방울뱀 독으로 만든 고혈압 치료제: 맹독이 인류의 혈관을 지키다

독이 된 피, 약이 되는 혈압

방울뱀은 북미와 남미 지역에서 흔히 볼 수 있는 맹독성 뱀으로, 꼬리의 방울 소리와 함께 강한 독을 지닌 위험한 생물로 잘 알려져 있다. 사람들은 오랫동안 뱀의 독을 공포와 죽음의 상징으로 여겨왔지만, 20세기 후반 들어 이 전통적인 인식이 뒤바뀌는 놀라운 사건이 일어났다. 바로 방울뱀의 독에서 추출한 성분이 고혈압 치료제의 핵심 원료가 되었다는 사실이 밝혀진 것이다.

현재 전 세계적으로 가장 많이 사용되는 고혈압 치료제 중 하나인 ACE 억제제(Angiotensin-Converting Enzyme Inhibitor)는 브라질 방울뱀(Crotalus durissus terrificus)의 독성 펩타이드에서 유래했다.^[각주:1] 이 약물은 ‘카프토프릴(Captopril)’ 이라는 이름으로 1981년 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받아 출시되었고, 지금까지 수많은 심혈관 질환 환자들의 생명을 지켜오고 있다.

생명을 위협하던 맹독이 오히려 생명을 구하는 약으로 바뀌었다는 이 이야기는, 생명과학과 약리학이 결합해 이룬 놀라운 성과이자, 자연의 독성 물질이 가진 가능성을 다시 보게 해주는 대표적인 사례다. 이번 글에서는 방울뱀 독과 고혈압의 관계, 그 작용 원리와 개발 과정, 그리고 이로부터 얻을 수 있는 과학적·철학적 통찰을 함께 살펴보고자 한다.

브라질 방울뱀의 독과 ACE 억제 메커니즘

브라질 방울뱀의 독에는 다양한 생리활성 펩타이드가 포함되어 있으며, 이 중에서 가장 주목할 만한 성분이 바로 브라디키닌 강화 펩타이드(BPP, Bradykinin Potentiating Peptide)다. 브라디키닌은 우리 몸의 혈관을 확장시키고 혈압을 낮추는 작용을 하는 물질이지만, 체내에서는 ACE(Angiotensin-Converting Enzyme)라는 효소에 의해 빠르게 분해되어 그 효과가 오래 가지 못한다. 그런데 방울뱀 독의 BPP는 ACE의 작용을 억제해 브라디키닌의 혈관 확장 효과를 더 오래 지속시켜준다.^[각주:2]

뿐만 아니라 ACE는 브라디키닌 분해 외에도, 혈압을 상승시키는 안지오텐신 I을 안지오텐신 II로 바꾸는 역할도 한다. 따라서 ACE를 억제하면 두 가지 경로 모두에서 혈압을 낮추는 이중 효과가 생긴다. 바로 이 작용 원리를 바탕으로, 과학자들은 방울뱀 독에서 발견된 BPP를 모델 삼아 인공적으로 합성한 것이 카프토프릴(Captopril)이다.^[각주:3]

카프토프릴은 최초의 경구용 ACE 억제제이며, 이후 엔알라프릴, 리시노프릴 같은 2세대 ACE 억제제 개발로 이어졌다. 흥미로운 점은, 원래 이 독성 펩타이드는 먹잇감의 혈압을 급격히 떨어뜨려 움직이지 못하게 만들기 위한 수단이었다는 것이다. 하지만 인간은 이 작용을 반대로 활용해, 만성적인 고혈압을 조절하는 데 쓰이는 약물로 바꿔낸 것이다. 이는 자연에서 발견한 독성 물질이 얼마나 정교하게 생체 시스템과 상호작용할 수 있는지를 보여주는 강력한 사례다.

