Anti-aging drugs are being tested as a way to treat covid

노화 방지약이 코로나19 치료에 도움이 될까?

과학자들은 코로나19 중증과 사망률이 노화와 밀접한 관계가 있다고 본다. 연구원들은 우리 면역체계를 다시 젊게 되돌리고 우리를 생물학적으로 젊어지게 하는 약이 코로나19 치료에 도움이 될 가능성을 연구하고 있다.

코로나19는 환자가 고령일수록 사망 확률이 높다. 이유 중 하나는 노화한 면역체계로는 감염에 대응하기 어렵고 회복도 더디기 때문이다. 그렇다면 신체를 젊어지게 하는 약물을 사용해보면 어떨까? 이는 매우 대담한 아이디어처럼 보이지만, 실제로 현재 전 세계에서는 신체의 노화를 되돌리고 면역체계를 다시 활성화시키며 노화한 세포를 제거하는 약물을 테스트하는 임상 시험이 진행되고 있다.

일부 과학자들은 ‘안티에이징(anti-aging)’ 또는 ‘노화 방지’라는 용어 사용을 피한다. 이런 표현이 마치 수상쩍은 묘약 같은 느낌을 주기 때문이다. 그러나 이러한 약물들은 실제로 노화 작용을 타깃으로 한다. 노화 방지 약물을 사용해서 노화한 신체가 감염에 대응할 능력을 되찾게 한다는 생각은 직관적으로 타당한 소리처럼 들린다. 이러한 약물들은 연령, 소아기 질병, 만성 질환 등 다양한 이유로 면역체계에 문제가 생긴 사람들에게도 도움을 줄 수 있다는 잠재력이 있다.

우리에게는 분명히 코로나19를 치료할 새로운 방법이 필요하다. 코로나19는 절대 사라지지 않을 수도 있다. 심지어 면역 수준이 높은 국가에서도 코로나19로 인해 여전히 많은 사람들이 입원하거나 사망한다. 그러나 항바이러스제, 항체, 스테로이드 약물 등 지금까지 발견한 효과적인 치료법은 소수에 불과하다. 게다가 지금까지 발견한 이러한 치료법들은 미래에 발생할 새로운 변이에는 효과가 없을 수도 있다.

노화는 코로나19 중증 감염 가능성을 커지게 할 뿐만 아니라 코로나19를 오랫동안 앓을 위험성도 커지게 한다. 노화 방지 약물이 효과가 있다면 노화의 이러한 문제점 역시 해결될 수 있을 것이다.

더 젊은 면역체계

노화는 다양한 방식으로 면역체계를 약화시킨다. 나이가 많아질수록 독감 같은 감염병으로 사망할 가능성이 커지며 면역체계는 백신처럼 강하게 감염에 대응하지 않는다. 일부 면역세포들은 점점 약해지면서 해로운 바이러스나 세균을 제거하는 능력을 점점 상실한다. 다른 면역세포들도 자극에 쉽게 반응하며 감염이 없을 때도 인체에 피해를 줄 정도의 염증을 유지하면서 신체 조직에 손상을 줄 수 있다.

이러한 면역체계 약화는 ‘생물학적으로 노화’한 젊은 사람들에게도 일어나는 것으로 보인다. 생물학적으로 노화했다는 말은 신체 기능이 같은 나이대 사람들보다 더 노화한 사람들과 비슷하다는 의미이다. 당뇨병이나 폐 질환, 심장 질환처럼 인간을 코로나바이러스에 더 취약하게 만드는 질환들은 생물학적 나이와 관련되어 있는 것으로 보인다. 그리고 팬데믹 시작 10년 전에 생물학적으로 예상보다 더 노화한 사람들은 바이러스에 감염될 경우 사망할 가능성이 더 컸다.

영국 버밍엄대학교에서 노화가 면역체계에 미치는 영향에 관해 연구하고 있는 재닛 로드(Janet Lord)는 나이가 많은 사람일수록 망가져 있을 가능성이 큰 ‘호중구’라는 면역세포에 초점을 맞추고 있다. 호중구는 감염이 발생할 때까지 우리 혈액 속에 떠다니다가 감염이 발생하면 감염 부위에 최단 거리를 택해 가장 빠르게 도착한다. 나이가 많을수록 이러한 호중구가 잘못된 방향으로 방향을 틀어 신체 조직을 파고들면서 상당한 손상을 입힐 수 있다. 로드는 이에 대해 “마치 지렁이가 땅을 파고드는 것처럼 신체를 파고든다”며, “그래서 나이 든 사람이 감염되면 더 많이 아픈 것으로 보인다”고 말했다.

