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문제 정의
- 이에 따라, 본 연구는 우리 한의학계에서도 시스템 생리학적 연구방법론의 도입 및 활용에 대한 필요성을 검토하고, 중국의 네트워크 약리학 연구 사례를 중심으로 전통의약학과 시스템생물학 연구 현황을 소개함으로써, 관련 연구가 부족한 국내의 현실을 개선하고 한의학의 새로운 근거 창출에 기여할 수 있는 기초연구 분야에서 시스템생물학의 도입 필요성 및 가능성을 제시하고자 한다.
제안 방법
- 그리고 약물의 범위를 좀 더 축소하여, 사상체질의학의 주요 처방에 활용된 약물과 TCMSP의 약물을 비교함으로써, TCMSP가 반영해야할 사상체질의학 약물의 최소 범위를 산출하였다. 사상체질의학의 주요 처방인 소음인 27개, 소양인 16개, 태음인 24개 처방에 사용되는 사상체질의학 약물은 소음인 46개, 소양인 31개, 태음인 44개 약물인데, 이 중에서 TCMSP 데이터베이스에서 제공되지 않는 약물은 소음인 7개, 소양인 4개, 태음인 14개로 산출되었다(Table 3).
- 우선, 사상체질의학에서 쓰이는 약물과 TCMSP 데이터베이스의 약물 499개와 비교하여, 한의학 연구에 TCMSP를 적용하기 위해 TCMSP에 추가로 정보 반영이 필요한 약물을 도출하였다. 사상체질의학 약물에 해당하는 소음인 약물 83개, 소양인 약물 88개, 태음인 약물 98개, 태양인 약물 10개 중 TCMSP 데이터베이스에서 제공되고 있는 약물은 각각 66개, 55개, 55개, 4개이다(Table 3).
- 중국에는 TCM 네트워크 약리학 연구를 위한 데이터베이스가 8개 구축되어 ‘성분-약물-방제-표적-질병’ 등에 대한 정보와 각 요소들 간의 상호 관계를 보여 주는 네트워크 분석을 제공한다. 또한 이를 바탕으로 한 많은 수의 논문이 발표되고 있다.
대상 데이터
- TCMSP (http://lsp.nwsuaf.edu.cn/tcmsp.php)는 2012년에 구축되어, 499개의 약물(Herbs), 29384개의 성분, 3311개의 표적, 837개의 질병에 대한 내용을 포함하며 약물 및 성분들의 구조와 약동학 속성, 그리고 성분-표적-질병 간의 네트워크 정보를 제공한다. TCMSP는 TCM 이론에 기반한 새로운 방제를 개발하고, 활성성분을 기반으로 약물을 식별하고 선별하는 등 시스템 약리학 연구의 통합플랫폼으로서의 역할을 목표로 구축되었다23).
- 우선, TCMSP에서는 흡수, 분포, 대사, 배설과 같은 약물의 약동학적 정보를 포함한 데이터베이스의 양이 방대하다. 또한, 이를 직접 활용하여 2012년부터 2014년 말까지 총 20편의 약물 효능 연구 논문을 지속적으로 발표하였다. 이처럼 TCMSP는 시스템 약리학을 기반으로 약물의 활동성 물질, 약효성분의 표적을 밝혀 약효물질과 질병과의 관계를 밝히고 있다.
- 우선, 사상체질의학에서 쓰이는 약물과 TCMSP 데이터베이스의 약물 499개와 비교하여, 한의학 연구에 TCMSP를 적용하기 위해 TCMSP에 추가로 정보 반영이 필요한 약물을 도출하였다. 사상체질의학 약물에 해당하는 소음인 약물 83개, 소양인 약물 88개, 태음인 약물 98개, 태양인 약물 10개 중 TCMSP 데이터베이스에서 제공되고 있는 약물은 각각 66개, 55개, 55개, 4개이다(Table 3). 전체 사상체질의학 약물 279개 중 TCMSP에 포함된 약물의 수는 총 180개로 64.
- Table 1에 열거된 데이터베이스를 포함하여, 중국과 대만에서는 TCM 데이터베이스가 다수 운영되고 있다. 이 중, 최근에 구축되어 TCM 네트워크 약리학 연구에 직접 활용 가능한 데이터베이스로는 TCM-ID, TCM Database@Taiwan, TCMGeneDIT, CHMIS-C, TCMID, TCMSP, Chem-TCM, HIT와 같이 총 8개의 데이터베이스를 들 수 있는데, 이들은 각각 다양한 목적과 연구방법에 따라 구축되어 있다(Table 2). TCM-ID, TCM Database@Taiwan과 같이 약물 및 성분에 대한 자료를 중점적으로 제공하는 데이터베이스가 있는 반면, TCMGeneDIT, CHMIS-C, TCMID, TCMSP, Chem-TCM, HIT와 같이 약물 및 성분 뿐만 아니라 표적, 질병의 관련성에 대해서 통합적인 정보를 제공하는 데이터베이스도 있다.
