| 싸울 것인가, 도망갈 것인가?- 진화면역학 |
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싸울 것인가, 도망갈 것인가? -면역학의 진화의학적 구조, 그 철학적 의미- 【초록】 이 논문의 목적은 면역학과 진화의학을 결합한 생물학적 논거와 철학적 논증을 통해 감염성 미생물의 생태를 재조명하는 데 있다. 면역학적 사유는 숙주와 기생체의 상관성을 공격, 거부, 회피, 포획, 공존의 메타포를 사용하여 설명하려는 범주이다. 기생체의 입장에서 숙주의 반응에 대처하는 방식은 기생체의 생존과 생식에 직결된다. 항바이러스를 포함한 숙주의 면역공격에 대해 기생체 대처방식의 핵심이 돌연변이에 있으며, 이러한 진화변이를 통해 면역계 저항성을 갖는다는 것이 이 논문의 주요 논지이다. 논증순서는 다음과 같다. 첫째 진화의학으로 본 질병원인론을 개략적으로 설명한다. 둘째 그런 질병 범주 중에서 면역계 질병의 현상들을 제압과 회피 그리고 중화라는 은유적 표현으로 기술한다. 셋째 이러한 면역학적 현상들이 진화의학의 적응기제로 설명될 수 있다고 논증하며, 이를 위해 항생제나 AZT와 같은 에이즈 치료약제 등 다수의 사례 중심 논거를 제시한다. 넷째 구체적으로 면역학의 숙주방어와 방어도우미 기능을 하는 항생제나 항바이러스제와 같은 약제의 공격력은 결코 미생물의 공격력을 이길 수 없는데, 그 이유는 미생물의 돌연변이 속도가 인간의 면역계 세포군의 진화속도보다 훨씬 빠르기 때문임을 논증한다. 결론적으로 진화의학 기반 존재론의 관점에서 외부 기생체를 완전히 제거하는 것은 불가능하기 때문에 역설적으로 기생체와 숙주의 생태적 공존관계의 인식이 더 중요하다는 결론에 도달한다. 이 결론의 철학적 의미는 진화론적 생태주의와 면역학적 공존성coalescence에 있다. 【주요어】 면역학, 진화의학, 질병취약성, 돌연변이, 숙주와 기생체의 공존성 <본문 중에서> 7절 진화적 공존evolutionary coalescence 앞 절에서 AZT 약제의 임상적 한계에 대해 논의했는데, 다행히 AZT 메커니즘과 다른 에이즈 치료제가 2014년 기준으로 24종 이상 존재한다. 이런 다수의 약제들은 몇몇 약리원리들로 나뉜다. 본 논문은 이 다양한 약제들의 메커니즘을 다 설명할 수 없지만, 어떤 약제들도 궁극적으로 바이러스의 내성을 피해갈 수 없다는 점을 강조한다. 현재로서 가장 좋은 치료방법은 다양한 약리작용의 약제들을 섞어 다중적으로 사용함으로써 HIV의 내성을 방지하는 방법이다. 항레트로 바이러스 치료법(HAART)이 그 중 하나의 방법이다. 그러나 최근에는 다양한 약제의 혼합투약에 대한 HIV의 다중내성이 보고되었다.(Hogg et al. 2006) 궁극적으로 항바이러스제나 항생제의 존재론적 의미는 제한적일 수밖에 없다. 숙주의 입장에서 외부 병원체가 우리 몸에 침입하면 우리의 면역계는 병원체를 싸잡아 포획하여 공격한다. 어떤 때는 이미 공격당해 죽은 세포를 치우기도 하고 병원체가 잠시 물러나면 휴식기를 갖다가 병원체가 나중에 다시 침입하면 과거의 기억을 되살려 신속한 공격력을 발휘하기도 한다. 그러다가 숙주는 병원체에 피해를 입고 죽기도 한다. 기생체의 입장에서도 마찬가지다. 병원체는 숙주의 면역공격을 이기지 못하여 절멸하는 것이 대부분이지만, 살아남은 병원체는 더 강력해진 힘으로 신체에 강한 공격을 가할 수 있다. 숙주 공격력에 대항하여 숨기도 하고 피하기도 하다가 기회가 오면 면역세포를 교란시켜서 결국 숙주세포에 기생하거나 숙주세포를 파괴시킨다. 어떤 경우에는 기생체가 숙주를 이겼음에도 불구하고 해당 숙주를 단번에 죽이지 않고 숙주의 신진대사를 끝까지 이용하기 위하여 천천히 말려 죽이기도 한다. 숙주의 입장에서 병원체에 대항하는 신체의 자연/획득 면역력이 역부족일 경우, 우리는 약제의 도움을 받는다. 약제를 투입하면 외부 병원체는 숨거나 도망가기도 하지만, 기회를 보고 공격을 하고 공격력이 약하면 임시로 힘을 스스로 강화하는 잠재기도 갖는다. 궁극적으로 숙주인 인간과 병원체는 끊임없는 경쟁관계이며, 숙주에 투약되는 약제기능과 병원체의 돌연변이 사이도 끊임없는 경쟁관계이다. 그러나 이런 경쟁관계를 숙주와 기생체 둘 사이에서 이루어지는 배제적 관계로만 파악한다면 궁극적으로 인간은 미생물을 이길 수 없을 것이다. 왜냐하면 i) 미생물의 돌연변이 진화속도가 숙주인 인간의 진화속도와는 비교가 안 될 정도로 빠르며, ii) 또한 이런 진화 현상은 논란의 여지없는 자연의 엄연한 사실이기 때문이다. 숙주가 사람일 경우 기생체 대부분은 박테리아 세균류이거나 모낭충이나 이와 빈대처럼 작은 생활벌레들이다. 그리고 앞 3.3절에서 논의한 크론병과 같은 장내 염증을 저지하는 것으로 추정되는 항염성 장내 바이러스도 있다.(Kweon et al. 2016) 이런 미생물들 대부분은 숙주인 인간과 전쟁이나 교란 없이 서로에게 공존하는 존재들이다. 