바늘을 쓰지않는, 더 안전하고 저렴한 예방 접종법

주사바늘과 주사기가 발명된 지 160년이 지났지만 우리는 여전히 백신 접종을 위해 그것들을 사용하고 있으며, 그것은 이제 진화할 때가 되었다. 생의학 기술자인 마크 켄달이 나노패치를 선보인다. 나노패치는 1 제곱센티미터의 사각형 백신으로 피부에 고통없이 접종할 수 있다. 그는 이 조그만 실리콘 조각으로 지금의 주사바늘과 주사기가 가진 4가지 주요 단점들을 적은 비용으로 극복할 수 있는 방법을 보여준다.

기쁘게도 여기

스코틀랜드의 에딘버러,

주사 바늘과 주사기의
탄생지에 오게 되었군요.

이 자리에서 이쪽 방향으로
1마일도 안떨어진 곳에서

1853년 한 스코틀랜드인이

그의 첫 특허품으로
주사 바늘과 주사기를 등록했죠.

그의 이름은 알렉산더 우드였는데

왕립의사협회에 등록했습니다.

이것이 그 특허도면입니다.

오늘날에 조차 이걸 볼 때마다 놀라운 것은

그것이 현재 사용하는

주사바늘과 거의 똑같이 생겼다는 겁니다.

그러나, 그것은 160년이 되었답니다.

그러면 예방 접종으로 주의를 돌려봅시다.

대부분 백신은 주사 바늘과 주사기로 접종하는데

이건 160년 된 기술이지요.

그리고 마땅히 받아야 할 칭찬은
- 다양한 수준에서

백신이 성공한 기술라는거죠.

깨끗한 물과 위생 시설 다음으로

백신은 우리의 수명을 최대로 늘려온

기술 중 하나입니다.

더 나은 기술이 나오기 어려울 정도죠.

그렇지만 여느 다른 기술들처럼

백신은 단점이 있는데,

주사 바늘과 주사기가 바로

그 이야기의 요점이랍니다.

이 오래된 기술에서 말이에요.

그러니 이 명백한 것에서 시작해봅시다.

우리들 대부분은 주사 바늘과
주사기를 좋아하지 않습니다.

저도 그렇답니다.

그런데, 인구의 20퍼센트는

주사 바늘 공포증이라는 걸
갖고 있습니다.

그건 바늘을 싫어하는 정도가 아니어서

실제로 예방 접종을 피하게 됩니다.

주사 바늘 공포증 때문에요.

그리고 예방 접종을 하는 관점에서 본다면
그것은 문제가 될 수 있어요.

자, 또 다른 중요한 주제가
이와 연관이 있습니다.

주사 바늘 자국 말이예요.

그리고 WHO는

매년 130만명씩 죽는다는 수치를 얻었습니다.

주사 바늘 자국에 생긴

교차 감염 때문에 말이죠.

이건 조기 사망이 일어난 겁니다.

자, 이 두가지에 대해서는
여러분들도 들으셨을 거라고 생각합니다.

그런데, 여러분들이 들어보신 적이 없는

주사 바늘과 주사기의
다른 두 가지 단점도 있습니다.

하나는 면역 반응의 측면에서

다음 세대의 백신이 나오는 것을

저지하고 있을 수 있다는 겁니다.

그리고, 두번째 단점은
저온 유통 체계 때문일 수도 있는데

이에 대해 여러분에게
자세히 말씀드리겠습니다.

여러분께 저와 연구팀이
저 네가지 문제를 해결해기 위해

호주에 있는

퀸슬랜드 대학에서 설계하고 있는

기술과 관련된 몇 가지에 대해
말씀드리지요.

그 기술은 나노패치라고 불립니다.

자, 이것은 나노패치의 견본이에요.

맨눈으로 보면

그냥 사각형이고

우표보다 작아보입니다.

그러나 현미경 아래에서 보면

수천개의 작은 침들이 있는데

사람의 맨눈으로는 보이지 않죠.

이 특별한 사각형 위에는
약 4천개의 침들이 있어서

주사기 바늘 역할을 합니다.

그리고 저는 이 침들이 주로

피부의 면역 시스템에 작동하여
중요한 역할을 하도록 설계했습니다.