이론/모형
- 본 연구에서는 TCM 관련 데이터베이스 중 TCMSP의 사례를 중심으로 구체적인 현황을 분석하고 한의학에 적용시 고려사항을 도출하였는데, 다양한 데이터베이스 중 TCMSP를 선정하게 된 근거는 Ru23)의 연구에서 기술된 TCMSP의 특징에 기인한다. 우선, TCMSP에서는 흡수, 분포, 대사, 배설과 같은 약물의 약동학적 정보를 포함한 데이터베이스의 양이 방대하다.
성능/효과
- 하지만 아직 국내에는 한약의 네트워크 약리학 연구를 위한 데이터베이스가 구축되어 있지 않다. TCMSP 데이터베이스와 비교해 본 결과 총 279개의 사상약물 중 99개를 찾을 수 없었으며, 사상 주요 처방에 포함된 121개의 약물 중에서도 25개가 포함되어 있지 않아 바로 사상의학 연구에 이용하기에는 어려움이 있었다.
- 이러한 상황에서 중의학과 차별적이고 새로운 연구 영역에 대한 연구 가능성 및 데이터베이스 개발 필요성을 검토하기 위하여 사상체질의학의 약물과 주요 처방의 약물 이름을 기준으로 중국의 TCMSP에서 검색한 결과, 사상의학 약물 279개중 99개가 포함되지 않았고 주요처방의 약물 121개 중에서도 25개가 포함되지 않았음을 확인하였다. 또한 주요 처방의 약물 25개에 대하여 TCMID에서도 검색한 결과 약물 이름을 기준으로 할 때, 백하수오와 적하수오를 하수오로 통칭하여 약물 구분이 불가능한 경우가 있었고, 서각, 사향, 녹용 등은 기원약물이 다양하여 구분이 모호한 경우가 있었다.
- 비록 초보적인 검토 결과이지만, 국내에서도 중국 데이터베이스에서 미처 구축하지 않은 사상체질의학의 약물을 기준으로 데이터베이스를 구축하면 중의학과 다른 한의학의 특징을 시스템생물학 특히 네트워크약리학적으로 접근할 수 있게 됨으로써, 사상체질의학과 중의학의 변증과 상관관계에 대한 비교가 가능하고, 사상체질처방과 후세방 및 고방의 약물조합의 차별성을 이해할 수 있으며, 사상체질의학의 사상인별 소증과 변증의 증후와 상관관계를 약물-증후의 연관관계로 분석할 수 있으며, 특히, 해외 유전학관련 데이터베이스와 연계시키면 ‘약물-증후-유전’의 관계로 ‘사상처방(약물)-소증-유전인자’로 설명할 수 있을 것이다.
- 사상의학의 개인맞춤의학으로서의 면모는 네트워크 약리학을 사상의학에 응용할 수 있는 가능성을 높인다. 하지만 아직 국내에는 한약의 네트워크 약리학 연구를 위한 데이터베이스가 구축되어 있지 않다.
- 이처럼 중국에서는 시스템생물학의 방법론을 전통의학에 구체적으로 적용하여 다양한 약물 데이터베이스를 구축하고 해외에서 개발된 공개 데이터베이스와 연계시켜 중의학의 경험에 대한 근거를 확보하거나 새로운 약물을 탐색하는 실용적인 논문을 발표하고 있는데 국내 한의계는 이에 대한 기반조성이나 연구가 미흡한 실정이다. 이러한 상황에서 중의학과 차별적이고 새로운 연구 영역에 대한 연구 가능성 및 데이터베이스 개발 필요성을 검토하기 위하여 사상체질의학의 약물과 주요 처방의 약물 이름을 기준으로 중국의 TCMSP에서 검색한 결과, 사상의학 약물 279개중 99개가 포함되지 않았고 주요처방의 약물 121개 중에서도 25개가 포함되지 않았음을 확인하였다. 또한 주요 처방의 약물 25개에 대하여 TCMID에서도 검색한 결과 약물 이름을 기준으로 할 때, 백하수오와 적하수오를 하수오로 통칭하여 약물 구분이 불가능한 경우가 있었고, 서각, 사향, 녹용 등은 기원약물이 다양하여 구분이 모호한 경우가 있었다.
- 사상체질의학 약물에 해당하는 소음인 약물 83개, 소양인 약물 88개, 태음인 약물 98개, 태양인 약물 10개 중 TCMSP 데이터베이스에서 제공되고 있는 약물은 각각 66개, 55개, 55개, 4개이다(Table 3). 전체 사상체질의학 약물 279개 중 TCMSP에 포함된 약물의 수는 총 180개로 64.5%의 사상체질의학 약물이 이미 TCMSP에 반영되어 있었으며, 35.5%(99개)의 사상체질의학 약물이 추가로 TCMSP에 반영이 필요하였다.