그녀의 연구팀은 이 점을 바로잡아서 호중구가 더 효율적으로 감염된 곳을 찾아갈 수 있게 하는 방법을 연구하고 있다. 연구팀은 면역체계가 작동하는 데 영향을 주는 효소의 활동을 차단하면 실험실 조건에서 호중구가 더 젊은 상태로 되돌아가는 것처럼 보인다는 점을 발견했다. 흥미롭게도 로드는 일반적으로 콜레스테롤 수치를 낮추기 위해 사용되는 약물인 스타틴(statin)이 비슷한 효과를 낼 수 있음을 알아냈다.

“상상해보세요. 팬데믹 상황에서 모든 사람이 스무 살 같은 면역체계를 가지고 있었다면 어떻게 됐을까요?”

크리스틴 포트니, 바이오에이지랩스의 공동설립자이자 최고경영자

몇 년 전 로드와 로드의 동료 연구원들은 폐렴으로 입원한 68세에서 90세까지의 환자에게 스타틴을 사용하는 소규모 임상 시험을 진행했다. 자원자 중 약 절반이 일주일 동안 하루에 한 번 심바스타틴(simvastatin) 처방을 받았다. 혈액검사 결과에 따르면 스타틴을 투여한 환자의 호중구가 환자의 나이보다 젊은 사람의 세포처럼 활동했고 감염 위치도 더 정확하게 찾아갔다. 가짜약을 투여한 쪽은 20%가 임상시험 30일 이내에 사망했지만 스타틴을 투여한 쪽은 사망자가 6%에 불과했다.

효과가 있다면 이러한 접근법은 노화한 면역체계가 코로나바이러스에 대응할 수 있도록 도움을 주는 데 이용될 수 있을지도 모른다. 로드는 스타틴 사용과 코로나19 생존율 사이의 관계를 제시한 어떤 중국의 연구 결과를 증거로 언급했다. 우한대학교의 샤오징 장(Xiao Jing Zhang)과 동료 연구원들은 중국 후베이성에서 코로나19로 입원한 1만 3,981명의 환자와 스타틴을 투여한 1,219명을 비교했다. 연구팀은 스타틴을 투여한 환자들의 사망률이 더 낮았으며 회복력도 높다는 결과를 발견했다.

로드는 “우리는 대부분 스타틴의 이점이 콜레스테롤 수치 감소보다는 면역체계 교정과 더 관련 있을 것이라고 생각한다”고 말했다. 그게 사실이라면 스타틴이 코로나19를 장기간 앓고 있는 환자에게도 도움이 될지도 모른다. 영국 전역에서는 매일 스타틴을 복용하는 것이 코로나19에서 회복하고 증상이 지속되는 것을 막는 데 도움을 주는지 알아보기 위한 임상시험이 진행 중이다.

바이오에이지랩스(BioAge Labs)라는 회사 역시 면역체계의 노화 속도를 늦추거나 노화를 되돌려서 코로나19를 치료하는 ‘안티에이징’ 치료법이 가능한지 연구하고 있다. 회사의 공동설립자이자 최고경영자인 크리스틴 포트니(Kristen Fortney)는 “상상해보라. 팬데믹에서 모든 사람들이 스무 살 같은 면역체계를 가지고 있었다면 어떻게 됐을까? 상황이 완전히 달라졌을 것이다”라고 말했다.

바이오에이지랩스의 접근방식은 ‘성공적으로 노화한’ 사람들, 즉 건강하게 오래 살고 있는 사람들에게서 답을 찾는 것이다. 이를 위해서 회사는 자원자들의 생물학적 데이터를 저장하는 바이오뱅크들과 협력해서 장수하는 사람들의 유전자, 세포, 신진대사에서 노화방지 약물 개발에 도움이 되는 단서를 찾아내려고 한다.

바이오에이지랩스가 개발한 코로나19에 대한 실험적인 약물은 수지상세포의 수용체를 차단해서 감염에 대한 면역체계 반응을 제어하는 데 도움을 주는 세포와 나중에 너무 지나친 염증 반응을 일으킬 것처럼 보이는 세포를 나눈다. 이 약은 수지상세포와 호중구의 젊음을 되돌리는 것으로 보이며 쥐를 이용한 실험에서는 커다란 가능성을 보여줬다.

