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  • 냉방병인 줄 알았는데… 코로나19 감염일 수도?

    냉방병인 줄 알았는데… 코로나19 감염일 수도?

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    코로나19가 다시 유행하고 있다. 주위에서 코로나19 확진을 알리는 소식도 심심찮게 들려온다. 덕분에 이 무더운 날씨에 실내는 물론 길거리에서까지 마스크를 쓰고 다니는 사람들이 다시 늘어나는 모양새다.

    세브란스병원 감염내과 최준용 교수에 따르면 최근 주로 유행하는 코로나19 바이러스는 오미크론의 하위 변종인 ‘KP.3’라는 바이러스다. 그는 연일 이어지는 폭염 때문에 냉방기 사용이 늘어나면서 나타나는 ‘냉방병’이 코로나19와 비슷한 증상을 보인다는 점을 지적했다.

     

    냉방병과 비슷한 초기 증상

    냉방병은 과도한 냉방이 가동되는 실내 공간에 오랫동안 머무르면서 나타나는 증상을 말한다. 무더운 날씨에 비해 극단적으로 시원한 환경에 머무르면서 신체 항상성에 문제가 생기는 것이다. 최준용 교수는 “냉방병 증상이 코로나19 초기 증상과 매우 비슷하며, 이를 구분해 적절하게 대처해야 한다”라고 말했다.

    두 질환 모두 콧물, 재채기와 같은 호흡기 증상이 기본으로 나타난다. 두통, 피로감, 근육통 등 몸살감기와 같은 증상이 동반될 수 있다. 에어컨이 강하게 가동되는 환경에 있다가 이러한 증상이 나타날 경우, 우선 냉방병으로 보고 몸을 따뜻하게 하고 휴식을 취하도록 한다.

     

    중요한 차이점은 ‘지속성’

    만약 휴식을 취한 뒤에도 증상이 나아지지 않고 기침과 발열이 계속되면 코로나19를 의심해봐야 한다. 또한, 냉방기기의 위생관리로 인해 발생할 수 있는 레지오넬라균 감염 가능성도 있기 때문에 내과나 가정의학과 등 관련 진료기관을 찾아 진단을 받아봐야 한다.

    냉방병과 코로나19의 가장 큰 차이는 ‘지속성’이다. 냉방병은 보통 짧은 휴식 후에 호전되는 경향을 보이지만, 코로나19는 고열과 근육통, 인후통, 호흡 문제가 동반돼 일정 기간 지속된다. 과거 코로나19의 특이 증상으로 꼽혔던 후각이나 미각 이상이 감지된다면 즉각 검사를 받아볼 것을 권한다.

     

    철저한 개인 위생은 기본

    코로나19는 과거 대유행하던 때에 비해 증상이 많이 완화된 경향을 보인다. 하지만 기저질환이 있거나 고령자에게는 여전히 중증으로 발전할 위험을 내포하고 있는 만큼, 사회 전체적인 경계가 필요하다. 과거 백신을 맞거나 감염된 적이 있다 해도 6개월이 지나면 그 효과가 감소하므로, 필요할 경우 백신도 접종하도록 해야 한다.

    외출 후 손 씻기, 면역력을 강화하기 위한 건강한 생활습관 등을 다시 한 번 점검하면서 느슨해진 마음을 다잡으려는 자세가 필요한 시점이다.

  • 확산되는 말라리아 경보, 알아두어야 할 상식들

    확산되는 말라리아 경보, 알아두어야 할 상식들

    출처 : 고대병원 유튜브 채널
    출처 : 고대병원 유튜브 채널

    최근 서울에서 ‘말라리아 경보’가 발령됐다. 본래 여름철 모기에 물리는 일은 성가시고 짜증나는 정도가 대부분이었다. 하지만 올해 말라리아 경보가 발령됨에 따라 더 이상 단순한 문제로 여길 수 없게 됐다. 

    삼복더위가 지나고 여름이 잦아드는 시점이지만, 여전히 모기가 기승을 부리는 곳이 많다. 국내에서 환자가 늘어나고 있다는 소식을 들을 때면, 말라리아에 대한 불안감을 떨쳐내기 어려울 수밖에 없다. 말라리아에 대해 알아두어야 할 내용들을 살펴본다.