인간의 세포 수는 60조개 정도이지만 인간과 함께 살며 서로에게 공존하는 미생물 수는 최소 100조개 정도로 알려져 있다. 3.2절에서 논의했듯이 서로에게 공존하는 존재양상을 공생(symbiosis)이라고 한다. 3.2절에서 공생과 공진화 개념의 차이를 기술했다. 그 차이의 철학적 의미는 다음과 같다. 인체 내 잠입가능한 일반의 미생물체는 인간 숙주 안에서 서로에게 피해를 주지 않는 기생체의 관계로 진화했다. 이를 공진화라고 한다. 이런 공진화의 한 형태가 바로 편리공생이다. 공진화 가능한 잠재적 미생물체 중에서 어떤 것은 숙주인 인간과 공생하지만 그렇지 않은 미생물체도 있다. 공진화하지만 상리공생mutualism이나 편리공생commensalism이 아닌 미생물체는 일반적으로 인간에게 기생체 혹은 병원체로 분류된다. 질병 중에서 감염성 질병을 줄이는 궁극의 방법은 병원체를 모두 몰살하려는 공격법이 아니라 공생하는 방법을 모색하는 데 있다. 왜냐하면 본문에서 논증했듯이, 병원체로서 외부 기생체는 항상 진화하기 때문에 그들을 절멸할 수 없기 때문이다. 이 점에서 감염성 질병이 생태적 관점에서 다뤄져야 한다고 강하게 주장하는 이월드의 의견은 의미있다.(Ewald 1980; 1993) 질병의 양태는 항상 변할 수 있어서 미지의 질병이 언제라도 새롭게 출현한다는 사실이 드러났으며 이는 진화의학에 의해 잘 설명될 수 있었다. 6절에서 논증한 HIV의 출현과 돌연변이를 통한 자기변형이 중요한 사례였다.(Lederberg 1988, Ewald 1999) 8절 자연주의 인식론의 메타포, 그 철학적 의미 공격하고 숨고 회피하고 더불어 존재한다는 표현은 엄밀히 말해서 숙주나 기생자의 의지와 무관한 표현이며, 단지 인간의 언어를 활용한 메타포이다. 실제로 공격하고 회피하고 공존하는 양상들은 진화 시간이 흘러가면서 필연적으로 그리고 물리적으로 생길 수밖에 없는 돌연변이 이후에 발생하는 자연적 작용들이다. 적절한 인간언어를 통해서 자연의 작용을 인간의 인식범주에 유입시키는 지식확장이 메타포의 주요 기능이다. 메타포의 적절한 도입은 자연에 대한 인간의 인식범주를 확대해 준다. 이런 점에서 메타포는 자연을 이해하는 중요한 인식론적 도구이다. 인식론 범주 외에 철학은 존재론을 언급할 수 있다. 숙주의 면역작용과 기생체의 공격작용 사이의 인식론적 갈등을 일으키는 존재론적 주체가 무엇인가에 관한 철학적 언급이다. 다시 말해서 이러한 존재론적 정체성을 묻는 것이 철학적 존재론이다. 이미 여러 차례 언급했듯이 숙주 입장에서나 기생체 입장에서나 서로 i) 공격하거나 ii) 숨고 회피하거나 iii) 공존하는 전략은 고정된 틀이 없으며, 서로 간의 관계양상은 끊임없이 변화한다. 즉 숙주와 바이러스 사이가 회피관계로 발전할 지 혹은 제압관계로 발전할 지에 대하여 어떤 정답이나 모종의 정해진 방향이 없다는 뜻이다. 이는 진화의 중요한 특징 중에서 가장 중요한 ‘무방향성’에 기인한다. 진화는 변이들로부터 시작되지만 수많은 변이체들 중에서 어느 것이 선택되는 지에 대한 적응메커니즘은 인과적이다. 한편 피선택지로서 변이체의 변이가능성은 진화시간에 따라 무한하다. 다시 말해서 적응진화는 물리화학적으로 인과적 메커니즘을 갖지만, 그 진화의 방향은 무작위적이며 목적을 갖지 않으며 방향을 갖지 않는다는 뜻이다. (최종덕 2014, 2장) 철학적으로 볼 때 이러한 선택과정의 진화인식론은 인과율에 초점이 맞춰져 있지만, (돌연)변이를 기초로 한 생명의 존재론은 목적 없는 ‘변화의 철학’이라고 말할 수 있다.(다윈 1859 서문) 면역의학의 철학적 핵심은 숙주와 기생체 사이의 존재론적 이해이다. 기존의 형이상학적 존재론에 의하면 숙주와 기생체는 별도의 독립적 존재들이다. 그러나 면역의학을 보는 철학적 존재론의 핵심은 숙주와 기생체가 서로 분리될 수 없고 서로가 서로에게 영향을 주는 생태적이라는 데 있다. 필자는 이를 면역학적 생태주의immunological ecology라고 부른다. 면역학적 생태주의에서 숙주와 기생체 혹은 자아와 비자아 사이의 존재관계는 공존적coalescent이다. 공존의 존재론은 면역의학의 고유한 존재론이며, 전통적인 플라톤주의의 독립성의 존재론과 차별된다. 면역학적 생태주의는 다음처럼 정리된다. 첫째 숙주와 기생체, 넓게는 자아self와 타자non-self 사이의 절대적 경계를 벗어나 있으며, 존재가 관계를 낳는 것이 아니라 양자 간의 관계가 존재를 규정한다. 이런 존재관계를 존재 공존성coalescence라고 필자는 부른다. 둘째 면역학적 공존성은 형이상학적 사유의 추론이 아니라 자연 진화의 소산체이다. 셋째 공존성의 양상은 불변의 정지성과 목적적 완전성이 아니라 변화와 과정 그 자체이다. <면역의학의 철학적 의미> 면역학적 생태주의 면역학적 공존성 immunological ecology immunological coalescence 이 논문의 결론은 다음과 같다. i) 본문에서 사용한 ‘싸우거나 도망가기’ 등의 공격, 회피, 충돌, 기만, 속이기, 중화, 공존, 문지기와 관리인 등의 인식론적 용어는 대체로 분자 수준의 면역학적 기능과 작용을 가장 잘 설명할 수 있는 메타포로서의 표현이다. ii) 메타포를 통한 면역의학의 생태적 관계들은 돌연변이 진화론으로 설명될 수 있다. iii) 기존의 면역학은 진화의학과 만날 수 있으며, 면역학적 사유를 진화의학으로 해석하게 된 것은 현대의학의 중요한 인식론적 전환이다. iv) 철학적으로 볼 때 면역의학의 철학적 의미는 기존의 형이상학적 존재론에서 탈피한 자연진화의 소산물인 면역학적 생태주의와 공존성으로 설명된다. 