“인공 혈액”의 등장

본 기사는 혈액 대용액 ‘피이에프씨이’(PFC, perfIuorchemicaIs[과불소화합물질군(群)])를 보증하기 위한 것이 아니다. 본 기사는 이의 개발 및 다른 많은 혈액 대용액들에 비해 이것이 가지는 특정한 유익들에 관한 지식을 제공한다. 본 기사는 또한 ‘피이에프씨이’가 절대 안전한 것으로 인정받을 수 있으려면 아직도 많은 연구가 수행되어야 함을 강조한다. 이것은 아직 실험 단계에 있으며, 그 사용에는 불가피한 위험이 따른다. 이것을 사용할 때 오는 장기적인 영향에 대해서는 아직 알려진 바가 없다.

지난 해 초부터, 피가 모자라는 일부 입원 환자들의 정맥과 동맥에 새로운 액체가 흐르기 시작했다. 산소를 운반하는 이 경이로운 액체는 환자가 의학적 혹은 종교적 이유로 수혈을 받을 수 없는 비상시에 일본에서 최초로, 그 뒤를 이어 미국에서 사용되었다. 이들 중 많은 환자는 희귀한 혈액형을 가지고 있어 즉각적으로 맞는 피를 구할 수가 없는 경우였다. 그러나 “피를 멀리하라”는 성서의 명령 때문에 수혈을 받아들이지 않은 많은 ‘여호와의 증인’들 역시 이 “합성 혈액”을 받아들였다.—사도 15:20, 29.

‘미네소타’ 주(미국)의 67세된 한 증인이 이러한 경우였다. 「‘사이언스 뉴우스’」지에 따르면, 그는 “2‘리터’의 인공 혈액을 주입받았는데 이는 그의 전체 혈량의 약 25‘퍼센트’에 해당된다. 그 후 그의 병세가 호전되었으며, 인공 혈액은 서서히 그의 몸에서 배출되었다. ·⁠·⁠· 그리고 그의 골수는 빈혈증을 치료하기에 충분한 피를 만들어 냈다.” 그에 관해 마지막 보도는 그의 기분이 거뜬하다는 것이었다. ‘캘리포오니아’(미국) 주에서는 65세된 한 남자가 광범위한 위 수술과 관련하여 이 동일한 “합성 혈액”을 1.4‘리터’ 주입받았다. 그는 5일 후에 퇴원하였다.

연말까지는, 일본과 미국에서 이러한 위급 환자들 수십명이 이 새로운 혈액 대용액으로 치료를 받았다. 이러한 사태 진전에 대한 ‘뉴우스’가 전 세계의 공공 출판물들 및 의료 잡지들의 표제로 실렸다. 이것이 이처럼 의학상 획기적인 발전으로 간주되는 이유는 무엇인가? 그 이유를 이해하기 위해서는 수혈과 관련된 문제들을 얼마간 아는 것이 필요하다.

세계적으로, 매년 수천 ‘톤’의 혈액이 병원들 및 의학 연구소들의 수효를 채우기 위해 사용되고 있다. 인구가 약 800만인 ‘스웨덴’에서만도, 병원에서 매년 약 220,000‘리터’의 피를 소모한다. 이 엄청난 피를 계속 공급하는 데 도처에서 문제가 발생한다. 혈액 제공자들이 희귀하기 때문에 많은 나라들은 대량의 피를, 흔히 저개발 국가들에서 수입해야만 한다. 이러한 혈액 제공자들은 가난하고 영양 부족이며 심지어는 질병에 걸려 있을지도 모른다. 값이 비싸다.

게다가, 인간 피를 수혈에 이용할 때 간장염이랄지 각종 면역학적 질환들과 같은 병발증이 일어난다. 더군다나, 피는 손상을 입지 않게 취급하기가 힘들며, 단지 한정된 기간 즉 보통 3주에서 5주 동안 저장할 수 있을 뿐이다. 시효가 지나 버려지는 피가 자그만치 3분의 1이나 될 수 있다.

쉬운 일이 아님

이러한 문제들로 보아, 의학계의 권위자들은 적당한 혈액 대용액을 갖는 것이 매우 바람직함을 알고 있다. 그러나 이렇게 고도로 복잡한 액체를 모방한다는 것은 쉬운 일이 아니다. 우면에 혈액 성분의 매우 복잡한 구성 및 기능들의 일부를 일람표로 수록한다.