그것은 나노패치와 연계된

아주 중요한 기능입니다.

이제 우리는 나노패치를

이온 침작 반응이라 불리는

기술로 만듭니다.

그리고 이 특별한 기술은

반도체 산업에서 빌려왔지요.

그래서 비용도 낮고

대량으로 생산할 수 있습니다.

이제 우리는 나노패치의 침에
백신을 건조한 상태로 입혀서

피부에 접종하게 됩니다.

자, 제일 간단하게 접종하는 법은

손가락을 쓰는 건데,

우리의 손가락은 좀 한계가 있죠.

그래서 접종기를 고안했습니다.

아주 간단한 도구에요.

말하자면 손가락이 좀 세련되어진거죠.

이것은 용수철을 이용한 장치입니다.

우리가 하는 일은,
나노패치를 피부에 적용할 때,

이렇게 (딱)

바로 몇가지 일이 일어납니다.

제일 먼저, 나노패치의 침들이

딱딱한 외피층에 구멍을 내어

백신이 빠르게 주입되죠.

실제로 채 1분도 걸리지 않습니다.

그리고나면 나노패치를 떼어내

버리면 됩니다.

사실 접종기 자체는
다시 쓸 수 있습니다.

이제 나노패치의 개념을 아셨을겁니다.

또 몇 가지 중요한 장점도
바로 눈치채셨을 거에요.

이건 바늘이 없는 것이라고
말씀드렸지요.

작은 침들은 눈에 보이지도 않아요.

그래서, 당연히, 우리는

주사 바늘 공포증을 해결한거죠.

자, 다시 돌아가서 생각해보면

다른 두가지 중요한 장점이 있습니다.

하나는 예방 접종을 통해서
면역을 증진시킨다는거고,

두번째는 냉동 운송 체계를
없앨 수 있다는 겁니다.

그러니 첫번째 것부터 시작해보죠,
면역의 생성이라는 개념 말입니다.

이해를 하는데 약간 시간이 걸리겠지만

용어를 좀더 단순하게 설명드리지요.

그래서 한 단계 되돌아가

백신이 어떻게 작동하는지
단순한 방법으로 설명드리지요.

백신은 우리의 몸 안으로

항원이라 불리는 것을
집어넣는 역할을 합니다.

항원은 세균을 안전하게 만든 것입니다.

이제 그 안전한 세균, 즉 항원은,

우리 몸에 면역 반응을 일으키고

침입자를 어떻게 다룰지를
배우고 기억하도록 만듭니다.

진짜 침입자가 우리 몸에 들어오면

몸은 빠르게 백신에 대처했던 것과

동일한 면역 반응을 일으키고

그 감염을 무력화시킵니다.

이건 잘 작동하죠.

자, 이것이 오늘날의 주사 바늘과
주사기가 작동하는 방식이고,

대부분의 예방 접종은
그런 방식으로 이루어집니다 -

이 오래된 기술과
주사 바늘을 가지고 말이죠.

그러나 그 주사바늘 때문에
접종을 기피한다는 논란이 일 수 있지요.

피부에 생기는 면역 반응의
장점을 잃는겁니다.

이 생각을 묘사해보면,

피부를 통한 과정을
생각해 볼 필요가 있습니다.

이 작은 침들 가운데 하나로 시작하여

피부에 나노패치를 적용하는 과정 말입니다.

그리고 이 자료들을 보시죠.

자, 이 실물사진은 -

보이시죠.

나노패치로 피부에 접종하는 모습인데,

저 색깔은 각기 다른 층이예요.

자, 규모를 볼까요.

여기에 주사바늘을 비교하면
그건 너무 크겠죠.

그것은 화면 크기보다

10배가 더 크고 또
10배는 더 깊이 들어갈 겁니다.

그건 완전히 이 사이를 벗어난 겁니다.

여기 피부 위의 이 침들이 보이시죠.

저 빨간 층들은 딱딱한,
제일 바깥의 죽은 세포층이에요.

그러나 이 갈색 층과 자주색 층은

면역 세포로 빽빽합니다.

한가지 예로, 갈색 층에는

랑게르한스 세포라 불리는
특별한 형태의 세포가 있습니다.

우리 몸 위에 제곱밀리미터마다

그런 랑게르한스 세포가
빽빽하게 엉켜있지요.

