동물실험에 관하여...
과거 80년대 초등학교 생물 교과 시간에 개구리를 해부 실험을 했던 기억이 납니다. 이런 과거에 비추어 동물 실험이라고 하면 대부분의 동물실험은 동물에 대한 해부를 많이 떠올리고는 합니다. 현재까지 바이오 실험용 동물들은 의학, 생명과학, 약리학 등의 연구에서 아주 중요한 역할을 하는 존재들입니다. 인간의 생리학적, 병리학적 과정과 유사한 생물학적 시스템을 가진 동물을 실험에 사용하여 다양한 질병의 원인과 치료 방법을 탐구하고, 새로운 약물 및 치료법을 개발할 수 있었습니다. 실험용 동물은 과학 발전과 인류의 질병 퇴치에 큰 기여를 하고 있지만, 동물들을 대하는 윤리적 문제와 동물 복지에 대한 논의가 끊임없이 이어지고 있습니다. 이 글에서는 바이오 실험용 동물의 역할, 주요 동물의 종류, 사용 목적, 그리고 관련 윤리적 논의를 구체적으로 살펴보겠습니다.
바이오 실험용 동물의 역할
바이오용으로 쓰이는 실험용 동물은 인간 질병의 메커니즘을 이해하고 치료법을 개발에 필요한 실험에 사용되고 있습니다. 인간과 동물의 생리학적 구조는 많은 공통점을 가지고 있기 때문에 많이 사용되고 있습니다. 예를 들어, 쥐와 같은 설치류는 유전자 구조가 인간과 약 85% 이상 유사하며, 특정 질병에 대한 반응도 인간과 비슷합니다. 그래서 신약 개발 과정에 약물의 안전성과 효능을 평가하는 데 사용되어지고 질병의 발병 원인과 병리학적 과정을 연구하는데 유용하게 쓰이고 있습니다. 과학자들은 동물을 이용한 실험을 통해 얻은 데이터를 바탕으로 인간에 적용 가능한 연구 결과를 도출하고 있는 것이죠. 또한 유전자 조작으로 특정한 질병을 만들어 내는 모델 생성에도 쓰이고, 백신의 개발과 전염병 연구에 쓰이는 등 다양한 목적으로 실험용 동물들이 쓰이고 있습니다. 세계적으로 매년 약 6억마리, 우리나라에서는 약 500만 마리 이상의 동물들이 실험으로 쓰여지고 있으며 실험이 끝난 뒤에는 대부분 안락사를 시키고 있습니다. 이렇게 많은 동물들이 실험으로 죽어나가니 동물 복지, 윤리 문제가 끊임없이 제기가 되고 있는 것입니다. 여러분들의 생각은 어떤지 궁금하네요.
실험용 동물의 종류와 사용 목적
1) 설치류 (쥐, 마우스)
쥐는 인류의 역사와 함께 한 포유류로 한 때 흑사병을 옮기는 범인으로 사람들의 공포의 대상이기도 했지만 실험실 동물로 사용되면서 인류에게 유익을 많이 주고 있습니다. 크기가 작고 다루기 쉽고 다른 실험용 동물보가 가격도 저렴합니다. 쥐는 임신기간이 짧고 새끼를 많이 낳아서 번식이 잘되는 장점도 있습니다. 이 특성은 장기적인 유전학적 변화나 질병의 경과를 연구하는 데 매우 유리합니다. 바이오 실험에서 매우 흔히 사용되는 이유는 여러 가지지만, 가장 큰 이유는 이들의 생리학적, 유전학적 특성이 인간과 유사하다는 점입니다. 쥐는 포유류로서 인간과 비슷한 유전자 구조를 가지고 있으며, 약 95% 이상의 유전자가 인간과 일치합니다. 이러한 특성 덕분에 쥐를 통해 얻은 실험 결과는 인간에게 적용될 가능성이 높아집니다. 실험 환경에서도 쥐는 관리가 용이하고, 크기가 작아 비용 효율성이 높으며, 다양한 질병 모델을 개발하기에 적합합니다. 쥐는 특정 질병이나 유전적 변화를 모사할 수 있는 개체로 쉽게 조작되기 때문에, 신약 개발, 면역학 연구, 암 연구 등 다양한 분야에서 주요 실험 동물로 사용되고 있습니다.