3월에 발표된 어떤 연구에서는 쥐에 코로나19를 일으키는 바이러스 치사량을 투여했다. 약물로 치료받은 쥐는 사망률이 10% 아래에 불과했지만 나머지 쥐는 모두 죽었다. 약물은 현재 미국, 브라질, 아르헨티나에서 코로나19로 입원한 노인 환자들에게 시험되고 있으며 포트니는 올해 말까지 사람에게 효과가 있는지 더 잘 알 수 있게 되기를 바란다고 밝혔다.

면역 조율

면역체계를 젊게 만드는 다른 접근법도 코로나19 치료에 도움이 될지도 모른다. 그 타깃은 신진대사를 조정하는 ‘엠토르(mTOR)’라는 효소이다. 라파마이신(rapamycin)처럼 이 효소를 차단하는 약물을 투여하면 쥐나 다른 동물의 수명이 늘어난다. 토네이도 테라퓨틱스(Tornade Therapeutics)의 공동설립자이자 최고경영자 조앤 매닉(Joan Mannick)은 “라파마이신은 항상 실험 대상으로 사용된 종의 수명을 연장시킨다”고 밝혔다.

2014년 매닉이 제약회사 노바티스(Novartis)에서 근무하고 있을 때 그녀와 동료들은 라파마이신과 비슷한 약물이 노인의 면역체계가 독감 백신에 반응하는 방식을 개선할 수 있다는 점을 발견했다. 그녀는 “나는 그것이 마치 조율작업 같다고 생각한다. 엠토르를 젊은 수준으로 다시 조율해서 세포 기능이 정상으로 돌아오도록 만드는 것이다”라고 설명했다.

그 이후로 다른 임상시험들에서도 해당 약물이 노인의 기도감염을 예방하는 데 도움을 준다는 결과가 발견됐다. 하지만 그 이후에 진행한 임상시험은 다른 효과를 보여주는 데 실패했다. 이는 연구가 실험실에서 확인한 감염이 아니라 노인층에게 흔한 증상을 대상으로 했기 때문이었던 것으로 보인다.

매닉은 코로나19에 라파마이신과 비슷한 약물이 효과를 보이는지 연구하고 있다. 그녀의 임상시험은 코로나19 환자가 발생한 요양원들에서 진행했다. 4주 동안 참가자의 절반이 약물을 받았고 나머지 절반은 가짜약을 받았다. 가짜약을 투여받은 환자 중에 “25%는 코로나가 중증으로 심해졌고 절반은 사망했다”고 아직 실험결과를 발표하지 않은 매닉이 설명했다. 실제 약을 투여받은 환자 중에는 아무도 코로나19 증상을 보이지 않았다.

그녀는 “노화한 면역세포가 코로나에 더 잘 대응할 수 있게 도움을 주는 수많은 전략이 있다. 노화는 코로나 중증의 가장 큰 위험 요소지만 수정 가능한 위험 요소”라고 밝혔다.

포트니는 자신이 발견한 약물을 코로나19 외에 다른 질병에도 사용할 수 있게 되기를 희망한다. 다시 젊어진 면역체계는 이론적으로 다른 많은 바이러스성 및 세균성 감염을 막을 수 있기 때문이다. 그녀의 동료이자 바이오에이지랩스의 코로나 약물 쥐 실험 연구에 공동 저자로 참여했던 아이오와대학교의 코로나바이러스학자 스탠리 펄먼(Stanley Perlman)은 미래에 발생할 가능성이 있는 팬데믹을 염두에 두고 있다. 그는 “다음에는 2030년에 다른 코로나바이러스가 퍼질 수도 있다. 지금 연구하는 내용들은 그때 매우 중요해질 것이다”라고 설명했다.

옛것을 버리고

면역체계는 노화방지 약물의 유일한 타깃이 아니다. 다른 약물들은 노화세포 제거를 목표로 한다. 우리 몸 대부분의 세포들은 특정 시기에 분열된다. 일단 한계에 다다르면 세포는 죽거나 면역체계에 의해 청소된다. 그러나 항상 그런 것은 아니다. 일부 세포는 계속 인체에 남아 있는다. 이러한 세포는 더 이상 분열되지 않고 주변과 그 너머에까지 해로운 염증을 유발하는 독성 화학물질을 만들어낸다.

이런 세포는 ‘노화세포(senescent cell)’라고 불리며 우리가 노화할수록 우리 장기에 축적된다. 노화세포는 당뇨병, 심장 질환, 골다공증, 백내장, 알츠하이머 병 등 점점 늘어나고 있는 수많은 노화 관련 질환과 연관되어 있다. 또한 코로나바이러스 감염에서도 중요한 역할을 하는 것으로 보인다.