     

    말라리아, 여름 외에도 발생할 수 있어

    우리나라에서 주로 발생하는 말라리아는 ‘삼일열 말라리아’다. 고려대학교 안산병원 감염내과 최원석 교수는 “첫째날 열이 나고, 다음날 열이 없고, 세 번째날 열이 난다고 해서 삼일열이다. 하지만 이것을 증상으로 구분하기는 어렵고, 검사를 받아보는 것이 정확하다.”라고 말했다.

    삼일열 말라리아는 아프리카 등에서 성행하는 ‘열대열 말라리아’와는 다른 유형으로, 치사율은 훨씬 낮지만 잠복기가 길다. 말라리아 매개 모기에 물릴 경우, 바로 발현되는 경우도 있지만 간에 숨어있다가 발현되는 경우도 있다. 여름철에 흔한 것이 보통이지만, 잠복해 있다가 다른 계절에 발병할 수 있다는 것이다.

    가장 흔한 사례는 말라리아가 유행하는 지역의 군부대에 근무했다가 제대 후 발병하는 경우다. 즉, 계절에 상관없이 말라리아 의심증상이 있다면 검사를 통해 확인할 필요가 있다. 지난 7월 중순을 기준으로 말라리아 고위험지역으로 분류된 곳은 경기 북부, 인천, 강원도 등이다.

    말라리아 종류는 여러 가지가 있다 / 출처 : 고대병원 유튜브 채널
    말라리아 종류는 여러 가지가 있다 / 출처 : 고대병원 유튜브 채널

     

    삼일열 말라리아, 중증도는 낮아

    말라리아는 백신이 따로 없고, 예방약을 통해 예방 조치를 하게 된다. 다행히 우리나라에 유행하는 삼일열 말라리아는 말라리아 중에서는 중증도가 낮은 편에 속하며 치료가 잘 되는 편이다. 최원석 교수는 “혈류에 들어온 원충을 없앨 수 있는 약을 3일 정도 쓰게 되며, 간에 숨어있을 수 있는 원충을 없앨 수 있는 약을 2주 정도 쓰게 된다.”라고 이야기했다.

    흔히 사망률이 높다고 알려진 말라리아는 아프리카와 같은 열대 지역에서 유행하는 열대열 말라리아다. 업무 등으로 인해 이 지역에 가야 하는 경우, 출발 전부터 다녀온 후까지 말라리아 예방약을 꾸준히 복용하도록 조치가 취해진다.

     

    사람 간에는 전파되지 않아

    말라리아는 감염병이지만 사람과 사람 사이에 전파되지는 않는다. 따라서 격리 대상은 아니다. 사람으로 인한 전파라면 말라리아 감염자에게서 수혈을 받는 경우가 있다. 이 때문에 말라리아 유행지역의 거주자이거나, 발열 증상이 있는 경우는 헌혈을 할 수 없게끔 돼 있다.

    모기로 인해 걸리는 병이긴 하지만, 모기 그 자체가 병의 원인이 아니라 ‘병원체’를 옮기는 역할을 하는 것이다. 즉, 모든 모기가 말라리아를 유발하는 것은 아니며, 말라리아 균을 가지고 있는 ‘얼룩날개모기’에 물렸을 때 발병하는 것이다. 이 명확한 차이를 알아둘 필요가 있다.

    일반 모기와는 생김새부터 차이가 있긴 하지만, 보통 모기에 물리는 순간을 포착하는 것은 어렵다. 어떤 모기가 물고 갔는지 알 수 없다는 것이다. 혹은 타이밍 좋게 물리는 순간을 포착하더라도, 그 모기가 말라리아 균을 가지고 있는 개체인지도 알 수 없다.

    말라리아는 모기가 원충을 '옮기는' 방식으로 감염된다 / 출처 : 고대병원 유튜브 채널
    말라리아는 모기가 원충을 '옮기는' 방식으로 감염된다 / 출처 : 고대병원 유튜브 채널

     

    모기를 피할 수 있는 방법

    말라리아 예방을 위해서는 당연하겠지만, 모기에 물리지 않는 것이 가장 중요하다. 물론 쉽지 않은 일이지만, 할 수 있는 일은 있다. 가장 먼저 ‘모기 기피제’를 적극적으로 사용하는 것, 피부노출을 최소화하는 것, 땀을 흘리는 상태가 오래 지속되지 않도록 하는 것 등이다. 

