[바이오토픽] 전자담배의 만성적 위험 평가하는 임상시험 본격화
의학약학 / Bio통신원
양병찬 (2019-12-04)

전자담배의 만성적 위험 평가하는 새로운 임상시험 본격화

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최근 '전자담배가 폐를 손상시킨다'는 기사가 대서특필되고 있는 가운데, 또 한 가지 우려가 조용히 제기되고 있다. 그 내용인즉 "사용자들이 (수십 년간 드러나지 않을 수 있는) 장기적 효과의 위험을 무릅쓰고 있는 건 아닐까?"라는 것이다. 이제 동물과 사람을 대상으로, '전자담배가 폐와 심혈관계에 끼치는 만성적 위험'과 '그 속에 포함된 화학물질이 건강한 생물학을 파괴하는 메커니즘'을 평가하는 연구가 시작되었다.

전자담배는 니코틴과 그밖의 물질(니코틴을 녹이는 용매와, 호소력을 향상시키는 향료)을 함유하는 장치이며, 배터리로 구동된다. 니코틴과 용매와 향료의 혼합물은 열(熱)을 이용하여 비말로 전환되어, 사용자에게 흡입된다. 제조사들은 전자담배를 '흡연자의 금연을 도와주는 도구'라고 주장하지만, 데이터는 엇갈린다. 그러나 분명한 게 한 가지 있으니, 지금껏 담배를 피우지 않았던 수백만 명의 젊은이들이 전자담배를 사용하게 되었다는 것이다. "전자담배의 화학적 조성이 전통적 담배보다 훨씬 다양하다는 점을 감안할 때, 우리는 의과학(medical science)에 '전자담배가 사람들에게 미치는 건강상 영향을 밝혀내라'는 엄청난 부담을 지우고 있는 셈이다"라고 위스콘신 대학교 매디슨 캠퍼스의 제인스 스타인(예방심장학)은 말했다.

Youth movement

E-cigarettes have soared in popularity among young people in the United States, as shown by data on the percentage who used the products in the past 30 days.
Youth movement
CENTERS FOR DISEASE CONTROL AND PREVENTION MORBIDITY AND MORTALITY WEEKLY REPORT, VOL. 67, 1276, 2019, ADAPTED BY A. CUADRA/SCIENCE

스타인을 비롯한 전문가들은 부담을 감내할 수밖에 없다고 믿고 있다. 이번 달 미국 심장·폐·혈액연구소(NHLBI: National Heart, Lung, and Blood Institute)는 "현재 진행되고 있는 전자담배연구에 보조금을 지불하겠다"고 밝힘으로써 전자담배의 급만성 영향을 평가하는 연구를 강화했다. NHLBI는 올해 이 분야의 연구에 2,300만 달러를 쏟아 부은 바 있다.

전자담배는 지난 수십 년 동안 어떤 형태로든 존재해 왔지만, 최근 5년 동안 수천 가지 향료와 (흡연을 더욱 가깝게 모방하는) 새로운 전달방법 덕분에 인기가 하늘을 찌르기 시작했다. 오늘날 전 세계에서 수백 만 명의 사람들이 전자담배를 사용하는 가운데, 미국에서는 약 1,300만 명의 사람들이 그 대열에 합류하고 있다. 그런데 지난 3월 급성 폐손상이 발생하기 시작하면서 한 가지 위험이 고개를 들었다. 미국에서는 현재 약 2,300만 명이 폐손상을 입었고, 그중 47명이 사망했다. "우리는 그 폐손상에게 기습을 당했다"라고 오하이오 주립대학교 부설 광범위 암연구센터(Comprehensive Cancer Center)에서 폐암을 전문적으로 연구하는 피터 쉴즈(의료종양학)는 말했다. 급성 폐손상은 지금껏 전자담배 사용자들에게서 발견되었던 것과 성질이 다르다. 건강 전문가들은 이제 "그 손상은 (테트라하이드로카나비놀을 함유하는 전자담배에 첨가된) 비타민 E 오일과 관련되었을지 모른다"고 의심하고 있다. 테트라하이드로카나비놀(tetrahydrocannabinol)은 대마초의 주요성분으로, THC로 더 잘 알려져 있다.

