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암을 조기에 진단하는 새로운 나노기술

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    "당신은 암에 걸렸습니다."
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    슬프지만 우리 중 약 40%는
    살면서 이 말을 듣게 됩니다.
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    그리고 그중 절반은
    살아남지 못합니다.
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    이 말인즉슨, 여러분의 가장 절친한
    친구나 지인 5명 중 2명은
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    암 진단을 받게 된다는 것이고
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    그중 1명은 죽는다는 것입니다.
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    육체적 역경 이외에도
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    미국에서 암을 이겨낸
    대략 3분의 1의 사람들은
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    치료비 빚더미에 앉게 됩니다.
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    그리고 암에 걸리지 않은
    사람들에 비해 2.5배나
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    파산확률이 높습니다.
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    이 병은 광범위하게 영향을 미칩니다.
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    정신적으로도 지치게 하고
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    많은 사람을
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    금전적으로도 무너뜨립니다.
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    하지만 암 진단을 사망선고로
    받아들일 필요는 없습니다.
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    암세포를 더 빨리
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    초기에 발견하는 것이 중요한 이유는
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    선택 가능한 치료 방법을 늘리고
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    심리적인 영향도 줄이고
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    금전 부담도 줄이기 때문입니다.
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    무엇보다도
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    암을 조기에 발견하는 것이
    제 연구의 최우선 목표이기도 합니다.
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    생존 확률을 크게 높이겠다는 거죠.
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    예를 들어 유방암의 경우를 보면
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    1기에 진단이 내려져
    치료를 받은 환자들은
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    5년 동안 생존할 확률이
    거의 100%에 가깝습니다.
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    하지만 4기에 치료를 시작하면
    그 확률이 22%로 줄어듭니다.
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    그리고 직장암이나 난소암의
    경우에도 유사한 경향을 보입니다.
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    자, 이제 초기에
    정확하게 진단하는 것이
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    생존에 있어서 중요함을 알았습니다.
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    문제는 많은 암 진단 방법들이
    몸에 칼을 대야하고
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    비싸고
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    부정확할 때도 있고
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    결과가 나오는데 굉장히 오랜
    시간이 걸릴 수도 있다는 것입니다.
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    더 나쁜 경우는 특정 암에 관해서
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    예를 들어 난소암, 간암, 췌장암 등은
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    훌륭한 검출 방법이란 것이 없습니다.
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    이 말은, 환자들의 신체에
    표면적 증상이 나타났을 때는
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    이미 말기까지 진행되었음을
    의미하기 때문이죠.
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    조기 경보 시스템이 없는 지역이
    토네이도를 맞은 것처럼
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    위험을 알려줄 경보가 없습니다.
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    눈앞에 위험이 이미 닥치고 나면
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    여러분의 생존 확률은 크게 낮아집니다.
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    정기 검진이 편리성과 접근성을 갖추면
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    즉 저렴하고, 수술도 필요 없고,
    빠른 결과를 제공한다면
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    암과의 싸움에서
    가공할 무기가 될 것입니다.
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    조기 경보는 우리가
    질병을 앞질러 가게 해줍니다.
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    단지 그 잔혹한 흔적을
    따라가는 대신 말이죠.
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    바로 그것이 제가 하고 있는 일입니다.
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    지난 3년 동안 제가 개발한 기술은
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    궁극적으로 의사들을 도와
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    빠르고, 조기에 암 진단을
    할 수 있는 기술입니다.
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    그리고 저는 지금까지
    깊은 과학적 호기심과
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    이런 문제 해결에 대한
    열정에 힘입었습니다.
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    하지만 작년에
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    이 싸움은 더욱 개인적
    문제로 다가왔습니다.
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    제 아내가 유방암
    진단을 받게 된 것이죠.
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    저의 노력에 강력하고 예상치 못한
    감정을 더해준 경험이었습니다.
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    저는 그 치료가 삶에 끼치는
    영향을 일단 알고 있었습니다.
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    암이 불러올 가족 전체의 심리적
    혼란도 아주 잘 알고 있었습니다.