    모기는 사람의 호흡을 통해 생겨나는 이산화탄소, 그리고 땀이나 젖산 등 피부로 배출되는 물질에 주로 반응하는 경향이 있다는 점을 기억해두면 좋다. 상대적으로 온도가 높은 곳, 짙은 향, 어두운 색을 선호하는 습성이 있다는 점도 참조로 알아두자.

    물론 이런 조치를 한다고 해서 모기를 100% 차단할 수는 없다. 하지만 가만히 손놓고 있는 것에 비하면 모기에 물릴 확률을 훨씬 줄일 수 있을 것이다.

  • 당뇨 치료 받지 않는 결핵 환자, 사망위험 4.7배 높아

    당뇨 치료 받지 않는 결핵 환자, 사망위험 4.7배 높아

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    결핵 환자에게 당뇨가 있을 경우, 치료 실패 및 사망 위험이 높다는 연구결과가 발표됐다. 이는 가톨릭대학교 서울성모병원 호흡기내과 민진수 교수와 인천성모병원 호흡기내과 김경훈 교수 연구팀이 국내 폐결핵 환자 자료를 대규모로 분석하여 나온 결과다.

    분석 결과, 당뇨를 함께 앓고 있는 환자의 경우, 폐결핵만 앓고 있는 환자에 비해 치료 결과가 좋지 않을 가능성이 1.6배 높았다. 당뇨 합병증이 있는 환자의 경우 치료 결과가 좋지 않을 가능성은 1.8배, 사망위험은 2.5배 높게 나타났다.

    한편, 연구팀은 당뇨병 상태(당뇨 전 단계, 치료받지 않은 당뇨, 조절되지 않은 당뇨 등)에 따라 결핵 치료 결과와 어떤 연관이 있는지를 평가하는 추가 분석도 수행했다. 그 결과 당뇨를 앓고 있지만 치료를 받지 않은 폐결핵 환자의 경우, 폐결핵만 앓고 있는 환자에 비해 사망위험이 4.7배 높게 나타났다.

     

    우리나라는 여전히 결핵 위험국가

    결핵은 공기를 매개로 결핵균이 전파돼 걸리는 감염병이다. 환자 또는 보균자가 말을 하거나 기침을 할 때 나온 비말이 공기 중에 남아있다가, 호흡을 통해 체내에 유입되는 식으로 전염된다. 

    결핵은 경제 발달이 덜 이루어진 국가 또는 개발이 진행 중인 국가에서 주로 걸리는 것으로 알고 있는 경우가 많다. ‘공중위생이 불량하면 결핵이 성행한다’라는 인식 때문이다. 

    하지만 경제적으로 상위권, 보수적으로 생각해도 중상위권에 해당한다고 말할 수 있는 지금도, 우리나라에서 결핵은 매우 흔한 병이다. 세계보건기구(WHO)가 집계한 바에 따르면 219개국 중 107위, 2023년 기준 OECD 회원국 중에서는 결핵 발생률 2위, 사망률 4위다.

    지난 3월 24일 ‘세계 결핵의 날’을 맞아 공개된 자료에 따르면, 2024년 들어 잠복 결핵으로 검사를 받는 건수 및 양성 판정 비율이 전년 동기에 비해 증가한 것으로 나타나기도 했다.

     

    당뇨-결핵의 연관성이 중요한 이유

    몸 속에 들어온 결핵균은 곧장 활동성을 보이기도 하지만, 잠복 상태로 있다가 면역력이 떨어졌을 때 발병하기도 한다. 잠복기간은 짧게는 1~2년, 길게는 10년, 20년도 넘을 수 있다. 산술적으로 결핵균에 감염되더라도 약 90%는 ‘잠복 결핵’ 상태를 유지한다. 

    국가건강검진 등을 통해 ‘폐결핵 의심’으로 판정되는 등 증상을 보인다면 마련된 제도에 따라 진료 및 검사를 받을 수 있다. 즉, 결핵 감염으로 판명될 경우 관리할 방법이 있다는 것이다. 하지만 증상을 보이지 않는 사람은 별도의 조치를 할 근거가 없다. 본인이 잠복 결핵 상태인지를 검사받지 않는 이상, 자신도 모르는 채 잠재적 보균자로 결핵균을 퍼뜨리는 입장이 될 수도 있다.

