The Immortal Life of Henrietta Lacks

Human Cervical Adenocarcinoma Cells (HeLa Line)
A culture of HeLa cervical carcinoma cells (presented above) was simultaneously transfected with three chimeric plasmid subcellular localization vectors. DsRed2, ECFP, and EYFP plasmid vectors were utilized to localize the nucleus, mitochondria, and actin, respectively. Images were recorded in grayscale with a 12-bit digital camera coupled to either a Nikon E-600 or Eclipse 80i microscope equipped with bandpass emission fluorescence filter optical blocks. During the processing stage, individual image channels were pseudocolored with RGB values corresponding to each of the fluorophore emission spectral profiles.( from http://www.microscopyu.com/galleries/)

의학에서 자궁 경부암은 20세 이전에 백신을 접종하면 예방할 수 있다. 백신과 항체의 개발, 암의 진단 및 치료에 있어서 절대적인 역할을 한 게 HeLa cell이다. HeLa cell은 20세기의 생명과학, 분자생물학과 세포생물학을 폭발적으로 발전을 가능하게 한다. HeLa 세포는 소아마비 백신을 만드는데 사용되었고 여러 종류의 암과 AIDS 치료제 개발에도 중요한 역할을 했으며, 시험관 수정 등과 같은 많은 과학적 이정표들이 세워졌다. 파킨슨병 치료제 개발을 위해 활용됐으며, 유전자 지도를 만드는 연구에도 쓰였다. 우주선에 실려 지구 밖으로 나가기도 했으며, 오늘날의 세포 배양과 줄기세포의 분화와 유도를 가능하도록 만든 시발점이었다. 심지어 생화학무기를 만들기 위한 연구에도 사용되었다. 그러나 HeLa cell의 역사와 배경에 대해서 알려진 것 거의 없었다.

“The Immortal Life of Henrietta Lacks”는 현대 생명과학 발전에 기여한 HeLa cell의 역할과 환자의 인권, 인종차별, 의료윤리, 환자의 샘플의 과학적 이용 등을 광범위하게 다룬 Henrietta Lacks의 가족과 HeLa cell에 대한 이야기다. 1951년 Johns Hopkins 병원에서 본인이나 가족의 동의 없이 자궁경부암을 앓고 있는 Henrietta Lacks에게서 적출된 암조직을 이용한 최초로 인간 유래의 불멸의 cell line 배양에 성공한다. Henrietta Lacks의 이름과 성의 각 두 글자를 따서 HeLa라고 명명된 이 세포가 바로 현대 생명과학의 역사를 혁명적으로 뒤바꾼 세포가 된다.  이시기 환자에게서 조직을 적출하거나 얻는 것은 환자의 동의 사항이 아니었고 White Only라고 써진 병원 앞에서 수 많은 흑인들이 죽어갈 때 흑인 환자를 치료할 수 있는 병원은 Johns Hopkins 같은 자선병원 뿐이었다. 세포의 배양이 계속되는 동안 환자의 치료는 계속되지만 Henrietta는 8개월 후 암이 온몸에 전이되어 결국 죽는다. 그녀가 죽은 후 ‘살아있는 환자에게서 조직을 얻는 것은 동의가 필요 없지만, 동의 없이 부검이나 죽은 환자에서 조직을 얻는 것은 불법’이기 때문에 세포배양가인 Gorge Gey에 의해 Henrietta의 남편에게 부검이 요구되었고 장기의 일부를 적출 당한다. HeLa cell의 역사는 그렇게 시작되었다.

19세기 말부터 과학자들은 죽지 않는 세포의 배양을 위해 부단한 노력을 했다. 1912년 혈관 봉합술 개발로 장기이식을 가능하게 한 공로로 노벨상을 수상한 프랑스의 과학자 Alexis Carrel이 병아리의 심장에서 죽지 않는 심근 세포를 배양했다고 발표한다. Alexis Carrel은 빛이 배양된 세포를 죽일 수 있기 때문에 실험실에 빛을 차단하는 검은 장막을 두르고, 검은 덧옷을 입은 기술자들이 세포를 배양하게 한다. 그러나 그가 배양한 세포는 Hayflick에 의해서 배양액을 첨가할 때마다 새로운 세포를 첨가했다는 것이 밝혀진다. 이러한 소동이 있은 후 HeLa cell의 등장은 크게 주목을 받지 못했지만 죽지 않고 빠르게 증식하는 HeLa cell은 세계로 퍼져 세포배양의 방법과 배지의 표준화를 이끌어 내며 마침내 상업적인 배양회사의 출현시켜 vial당 25달러에 세계로 퍼져 세포생물학의 발전에 기여하게 된다.