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    저의 어린 두 딸을 포함해서 말이죠.
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    정기적인 유방 조영 촬영으로
    이를 초기에 발견했기 때문에
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    우리는 국부적인 종양에 대한
    우선적 처치에 집중할 수 있었고
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    초기 진단이 얼마나 중요한지
    더 큰 확신을 갖게 되었습니다.
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    다른 형태의 암과는 달리
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    유방암은 유방 조영술로
    초기 진단이 가능합니다.
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    그러나 누구나 이 검사를
    받는 것도 아니고
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    유방 조영술이 권장되는 중년 이전에
    유방암이 진행될 수도 있죠.
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    그래서 검사법이 있는 암이라고 해도
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    개선의 여지는 여전히 많이 있으며
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    물론 그렇지 않은 암에도
    상당한 이점이 있습니다.
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    암 연구자들에게 있어서
    가장 중요한 과제는
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    다양한 종류의 암에 대한 정기 검진을
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    더 편리하게 하는 방법을
    만드는 것입니다.
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    여러분이 정기 검진을
    받으러 병원에 갔는데
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    담당 의사가 단순히
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    비외과적 소변 샘플이나
    액상의 생검 시료만으로
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    여러분이 그 방을 나가기도 전에
    결과를 보여준다고 생각해 보세요.
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    이러한 기술이 있다면 암 조기 진단의
    감시망이 놓치는 환자의 숫자를
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    현저하게 낮출 것입니다.
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    엔지니어와 생화학자로
    이루어진 저희 연구진은
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    바로 이런 과제를 연구하고 있습니다.
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    저희는 사람들이 건강할 때부터
    정기 검진을 시작하도록 함으로써
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    암 초기 경보를 활성화하는
    방안을 연구하고 있습니다.
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    이를 통해 암이 생기는
    순간에 진행을 막고
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    더 진행되지 않도록 하고자 합니다.
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    이를 위한 묘책이 바로
    미세 소낭입니다.
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    세포에서 주기적으로 배출되는
    작은 소포체로서 엑소좀이라고 하죠.
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    엑소좀은 암의 진전 과정에 있어서
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    조기 경보를 가능하게 하는
    중요한 생체 지표입니다.
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    그리고 이는 인체 내의 체액에
    풍부하게 존재하기 때문에
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    피, 소변, 타액과 같은 것도
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    비외과적 액체 생검 샘플로
    아주 적절합니다.
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    그런데 문제가 하나 있습니다.
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    이런 중요한 생체 지표를 빠르게
    구분하는 자동화 시스템이
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    현재로서는 없다는 것입니다.
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    하지만 저희가 개발한
    나노 DLD라는 기술로
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    그 일을 정확하게 해낼 수 있습니다.
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    자동으로 엑소좀을 구분하여
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    빠른 암 진단을 도와주죠.
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    말하자면, 엑소좀은 액상 생검 영역에서
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    떠오르는 최신의 조기 경보 무기입니다.
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    엑소좀은 매우 작습니다.
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    지름은 30에서 150나노미터
    정도로 측정됩니다.
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    아주 작아서
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    적혈구 세포 하나에 백만 개
    정도를 넣을 수 있습니다.
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    그 차이를 비교하자면
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    골프공과 미세한 모래알
    정도라고 보시면 됩니다.
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    한때는 필요 없는 세포 쓰레기의
    작은 쓰레기통으로 취급받았지만
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    세포들이 엑소좀을 배출하고 흡수하면서
    실제로 소통하고 있음이 밝혀졌습니다.
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    엑소좀에는 표면 수용체와
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    단백질 그리고 그 기원세포에서
    수집된 유전물질을 가지고 있습니다.
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    주변 세포에 흡수될 때
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    엑소좀은 수용 세포에
    내용물을 방출하고
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    유전자 발현의 근본적 변화를
    일으킬 수 있습니다.
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    좋은 변화도 있고
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    안 좋은 경우엔
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    암이 됩니다.
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    엑소좀이 모세포의
    기원물질을 가지고 있고
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    그 환경의 샘플을 갖고 있기에
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    해당 세포의 건강과 근원에 대한
    유전 정보를 보여줍니다.
