 라노스테롤과 백내장의 연관성을 확인하는 실험을 시작했습니다. 라노스테롤이 백내장을 예방하거나 제거하는 능력이 있는지 실험했습니다. 실험실 연구가 진행되었고, 실험은 토끼를 대상으로 했습니다. 토끼를 거쳐 그 후, 개를 대상으로 한 실험이 진행되었습니다. 백내장을 가진 개 7마리가 대상이었습니다. 개의 눈 유리체 안에 라노스테롤이 주입되었습니다. 라노스테롤은 6주에 걸쳐 하루에 세 번 점안되었습니다. 그리고 그 결과는 긍정적이었습니다. 백내장은 개선되었습니다. 백내장이 완전히 없어진 경우도 있었습니다. 장 캉 박사의 연구팀은 1년 안에 사람을 대상으로 한 임상시험을 하는 것을 목표로 세웠습니다.

 

2015년 11월 과학저널 '사이언스'에 실린 연구 결과

샌프란시스코 캘리포니아주립대(UCSF) 및 미시간대와 워싱턴대 합동 연구팀도 연구 결과를 발표했습니다. 연구는 화합물 점안액으로 백내장을 되돌릴 수 있다는 내용이었습니다. 이 연구 결과는 2015년 11월 5일 발표되었습니다. 과학저널 '사이언스'는 이 물질을 '실제적으로 백내장을 치료할 수 있는 점안액의 기초가 될 화합물'로 소개했습니다. 이 물질은 '컴파운드 29(Compound 29)로 명명되었습니다. 컴파운드 29는 이미 상용화를 위한 연구 중에 있습니다. 이 연구팀을 이끈 사람은 제이슨 제스트위키(Jason Gestwicki)입니다. 제이슨 제스트위키는 UCSF 약제 화학과 교수이며, 이 논문의 시니어 저자 중 한 사람입니다. 연구팀은 백내장을 일으킨 단백질 응집체의 용해점을 낮출 수 있는 화합물을 찾았습니다. 2450개의 화합물이 탐색되었습니다. 그러던 중 연구팀은 7월 '네이처'에 소개된 라노스테롤에 주목했습니다. 그런데 라노스테롤은 용해성에 한계가 있었습니다. 효과를 얻기 위해서 연구팀은 눈 유리체 속에 라노스테롤을 직접 주입해야 했습니다. 연구팀은 라네스테롤과 다른 스테롤을 단서로 32개의 추가적인 스테롤을 결집했습니다. 그리고 그 결과, 연구팀은 '백내장 용해 점안액'으로 사용할 수 있는 화합물을 찾아냈습니다. 그것이 바로 '컴파운드 29'입니다. 연구팀은 실험실 연구에서 컴파운드 29의 작용을 확인했습니다. 컴파운드 29는 수정체 섬유세포를 구성하는 단백질인 크리스탈린을 현저히 안정시켰습니다. 또한 컴파운드 29는 크리스탈린이 응집된 아밀로이드의 형성을 막았습니다. 이 약이 실용화된다면 백내장을 가진 늙은 애완견도 혜택을 볼 수 있게 됩니다. 미국에서만 7000만 마리의 개가 투약 대상이 된다고 합니다.

 

2015년 12월 22일 백내장 예방 기술 소개

2015년 12월 22일에 미국 국립 안연구소(NEI)와 존스 홉킨스대 윌머 안연구소(Wilmer Eye Institute) 팀은 한 기술을 소개했습니다. 그 기술은 수정체를 구성하는 크리스탈린(alpha-crystallin)의 농도를 측정하여 백내장의 진행 상태를 알고 백내장을 미리 예방할 수 있는 기술이었습니다. 연구를 주도한 사람은 미국 국립 안연구소 대타일스(Manuel B. Datiles, Ⅲ) 박사와 윌머 안연구소 윌터 스타크(Walter J. Stark) 박사였습니다. 그들은 34세에서 79세 사이의 연구 참여자 45명(66안)을 대상으로 조사했습니다. 연구는 6개월마다 단백질 수치를 측정하여 크리스탈린이 얼마나 손실되는지 조사하는 것이었습니다. 연구 결과, 평균 19개월 후 크리스탈린의 수치가 가장 낮은 쪽에 해당되거나 손실 비율이 높은 사람은 크리스탈린의 수치가 가장 높거나 손실 비율이 낮은 사람에 비해 백내장이 훨씬 빨리 진행되는 것이 발견되었습니다. 연구팀이 사용한 방법은 동적 광 산란이라 불리는 광섬유 기반 기술이었습니다. 이 기술은 우주에서 유체물리학 실험에 쓰이던 기술이었습니다. 본격적으로 이 기술이 도입된다면 백내장의 예방 및 치료 기술이 획기적으로 발전될 것으로 기대됩니다.

 