HeLa cell에 의한 과학적 진보를 보면 1953년에 HeLa cell을 실수로 다른 용액과 섞는 바람에 염색체가 팽창하는 현상을 관찰함으로써 세포내 염색채의 수를 확인 할 수 있게 되고, 염색체 이상에 의한 질병을 알 수 있게 된다. 이시기 유전 물질인 DNA의 구조가 Watson-Crick에 의해서 물리화학적으로 발견된 것에 비하면, 생물학적 의미에서 유전물질이 축적된 염색체의 분석은 중요한 의미를 갖는다.

1960년에는 프랑스 과학자들에 의해서 배양된 세포가 바이러스에 감염될 때 두 개의 세포가 결합될 수 있다는 것을 발견한다. 이 발견은 바이러스에 감염된 세포와 다른 정상세포를 결합시켜 키메라를 만들어 새로운 불멸의 cell line을 얻을 수 있게 함으로써 다른 세포에 대한 연구를 확대시키게 되고, 현재 불멸의 cell라인을 얻는 방법으로 널리 이용되고 있다.
Leonard Hayflick은 1961년 Hayflick limit로 알려진 '정상적인 세포는 50회 정도 세포분열을 한다'는 내용을 발표하는데, 이런 현상은 각각의 염색체 끝에 telomere라는 DNA가닥이 세포분열을 거듭할수록 짧아지기 때문인 것으로 밝혀진다. HeLa cell이 죽지 않는 이유를 1990년대에 Yale대학교 팀에 의해서 밝혀지는데 HeLa cell을 포함한 암세포에 Telomerase라는 효소가 telomere를 재생시킴으로써 무한 분열을 반복하기 때문이 이라고 밝혀진다.
또한, Human papilloma virus(HPV)는 자궁경부암을 일으키는 것으로 알려져 있는데 1984년 독일의 바이러스 학자 Harald zur Hausen에 의해서 가장 독성이 강한 HPV-18 strain이 발견하고 HeLa cell이 HPV-18에 의해서 감염된 것을 확인하고, 자궁경부암 세포에서 HPV-18을 억제하면 암세포가 죽는 것을 확인하여 HPV 백신 개발을 가능하게 한다. Hausen은 이런 공로로 노벨상을 수상하게 된다. HPV의 발견은 자궁경부암이 가장 치료하기 힘든 악성 종양인 이유가 HPV가 11번 염색체에 삽입되어 암억제유전자 p53을 억제하기 때문으로 밝혀진다. 또한 1980년대 AIDS가 창궐할 당시 기주 세포에 DNA를 삽입하는 cotransformation을 개발하고 DNA재조합 기술의 기초를 마련한 분자생물학자인 Richard Axel은 혈액의 특정 DNA를 HeLa cell에 삽입하여 HIV에 감염시킴으로써 AIDS에 대한 연구에 기여하지만, DNA 재조합의 안정성과 위험성, 그리고 윤리성에 대한 논란에 휩싸인다. 현재까지 HeLa cell에 연관된 medline 논문이 68,000 여건 이며 현재 세계에서 배양되는 HeLa cell의 면적은 지구를 3번 반을 덮을 수 있다고 한다.

이책은 HeLa cell의 현대 과학에 대한 기여와 더불어 실험실에 검은 장막을 씌우고 병아리 심근세포로 쑈를 해서 황우석에게 깊은 영감을 줬을 것 같은 Alexis Carrel처럼 어둠의 길을 묵묵히 걷고 있는 과학의 뒷모습을 보여 줌으로서 의학연구에 대한 도덕성과 윤리성에 대해 의문을 던진다. Henrietta의 가족들은 어머니의 세포가 채취된 것도, 수 십년째 세계 각지의 연구실에서 배양되고 있다는 것을 전혀 모른 채 살다가, Henrietta 사망 후 25년이 지난 뒤 Henrietta의 유전자 지도를 만들기 위해 가족들의 DNA를 활용하게 되면서 HeLa cell의 존재를 알게 된다. 그들은 자랑스러움을 느끼지만, 가족의 동의도 없이 조직이 채취되고 배양되어 상업적으로 이용되고, 소아마비 백신을 개발, 화학물질, 방사능 처리 등에 사용되며, 연구를 통해 얻어진 막대한 이익이 Henrietta의 가족에게는 단 한 푼도 지급되지 않았다는 사실에 분노한다. 또한 Henrietta의 의료기록이 공개되어 환자의 privicy가 침해되는 상황이나, Henrietta의 딸 Esie가 과밀한 정신 병원에 수용되어 뇌에 구멍을 뚫어 뇌수를 제거하고 X-ray를 찍는 Pneumoencephalography를 당하며 죽어가는 상황을 보여준다. HeLa cell이 수 십억달러의 산업을 창조해낸 것과 반대로 사회적, 경제적 약자의 위치에 놓여있는 Henrietta 가족의 모습은 현대의학과 과학이 얼마나 쉽게 가장 가난하고 약한 이들을 속이고, 인권을 유린하고, 권력을 남용하고, 비윤리적인지 보여준다. 그 예로, 비록 성문화된 것은 아니지만 고지된 동의와 강박의 금지, 과학적인 실험수행, 참가자의 인도주의적 대우 등을 규정한 Nuremberg code가 있음에도 불구하고, 1953년 바이러스 학자 Chester Southam에 의해서 수감자와 환자 등의 동의 없이 HeLa cell을 포함한 암세포를 주사하여 윤리적 논란을 일으키며 institutional review board (IRB) 설치의 계기를 마련한다. 그러나 환자의 생물학적 샘플에 대한 권리와 과학적 연구에 논란은 여전이 계속된다. 1976년 UCLA의 암연구자인 David Glende는 백혈병에 걸린 그의 환자에 비장에서 특정 물질을 생산하는 Mo cell을 개발하고 특허를 취득하여 환자의 동의 없는 샘플의 상업적 이용에 대한 윤리적 논란을 일으킨다. 반면, 1970년대 혈우병 환자인 Ted Slavin의 혈액에서 다량의 B형 간염 항체가 발견되었고 의사는 그 사실을 알린다. 그는 혈액을 1cc당 10달러에 제약회사에 팔다가 노벨상 수상자인 Brauch Blumberg에 무상으로 혈청을 공급하여 연구를 가능하게 하고 B형 간염 백신을 개발하게 하여 수백만을 간염과 간암부터 구했다.