    다음으로 당뇨를 살펴보자. 건강보험심사평가원에 따르면 2023년 기준 당뇨 환자는 약 380만 명이다. 여기에 당뇨 증상이 있지만 내원하지 않은 환자, 당뇨 전 단계에 해당하는 예비 환자 등을 포함한다면, 넉넉잡아 전체 인구의 10%가 당뇨를 앓고 있다고 추정할 수 있을 것이다.

    잠복 결핵의 발생 가능성, 그리고 당뇨 유병률을 겹쳐놓고 보면, 두 질환을 함께 앓을 가능성이 생각보다 낮지 않다는 것을 알 수 있다.

     

    결핵의 빠른 치료 및 당뇨 관리가 중요

    서울성모병원 민진수 교수는 “결핵 진단 초기 및 치료 중 당뇨병을 검진하는 것이 필요하며, 결핵 치료 완치율을 높이기 위해 적극적인 당뇨 관리가 병행되는 것이 중요하다”라고 말했다. 

    결핵의 대표 증상은 기침이다. 하지만 이는 감기, 기관지염, 천식 등 다양한 질환에서 관찰되는 매우 흔한 증상이다. 겉으로 보이는 증상만 가지고 결핵을 구분하기 어렵다는 의미다. 만약 기침이 2주 이상 지속되는 경우라면 의심 증상으로 취급해 진료를 받아볼 필요가 있다.

    결핵은 대부분 약제 복용만으로 치료할 수 있으며, 건강보험을 통해 본인부담금을 지원받을 수 있는 질환이다. 호흡기와 관련해 의심되는 증상이 있다면 빠르게 검사를 받아 치료를 시작하는 편이 좋다. 

    당뇨 역시 마찬가지다. 건강검진 등을 통해 혈당을 체크하고, 평소 식습관을 점검하며 당뇨 증상이 발생하지 않도록 관리하는 것이 필요하다. 당뇨 전조증상에 관한 정보를 숙지하고, 의심되는 증상이 있다면 가급적 빨리 진단을 받아 적극적인 관리를 시작하는 것이 좋다.

    서울성모병원 호흡기내과 민진수 교수(좌)와 인천성모병원 호흡기내과 김경훈 교수(우) / 출처 : 가톨릭대학교 서울성모병원 홈페이지
    서울성모병원 호흡기내과 민진수 교수(좌)와 인천성모병원 호흡기내과 김경훈 교수(우) / 출처 : 가톨릭대학교 서울성모병원 홈페이지

     

  • 글루텐 없는 단백질 쿠키, 하림 ‘오!늘단백 프로틴 쿠키’ CU 입점

    글루텐 없는 단백질 쿠키, 하림 ‘오!늘단백 프로틴 쿠키’ CU 입점

    출처 : 하림 홈페이지
    출처 : 하림 홈페이지

    (주)하림이 내놓은 '오!늘단백 프로틴 쿠키' 2종이 전국 CU 편의점에서 판매를 시작했다. 건강한 식습관을 만드는데 관심이 높은 사람들을 겨냥한 상품이다.

    '오늘단백 프로틴 쿠키'는 분리닭가슴살단백질과 우유단백질, 대두단백질을 활용해 만들었다. 동물성 단백질과 식물성 단백질을 함께 사용해 필수 아미노산을 모두 갖출 수 있도록 만들었다. 40g 분량 1봉지를 기준으로 9g의 단백질을 섭취할 수 있다.

    한편, '글루텐 프리' 제품이라는 점도 주목할 만하다. 밀가루를 일절 사용하지 않고 100% 국내산 쌀가루로 만들었으며, 활성 글루텐을 첨가하지 않았다. 40g 1봉지당 185kcal로, 일반적인 쿠키류에 비하면 칼로리도 낮은 편이다.

    보통 과자류 제품에는 섬유질이 부족하다는 점을 고려해, 4.3g의 식이섬유도 추가했다. 이는 사과 1개 분량에 해당하는 양이다. 단백질과 섬유질로 포만감을 비교적 오랫동안 유지할 수 있어, 다이어트 중인 사람들에게 간식으로 적합할 것으로 보인다.

    오늘단백 프로틴 쿠키는 '버터코코넛 맛'과 '초코 맛' 두 가지로 출시됐다. 하림 측은 CU 입점을 기념해 8월 한 달간 오늘단백 프로틴 쿠키의 2+1 행사를 진행한다. 한편, 인스타그램을 통해 게시물 공유 이벤트도 진행 중이다.

  • 더 정확한 스마트 워치 만들어질까?