우리는 이런 방식의 사유를 ‘변화의 철학’이라고 말할 수 있다. 진화론과 의학의 연결고리로 탄생한 진화의학은 그 이론적 타당성에도 불구하고 현장 의료계에서 적용되는 범위는 매우 좁거나 거의 없다.(Cournoyea 2013, 43) 그러나 진화의학이 면역학과 만나는 지점에서 실질적인 임상적용력이 높을 가능성이 충분하다. 진화론으로 설명 가능한 면역학적 사유는 철학적 인식론으로 그치지 않으며 면역계 질병 관련 임상과 치료에 실질적인 개선안을 제공할 수 있을 것으로 생각된다. 참고문헌 이인희 (2003), 「생물체의 선천적 면역인식 과정에 관한 진화적 고찰」, 『Bric Bio Wave』 5-4 최종덕 (2013), 「면역학적 존재의 진화론적 능동성」, 『의철학연구』 15집, pp. 39-65 (2014), 『생물철학』, 생각의 힘 (2016a), 『비판적 생명철학』, 당대출판사 (2016b), 「진화의학의 역사와 의학교육에의 도입가능성」, 『의철학연구』 22집, pp. 73-115 Bergstrom, C. T. & Feldgarden, M. (2008), “The ecology and evolution of antibiotic-resistant bacteria”, In Evolution in health and disease (eds S. C. Stearns &J.; C. Koella) 2nd edn, Oxford, UK: Oxford University Press. Boyer, PL.,Sarafianos, SG, Arnold E, Hughes SH (2001), "Selective Excision of AZTMP by Drug-Resistant Human Immunodeficiency Virus Reverse Transcriptase", J. Virol. vol.75-10: 4832-4842 Campisi, J. (2003), “Cancer and ageing: rival demons?” Nature Rev. Cancer3: pp. 339-349. Cann A.J. (정용성 외 역) 2008, 『분자 바이러스학』(4판), 월드사이언스 Cournoyea, Michael (2013), “Ancestral Assumptions and the Clinical Uncertainty to Evolutionary Medicine”, Perspectives in Biology and Medicine, vol. 56-1: pp. 36-52 Diacovich, L. & Gorvel, J.-P. (2010), “Bacterial manipulation of innate immunity to promote infection.”, Nat. Rev. Micro biol.8: pp. 117–128. Eaton, B. and Stanley B. (2003), “An evolutionary perspective on human physical activity: implications for health”, Comparative Biochemistry and Physiology Part A 136: pp. 153–159. Eaton, S. and Cordain, et al. (2002), “Evolutionary health promotion: a consideration of common counter arguments.”, Preventive Medicine: An International Journal Devoted to Practice and Theory(2): pp. 119-123. Ewald P. W. (1980), “Evolutionary Biology and the Treatment of Signs and Symptoms of Infectious Disease.”, Journal of theoretical Biology 86: pp. 169-176. (1999), Evolutionary Control of HIV and Other Sexually Transmitted Viruses. in Evolutionary Medicine, edited by W. Trevathan et al. , New York: Oxford University Press. (1993), Evolution of Infectious Disease, New York: Oxford University Press. Gkuckmann, Beedle, and Hanson (2009), Principles of Evolutionary