국내에선 질병 사망원인 1위가 암이고 2위가 심장 질환, 3위가 뇌혈관 질환이다.

 하지만 미국(2020년 CDC 통계)은 1위가 심장병(69만 명), 2위가 암(60만 명)이고 뇌졸중이 5위(16만 명)다.

 암도 마찬가지지만, 특히 심혈관 질환은 위험 요인의 조기 검진이 중요하다. 심장마비(심근경색)처럼 불시에 발생하는 사례가 많기 때문이다.

 그런데 심혈관 질환의 최대 위험 요인으로 꼽히는 동맥경화성 플라크(atherosclerotic plaques)의 혈관 내 축적 위험을 예측하는 진단법이 개발됐다.

 앞으로 심혈관 질환을 겪을 위험이 얼마나 큰지 미리 알아볼 수 있다는 의미다.

 광음향 효과(photoacoustic effect)를 이용하는 이 기술엔 첨단 나노 소재도 동원됐다.

 미국 미시간 주립대(MSU) 공대의 브라이언 스미스 부교수 연구팀은 최근 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)' 온라인판에 관련 논문을 발표했다.

 이 논문은 9월호의 '표지 뒷면(inside cover)' 스토리로 게재될 예정이다.

 MSU 연구팀은 미국 스탠퍼드대 및 에모리대 과학자들과 협력해 연구를 진행했다.

 10일 미국 과학진흥협회(AAAS) 사이트(www.eurekalert.org)에 공개된 논문 개요 등에 따르면 동맥경화성 플라크는 혈관 내벽에 쌓여 심장마비나 뇌졸중을 일으키는 지방 덩어리를 말한다.

 물론 다른 진단법을 써도 동맥경화성 플라크의 이미지를 구할 수 있다.

 하지만 새 진단법의 강점은 높은 선택도(selectivity)에 있다고 연구팀은 강조했다.

 플라크가 혈관 내벽에 쌓일 위험을 높이는 대식세포와 단핵구 등의 면역세포를 선별해 관찰할 수 있다는 것이다.

 특정 플라크가 실제로 뇌졸중이나 심장마비를 일으키는지는 확인하기 어렵다.

 하지만 연구팀은 동맥경화성 플라크가 혈관 파열과 경색으로 이어지는 염증성 플라크라는 데 주목했다.

 이런 플라크엔 대식세포, 단핵구 등의 면역세포가 많다는 것도 확인했다.

 탄소 원자를 소재로 미세관 형태의 나노 입자를 따로 개발한 것도 면역세포를 식별하고 탐색하기 위해서다.

 연구팀은 생쥐의 동맥에 나노 입자를 투입하고 레이저를 조사하는 성능 테스트에 성공했다.

 플라크를 발견하면 이 나노 튜브는 레이저를 흡수해 음파를 내보내게 디자인됐다.

 인간의 귀에 들리지 않는 이 신호를 초음파 변환기로 잡으면 플라크의 위치와 형태를 확인할 수 있다.

 이 신호를 토대로 플라크의 입체 영상을 만드는 것도 가능하다.

 실제로 플라크가 쌓인 혈관에선 정상 혈관보다 훨씬 더 많은 대식세포와 단핵구가 관찰됐다.

 빛과 소리를 연계하는 광음향 효과 개념이 처음 제시된 건 19세기 후반이다.

 지금은 상당히 친숙해져, 미국 식품의약국(FDA)은 올해 초 광음향 유방암 진단기를 승인하기도 했다.

 에모리대 의대의 엘리버 곤(Eliver Ghosn) 조교수는 "혈관에 쌓이기 쉬운 플라크를 미리 찾아내 효과적으로 치료하는 방법이 지금은 없다"라면서 "이번 연구 결과가 그런 현실을 개선하는 데 도움이 되길 바란다"라고 말했다.

 스미스 교수는 "치료와 진단을 병행하는 약을 개발할 수 있느냐고 묻는다면 '물론 그렇다'라고  대답할 것"이라면서 "이제 연구가 한창인 만큼 많은 가능성이 열려 있다"라고 강조했다.