아직 발표되지 않은 연구에서 미네소타 로체스터 마요 클리닉(Mayo Clinic)에서 노화와 노화세포를 연구하는 제임스 커클랜드(James Kirkland)는 코로나바이러스가 노화하지 않은 세포보다 노화세포를 더 빠르게 감염시킨다는 증거가 있다고 밝혔다. 또한 그의 연구에 따르면 노화세포는 근처에 있는 비노화세포가 코로나바이러스를 흡수하게 하는 화학물질을 분비하는 것으로 보인다.

이러한 세포들은 더 많은 코로나바이러스를 받아들일 뿐만 아니라 새로운 바이러스 변이가 탄생할 수 있는 ‘번식지’를 제공하는 것으로 보인다. 커클랜드는 “코로나바이러스에 감염된 노화세포가 바이러스를 변이시킬 수 있다는 증거가 계속 나오고 있다. 따라서 노화세포는 바이러스 변이의 원인일수도 있다”고 밝혔다.

또한 코로나바이러스는 건강한 세포도 노화하게 만들 수 있다는 우려가 있다. 이 모든 점을 고려하면 노화는 노화방지와 코로나19 치료라는 두 가지 분명한 목표를 이루기 위한 중요한 타깃이다. 쥐와 햄스터를 대상으로 한 연구는 노화세포를 죽이는 화합물이 코로나19 증상을 개선하고 생존확률을 높일 수 있다는 결과는 보여줬다.

이제 커클랜드와 그의 동료들은 세놀리틱(senolytic) 같은 노화세포를 제거하는 약물이 코로나19 환자에게도 도움이 되는지 알아보고 있다. 그의 연구팀은 집안, 병원, 요양원이라는 세 가지 다른 환경에서 코로나19 환자를 대상으로 약물을 시험하고 있다.

커클랜드는 연구팀이 사용하는 약물이 본질적으로 중국에서 자라는 일종의 유칼립투스나무에서 추출한 식물 추출물이라고 밝혔다. 피세틴(fisetin)이라는 이름의 화합물은 딸기와 오이에서도 발견된다. 그는 이것이 이 성분의 안정성을 보장해주는 근거가 되기를 바라지만 확실히 단정지을 수는 없다고 강조했다. 그는 “주의깊게 통제된 임상시험 환경 밖에서는 이 약물을 섭취하지 않기를 강하게 충고한다. 우리는 아직 약물의 단점을 모른다”고 밝혔다.

세놀리틱 계열의 약물이 특별히 면역체계를 타깃으로 하지는 않지만 연구원들은 그 약물들이 면역세포를 더 젊게 되돌린다고 믿는다. 지난 10여년 동안 연구원들은 노화에 여러 메커니즘이 있지만 그것들은 모두 연결되어 있고 하나만 타깃으로 하면 나머지에도 도움이 될 수 있다는 점을 깨닫게 되었다.

커클랜드는 “나는 미래가 다양한 노화 관련 개입과 특정 질병에 대한 개입이 결합된 것이라고 생각한다. 이러한 개입은 기존의 개입과 합쳐져 회복 가능성을 향상시킬 수 있을 것이다”라고 말했다.

그가 말하는 회복이란 감염이나 노화 관련 질환에서 회복되는 것을 의미하겠지만 지금은 코로나19가 중요한 첫 번째 타깃이라고 과학자들은 말한다. 지난달에 오미크론 변이가 급증하면서 미국에서는 코로나19 확진자 수가 2배 이상 뛰었고 5월 13일 기준으로 한 주간 감염자 수가 그 전 주보다 29%나 증가했다. 미국에서 1만 8,000명 이상이 현재 코로나19로 입원해있으며 그 숫자는 계속 증가하고 있다.

커클랜드는 “바이러스가 빠른 변이 속도를 보면 놀랍다. 새 변이에 기존 백신을 사용하거나 항바이러스 약물을 사용하기는 매우 어려울 것이다. 나는 그것이 걱정된다”고 밝혔다.

펄먼도 우리에게 코로나19에 맞서기 위한 새로운 노화 기반의 접근법이 있어야 한다는 점에 동의한다. 그는 “더 심각한 중증을 초래하는 변이가 나타날 수 있다. 코로나19가 끝났다고 생각하는 것은 어리석은 일이다”라고 밝혔다.

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