    더 정확한 스마트 워치 만들어질까?

    신소재공학과 스티브 박 교수(좌), 바이오및뇌공학과 박성준 교수(우) / 출처 : 카이스트 연구뉴스
    신소재공학과 스티브 박 교수(좌), 바이오및뇌공학과 박성준 교수(우) / 출처 : 카이스트 연구뉴스

    스마트 워치 등 웨어러블 기기는 이제 스마트폰 못지 않게 널리 보급되며 일상에 깊숙하게 자리잡았다. 웨어러블 기기는 운동 추적, 걸음수 및 심박수 측정 등 개인 건강 관리 측면에서 널리 활용되고 있다. 이는 사람들로 하여금 기본적인 건강을 스스로 관리할 수 있도록 했다.

    하지만 기존까지 웨어러블 기기는 측정 정확도가 들쭉날쭉한 경우도 있었다. 피부 표면에 닿는 센서에 노이즈가 발생하거나, 피부 수분 상태 또는 움직임에 따라 센서 접촉 상태가 달라지는 등의 문제로 측정 결과가 달라지는 경우가 있었다. 

    이러한 문제점을 해결할 수 있는 가능성이 생겼다. 카이스트 신소재공학과 스티브 박 교수와 바이오및뇌공학과 박성준 교수의 공동 연구팀이 3D 프린팅이 가능하며 조직 표면부터 심부까지 측정할 수 있는 전도성 하이드로젤 소재를 개발했다고 밝혔다.

     

    독성 없는 고전도성 소재

    웨어러블 기기에는 생체 신호를 감지하고 분석하는 ‘생체전자소자’가 활용된다. 기존 사용됐던 생체전자소자는 금속성 기반으로, 물성이 단단하기 때문에 연약한 생체조직에 상처를 입힐 수 있다는 문제점을 안고 있었다. 

    이를 보완하기 위해 전도성 하이드로젤 소재를 개발했으나, 전기전도성이 낮아 생체 신호를 정확하게 감지하는데 한계가 있었다. 또한, 독성이 있어 약 24시간에 걸쳐 독성을 제거하는 공정이 필요했다.

    카이스트 연구팀이 이번에 개발한 새로운 하이드로젤 소재는 전기전도성과 생체적합성에 관한 문제점을 모두 해결했다는 점에서 주목할 만하다. 전도성 고분자를 나노미터 크기로 가공해 높은 전도성을 갖도록 하고, 원심분리 공정을 통해 사전에 독성 물질을 제거함으로써 독성 제거를 위한 후처리 공정을 생략할 수 있게 됐다.

    이는 기존에 선행됐던 연구에 비해 전도성은 약 1.5배 향상된 결과이며, 고해상도 패터닝 및 전방위 3D 전극 패터닝이 가능하다는 장점을 가진다. 3D 마이크로니들 구조로 생체조직에 접촉했을 때 손상을 최소화한다는 장점도 있다.

     

    의료 분야부터 웨어러블 기기까지 폭넓게 활용 가능

    연구팀은 의료 분야에서 사용되는 측정 소자들로 새로운 소재의 기능성을 검증했다. 심전도와 근전도를 측정할 수 있는 타투, 뇌 피질 전도도를 측정할 수 있는 소자, 3D 뇌 탐침이 가능한 측정 소자 등을 만들어 기존 대비 어떤 성능을 갖는지를 확인했다.

    그 결과, 기존 2D 전극 패터닝 기술로는 접근하기 어려웠던 표면 이하 심부 영역까지 측정할 수 있다는 점을 확인했다. 예를 들어 근육의 전기적 활동을 보다 정확하게 측정함으로써 운동 기능이나 재활 치료에도 활용할 수 있을 것이다. 

    또한, 심부 영역의 뇌 신경세포를 측정할 수 있게 됨으로써 뇌가 어떤 식으로 활성화되는지를 보다 정확하게 해석할 수 있는 한편, 뇌의 특정 부위에서 발생하는 신경 신호를 정밀하게 측정할 수도 있다. 이는 신경계에 발생하는 질환을 조기에 진단하거나 치료하는데 기여할 수 있다.

