[이코노미톡뉴스=임자 칼럼] 6. 암세포는 얼마나 빨리 자라는가?

암 세포는 맹렬한 속도로 증식한다고 알려져 있다. 맹렬한 속도란 대략 어느 정도의 속도를 말하는가? 정상적인 세포도 암세포도 처음에는 단 한 개의 세포에서 출발한다. 그것이 1회 분열하면 2개로 되고, 2회에서는 4개로, 3회에서는 8개로, 4회에서는 16개로 이렇게 세포는 배씩 증식해 나간다.
20회 분열하면 세포는 100만개, 30회 분열하면 세포는 10억 개, 40회 분열하면 세포는 무려 1조(兆)개나 된다. 50회 분열하면 이미 계산이 불가능한 수다. 암세포가 40회 분열하여 1조(一兆)개가 되면 대부분의 환자는 여러 가지 합병증(合倂症)을 일으켜 사망하게 된다.
인간의 세포의 크기는 장기(臟器)에 따라 다르지만 대체로 직경이 100분의 수 밀리(mm), 즉 수십 개를 나란히 놓아도 겨우 1mm 정도다. 따라서 암 세포가 100만개의 단계에서는 현재의 “암 진단” 기술로서는 찾아내기가 아주 어렵다. 그러나 10억 개에서는 응어리가 느껴지며 1조개에서는 무게가 1kg나 된다.
그런데, 암세포는 정상세포보다 훨씬 더 빨리 자란다. 왜? 더 잘 자라는가? 세포가 분열할 때 시작부터 종료까지를 “세포주기”라고 한다. 1회 세포주기에 걸리는 시간은 다음 4단계로 나눈다.

제1단계: 유전자 본체인 DNA를 카피하는 준비시간은 10~12시간이다.
제2단계: 유전자 본체인 DNA를 실제로 카피하는 시간은 6~8시간이다.
제3단계: 세포분열의 준비시간은 3~4시간
제4단계: 분열하는 시간은 1시간

즉 1회 세포분열을 하는데 약 24시간(1일)이 걸린다. 이 분열시간표는 세포내의 2종류의 단백질의 작용에 의해서 “세포시계”에 따라 정교하게 컨트롤 된다. 분열하여 새로 태어난 세포(딸세포)중에는 분열능력을 잃는 세포도 있고, 또 분열을 중지하여 휴면상태로 들어간 휴면세포도 있다.
그러나 휴면세포는 “잠깨라”는 신호를 받으면, 수 시간이내에 분열을 시작한다. 즉 정상적인 세포의 대부분은 분열을 수십회(數十回) 반복하거나 DNA카피에 미스가 축적(蓄積)하면 분열능력을 잃든가 또는 자기스스로 자살하도록 설계되어있다. 이것을 세포사(細胞死)또는 “세포자살”이라 한다.
세포자신이 스스로 자살함으로서 불필요한 분열이나 증식을 피(避)하여 조직의 정상적인 작용을 유지토록 만들고 있는 것이다. 또 신경세포처럼 필요한 분열을 종료하고 분화(分化)한 대부분의 세포는 분열능력을 잃은 후에도 장기간 생존하여 각각의 기능을 담당한다.
그런데 암세포에서는 “세포시계”가 미쳐서, 속도는 제멋대로이고 그 위에 세포사(細胞死)의 설계도도 교묘하게 바꿔치기하여 자살하는 일은 절대 없다. 그 때문에 암세포는 영양분과 산소가 공급되는 한 분열을 계속한다. 즉 영양과 산소가 부족하면 새로운 혈관을 만들어(신생혈관)혈액에서 영양과 산소를 얻는 참으로 무서운 기술까지 가지고 있다.
이것이 우리들의 체내에서 암세포는 맹렬한 속력으로 성장할 수 있는 이유이다. 정상적인 세포는 24시간 만에 분열하며 게다가 자신의 역할이 끝나면 자살하는데, 암세포는 아무 제한 없이 분열을 반복하며, 스스로 죽지도 않는다.
단순하게 말하자면 1개의 암세포가 약 1개월 후에는 1kg가 된다는 계산이다. 실제로 암 종류에 따라 다르지만 전이(轉移) 등의 복잡한 과정 때문에 성장하는 형태도 다르다. 암세포의 기본적인 증식속도는 가장 활발한 시기에는 앞서 소개한 세포분열 회수와 세포수의 관계, 즉 40회 분열로 약 1조개의 세포가 된다.
암세포의 욕망은 단지 하나, 자신의 분신(分身)을 무한히 만들어내는 것이다. 또 암세포는 분열과 증식에 의해서 결국 자기의 숙주인 인간을 죽여야 결국 암세포 자신도 죽게 되는 것이다.