수정체 이론

백내장은 수정체가 혼탁해지는 질환을 말합니다. 이 부분에서는 먼저 수정체에 대한 설명을 하겠습니다. 수정체는 양면이 볼록한 원반 모양입니다. 수정체는 혈관과 신경이 없는 무색투명한 구조로 이루어져 있습니다. 수정체의 두께는 4mm, 직경은 9mm입니다. 수정체는 약 20디옵터의 굴절력을 가집니다. 수정체는 방수와 유리체에서 영양을 공급받습니다. 수정체는 각막과 함께 눈의 주된 굴절기관입니다. 수정체는 탄력성이 있습니다. 수정체가 통통한 둥근 모양으로 변하면 굴절력이 증가됩니다. 이는 수정체가 두꺼워지면서 앞면 중심만곡이 증가하기 때문입니다. 반대로 얇아진 수정체의 굴절력은 감소됩니다. 이 과정을 조절이라고 합니다. 조절이란 수정체 앞면의 굴절력을 증가시켜 근거리 물체의 상이 망막에 정확히 맺히게 하는 과정을 말합니다. 노화는 수정체의 탄력성을 저하시킵니다. 노화 시 핵은 점점 단단해집니다. 결국 노화된 눈의 수정체는 덜 둥글게 됩니다. 이러한 상황은 조절력을 점점 떨어지게 합니다. 이 과정은 태어남과 동시에 시작됩니다. 60세가 된 사람의 수정체는 조절력이 1디옵터 정도만 남게 됩니다. 이를 노시안이라고 합니다. 이것이 흔히 말하는 노안입니다. 영어로는 presbyopia라고 합니다. 수정체는 광선의 약 80%를 투과시킵니다. 사람의 수정체는 전 생애를 통해 천천히 성장합니다. 사람의 수정체는 나이가 들면서 서서히 노란색을 띠게 됩니다. 이것은 망막에 이르는 빛에서 파란색과 보라색의 양을 감소시킵니다. 이 현상은 사람과 영장류에만 존재하는 트립토판으로 인한 것으로 추정됩니다. 수정체섬유단백은 수용성입니다. 나이가 들면 수정체섬유단백은 높은 분자량과 많은 칼슘을 함유한 단백질 상태로 만들어 집니다. 이 고분자의 단백질집적물은 빛을 산란시키고 혼탁을 유발합니다. 이 혼탁이 백내장입니다.

 

백내장 이론

백내장(cataract)은 수정체가 혼탁해지는 질환입니다. 과성숙된 백내장은 눈동자가 하얗게 변합니다. 이 상태는 육안으로도 관찰이 가능합니다. 백내장의 어원은 눈동자가 하얗게 변해서 눈 안의 색이 하얀 장애라 하여 백내장이라 했습니다. 영어 명칭인 cataract는 라틴어 cataracta에서 유래한 것입니다. cataracta는 폭포라는 뜻입니다. 이는 눈 속에서 하얀 물질이 폭포처럼 떨어져 쌓인 것이라 생각하여 명명한 것입니다. 백내장의 주요 증상은 시력 감퇴입니다. 백내장은 분류 방법에 따라 여러 가지로 나뉠 수 있습니다. 백내장은 출현시기에 따라서 선천백내장과 후천백내장으로 나눕니다. 선천 백내장은 태어날 때부터 가진 백내장입니다. 선천성 백내장은 대부분 정지성입니다. 선천 백내장은 한쪽 눈 또는 양쪽 눈에 모두 발생할 수 있고, 어느 부분에서도 일어날 수 있습니다. 선천 백내장의 치료는 수술 후 인공수정체 삽입입니다. 후천백내장은 영어로 acquired cataract라고 합니다. 후천백내장에는 나이가 들면서 발생하는 노년백내장이 가장 많습니다. 그 외에는 외상이나 전신질환, 독소, 눈속염이 있습니다. 후천백내장의 증상은 시력감퇴, 한눈복시, 수정체근시가 있습니다. 시력감퇴는 수정체 혼탁의 위치와 정도, 범위에 따라 다릅니다. 혼탁이 동공 부위나 후극부에 있으면 주간맹이 나타납니다. 주간맹은 영어로 day blindness라고 합니다. 주간맹은 밝은 곳에서 동공수축이 일어나는 것에서 기인합니다. 주간맹 증상은 밝은 곳에서 몹시 불편하고 근거리 시력이 특히 저하됩니다. 증상은 어두운 곳이나 동공확대제 점안시에는 나아져서 오히려 시력이 좋아집니다. 한눈복시는 수정체의 부분적 혼탁으로 굴절상태의 차이 때문에 나타납니다. 수정체근시는 수정체핵의 경화에 기인합니다. 굴절률이 증가된 수정체는 근시 상태가 됩니다. 이 증상은 돋보기안경을 쓰던 사람이 돋보기 없이도 근거리 글씨를 잘 보는 경우를 유발하기도 합니다. 그 밖의 증상으로는 색각감퇴와 다시증이 있습니다. 노년백내장은 대개 50세 이후에 발생한 경우를 말합니다. 노년백내장의 발생 확률은 80세 이상에서 80~100%로 알려져 있습니다. 노년백내장은 매우 흔한 질환인 것입니다. 백내장의 치료는 약물 요법은 확실한 인정을 못 받고 있습니다. 약물은 변성된 백내장성 수정체단백을 원래의 투명한 상태로 만들지 못 합니다. 수정체 내 공포들이 저절로 없어져 일시적인 시력 개선은 가능할 수 있습니다. 약물은 백내장의 진행을 더디게 하기 위해 많은 것들이 사용되고는 있습니다. 앞서 말했듯이 확실한 가치는 인정받지 못하고 있습니다. 백내장의 치료는 수술입니다. 수술 시기는 생활에 지장을 줄 만큼 시력이 저하된 경우와 백내장으로 인해 속발녹내장이나 포도막염이 발생할 우려가 있는 경우입니다. 백내장 수술은 수정체를 제거하는 것입니다. 그러므로 백내장 수술 후 눈은 수정체가 없는 상태가 됩니다. 수정체가 적출된 눈은 수정체없음증이라고 합니다. 수정체없음증은 영어로 aphakia라고 합니다. 수정체가 없는 눈은 심한 원시상태입니다. 그래서 대부분의 수술은 백내장 제거와 동시에 인공수정체를 삽입하는 순서로 진행됩니다. 인공수정체가 삽입된 눈은 인공수정체눈이라고 합니다. 인공수정체눈은 영어로 pseudophakia라고 합니다. 인공수정체는 조절 능력이 없습니다. 인공수정체는 근거리와 원거리 초점을 모두 맞출 수 있는 다초점인공수정체도 있습니다.