이미 실시된 동물연구들이 전자담배 사용의 장기적인 효과에 대한 단서를 제공하고 있다. 지난 9월 《Journal of Clinical Investigation(JCI)》에 실린 논문은 "4개월 동안 전자담배에 노출된 생쥐 중에서 거의 1/4의 수명이 단축되었다"고 보고했다(참고 1). 그 연구를 지휘한 베일러 의대의 파라 케라만드(호흡기내과)는 이렇게 말했다. "처음에, 전자담배의 비말을 흡입한 생쥐들에게서 폐종양(emphysema)의 징후는 전혀 발견되지 않았다. 이번 발견은 연소생성물(combustion product)이 흡연자의 기도염증의 원인임을 증명한 초기연구와 일치한다."

연구는 거기서 멈추지 않았다. 그 다음으로, 케라만드의 지도를 받는 대학원생 매튜 매디슨이 그녀에게 생쥐의 폐조직 샘플을 보여줬다. 그녀는 멍하니 있다가 갑자기 깨달았다. 대식세포라는 면역세포가 지방으로 부풀어있는 게 아닌가! 그건 이상 징후였다. 처음에 케라만드는 '대식세포가 (액상 전자담배의 용매로 사용되는) 식물성 글리세린을 포식했으려니' 하고 생각했다. 그러나 대식세포를 분해해본 결과, 그건 오해였던 것으로 밝혀졌다. "나는 그날 밤 잠을 이루지 못했다"라고 그녀는 말했다. "대식세포를 가득 채운 지방은 도대체 어디서 온 거였을까?"

후속실험에서 유력한 단서가 포착되었다. 대식세포는 신체를 감염에서 보호하지만, 폐의 계면활성제(단백질과 지질의 혼합물로서, 폐의 공기주머니 내부를 코팅하고 가스교환을 돕는다)의 재활용을 돕는 역할도 한다. "전자담배에 포함된 식물성 글리세린과 다른 용매(프로필렌글리콜)는 니코틴뿐만 아니라, 다른 물질(예: 계면활성제)도 용해한다"라고 케라만드는 말했다. 그런데 그녀의 연구는, 대식세포가 계면활성제 속의 지방으로 가득 찼음을 시사했다. 대식세포에 이상이 생긴 생쥐들은 외견상 건강했지만, 인플루엔자 바이러스에 노출시켜보니 부풀어 오른 대식세포들이 맥을 못 추고 사멸했는데, 이는 감염과 싸우는 능력이 약화되었음을 의미한다.

또 한 가지 골칫거리는, 베이핑(전자담배 흡연)이 흡연과 마찬가지로 암을 초래할 수 있냐는 것이다. 과학자들은 전자담배의 발암성이 진짜담배보다 낮다고 믿고 있지만, 지난달 뉴욕 의대의 연구팀은 《Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS)》에 기고한 논문에서 "전자담배에 54주 동안 노출된 생쥐는 폐암의 위험이 증가했고, (암의 전조가 되는) 방광세포의 변화가 일어났다"고 보고했다(참고 2).

생쥐에서 발견된 현상이 인간에게 적용되는지 여부는 아무도 모른다. "그러나 동물연구 결과는, 뭔가를 검토해 봐야 한다는 것을 시사한다"라고 버지니아 코먼웰스 대학교의 심리학자로서 담배제품연구센터(Center for the Study of Tobacco Products)의 공동소장을 맡고 있는 토머스 아이센버그는 말했다. 그는 담배 및 전자담배 산업에 대항하는 소송에 유료자문을 제공하고 있다.

아이센버그는 '더 많은 임상연구'를 촉구하는 세력의 일원이며, 건강한 전자담배 사용자와 건강한 대조군을 대상으로 기관지내시경검사(bronchoscopy)를 수행하는 그룹에 참가할 예정이다. "외부공격을 관리하도록 적응할 수 있는 피부나 소화관과 달리, 폐는 강력한 방어기구를 갖고 있지 않다"라고 그는 말했다. "일단 뭔가가 폐에 침투하면, 많은 말썽이 초래된다." 아이센버그의 바람은, 케라만드의 연구에서 발견된 '지질로 가득 찬 대식세포'를 조사하는 것이다. "나는 목구멍과 상기도가 걱정된다"라고 그는 덧붙였다. 식물성 글리세린과 프로필렌글리콜은 조직을 건조하게 만들 수 있으며, (촉촉함을 유지하려고 노력하는) 목구멍과 상기도의 막(膜) 전체에 흡입된다. "나는 그런 건조함(aridity)의 장기적인 효과가 궁금하다."