    일상적인 영역에서는, 지금보다 더욱 정확한 측정 성능을 가진 웨어러블 기기를 만나볼 수 있을 것이다. 피부 표면과의 접촉을 최적화할 수 있고, 입체적으로 설계된 3D 전극 패터닝 기술을 적용할 수 있으므로 보다 정확하게 심박수 등의 신호를 측정해낼 수 있다는 것이다. 유연하고 부드러운 소재 특성으로 피부 자극 없은 착용감도 기대할 수 있다.

    3D 프린팅 기술을 이용한 전도성 고분자 물질 기반 전극 패터닝 기술 모식도 / 출처 : 카이스트 연구뉴스
    3D 프린팅 기술을 이용한 전도성 고분자 물질 기반 전극 패터닝 기술 모식도 / 출처 : 카이스트 연구뉴스
    3D 전극 구조를 활용한 대측성 및 동측성 뇌 신경 자극 신호 수집 / 출처 : 카이스트 연구뉴스
    3D 전극 구조를 활용한 대측성 및 동측성 뇌 신경 자극 신호 수집 / 출처 : 카이스트 연구뉴스

     

  • 신장이식 거부반응, ‘피 한 방울’로 사전진단 가능할까?

    신장이식 거부반응, ‘피 한 방울’로 사전진단 가능할까?

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    서울아산병원 연구팀이 혈청으로부터 이식 거부반응을 조기에 진단하는데 성공했다. 이는 기존까지 활용되던 조직 생검 방식 대신 간단한 혈액검사로 거부반응을 진단할 수 있는 가능성이 열렸음을 의미한다.

    서울아산병원 융합의학과 김준기 교수와 신·췌장이식외과 신성 교수팀은 혈청으로부터의 바이오마커 검출법과 인공지능 분석 기술을 접목해, 간단한 혈액검사로 이식 후 거부반응을 사전에 진단해내는데 성공했다.

     

    신장이식 수술과 이식 거부반응

    신부전을 비롯한 질환으로 신장이 손상될 경우, 최종적으로 신장이식을 필요로 하게 된다. 신장이식 수술은 대체로 성공률이 높고 이식 후 생존율도 높은 편이다. 통상적으로 이식 후 1년 동안 신장이 정상 기능할 확률은 90% 이상, 5년 후까지 정상 기능할 확률은 약 75~85% 사이로 알려져 있다.

    하지만 문제가 되는 부분은 바로 ‘이식 거부반응’이다. 체내 면역체계가 이식된 신장을 외부 침입자 또는 이물질로 인식해 공격하는 것이다. 거부반응이 있다고 해서 수술이 불가능한 것은 아니지만, 수술 후에도 추가적인 치료 및 검진이 필요하거나 신장 기능이 떨어지는 등의 문제가 발생할 수 있다.

    이식 거부반응을 확인하고자 사전에 조직 적합성 검사 등을 실시한다. 하지만 개인의 면역 체계는 고유성을 가지고 있어, 완벽한 일치를 기대하기는 어렵다. 또한, 이식 후 시간이 경과함에 따라서도 면역 체계의 반응이 바뀔 수 있고, 개인 특성에 따라 면역 억제제 등 약물이 반응하지 않는 경우도 있다. 

    즉, 사전 검사를 통해 ‘이식 적합’으로 판정하더라도 이식 거부반응으로 인한 문제가 없을 거라 보장할 수는 없다. 이는 이식 수술을 마친 후에도 거부반응 검사를 실시하는 이유가 된다.

     

    이식 거부반응 검사 방법

    신장이식 후 거부반응 검사는 대개 ‘조직 생검’을 통해 실시해왔다. 직경 1.5mm, 길이 9~12cm 정도의 바늘 등을 찔러넣어 해당 조직의 세포를 채취하고, 이를 화학분석한 뒤 그 결과에 따라 신장이식 병리 분류 시스템(Banff)에 의거해 등급을 매기는 방식이다. 밴프(Banff) 분류는 채취한 세포의 형태 및 분자 단위 소견을 기반으로 신장이식 생검에 대한 진단을 표준화한 시스템이다.

    세포를 직접 채취하는 조직 생검 방식은 세포의 형태 및 구조를 직접 관찰할 수 있기 때문에 정확한 진단을 할 수 있다는 장점이 있다. 어떤 문제가 있는지, 진행상태는 어떤지를 보다 정확하게 알 수 있기 때문에 적절한 치료 방법을 결정하는데도 도움이 된다.