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    이러한 특성 덕분에 엑소좀이
    매우 중요한 메신저 역할을 하는데
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    이는 잠재적으로 외과의들이
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    여러분의 건강을 세포 단위로
    살펴볼 수 있도록 해줍니다.
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    하지만 암을 조기에 발견하려면
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    이런 메시지를 빈번하게 가로채서
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    여러분의 몸속 발암 물질이
    언제 반란을 일으킬지
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    진단해야 합니다.
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    이것이 정기 검진이 중요한 이유이고
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    저희가 이를 위한 기술을
    개발하는 이유입니다.
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    올해 최초의 엑소좀 기반
    진단법이 시장에 나왔지만
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    아직까진 많이 알려진
    건강 관리 방법은 아닙니다.
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    최근에 나온 것이라는 점 외에도
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    이 기술이 널리 퍼지는데
    어려움을 겪는 점으로는
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    현재 자동화된 엑소좀 분리체계가 없어
    저렴한 정기 검사가 어렵다는 것입니다.
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    현재의 엑소좀 분리를 위한 표준은
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    초원심분리기가 필요하고
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    시료 처리를 위한 고가의 실험 장비와
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    숙련된 연구원
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    그리고 하나의 샘플 처리를 위해
    약 30시간이 필요합니다.
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    저희는 소변과 같은 시료로부터
    자동화된 엑소좀 분리를 가능케 하는
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    다른 방법을 고안해냈습니다.
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    저희는 전자칩 기반의
    연속적인 유체 흐름 분리 기술인
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    측방 변위량 판정(DLD)
    기술을 이용했습니다.
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    저희가 사용한 이 방법은
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    반도체 산업에서 지난 50년간
    성공적으로 사용한 방법이죠.
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    저희는 마이크로 단위에서
    진정한 나노 단위로
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    이 기술을 축소했습니다.
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    작동 원리가 궁금하시죠?
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    쉽게 말씀드리자면
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    나노 단위의 간격으로
    분리된 작은 기둥들이
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    이런 식으로 배열되는데
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    이 시스템이 액체를
    물줄기 가르듯 나눕니다.
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    암과 관련된 더 큰 나노 분자들은
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    작고 건강한 세포들의
    방향전환 과정을 통해 분리됩니다.
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    작은 세포들은 반대로
  • 8:53 - 8:55
    기둥 사이를 지그재그 모양으로 흘러
  • 8:55 - 8:57
    유체 흐름을 따라갑니다.
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    최종적으로는 이 두 분자가
    완전하게 분리됩니다.
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    이 분리 과정을 그려보면
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    두 길로 나누어진
    고속도로와 비슷합니다.
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    하나는 산 아래로 뚫린
    높이 제한이 있는 터널이고
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    다른 길은 돌아가는 길인 셈이죠.
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    소형차는 터널을 지나갈 수 있지만
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    잠재적 위험한 물질을 실은 트럭은
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    돌아가는 길로 가야 합니다.
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    교통량은 효과적으로
    크기와 내용물로 나누어집니다.
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    흐름을 방해하지 않고 말이죠.
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    훨씬 더 작은 크기이긴 하지만
    이 원리로 저희 시스템이 작동합니다.
  • 9:38 - 9:41
    여기에서 중요한 점은
    검사를 위한 분리과정이
  • 9:41 - 9:46
    소변, 혈액 혹은 타액 샘플을
    처리하는 것처럼 간단해진다는 것이고
  • 9:46 - 9:49
    단기적으로 향후 몇 년 안에
    가능해질 거라는 점입니다.
  • 9:49 - 9:54
    궁극적으로는 이 기술로 목표로 하는
    엑소좀을 분리하고 찾아내서
  • 9:54 - 9:57
    특정 암과의 관련성을
    몇 분 안에 찾아내서
  • 9:57 - 10:00
    검사 결과를 알 수 있다는 것입니다.
  • 10:01 - 10:04
    이로써 고통 없는 빠른 진단이
    가능하게 될 것입니다.
