새로운 거대 시장 '우주'를 놓고 기업들이 경쟁하는 '뉴 스페이스' 시대에 우주 방사선이 인체에 끼치는 영향이 주목받으면서 관련 연구가 활발히 진행되고 있다. 글로벌 투자은행 모건스탠리가 20년 후 우주 경제가 약 1,200조원 규모로 성장할 것이라고 전망할 정도로 우주 시장은 잠재력이 크다.

'버진캘럭틱'과 '블루오리진'이 지난해 7월 최초의 민간인 준궤도 우주 여행을 다녀왔으며, 9월에는 '스페이스X'가 최초로 민간인 궤도 우주 비행을 실현했다. 특히 스페이스X는 '디어 문 프로젝트'를 통해 '달 여행 상품'을 판매하고 '폴라리스 프로젝트'로 화성 여행 상품도 개발 중인 것으로 알려져 민간 우주 관광 시대의 막이 본격적으로 올라가고 있다.

미국 항공우주국(NASA)에 따르면, 우주 환경이 인체에 가하는 영향 중 가장 중요한 위험인자는 우주 방사선으로 나타났다. 우주에는 주로 양성자로 구성된 1차 우주 방사선이 존재하며, 지구 대기권으로 들어오면서 대부분 사라지는 2차 방사선과 달리 입자가 커 인체에 더 해롭다.

실제로 2019년 국제 우주정거장에서 340일간 체류하고 돌아온 스콧 켈리와 지구에 머물렀던 그의 일란성 쌍둥이의 인체를 비교한 결과 우주 방사선이 인체에 해로운 영향을 준다는 사실이 입증됐다. 스콧은 면역 체계와 눈 기능이 손상되고 근육량과 골질량이 손실되는 생리학적·생화학적 변화와 비활성화돼 있던 특정 유전자 활성화, 염색체 구조적 변화 등의 유전학적 변화를 보였다.

이 연구와 우주 시대 본격 진입을 계기로 우주 의학에 대한 새로운 연구가 이어졌다. 독일 '중이온가속기연구소'는 가속기를 활용한 우주 방사선 연구를 진행해 오고 있으며, 러시아는 1990년대 중반부터 우주 방사선 감시 시스템 개발과 선량 및 위험도를 평가를 위한 정량적 측정법을 확립했다. 프랑스 국립보건의료연구소는 우주 활동에서 우주 방사선 노출이 인체에 미치는 영향을 규명하고 있다.

아시아 지역에서는 일본과 중국이 앞서고 있다. 일본 국립 방사선의학종합연구소에서는 우주 방사선과 유사한 입자선들을 생성해 △우주 방사선의 생물학적 효과 △방사선 차폐 △우주 방사선 검출 등의 연구를 수행 중이다. 중국 과학원에서는 인공 우주 방사선을 구현해 인간 섬유아세포에 미치는 영향을 연구하였고, 쑤처우 대학교는 알파선 저선량률 피폭에 의한 암모델 정립과 세포 수준의 방사선 저항에 대해 연구한 바 있다.

국내에서도 한국항공우주의학회와 공군항공우주의료원에서 우주 방사선에 의한 인체 영향에 대한 연구가 수행된 바 있다. 지난 17일 질병관리청과 보건복지부가 우주의학 연구포럼을 개최해 관련 논의를 진행했으나, 아직 우주 방사선과 관련된 연구 규모가 크지 않고 대기권 내의 2차 우주 방사선과 관련된 연구 위주로 진행되고 있는 실정이다.

국내 제약바이오 기업으로는 유일하게 엔지켐생명과학이 방사선 치료에 기인한 구강점막염 및 급성방사선증후군 치료제 'EC-18' 개발을 통해 우주 방사선 연구의 발판을 마련하였다. 엔지켐생명과학은2021년 1월 'NASA 인간 연구 프로그램(HRP)'에 참여해 우주 방사선 치료 연구과제가 최종 선정돼 애리조나 주립대학교 'Cheryl Nickerson' 교수팀과 함께 해당 과제를 수행하고 있다고 알려져 있다.

엔지켐생명과학은 지난해 우주 의학의 체계적 연구개발을 위해 부설 우주방사선의약연구소를 설립했다. 2021년 4월에는 국내 최초 민간 우주 의학 연구소인 인하대학교 우주항공의학연구소와 우주항공의약품 개발을 위한 MOU를 체결해 공동연구를 진행 중이다.

올해 2월에는 한국원자력의학원과 '방사선 인체영향 극복 의생명기술 발전 공동연구 협약'을 체결했다. 엔지켐생명과학은 현재 한국원자력의학원과 급성방사선증후군 유발 동물모델을 구축하고 있으며, 향후 미국에서 진행될 효능 실험을 위한 γ-선 치사 전신 조사량을 결정했다.

엔지켐생명과학은 향후 미국의 하버드대학교, UC 데이비스, 센트럴 플로리다 대학교 등과 활발한 공동연구를 진행해 우주 방사선 예방·치료제를 개발할 예정이다. 엔지켐생명과학은 향후 2~3년 동안 x-선 및 γ-선 피폭으로 인한 조직 손상에 유효한 물질 발굴을 위해 '장기 온칩 기술'(칩에 인간의 미니 장기를 만드는 기술)을 활용해 비임상연구를 진행하고, 해당 후보군의 안전성을 확보하는 데 집중할 계획이다.

엔지켐생명과학은 이렇게 확보한 물질로 우주 환경 모사 조건에서 효능을 검증하고, 5~6년 후에는 NASA와의 공동 임상연구를 추진하는 것을 목표로 하고 있다. 이후 스페이스X, 블루오리진 등 글로벌 민간 우주선 기업과 라이선스 협의를 통해 우주 방사선 예방 및 치료제의 제조와 판매를 진행할 계획이다.

엔지켐생명과학 관계자는 "EC-18은 미국 특허청으로부터 급성방사선증후군(ARS) 치료제 특허 등록을 허가받았으며, 미국 식품의약국에서 ARS에 대한 희귀의약품으로 지정된 바 있다"며 "EC-18으로 꾸준히 연구개발을 진행한 결과 지난해 NASA로부터 우주 방사선 치료제 연구 과제에 최종 선정되는 결실을 맺었다"고 말했다.

그는 이어 "EC-18이 세계 최초 우주 방사선 치료제가 될 수 있을 것으로 기대한다"며 "국내외 다양한 기관과 긴밀히 협력해 우주 방사선 예방 및 치료제 개발 이후에는 우주 건강관리 부문 토탈 솔루션 기업으로 성장하는 것이 목표이다"라고 덧붙였다.

최근 정부는 우주의학 분야 활성화를 위해 우주 개발 진흥계획을 진행하고 있다. 민간에서 우주와 유사한 환경을 모사하는 것이 어려운 만큼 정부 출연 연구기관과의 원활한 연계 지원을 통해 연구가 수월하게 진행될 것으로 기대된다. 또한 정부 차원에서 우주의학 국제 공동연구와 관련된 법률·제도가 신설된다면 연구 수행에 수반되는 다양한 문제점들이 최소화될 것으로 전망된다.

박병우 기자  bwpark0918@pharmstock.co.kr

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