카프토프릴의 탄생

1970년대 초, 브라질의 의사 세르지오 페라(Sergio Ferreira)와 미국 제약사 스콰이브(Squibb, 현재 BMS)의 협업을 통해 방울뱀 독의 혈압 강하 효과가 본격적으로 연구되기 시작했다. 이들은 BPP가 혈관 확장을 유도한다는 사실을 실험을 통해 입증했고, 이 구조를 모방한 합성 화합물을 개발해 인체에 사용할 수 있는 형태로 완성했다. 그렇게 세계 최초의 ACE 억제제인 카프토프릴(Captopril)이 탄생한 것이다.^[각주:4]

1981년 미국 FDA의 승인을 받은 카프토프릴은 고혈압은 물론 심부전, 당뇨병성 신장 질환 등의 치료에도 효과적인 것으로 밝혀졌으며, 약물 임상시험에서도 사망률 감소, 심장 기능 향상, 신장 보호 등의 효과를 입증받았다. 이후 출시된 대부분의 ACE 억제제는 카프토프릴의 화학 구조를 기반으로 설계되었고, 이는 방울뱀 독에서 영감을 받은 약물 디자인이 현대 고혈압 치료의 판도를 바꿨다는 상징적 의미를 갖는다.

오늘날 카프토프릴은 WHO 필수의약품 목록에 포함되어 있으며, 전 세계 수억 명이 매일 복용하고 있다. 이는 자연에서 유래한 물질이 인류 건강에 얼마나 커다란 영향을 줄 수 있는지를 보여주는 대표적인 사례라 할 수 있다.

자연의 독에서 인류의 생명을 위한 설계로

방울뱀의 독은 그저 위험한 무기이기만 한 존재에서, 인류의 생명을 지키는 약물로 재탄생했다. 이 과정은 독성 물질의 작용을 정확히 이해하고, 그 구조를 분석한 뒤, 인류에게 이로운 방식으로 재설계한 과학의 집약적 결과물이다. 카프토프릴의 개발은 단지 하나의 신약 개발 사례가 아니라, 생물 독소가 인간의 생리와 얼마나 정밀하게 맞물릴 수 있는지를 보여주는 상징적인 사건이다.

더 중요한 점은, 인간이 자연의 위협을 단순히 피하려고만 하지 않고, 그것을 이해하고 활용하는 방향으로 발전했다는 데 있다. 이것은 과학기술의 진보이자, 자연을 대하는 인류의 태도 변화이기도 하다. 한때 공포의 대상이던 방울뱀도, 이제는 생명을 지키는 동반자로 다시 해석된다. 앞으로도 다양한 생물의 독성 물질이 새로운 치료제의 원료가 될 가능성은 높으며, 이는 ‘독이 곧 약이 될 수 있다’ 는 생명과학의 핵심 메시지를 다시금 확인시켜준다.

 

 

 

참고 문헌 

1. Ferreira SH, Vane JR. (1967). The mechanism of the antihypertensive effect of bradykinin potentiating factor (BPF). Nature. [PubMed PMID: 6057176]
2. Cushman DW, Ondetti MA. (1971). Design of potent competitive inhibitors of angiotensin converting enzyme: carboxyalkanoyl and mercaptoalkanoyl amino acids. Biochemistry. [PubMed PMID: 4255951]
3. Ondetti MA, Rubin B, Cushman DW. (1977). Design of specific inhibitors of angiotensin-converting enzyme: new class of orally active antihypertensive agents. Science. [PubMed PMID: 301555]
4. Gavras H, et al. (1981). Antihypertensive efficacy and safety of captopril in clinical trials. American Journal of Medicine. [PubMed PMID: 7015277]

1. Ferreira SH, Vane JR. (1967). The mechanism of the antihypertensive effect of bradykinin potentiating factor (BPF). Nature. [PubMed PMID: 6057176] [본문으로]
2. Cushman DW, Ondetti MA. (1971). Design of potent competitive inhibitors of angiotensin converting enzyme: carboxyalkanoyl and mercaptoalkanoyl amino acids. Biochemistry. [PubMed PMID: 4255951] [본문으로]
3. Ondetti MA, Rubin B, Cushman DW. (1977). Design of specific inhibitors of angiotensin-converting enzyme: new class of orally active antihypertensive agents. Science. [PubMed PMID: 301555] [본문으로]
4. Gavras H, et al. (1981). Antihypertensive efficacy and safety of captopril in clinical trials. American Journal of Medicine. [PubMed PMID: 7015277] [본문으로]