7. 암은 어떻게 왜 전이(轉移)하는가?

암세포는 정상세포와 다른 몇 가지 성질을 갖고 있는데, 그 중에서 가장 중요한 성질의 하나가 신체 내의 본래 있던 장소를 빠져나와 다른 조직에 퍼져가는 것이다. 이 특이한 성질 때문에 암전이(癌轉移)라는 암 의학에 있어서 가장 어렵고 복잡하기 그지없는 분야가 대두된 것이다.
성장한 인간의 신체를 만들고 있는 세포(백혈구나 적혈구를 제외한)는 각각의 조직 중에서만 존재하고 있어서 그 장소를 떠나서 체내를 제멋대로 이동하고 다른 장소에서 증식하는 일은 없다. 또한 양성 종양(腫瘍)을 만들고 있는 세포도 모두 같다. 세포가 자신의 장소를 이탈한다는 것은 즉 세포의 죽음을 의미한다.
그러나 암세포는 이 규칙을 무시하고 계속 살아간다. 따라서 최종적으로는 숙주(宿主)인 인간(환자)을 죽게 한다. 숙주가 죽으면 암세포 자신도 죽기 때문에 도대체 암세포가 숙주의 체내를 전이(이동)하는 것이 어떤 이익(利益)이 있는가? 다. 이 때문에도 세포가 암이 되는 것은 “세포증식의 무의미한 폭주”라는 말도 생겼다.
또, 발생한 암세포가 어느 정도까지 증식해도 그 암이 처음 발생한 장소(원발부위)에 남아있기 때문에 외과적인 수술에 의해서 그 부위를 절제하면 그 암은 완치될 수도 있다. 그러나 “원발부위”의 암세포는 아주 빨리 그 장소를 떠나 체내의 어떤 장소에 전이(轉移)하여 버린다.
암 의학에서는 “악성도”가 낮다든가 높다든가 하는 표현을 자주 사용한다. 악성도란 한마디로 말하면 암세포의 전이능력(轉移能力), 즉 암세포가 자신이 살고 있는 장소를 떠나 다른 조직에 붙어 거기서 재차 증식을 시작하는 능력인 것이다. 암세포가 이 능력을 실행하여 전이하는 데는 적어도 다음과 같은 단계를 밟는다.
① 암세포가 자신이 살고 있는 장소를 이탈한다.
② 혈관이나 림프관 내부에 침입한다.
③ 혈액이나 림프액의 흐름에 탑승하여 체내로 이동한다.
④ 어딘가의 장기(臟器)에 부착하여 거기서 재차 증식하여 코로니(집단)를 만든다.
말을 덧붙이면 이들 4개의 단계가 어느 하나라도 되지 않으면, 암은 전이(轉移)가 되지 않아 환자는 목숨은 건질 가능성이 높아진다. 이 이유로 세계의 암 연구원들은 이 4단계를 방해하는 방법이 중요한 과제로 삼고, 이 방법을 찾는데 열중하고 있다.

8. “악성 암”이란 어떤 암인가?