Medicine, Oxford. Greaves, Mel (2007), “Darwinian medicine: a case for cancer”, Nature Reviews (Cancer) vol (Mar.): pp. 213-221. Hajishengallis, G. & Lambris, J. D. (2011), “Microbial manipulation of receptor cross talk in innate immunity. Nat.”, Rev. Immunol.11: pp. 187–200. Hanson and Lanning (2008), “Microbial induction of B and T cell areas in rabbit appendix”, Developmental & Comparative Immunology 32(8):980-991 Herron and Freeman (2014), Evolutionary Analysis, 5th ed. Hogg R., Montaner JS, Wood E, Kerr T, Tyndall M, Levy AR, Harrigan PR. (2006), "The case for expanding access to highly active antiretroviral therapy to curb the growth of the HIV epidemic", Lancet. 2006 Aug 5;368(9534):531-6. Kato, S. et al. (2015), “Global brain dynamics embed the another command sequence of Caenorhabditis elegans”, Cell (3): pp. 656-669. Kweon, Mi-Na et al. (2016), "Enteric Viruses Ameliorate Gut Inflammation via Toll-like Receptor 3 and Toll-like Receptor 7-Mediated Interferon-β Production", Immunity(44-4); 889–900 Lachmann, P., Lachmann, P. J. & Oldstone, M. B. A. (2006), Microbial subversion of immunity , Norfolk, UK: Caister Academic Press. Larder, B.A., G. Darby, and D.D. Richman (1989), “HIV with reduced sensitivity to zidovudine (AZT) isolated during prolonged therapy” Science (4899): pp. 1731-4. Lazano, GA. (2010), “Evolutionary explanations in medicine: How do they differ and how to benefit from them”, Med. Hypo Thesen 74: pp. 746-749. Levin B. R., Anderson R. M. (1999), The Population Biology of Anti-Infective Chemotherapy ad the Evolution of Resistance: More Questions than Answers. in Evolution in Health & Disease, edited by S. Stearns., New York: Oxford University Press. Moxon, R. R., Bayliss, C. C. &Hood;, D. D. (2005), “Bacterial contingency loci: the role of simple sequence DNA repeats in bacterial adaptation.”, Annu. Rev.Genet.40: pp. 307–333. Nachman MW and Crowell SL. (2000), “Estimate of the mutation rate per nucleotide in humans”, Genetics(1): pp. 297–304. Nesse Randolf M, Williams GC (1994), Why we get sick: the new science of darwinian medicine, Time Books Nesse, Randolf M. (2005), “Maladaptation and Natural Selection”, Quaterly Review of Biology(1): pp. 62-71. (2012), "Evolution: a basic science for medicine“ in Aldo Poiani(ed.) Pragmatic Evolution: Applications of Evolutionary Theory, cambridge Univ. Press. Perez-Caballero, D., T. Zang, et al. (2009), “Tetherin inhibits HIV-1 release by directly tethering