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[IT뉴스]황반변성으로 잃은 시력, 망막 칩으로 살려냈다

온카뱅크관리자

2025-10-27 09:37:29

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 곽노필의 미래창 망가진 시세포 자리에 2mm 칩 이식 흑백이지만 형태 식별하고 읽기 가능 
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 <img alt="노인성 황반변성(AMD)으로 시세포가 손상된 황반(왼쪽)과 그 자리에 전자 칩을 이식한 황반. 사이언스 코퍼레이션 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/27/hani/20251027093617307vdyh.jpg" data-org-width="767" dmcf-mid="yemrTBTsOS" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/27/hani/20251027093617307vdyh.jpg" width="658">
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 노인성 황반변성(AMD)으로 시세포가 손상된 황반(왼쪽)과 그 자리에 전자 칩을 이식한 황반. 사이언스 코퍼레이션 제공
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 노인성 황반변성(AMD)으로 실명한 사람들에게 시력을 되찾아주는 인공 눈 기술이 개발됐다. 망막 뒤쪽에 시세포(광수용체 세포)를 대신할 수 있는 칩을 이식한 뒤, 특수 안경을 착용해 수집한 시각 정보를 이 칩을 통해 시신경에 전달하는 방식이다. 미국 스탠퍼드대 의대가 주축이 된 국제 연구진은 황반변성 환자 38명을 대상으로 임상시험을 실시한 결과, 참가자의 약 80%가 의미있는 시력 개선 효과를 보였다고 국제학술지 ‘뉴잉글랜드 의학 저널’(New England Journal of Medicine)에 발표했다. 임상시험 책임자인 독일 본대학의 프랑크 홀츠 교수는 네이처에 “망막이 완전히 망가진 환자들이 글자를 읽고 정상적인 일상생활을 할 수 있게 됐다”고 말했다. 연구에 참여한 영국 임페리얼칼리지런던의 프란체스카 코르데이로 교수(안과 전문의)는 “공상과학에 가까웠던 것을 현실로 만들어줬다”고 평가했다. 나이가 들면서 일어나는 안과 질환 가운데 하나인 노인성 황반변성은 눈의 망막 한가운데에 있는 황반에 이상이 생겨 시력이 나빠지는 질환이다. 황반은 광수용체 세포(시세포)가 가장 밀집된 곳이다. 망막이 담당하는 시각 활동의 90% 이상을 담당하는 핵심 부위다. 
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 <img alt="황반변성 환자의 원래 시력(왼쪽)과 프리마 칩으로 좋아진 시력(오른쪽). 스탠퍼드대 의대 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/27/hani/20251027093618590fpkh.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="WO4CHVHlIl" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/27/hani/20251027093618590fpkh.jpg" width="658">
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 황반변성 환자의 원래 시력(왼쪽)과 프리마 칩으로 좋아진 시력(오른쪽). 스탠퍼드대 의대 제공
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 근본 치료법 못찾고 있는 황반변성 황반에 문제가 생기면 물체가 흐릿하거나 일그러져 보일 뿐 아니라 색감이 둔해지고 시야의 중심에 암점(검은점)이 생기는 증상이 나타나다가 결국 시력을 잃게 된다. 현재 근본적인 치료법은 없으며 약물이나 주사로 진행 속도를 늦추거나 악화되는 걸 멈추게 하는 데 머물러 있다. 황반변성에는 황반에 노폐물이 쌓이면서 서서히 진행되는 건성과 비정상적인 혈관이 생기면서 급격히 진행되는 습성 두 유형이 있다. 이번 연구는 전체의 80~90%를 차지하는 건성 황반변성 환자들을 대상으로 했다. 노인 실명의 가장 큰 원인인 건성 황반변성 환자는 전 세계 500만명에 이르는 것으로 추정된다. 건성 황반변성이 생기면, 망막 중앙의 황반에 있는 시세포들이 서서히 기능을 잃는다. 그 결과 환자는 시야의 가장자리는 볼 수 있지만, 가장 중요한 중심 시력을 잃게 된다. 눈이 사물을 인식하기까지는 시세포(막대세포와 원뿔세포)가 수정체를 통해 들어온 빛을 전기 신호로 바꿔주면, 이 신호를 망막에 있는 신경세포(뉴런)가 받아서 뇌의 시각 처리 영역으로 전달하는 과정을 거쳐야 한다. 따라서 시세포가 손상되면 이 과정이 중도에 차단돼 시력을 잃게 된다. 그러나 시세포가 죽어도 신경세포는 여전히 살아 있다. 연구진은 여기에 주목했다. 만약 빛을 감지하는 인공 안구(임플란트 칩)를 손상된 시세포 부위에 이식해서, 이 장치로 빛을 전기신호로 바꿔 신경세포를 자극할 수 있다면 시력을 회복할 수 있을 것이라고 판단했다. 