혈액 성분의 구성 및 기능들

백혈구 전염병과 싸우며, 항체를 생산함

혈소판 응혈 촉진

효소들 화학 반응을 촉진함

‘호르몬’들 효소의 반응을 가감함

응혈소들 출혈을 방지함

우면에 열거한 것들은 지금까지 알려진 인간 혈액의 성분 중 일부에 불과하다. 게다가, 인간은 이들 성분들의 기능에 대해서도 온전히 이해하고 있지 못하다. 또한 아직 알려지지 않은 성분들이 더 존재할지 모른다. 인간 혈액의 정확한 구성은 아직도 우리의 전지(全智)하신 창조주께 속한 신비이기 때문이다. “합성 혈액” 분야에서 탁월한 미국의 한 연구자는 엄밀한 의미에서의 혈액 대용액이란 결코 있을 수 없다는 점을 선뜻 인정한다.

그 복잡성에도 불구하고 과학자들은 인간 혈액을 모방하기 위해, 또는 최소한 진짜 피의 기능 얼마를 임시로 떠맡을 수 있는 대용액을 만들어 내기 위해 연구해 왔다. 현재 사용되고 있는 이러한 제품들을 들자면 ‘덱스트란’(dextran), ‘해마첼’(Haemaccel), ‘히드록시에틸 스타치’(hydroxyethyl starch), ‘링게르 락테이트’(Ringer’s lactate) 및 보통 사용하는 식염액이 있다. 그러나 이러한 용액들은 피의 기능 중 단지 몇 가지 만을 수행할 수 있을 뿐이며, 주로 혈량 확장제 역할을 한다. 혈량 확장제로서의 이 용액들은 상실한 피를 신체가 스스로 대체할 때까지 출혈 후의 혈관 조직을 채워 피 세포들이 엉기는 것을 방지한다.

“인공 혈액”의 개발

혈량 확장제들의 최대의 난점들 중 하나는 이것들이 천연 혈액 속의 적혈구와는 달리 산소를 세포로 운반하는 일이나 이산화탄소를 세포에서 운반해 낼 능력이 전혀 없다는 점이다. 그러나 지난 10여년간 일본, ‘스웨덴’ 및 미국의 과학자들은 산소와 이산화 탄소를 운반할 능력이 있는 과불소화합물질(PFC)이라는 일단의 물질을 개발해 왔다.

탄화불소는 비활성(非活性)이다. 이것은 인체 내의 다른 물질들과 반응하지 않는 것 같으며, 비교적 단시간 내에 체내에서 사라지는 것 같다. 이것은 피보다 두배나 되는 산소를 빨아들일 수 있을 뿐 아니라 단지 수천분의 1초 내에 산소 및 이산화탄소를 흡수하거나 방출할 수 있다.

따라서, 과학자들은 이제 제한된 의미에서 “인공 혈액”이라 부를만한 용액을 만들어 낼 수 있다. 과불소화합물질은 혈액과 혼합되지 않으므로 ‘크림’을 균질유(均質乳)에 분산시키는 것과 흡사하게 ‘피이에프씨이’의 미세한 방울들(크기가 10,000분의 1‘밀리미터’ 이하)을 물에다 분산시킴으로 유제(乳濟 emulsions)를 만들지 않으면 안된다. 다음에 이 용액을 여러 가지 항생제, ‘비타민’, 영양제 및 식염과 섞는다. 완성된 제품에는 약 80가지의 성분이 함유되어 있으며 이것은 혈액의 중요 기능들을 상당히 많이 수행할 수 있는 것 같다.

근년에 ‘피이에프씨이’ 유제로 광범위한 동물 실험이 행해져 왔다. 일본의 연구는 쥐들이 혈액의 90‘퍼센트’를 ‘피이에프씨이’로 대치하고도 살아 간다는 것을 보여줬다. ‘스웨덴’과 미국에서는 설치류들이 그들의 피를 전부 대치하고도 아무런 불편 없이 살았다. 일본의 과학자들은 원숭이들이 본래의 피의 단지 2‘퍼센트’만을 가지고도 살아 왔다고 주장한다. (「깨어라!」(영문) 1979년 8월 8일호 31면)

여러 가지 장점

과학자들에 따르면, ‘피이에프씨이’ 유제에는 많은 장점이 있다. 이것은 혈액과는 달리 살균 상태로 유지하기가 쉬워서 수개월, 심지어는 수년간 저장할 수 있다. 혈액형을 정할 필요가 없으며(비상시에 유용함), 현재까지 알려진 바로는 간장염, ‘말라리아’, 매독 등 전염병을 옮길 위험이 없다.