Rebecca Skloot은 이 책에서 과연 의학연구의 범위와 샘플 공여자의 동의의 범위가 어디까지인지 묻는다. 물론 인간의 건강과 질병의 예방 치료에 획기적인 발전에 기여한 점에서 세포, 조직을 활용한 연구는 필요하다. 다만, 이런 과정에서 과학자들이 연구 샘플의 이용 범위와 윤리성에서 적합한지 돌아볼 필요가 있다. 그 극단적인 예로 적십자사의 수혈관리와 황우석의 난자 채취를 들 수 있다. 우리는 위급환자의 수혈을 위해 헌혈을 하지만 매년 몇 백만명 분의 혈액의 폐기되고, 적십자사가 알부민 장사를 하는 걸 보면 그 의미를 다시 생각 할 수 밖에 없다. 또한 인간 난세포의 불법 매매에 대해서 불임, 자궁암, 자궁내막증 등을 언급하며 심리적 테러를 가했던 언론들이 황우석의 난자 사건 때 난자 채취를 ‘감기 한번 걸린 것 같은 증상’이라고 호도 하는 모습에서 시급한 과학적의 발전이 인권보다 우선하는지 묻지 않을 수 없다. 글리백과 같은 약이 수 많은 백혈병환자의 생명을 살릴 수 있지만, 그 이익이 자본의 논리에 의해서 제한된다면 그 효용성을 의심할 수 밖에 없다. 또한 아프리카의 제3국이 글로벌 제약회사의 AIDS, 매독, 심혈관 치료제의 임상시험장이 된 것과 병원에서 암암리에 행해지는 임상시험을 볼 때 과학적 업적이 윤리적 가치를 능가할 수 있는지 생각하게 한다.

결론적으로 이 책은 HeLa Cell이 생명과학의 발전에 기여한 사실과 이 과정에서 묵인 되었던 인권, 윤리성을 폭넓게 다루고 있다. Rebecca Skloot이 10년 동안 수집한 HeLa cell의 사실과 기록을 확인했던 그대로 담긴 책이라고 할 수 있다. 아니 이책은Rebecca Skloot이 HeLa cell을 처음 접한 시점 부터 HeLa cell에 대한 의문과 그녀의 운명이 담긴 책이다.
Rebecca Skloot이 제시하는 HeLa Cell에 대한 Henrietta 가족이 할 수 있는 권리는 HeLa Cell 연구를 중지시키는 것이다. 그러나, Henrietta의 아들은 “I don’t want that. And besides, I’m proud of my mother and what she done for science. I just hope Hopkins and some of the other folks who benefited of her cells will do something to honor her and making righ with the family”라고 말한다.

현대의학에 대한 HeLa cell의 공로를 다룬 과학책으로서, 아니면 인권과 생물학적 연구의 윤리성에 기록으로서 반드시 읽고 기억되어야 할 책이다. 인상적인 서평은 다음과 같다.

“The Immortal Life of Henrietta Lacks’’ is a fascinating read and a ringing success. It is a well-written, carefully-researched, complex saga of medical research, bioethics, and race in America. Above all it is a human story of redemption for a family, torn by loss, and for a writer with a vision that would not let go.”—Douglas Whynott, The Boston Globe

“Journalist Rebecca Skloot’s history of the miraculous cells reveals deep injustice in U.S. medical research”—Time

“The history of HeLa is a rare and powerful combination of race, class, gender, medicine, bioethics, and intellectual property; far more rare is the writer than can so clearly fuse those disparate threads into a personal story so rich and compelling. Rebecca Skloot has crafted a unique piece of science journalism that is impossible to put down—or to forget.”—Seed magazine