  • 10:05 - 10:06
    일반적으로 말하자면
  • 10:06 - 10:09
    생체지표를 분리하고
    더 많이 얻어내기 위해
  • 10:09 - 10:11
    나노단위의 정밀도와
    자동화하는 능력을 갖는다면
  • 10:12 - 10:16
    암과 같은 질병을 더 잘
    이해할 수 있는 문을 열게 됩니다.
  • 10:16 - 10:18
    그 응용 범위도
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    샘플 준비부터 진단까지
  • 10:20 - 10:22
    약물 내성 모니터링에서
    치료법까지 다양합니다.
  • 10:23 - 10:25
    제 아내가 암과의 사투를
    벌이기 훨씬 이전부터
  • 10:25 - 10:29
    정기 검진을 더 편리하게
    만드는 이 과정을
  • 10:30 - 10:33
    자동화하는 것은 제 꿈이었습니다.
  • 10:33 - 10:36
    이는 헨리 포드가
    조립 설비를 발전시킴으로써
  • 10:36 - 10:40
    일반 대중들이 자동차를
    탈 수 있게 만든 것과 비슷합니다.
  • 10:40 - 10:42
    그런 접근성의 핵심은 바로
    자동화입니다.
  • 10:44 - 10:46
    후버가 꿈꿨던 정신인
  • 10:46 - 10:49
    "모든 냄비에 닭고기를,
    모든 차고에 자동차를"처럼
  • 10:49 - 10:50
    저희는 모든 가정에
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    암 진단 조기 경보 시스템을
    놓을 수 있는 기술을
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    개발하고 있습니다.
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    그렇게 되면 남녀노소 모두
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    건강할 때 정기적으로
    검사를 받을 수 있게 되어
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    발생 초기에 암을 발견할 수
    있을 것입니다.
  • 11:05 - 11:07
    제 희망이자 꿈은
  • 11:07 - 11:09
    세상 사람들이
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    오늘날 암환자들이 겪는 것처럼
  • 11:11 - 11:15
    물리적, 금전적, 심리적으로 비싼
    대가를 치르지 않도록 하는 것입니다.
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    저는 그 어려움을 잘 알거든요.
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    또한, 다행스러운 소식은
    아내의 암을 일찍 발견했기에
  • 11:24 - 11:25
    치료가 성공적이었고
  • 11:25 - 11:28
    감사하게도 완치되었습니다.
  • 11:28 - 11:30
    (박수)
  • 11:36 - 11:41
    모든 사람이 이런 결과를
    얻게 되는 되기를 기대합니다.
  • 11:41 - 11:43
    저와 저희 연구진이 개발한
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    초기 암을 빨리 진단할 수 있는
    나노 단위 생체지표 분리 기술로
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    저는 향후 10년 이내에
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    이러한 기술이 가능해져서
  • 11:54 - 11:58
    우리의 친구와 가족, 미래 세대를
    도울 수 있을 거라 낙관합니다.
  • 11:59 - 12:03
    우리가 암에 걸릴 정도로 불행하더라도
  • 12:03 - 12:05
    이런 조기 경보가 강력한
    희망의 등불이 될 것입니다
  • 12:06 - 12:07
    감사합니다.
  • 12:08 - 12:13
    (박수)
Titel:
암을 조기에 진단하는 새로운 나노기술
Sprecher:
조슈아 스미스(Joshua Smith)
Beschreibung:

만약 모든 가정에 암 진단 조기 경보 시스템이 있다면 어떨까요? 연구원인 조슈아 스미스는 엑소좀이라고 불리는 특별한 생체지표에서 질병의 흔적을 찾아내는 나노 생명 공학 기술인 "암 경보기"를 개발하고 있습니다. 이 강연을 통해 그는 이 진보적 기술을 설명하고, 우리가 암 진단을 혁신적으로 바꿀 방법과 궁극적으로는 사람을 살릴 방법에 대한 자신의 꿈을 이야기합니다.

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Video Language:
English
Team:
TED
Projekt:
TEDTalks
Duration:
12:26

Untertitel in Korean

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