쉴즈는 '전자담배가 폐에 미치는 영향'을 연구하는 몇 안 되는 연구자들 중 한 명이다. 그가 이끄는 연구팀은 지난달 《Cancer Prevention Research》에 기고한 논문에서, '니코틴이 함유되지 않은 전자담배를 4주간 사용한 15명의 건강한 지원자'와 '흡연이나 베이핑을 하지 않은 15명의 사람들'을 비교한 결과를 발표했다(참고 3). (연구가 시작된 시점에서, 급성 폐손상에 대한 우려는 제기되지 않았다.) 전자담배 사용자를 기관지내시경으로 검사한 결과, 폐조직과 폐액(lung fluid)에서 '미미하지만 측정 가능한 징후'가 포착되었다. 그는 현재 145명을 대상으로 한 대규모 연구를 기획하고 있는데, 대상자에는 '진짜담배에서 전자담배로 갈아탄 사람'과 '전자담배를 오랫동안 사용한 사람'도 포함된다. 그는 염증표지자, 유전자발현 패턴, 폐·구강·목구멍에 상주하는 세균의 균형, 폐의 건강과 질병에 관한 다른 징후를 분석할 계획이다. "우리가 장차 무엇을 발견하게 될지 전혀 예상할 수 없다"라고 그는 말했다.

진짜흡연은 심혈관질환을 초래하므로, 연구자들은 베이핑이 흡연과 비슷한 효과를  내는지 궁금해 하고 있다. 이번 달 《Journal of the American College of Cardiology》에 발표된 논문에서, 연구자들은 "전자담배로 갈아탄 75명의 흡연자들에게서 약간 향상된 폐건강의 증거를 발견했다"고 보고했다(참고 4). 그러나 흡연이든 베이핑이든 다수의 화학물질을 전달하는데, 그것들은 폐의 내벽(內壁) 전체에서 흡수된다는 문제점이 있다. 또한 (전자담배를 처음 사용하는) 비흡연자와, (금연을 위해 베이핑을 시도했지만 결국에는 진짜담배와 전자담배를 모두 사용하게 되는) 흡연자에 대한 우려는 여전히 남아있다.

스타인이 지휘하는 연구팀은 현재 440명의 지원자를 모집하고 있는데, 지원자들은 '전자담배만 사용하는 사람'과 '진짜담배와 전자담배를 모두 사용하는 사람'과 '둘 다 사용하지 않는 사람'으로 구성되어 있다. 연구팀은 베이핑이나 흡연 전후의 생리수치를 수집하고 있는데, 그중에는 심박수, 혈압, 동맥의 두께와 경도, 러닝머신 위에서 달리는 동안의 호흡기능이 포함되어 있다. 또한 연구팀은 상이한 제품들이 건강에 미치는 영향을 분석하기 위해, 전자담배 자체에 대한 데이터도 수집하고 있다.

'흡연이 인간의 건강에 끼치는 장기적 위험'을 명명백백히 드러내는 데는 수십 년이 걸렸다. 스타인과 다른 전문가들은, 전자담배의 경우에 그 기간이 단축되기를 바라고 있다. "지금 현재, 전자담배의 장기적 위험에 대해 알려진 것은 하나도 없다"라고 그는 말했다.

※ 참고문헌
1. https://www.jci.org/articles/view/128531
2. https://www.pnas.org/content/116/43/21727
3. https://cancerpreventionresearch.aacrjournals.org/content/early/2019/10/11/1940-6207.CAPR-19-0400
4. http://www.onlinejacc.org/content/early/2019/11/12/j.jacc.2019.09.067

※ 출처: Science www.sciencemag.org/news/2019/11/how-safe-vaping-new-human-studies-assess-chronic-harm-heart-and-lungs

 

정보출처: BRIC 바이오통신원
<본 기사는 기관에서 작성된 보도자료 또는 개인에 의해 작성 되었습니다.>

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