- 사상체질의학의 주요 처방인 소음인 27개, 소양인 16개, 태음인 24개 처방에 사용되는 사상체질의학 약물은 소음인 46개, 소양인 31개, 태음인 44개 약물인데, 이 중에서 TCMSP 데이터베이스에서 제공되지 않는 약물은 소음인 7개, 소양인 4개, 태음인 14개로 산출되었다(Table 3). 즉, 사상체질의학 주요 처방에 활용된 약물 121개 중 이미 TCMSP에 반영된 약물은 79.3%(96개)이므로, 최소 20.6%(25개)의 약물이 추가로 TCMSP에 반영되어야만 TCMSP를 활용하여 사상체질의학의 주요 처방에 대한 시스템생물학적 효능 연구가 가능하다.
후속연구
- 다만, 본 연구는 관련 선행연구가 부족하여 중국 데이터베이스사례의 전반적인 상황에 대한 현황을 파악하는 수준에 머물렀으며 중국 데이터베이스 구축의 핵심 알고리즘 및 데이터베이스 구축 기술에 대한 정보는 획득할 수 없었다.
- 특히, 사상체질의학은 병증보다 개인의 특성을 중시한다는 점은 ‘처방-증후’의 관계를 넘어 ‘처방-증후-개인특성’의 관계를 설명할 수 있을 것이다. 또한, 개인특성이 잘 변하지 않는다는 점을 강조하는 사상체질의학의 특성을 서양의학의 유전적 특성 및 발현과 질병과의 관계에 대한 연구에 근거하여 이해할 수 있으며, 무엇보다 사상인마다 사용할 수 있는 약물을 구별하는 임상적 우수성을 ‘약물-성분-표적-질병’ 네트워크에서 전혀 다른 약물들 사이에 성분, 네트워크 표적 및 질병의 관계에서 ‘겹침’의 양상이나 동일한 사상인의 다른 증들 사이 혹은 다른 사상인의 유사 증 사이에 ‘겹침’의 양상을 분석함으로써 개인차에 대한 설명이 가능할 것이다. 마지막으로 사상체질의학에서 성정의 변화를 중시한다는 이론이나 성정의 편차가 사상인을 결정하며 병증의 근본 원인이라는 점에 대하여 사상처방의 ‘약물-성분-표적-질병’ 네트워크와 신경정신과 질환 사이에 관련성 또는 ‘겹침’을 분석하여 검증을 하거나 새로운 질병예방 및 정신과 영역의 새로운 처방조합이나 약효를 예측할 수 있을 것이다.
- 또한, 개인특성이 잘 변하지 않는다는 점을 강조하는 사상체질의학의 특성을 서양의학의 유전적 특성 및 발현과 질병과의 관계에 대한 연구에 근거하여 이해할 수 있으며, 무엇보다 사상인마다 사용할 수 있는 약물을 구별하는 임상적 우수성을 ‘약물-성분-표적-질병’ 네트워크에서 전혀 다른 약물들 사이에 성분, 네트워크 표적 및 질병의 관계에서 ‘겹침’의 양상이나 동일한 사상인의 다른 증들 사이 혹은 다른 사상인의 유사 증 사이에 ‘겹침’의 양상을 분석함으로써 개인차에 대한 설명이 가능할 것이다. 마지막으로 사상체질의학에서 성정의 변화를 중시한다는 이론이나 성정의 편차가 사상인을 결정하며 병증의 근본 원인이라는 점에 대하여 사상처방의 ‘약물-성분-표적-질병’ 네트워크와 신경정신과 질환 사이에 관련성 또는 ‘겹침’을 분석하여 검증을 하거나 새로운 질병예방 및 정신과 영역의 새로운 처방조합이나 약효를 예측할 수 있을 것이다.
- 뿐만 아니라, 중국과 다른 별도의 데이터베이스구축과 관계없이 한의학 본초방제의 유효성과 안전성에 대한 분자단위의 실험적 연구와 병행하여 시스템 차원에서 보완하는 연구는 중국의 TCM 데이터베이스와 같은 시스템을 활용할 필요가 있다고 본다.
- 우리 한의계에서 본 연구 결과를 기초로 하여 관련 학문과의 협동연구를 통해 우리나라 한의약 경험에 근거한 최적의 시스템을 구축하고 이에 대한 체계적인 연구를 진행시킬 수 있으리라 기대된다.
- 이와 같이 사상체질의학에도 네트워크 약리학의 방법론을 응용한다면 중의학과 차별된 사상체질의학의 특성을 밝히는데 도움이 될 수 있다고 판단된다. 특히, 사상체질의학은 병증보다 개인의 특성을 중시한다는 점은 ‘처방-증후’의 관계를 넘어 ‘처방-증후-개인특성’의 관계를 설명할 수 있을 것이다.
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