다른 유익들도 있는데 그 중에는 미세한 탄화불소 입자가 화상 환자의 경우처럼 ‘쇼크’로 인하여 수축된 모세 혈관에까지 도달할 수 있다는 점이 있다. 이 입자들의 크기는 적혈구의 1,000의 1정도이며 그러므로 보통의 경우 차단되었을 부위에 산소를 운반할 수 있다. 과학자들은 또한 탄화불소가 질병을 퇴치하는 백혈구의 활동을 촉진하는 것 같다는 것을 발견했다.

최근의 회견에서 ‘스웨덴’의 ‘후딘지’ 대학 병원 소속 ‘카를린스카 인스티투트’ 연구소의 조교인 ‘라르스 오로프 플란틴’은 ‘피이에프씨이’의 장래 용도를 다음과 같이 열거하였다. 위급환자; 대수술; 일산화 탄소 중독; 급성 출혈; 화학 요법; 패혈증(敗血症); 독소, ‘바이러스’, 약 등의 제거; 혐기성 감염(嫌氣性感染); 면역요법; 혈액 보충. 그리고 미국의 연구 화학자 ‘로버트 E. 무어’는 이렇게 부언한다. “[탄화불소]는 겸상(鎌狀) 적혈구성 빈혈을 포함하여 각종 빈혈증을 치료하는 데 이용될 수 있을 것이다. 심장 마비의 영향을 극복하도록 돕는 데도 이용될 수 있을 것이다. 이것은 비활성이기 때문에 생물학 연구를 하는 데 더할 나위 없이 좋다. 여기에는 변수가 없기 때문이다.”

그러나 이 대용액이 병원에서 보편적으로 사용될 수 있으려면 아직도 훨씬 더 많은 연구가 수행될 필요가 있다. ‘라르스 오로프 플란틴’과 그의 동료 연구자인 ‘베라 노바코바’는 ‘피이에프씨이’로 인해 전혀 아무런 손상도 입지 않는지 확인하기 위해서는 전신의 중요 기관들을 면밀하게 검사하지 않으면 안된다고 말한다. 앞으로의 연구는 또한 ‘피이에프씨이’가 신체의 조직 계통에 지장을 주지 않는지 확인하지 않으면 안된다. 또한 최상의 유제 배합 방법을 개발하는 것도 중요하다.

아직 알려지지 않은 사실들 중에는 신체가 자체적으로 ‘피이에프씨이’를 적혈구가 생산되는 것과 같은 비율로 증발 및 피부를 통하여 처리될 수 있을 것인가 하는 점이 있다. 약 30일 이내에 배출되는 안정된 ‘피이에프씨이’ 유제를 찾아내는 것이 목표이다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 현재 많은 노력이 기울여지고는 있으나 발생 가능한 모든 부작용을 검토하는 데는 수년이 걸릴 수 있다. 그러므로 “인공 혈액”의 사용에는 불가피한 위험이 따른다.

현재 일본과 미국 양국의 정부 기관은 탄화불소 “혈액 대용액”의 사용을 위급 환자들에게만 제한 시키고 있다. 사실상, 미 연방 식품 의료국(FDA)의 관리인 ‘조셉 프라탄토니’ 박사는 식품 의료국이 그것의 사용을 허락하는 데 대해 자기가 납득할 수 있는 유일한 이유는 ‘여호와의 증인’의 경우처럼 수혈에 대한 종교적인 거부일 뿐이라고 말한 것으로 보도되었다. 그러나 「‘뉴우요오크 타임즈’」지에 따르면, 본 기사 앞서 언급한 ‘미네소타’ ‘증인’에게 사용된 탄화불소의 성공이 “미국의 연구에 촉매 작용을 하고 있다.”

이런 환자들은 과학자들에게 화학물질이 인체에 미치는 영향에 대해 더 많은 정보를 제공해 줄지 모른다. 이런 환자들이 제공할 수 있는 연구 가능성에 주목하고 「‘로스엔젤레스 타임즈’」지는 이렇게 논평했다. “그들 중 많은 사람이 아마도 ‘여호와의 증인’일 것이라는 사실은 이들의 종교적 확신이 결국은 어느 종교인에게나 유익함이 증명될지도 모른다는 것을 의미한다.”