그 면역 세포들은
다른 자료에서 보듯이

이 그림에서는 염색을 못했지만

바로 보이시죠, 나노패치가

거기까지 바로 들어가 있는거요.

우리는 피부 표면에

딱 한가닥의 머리카락 넓이에 있는

수천개의 이런 특별한 세포를
목표로 지정합니다.

이제, 이것을 발명하고
설계한 사람으로서

저는 아주 흥분되었습니다.
그런데 그게 어쨌냐구요?

그 세포들을 목표로 한 게
어쨌냐고요?

백신의 세계에서
그건 무슨 의미일까요?

백신의 세계가 더 훌륭해집니다.

이건 더 체계적이 됩니다.

그러나, 여러분은 아직

백신이 작동하는지는

여러분이 소매를 올리고

예방 접종을 맞은 뒤
기다릴 때까지 확신할 수 없습니다.

그건 오늘날에도 도박과 같은 겁니다.

그래서 우리는 그 도박을 해야 했지요.

우리는 독감 백신을 확보해서

나노패치에 적용했습니다.

그리고 나노패치를 피부에 써봤지요.

그리고 기다렸습니다.

이건 동물 실험을 한 거에요.

이건 한 달을 기다려

저희가 얻은 결과입니다.

이것은 면역 반응을 보여주는
자료 슬라이드입니다.

나노패치로 접종한 것과

주사바늘과 주사기로
근육에 접종한 것을 비교한 것이죠.

가로 축은 나노패치에 적용된
백신의 양을 보여주고,

세로 축은 생성된
면역 반응을 보여줍니다.

그리고 점선은 반응의 최소 기준을 나타냅니다.

저 점선 위 쪽부터 예방 효과가 나타난다면,

점선 아래 쪽은 효과가 없는거죠.

그렇게 보면, 빨간 선은
대부분 점선 아래쪽에 있고

주사 바늘이 실제로 예방 효과를
나타내는 것은 하나 뿐입니다.

게다가 그것은 6천 나노그램의 고농도네요.

바로 알 수 있지요, 뚜렷이 구분되는

푸른 색의 다른 곡선이
저희가 해낸 겁니다.

그게 나노패치로 이루어낸 것이죠.

나노패치 접종을 통해 이루어낸

완전히 다른 면역 반응 곡선이죠.

이건 정말 새로운 기회입니다.

갑자기 우리는 완전히
새로운 수단을 갖게 된 겁니다.

예방 접종 분야에 말이예요.

우리가 한 방향을 선택할 수 있게 된 거죠,

작동하지만 비용이 높은 백신을 택하는 것과

주사바늘에 비해 백분의 1의 양으로

예방 접종을 할 수 있는 방법 중에서요.

그건 예방 접종 비용을 10달러(약 10,000원)에서
10센트(약 100원)로 확 낮출 수 있어요.

그래서 개발도상 국가를 위해
특히 중요한 일입니다.

이걸 또 다른 각도에서 본다면,

지금은 작동되지 않는 백신들을 가지고

그 최소 기준을 넘도록 해서

예방 효과를 나타내도록
만들 수 있다는 의미입니다.

그리고 그것은 백신 분야에서

확실히 의미가 있습니다.

세 가지 중요한 예를 들어볼까요,

에이즈, 말라리아, 결핵 말이죠.

그 병들로 매년 7백만 정도가 죽고

적절한 백신도 없습니다.

그런데 잠재적으로, 우리가 가진
나노패치라는 이 새로운 작동기를 가지고

백신이 작동되도록 도울 수도 있는 겁니다.

우리가 후보 백신들이 그 기준선을 넘을 수 있게
작동기를 밀 수도 있는 거죠.

물론, 저의 실험실에서

많은 다른 백신들을 가지고

이것과 비슷한 반응, 비슷한 곡선들을 얻는
작업들을 해오고 있습니다.

우리가 독감 백신에서 얻은
이 결과처럼 말이죠.

이제 주제를 바꿔서

오늘날 백신의 다른 주요 단점인

냉장 보관의 필수 조건에 대해
말해 보기로 하죠.

말 자체에서 알 수 있듯이
- 냉장 보관이란 것은

백신이 생산된 직후부터

접종될 때까지 계속해서

냉장상 태로 유지하는 것이
필요하다는 겁니다.