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 <img alt="한 임상시험 참가자가 프리마 장치로 뭔가를 읽고 있는 모습. 유튜브 갈무리" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/27/hani/20251027093619890wchw.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="YfpNs3sAOh" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/27/hani/20251027093619890wchw.jpg" width="658">
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 한 임상시험 참가자가 프리마 장치로 뭔가를 읽고 있는 모습. 유튜브 갈무리
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 구상에서 임상시험까지 20년 걸려 연구진이 이런 장치를 처음 구상한 건 2005년이다. 구상에서 연구, 시제품 개발, 동물 실험을 거쳐 최초의 임상시험을 하기까지 20년이 걸렸다. 프리마(PRIMA)라는 이름의 이 장치는 가로 2mm, 세로 2mm, 두께 0.3mm 크기의 무선 칩과 카메라가 달린 안경, 허리에 착용하는 포켓 컴퓨터가 한 세트를 이룬다. 연구진이 개발하고 사이언스 코퍼레이션이 제품으로 만들었했다. 카메라가 촬영한 가시광선 이미지 정보를 컴퓨터가 적외선으로 변환해 칩에 전송해주면, 칩이 이를 전기신호로 바꿔 뉴런으로 전해준다. 적외선으로 바꿔주는 이유는 아직 살아 있는 일부 광수용체를 방해하지 않기 위해서다. 이 장치는 별도의 전지 없이 태양광 에너지로 작동한다. 연구진은 이 시스템을 제대로 사용하려면 수개월의 훈련이 필요하다고 설명했다. 영국 임상시험 참가자인 쉴라 어바인은 “다시 읽는 법을 배우는 건 쉬운 일이 아니었지만 글자가 보이기 시작했을 때는 정말 신났다”며 “더 많은 시간을 투자할수록 더 많은 걸 배울 수 있었다”고 말했다. 임상시험은 유럽 5개국 17개 임상기관에서 진행했다. 참가자들의 시력은 미국 시력표(스넬렌 차트) 기준으로 20/320(한국 시력 기준 0.0625) 미만이었다. 이는 정상 시력(20/20, 한국 시력 기준 1.0)을 가진 사람이 320피트(97.5m) 거리에서 읽을 수 있는 글자를, 이 사람은 20피트(6m) 거리에서나 겨우 읽을 수 있다는 뜻이다. 시력 상실 유형은 주변 시야는 확보되지만 글자나 얼굴 등 바로 앞에 있는 물체는 알아볼 수 없는 ‘지도모양 위축’(geographic atrophy)이다. 