2) 토끼
토끼도 실험실에서 많이 사용됩니다. 2021년 기준으로 국내 실험실에서 생을 마감한 토끼가 약 3만 마리나 됩니다. 과거에 토끼는 임신테스트용으로 많이 사용되었습니다. 현재 토끼는 독성 물질을 묻혀서 피부 자극 정도를 보는 화학물질, 제품실험과 해부 실습에 많이 사용됩니다. 새로 개발된 화장품이 안전한지 안전하지 않은지 확인을 하려면 살아있는 토끼의 눈에 묻혀서 점막 테스트를 합니다. 이 과정에서 토끼는 큰 고통을 받겠죠 때로는 죽기도 합니다. 그럼에도 바이오 실험에서 토끼가 사용되는 이유는 크게 세가지가 있습니다.첫째, 토끼는 면역학 연구에서 특히 유용합니다. 토끼는 항체 생성 능력이 뛰어나 백신 개발과 면역 반응 연구에 자주 사용됩니다. 예를 들어, 특정 병원체에 대한 항체를 생산하기 위해 토끼 혈청이 사용되기도 합니다. 둘째, 토끼의 피부와 눈은 인간과 유사한 구조와 반응을 보여 화장품의 안전성 테스트나 피부 및 안구 관련 실험에 적합합니다. 신약 개발에서도 피부 흡수율과 약물의 안전성을 평가하는 데 중요한 역할을 합니다. 셋째, 토끼는 번식 속도가 빠르고 관리가 비교적 쉽다는 점에서 실험 환경에서 효율적으로 사용될 수 있습니다. 또한, 이들의 크기가 적당하여 실험실에서 다루기 용이하며, 유지 비용도 상대적으로 낮습니다.
3) 비인간 영장류 (원숭이)
원숭이가 바이오 실험에 많이 사용되는 이유는 인간과 매우 가까운 유전적, 생리학적 유사성 때문입니다. 원숭이는 유전자적으로 인간과 약 93~98% 유사하며, 이것은 신경학적, 생리학적 시스템부터 면역 반응까지 인간과 많은 공통점을 가지고 있음을 의미합니다. 동물실험이라고 하면 흔히 쥐와 같은 설치류를 많이 떠올리지만 설치류는 인간과 유전적으로 차이가 크기 때문에 실험 결과를 사람에게 적용하기가 어렵습니다. 원숭이를 많이 찾는 이유가 여기에 있고 과거 몇년 간 실험용 원숭이 가격이 폭등한 이유 역시 동물 실험 논란과 더불어 이런 이유 때문입니다. 이 유사성은 실험 결과를 인간에게 적용할 수 있는 가능성을 높이며, 특히 복잡한 질병이나 행동 연구, 약물 개발과 같은 분야에서 매우 중요합니다. 또한, 원숭이는 인간과 비슷한 신경계 구조를 가지고 있어 신경과학 및 뇌 연구에 자주 사용됩니다. 예를 들어, 치매, 파킨슨병, 알츠하이머와 같은 신경퇴행성 질환 연구에 아주 중요하게 쓰여집니다. 이들의 인지 능력과 사회적 행동 또한 인간 연구의 기반이 되며, 심리학적 실험에서도 큰 역할을 합니다. 더불어, 원숭이는 인간과 유사한 면역 체계를 가지고 있기 때문에 백신 개발과 면역학 연구에서도 유용합니다. 특히, HIV/AIDS 연구에서 원숭이는 실험 모델로서 많은 기여를 해왔습니다. 마지막으로, 원숭이는 비교적 긴 수명을 가지고 있어 장기간의 실험이 필요한 경우에도 적합한 실험 동물입니다. 이러한 특성은 만성 질환이나 장기적인 치료법 연구에 유리한 조건을 제공합니다.