virions to cells”, Cell 139: pp. 499–511. Price, D. A., P. J. R. Goulder, et al. (1997), “Positive selection of HIV-1 cyto-toxic T lymphocyte escape variants during primary infection”, Proceedings of the National Academy of Sciences USA 94: pp. 1890–1895. Purrmann, J. et al. (1992), “Association of Crohn's disease and multiple sclerosis. Is there a common background”, J. Clin. Gastroenterol Raberg L, Graham AL, Read AF (2009), “Decomposing health: tolerance and resistance to parasites in animals”, Philos Trans R Soc B-Biol Sci 364: 37–49 Read, Day and Hujiben (2011), “The evolution of drug resistance and the curious oxthodoxy of aggressive chemotheraphy” Sacks O. (2010), “Face-blind: why are some of us terrible at recognizing faces?”, New Yorker. 2010 Aug: pp. 36-43 . Sauter, D., M. Schindler, et al. (2009), “Tetherin-driven adaptation of Vpu and Nef function and the evolution of pandemic and non pandemic HIV-1 strains”, Cell Host Microbe6: pp. 409–421. Schneider, D. S. & Ayres, J. S. (2008), “Two ways to survive infection: what resistance and tolerance can teach us about treating infectious diseases”, Nat. Rev. Immunol.8: pp. 889 –895 . Shankarappa, R. et al. (1999), "Consistent Viral Evolutionary Changes Associated with the Progression of Human Immunodeficiency Virus Type 1 Infection", J. Virol. 73(12): 10489–10502. St Clair W. H. et al. (1991), “Influence of proliferation on DNA repair rates in liver”, Exp Cell Res. Stearns, Stephen C. (2012), “Evolutionary Medicine: its scope, interest and potential”, Proceeding of the Royal British Society 279: pp. 4305-4321. Strachan, D.P. (2000). “Family size, infection and atopy: The first decade of the ‘hygiene hypothesis’“. Thorax, 55(1): 2–10. Varki, Ajit (2012), “Nothing in medicine makes sense, except in the light of evolution”, J. Mol. Med. 90: pp. 481-494. Xue, Y. et al. (2009), “Human Y chromosome base-substitution mutation rate measured by direct sequencing in a deep-rooting pedigree”, Current Biology (17): pp. 1453-7. Yap, M. W., S. Nisole, and J. P. Stoye. (2005), “A single amino acid change in the SPRY domain of human TRIMa leads to HIV-1 restriction.”, Current Biology 15: pp. 73–78. Yazdanbakhsh, M., Kremsner, P.G. and Van Ree, R. (2002), “Allergy, Parasites and the hygine hypothesis”, Science 296: pp. 490-494. Zampieri, F. (2009), “Origin and History of Darwinian Medicine”, Human Mente (2009 Apr.) |
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