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 <img alt="프리마 인공 시각 시스템의 카메라와 안경은 허리에 착용하는 포켓 컴퓨터와 유선으로 연결돼 있다. 사이언스 코퍼레이션 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/27/hani/20251027093621133vpai.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="GoZJcHcnmC" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/27/hani/20251027093621133vpai.jpg" width="658">
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 프리마 인공 시각 시스템의 카메라와 안경은 허리에 착용하는 포켓 컴퓨터와 유선으로 연결돼 있다. 사이언스 코퍼레이션 제공
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 32명 중 26명이 뚜렷한 시력 개선 참가자 38명 중 32명에 대해 1년 후 검사를 실시한 결과 26명의 시력이 유의미하게 좋아졌다. 연구진에 따르면 시력이 회복됐다고 말하려면 표준 시력 검사표에서 2줄 이상 읽을 수 있는 수준이 돼야 한다. 연구진은 평균적으로 참가자들은 시력 검사표 5줄을 읽을 수 있었다고 밝혔다. 한 명은 12줄이나 읽었다. 참가자의 3분의 2인 22명은 만족도를 중간~높음으로 평가했다. 그러나 아직은 인식 속도도 빠르지 않고, 시야도 컬러가 아닌 흑백이다. 부작용도 있었다. 19명이 안압 상승, 주변 망막 열상, 망막하 출혈(망막 아래 피가 고이는 현상) 등을 경험했다. 그러나 거의 모두 2개월 이내에 회복됐다. 
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 <img alt="망막에 이식하는 칩의 크기를 손가락과 비교한 사진. 유니버시티칼리지런던 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/27/hani/20251027093622371rtbe.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="HrXmybyODI" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/27/hani/20251027093622371rtbe.jpg" width="658">
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 망막에 이식하는 칩의 크기를 손가락과 비교한 사진. 유니버시티칼리지런던 제공
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 화소 늘리고 줌 사용하면 1.0 시력도 가능 연구진은 현재 컬러 이미지를 지원할 수 있는 소프트웨어를 개발하고 있다. 지금보다 더 높은 해상도의 칩도 개발 중이다. 현재는 1개 칩에 100마이크론(0.1mm) 크기의 화소가 378개뿐이지만, 생쥐를 대상으로 시험중인 새 칩은 화소가 1만개다. 연구진은 환자들이 가장 원하는 것은 독서와 얼굴 인식이라고 전했다. 연구진은 망막색소변성증처럼 광수용체 세포는 죽었지만 다른 망막 신경세포는 살아 있는 안과 질환에도 이 장치를 시험할 계획이다. 
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 <img alt="실제 카메라 이미지와 망막 칩을 통해 시신경에 전달되는 이미지를 비교한 것. 사이언스 코퍼레이션 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/27/hani/20251027093623644blzm.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="XamikXkLrO" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/27/hani/20251027093623644blzm.jpg" width="658">
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 실제 카메라 이미지와 망막 칩을 통해 시신경에 전달되는 이미지를 비교한 것. 사이언스 코퍼레이션 제공
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 연구를 이끈 다니엘 팔란커 교수는 “지금의 칩은 첫번째 제품으로 해상도가 상대적으로 낮다”며 “앞으로 해상도가 더 높은 칩과 더 세련된 안경이 나올 것”이라고 말했다. 그는 20마이크론(0.02mm) 크기 화소의 칩을 사용하면 시력이 20/80(한국 시력 기준 0.25)까지 좋아질 수 있으며, 안경의 전자 줌 기능까지 사용하면 20/20(한국 시력 기준 1.0)에 근접할 수 있을 것으로 예상했다. 현재 프리마 장치의 안경 줌은 12배까지 확대할 수 있다. 이식 칩만이 실명 문제를 해결하기 위해 시도하고 있는 유일한 접근법은 아니다. 줄기세포를 이용한 광수용체 재생 치료, 빛에 민감한 단백질을 잔여 망막 세포에 주입하는 광유전학 치료, 뇌 시각 피질에 칩을 이식하는 방법 등 다양한 연구가 진행되고 있다. *논문 정보 Subretinal Photovoltaic Implant to Restore Vision in Geographic Atrophy Due to AMD. DOI: 10.1056/NEJMoa2501396 곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr
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