4) 어류 (제브라피쉬)
제브라피쉬(Zebrafish)는 물고기입니다. 물고기가 동물 실험에 쓰인다는 게 조금은 의아합니다. 하지만 바이오 실험에서 점점 더 중요한 동물 모델로 자리 잡고 있습니다. 전 세계적으로 동물실험이 많이 이루어지면서 실험용 동물의 가격이 많이 오르면서 상대적으로 저렴한 제브라피쉬의 사용이 늘어나고 있는 이유이기도 합니다. 우선, 제브라피쉬는 인간과 유전적으로 약 70% 이상 유사한 점이 있습니다. 특히, 인간 질병과 관련된 유전자의 84%가 제브라피쉬에서도 발견됩니다. 이는 유전자 기능 연구, 질병 모델 생성, 신약 개발에서 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 특정 유전자를 조작하여 암, 심장 질환, 신경질환 등 인간 질병의 진행 과정을 모사할 수 있습니다. 제브라피쉬는 외부 수정과 외부 배발육을 하기 때문에 초기 발달 과정을 투명한 배아를 통해 직접 관찰할 수 있습니다. 이러한 특성은 배아 발생학 연구에 매우 유리하며, 실시간으로 세포와 조직의 변화를 모니터링하는 데 적합합니다. 이런 특성을 이용해서 발생 생물학, 기형학, 그리고 재생 연구에서 널리 사용됩니다. 또한 제브라피쉬는 크기가 작고 사육이 간단하며 비용이 저렴합니다. 작은 공간에서도 큰 집단을 관리할 수 있어 고효율 대규모 스크리닝 실험에 적합합니다. 이는 신약 후보 물질의 선별이나 유전적 분석을 대규모로 수행할 수 있도록 돕습니다. 또한 강력한 재생 능력을 가지고 있어 조직 재생 연구에 이상적인 모델로 평가받고 있습니다. 국내 한 연구원에서는 당뇨병 치료를 위한 실험에도 사용하고 있습니다.
논란거리는?
바이오 실험용 동물의 사용은 바이오와 제약 발전에 필수적이지만, 동물 복지와 윤리적 문제에 대한 논의가 끊임없이 제기되고 있습니다. 동물들도 사람처럼 고통을 받는 것이 분명합니다. 일부 연구에서는 동물의 생명을 희생해야 하는 경우도 있기 때문에 실험용 동물의 사용을 줄이고 대체할 방법들도 연구되고 있습니다. 아래 여러가지 논란이 되는 점을 살펴보겠습니다.
1. 윤리적 관점
동물실험은 동물에게 고통과 스트레스를 가할 수 있으며, 이는 윤리적 문제를 야기합니다. 동물실험에 사용되는 거의 대부분의 동물들이 동물원보다도 더 협소한 공간에서 갇혀서 물리적, 심리적 고통을 경험하게 됩니다. 동물도 고통을 느낄 수 있는 생명체이기 때문에, 이들의 상황을 고려하지 않는 실험은 비윤리적이라고 여겨지고 있습니다. 이러한 이유로 동물실험을 반대하는 여론이 존재하며, 생명 존중과 동물 권리에 대한 논의가 활발히 이루어지고 있습니다.
2. 과학적 관점
동물실험이 인간에게 동일하게 적용되기 어려운 경우가 많다는 점에서, 그 과학적 신뢰성에 의문이 제기되고 있습니다. 인간과 동물은 생리학적 차이점이 있어, 동물에서 성공적인 결과를 얻어도 인간에게는 효과가 없거나 부작용이 발생할 가능성이 있습니다. 예를 들어, 몇몇 약물은 동물실험에서 안전하다고 판단되었으나, 인간 임상 실험에서는 심각한 부작용을 초래한 사례도 있습니다. 과학점 관점에서도 동물을 대체할 수 있는 새로운 대체 기술 개발이 필요한 이유입니다.
3. 대체 기술의 부족
동물실험을 대체할 수 있는 기술이 제한적이라는 점 또한 문제로 지적됩니다. 예를 들어, 인공 장기, 컴퓨터 모델링, 인간 세포 기반 실험 등은 동물 실험을 일부 대체할 수 있지만, 여전히 복잡한 생체 반응을 완벽히 재현하지 못하는 경우가 많습니다. 이러한 기술적 한계는 동물실험의 의존도를 유지하게 만들고 있습니다.
결론적으로, 동물실험은 윤리적 딜레마, 과학적 한계, 대체 기술 부족, 환경적 영향 등의 여러가지 문제를 가지고 있습니다. 이를 해결하기 위해 과학자들은 3R 원칙(Replace, Reduce, Refine)을 실천하며, 동물실험 의존도를 줄이고 대체 기술을 발전시키는 방향으로 나아가야 할 필요가 있습니다. 동물의 고통을 줄이고 인간 건강을 동시에 증진시키는 방법을 찾아가는 것이 궁극적인 과제로 보여집니다.