악성(惡性)이란 성질이 나쁘다는 말이다. 예를 들면 종양에는 성질이 나쁜 “악성종양”과 그 정도는 나쁘지 않은 “양성종양”이 있는데, 우리들은 악성종양을 “암”이라 부른다. 그러나 암 전문가들은 “이 암은 악성이다”든가 “악성도가 높다”고 말할 때는 제법 어려운 내용을 포함한다.
전부가 악성종양인 암 중에서도 “특히 악성이다”이라고 했다 해도 그 이외의 암이 양성이라는 것은 아니라는 것이다. 암은 모두가 악성이지만 그 의미는 암세포가 무한(無限)이 증식하여 주위의 조직을 압박하고, 곧 이어 다른 조직에 전이하여, 거기서도 정상적인 장기나 조직의 작용을 침해하여, 다음에는 그 사람을 죽여 버린다는 것이다.
그러나 발생한 시점부터 즉시 발견 가능한 암에 있어서는 그것도 천천히 성장하기 때문에 우리들의 생명을 즉시 위기로 몰아넣지는 않는다. 이 경우는 암 상태를 상세하게 조사, 최적의 방법으로 치료하여 생존기간을 연장한다거나 때로는 완치할 가능성이 나올 수 있다.
한편, 간혹 암은 발생했지만 발견하기가 너무나 어려워, 정확하고 치밀한 조사나, 치료할 여유도 없을 정도로 급속도로 확산, 최신의 치료법도 치료효과도 별로 없는 경우에는 환자는 단기간에 사망하는 일이 생긴다. 이것은 분명하게 전자(前者)보다는 악성 암이라 하는 것이다.
같은 암이라도 이와 같이 다른 것은 암 종류가 달라서가 아니라 암 세포 그 자체의 성질에 원인이 있다. 다른 말로 표현하면 암세포가 미분화(未分化)정도, 즉 악성도가 높다는 것이다.
분화란 세포의 성숙도인 것이다. “세포의 알(卵)”인 미성숙한 세포(줄기세포)가 분화하여 성숙하면, 전문(專門)일만 전담하는 신경세포나 피부세포로 되거나 혈액 중의 백혈구나 적혈구가 되거나 한다. 세포가 미분화일 때는 증식과 이동의 가능(可能)등, 대부분의 세포에 공통적인 여러 가지 능력을 가지고 있다.
그러나 세포가 분화하여 성숙하면 그들의 능력을 많이 상실하는 대신에 특수한 능력을 가지기도 한다. 만약 위(胃)를 만들고 있는 세포가 암세포로 변하는 경우(위암), 그 암세포는 모두가 어느 정도 분화가 진행된 것으로 성질은 원래의 위(胃)의 세포와 아주 유사하다. 이것은 전문가가 현미경으로 보아야 분별할 수 있다. 예를 들면 위벽(胃壁) 세포가 어느 정도 분화되었는지 알면, 그것에 가장 적합한 치료법의 선택도 가능하다. 이것은 그다지 “악성도가 높지 않는 암”이라고 말하는 것이다.
그러나 똑 같은 위암(胃癌)에서도 암세포가 전혀 분화하지 않는 즉 “미분화”된 위암 세포에서도 생긴다. 이것은 증식의 속도가 아주 빨라 주위의 조직에 재빨리 침윤(浸潤)하고, 곧 자기내부에 주위에서 새로운 혈관을 끌어들여 산소와 영양을 흡수하여 맹렬히 성장한다. 이와 같은 암은 대단히 악성도가 높은 암으로 “미분화 암”이라 부르는 것이다.
“미분화 암”에는 2종류가 있다. 하나는 아직 분화하지 않은 세포가 암이 되는 경우이다. 예를 들면 백혈구가 되기 전의 “아구(芽球)”라 부르는 세포가 암이 되는 “백혈병”이 그 예이다. 또 하나는 일단 암화(癌化)한 세포가 몇 번이나 분열을 반복할 때 유전자의 변이를 거듭하여 차츰차츰 “미분화”상태로 돌아가는 암이다.
위암(胃癌)의 암세포는 처음에는 위(胃)세포에 있는 것이 확실하지만, 전이(轉移)하거나 하면 그 특징을 상실하고 점점 악성이 되어 결국에는 어떤 세포가 암화 한 것인지 분별할 수 없게 된다. 왜? 암세포에 이런 현상이 일어나는 것인가?
정상적인 세포가 분화할 때의 과정을 둥근 시계의 침을 거꾸로 돌림으로서 “조상(祖上)으로의 회기(回期)”인가, 그렇지 않으면 세포에는 원래의 알(卵)시대(줄기세포시대)로 돌아가는 힘이 작용하고 있어서 그 힘이 세포의 암화에 의하여 해방되는 것인가? 그 이유는 아직 해명되지 않고 있다. (계속)