지금 그 방식은 현재
공급에서 몇가지 문제가 있는데,

해결할 방법이 생긴거죠.

이건 약간 극단적인 예인데

이 사진이 공급상의 문제점을
잘 드러내고 있습니다,

특히 자원이 부족한 조건에서

백신을 냉장 보관하고
냉장 상태를 유지하는 것이

어떤 것이가를 말입니다

백신이 온도가 너무 높아서
못쓰게 될 수 있다고 한다면,

반대로 재밌게도

너무 차가워서 못쓰게 될 수도 있습니다.

이제, 위험도가 너무 높아지네요.

WHO는 아프리카에서 그것을 조사해봤는데,

그 곳에서 사용되는 백신의 절반 이상이

적절히 작용하지 않는다고 여겨지고 있습니다.

어떤 지점에서 냉장 보관 유지에
실패해서 말이죠.

이건 큰 문제가 되는데
주사바늘과 주사기와도 관련이 있습니다.

왜냐하면 백신은 액체 상태이고
액체 상태에서는 냉장이 필요하니까요.

나노패치의 중요한 특징은

백신이 건조 상태라는 것이고

건조한 상태에서는 냉장이 필요없습니다.

저희 실험실에서는

백신을 섭씨 23도에
둘 수 있다는 점을 확인했으며,

1년 이상 활성이 전혀 변하지 않습니다.

그것은 중요한 발전이지요.

(박수)

저희도 이에 대해
아주 기뻐하고 있습니다.

상온 보관에 대한 것은
실험실 조건에서

나노패치를 잘 보관하고 있어서
실제로 증명된 것입니다.

그리고 과학자의 한 사람으로서
저는 이것이 마음에 들고, 과학도 사랑스럽습니다.

그러나, 기술자로서,

생의학 기술자로서,

또 한 인간으로서는

만족할 수 없을 겁니다.

우리가 이것을 출시하여
실험실 밖으로 가져가

수많은 사람들에게

특히 가장 필요한 사람들에게
공급할 때까지는 말이죠.

그래서 저희는 이런 특별한 여정을 시도했고

이 여정을 일반적이지 않은 방식으로
시작했습니다.

파파뉴기니에서죠.

자, 파파뉴기니는 개발도상국가 중 하나입니다.

크기는 프랑스와 비슷하지만

오늘날 백신 분야에 존재하는

많은 중요한 장애들로 고통받고 있지요.

이것이 그 수송 방식입니다.

이 나라에는 백신을 차갑게 유지할
냉장고가 800개 밖에 없습니다.

모레스비 항에 있는 이것처럼 낡은 것도 많고
고장난 것도 많습니다.

또 다수가 그것들이 필요한
고지대에 있지도 않죠.

그것이 바로 문제였습니다.

또 한편으로, 파파뉴기니는
세계적으로 에이즈와

인유두종 바이러스, 자궁경부암의
발생이 가장 많은 곳입니다.

그러나 많은 사람들이 백신을 쓸 수 없습니다.

비싸니까요.

그래서 그 두 가지 이유와
나노패치의 속성 때문에

나노패치를 가지고 가서
실험할 장소로

파파뉴기니를 선택하게 되었고,

뒷이야기는 줄이기로 하죠.

자, 이런 종류의 일을 하는 것은
쉽지 않습니다.

그것은 도전입니다.

그렇지만 세상 어떤 일보다도
꼭 해야 할 일입니다.

그리고 앞날을 내다보며

여러분들과 그 생각을 나누고 싶습니다.

이것은

매년 1,700만 명이

전염병으로 인해 죽어가는 곳에서 일어나는

미래를 향한 발자취입니다.

그리고 이것은 향상된, 근본적으로 향상된

백신에 의해 성취된 역사적인 발자취입니다.

이제 오늘 여기 여러분 앞에 서서

주사바늘과 주사기의 고향에서,

160년 역사의 도구의 고향에서,

저는 실재로 효용이 있는

대안을 제시합니다.

그것이 바늘 없고 고통이 없는 특성을 갖고

냉동 보관 방식을 버릴 수 있으며,
면역성을 향상시킨 나노패치입니다.

감사합니다.

(박수)