    반면, 검사 과정에 통증이 동반되기 때문에 환자 입장에서는 불편함과 스트레스를 겪을 수밖에 없다. 검사 과정에서 출혈이나 감염 등 합병증 우려도 존재한다. 실제로 밴프(Banff) 분류를 활용하는 검사는 침습적 방법으로 인해 반복 검사가 힘들고, 출혈과 같은 합병증 발생 위험이 있다는 점이 한계로 지적돼 왔다. 

     

    혈액 속 바이오마커를 분석하는 새로운 검사법

    서울아산병원 연구팀은 침습적 방식으로 이루어지는 조직 생검의 대안으로 ‘표면강화 라만분광법(SERS)’을 활용해 혈청으로부터 바이오마커를 검출하고, 이를 인공지능 기술로 분석하는 진단법을 시도했다. 

    혈액 속 혈청에는 유전, 면역, 암, 단백질, 지질, 호르몬 등에 관한 바이오마커가 여럿 존재한다. 예를 들어 면역글로불린 수치, T세포의 활성화 상태 등을 통해 면역 반응의 강도를 확인할 수 있고, 사이토카인 종류와 분비량, C-반응성 단백질(CRP) 수치 등을 염증 반응에 관한 정보를 확인할 수 있다. 이들은 모두 이식 거부반응을 예측하거나 조기에 발견할 수 있는 지표가 된다.

    연구팀은 이식 거부반응의 유형에 따라 환자들을 분류하고, 이들의 혈청에서 나타나는 바이오마커 패턴을 인공지능 기술로 분석했다. 이를 통해 90%를 훨씬 넘는 판별 정확도를 달성했으며, 두 가지 유형의 거부반응이 함께 나타나는 경우도 진단할 수 있다는 사실을 확인했다.

    무엇보다도, 한 방울의 혈액만 있어도 정밀한 진단이 가능하다는 점이 고무적이다. 조직 세포를 채취하는 기존 침습적 검사 방식에 못지 않은 정확성을 가진 데다가, 부작용 우려가 거의 없는 방식으로 검사를 수행할 수 있기 때문이다.

    연구팀의 신성 교수는 “침습이 적은 방식으로 한 방울의 혈청에서 고민감도의 진단이 가능해, 앞으로 추가 연구와 검증 과정을 거친다면 신장이식 환자들이 간단한 혈액 검사로 거부반응을 진단받을 수 있을 것”이라고 말했다.

    이번 연구결과는 화학 및 생명의학 분야 학술지인 ‘바이오센서스&바이오일렉트로닉스(IF 10.7)’ 최신 호에 게재됐다.

    (왼쪽부터) 서울아산병원 융합의학과 김준기 교수, 이상화 박사, 신·췌장이식외과 신성 교수, 김진명 전문의 / 출처 : 서울아산병원 홈페이지
    (왼쪽부터) 서울아산병원 융합의학과 김준기 교수, 이상화 박사, 신·췌장이식외과 신성 교수, 김진명 전문의 / 출처 : 서울아산병원 홈페이지

     

  • 개인정보 보호 가능한 인공지능 예측 모델 개발

    개인정보 보호 가능한 인공지능 예측 모델 개발

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    개인 민감정보 보안을 유지하면서 보다 뛰어난 성능을 보이는 인공지능 예측모델이 등장했다. 서울아산병원 마취통증의학과 이상욱 교수와 비뇨의학과 서준교 교수팀은 ‘동형암호 기술’을 활용해 수술 후 30일 이내 사망률을 예측하는 인공지능 모델을 개발했다. 또한, 이 모델이 기존 인공지능 모델에 비해 뛰어난 성능을 보였음을 확인했다. 

    연구팀은 서울아산병원을 비롯해 서울대병원, 이대서울병원 등 타 의료기관으로부터 ‘비심장 수술을 받은 18세 이상 환자’ 34만여 명의 전자의무기록시스템(EMR) 데이터를 확보했다. 그리고 이 데이터를 동형암호 기술로 암호화한 다음, 수술 후 30일 이내 사망률을 예측하는 인공지능 모델을 개발했다.

    예측 정확도를 평가하기 위해 원시 데이터만을 학습한 기존 인공지능 모델과 비교한 결과, 기존 모델은 88.0~94.2%, 동형암호 적용 모델은 95.7%의 정확도를 보였다.

     

    보안, 의료 인공지능의 키 포인트

    의료 영역에서 대규모 데이터를 활용하는 것은 중요하다. 대규모 데이터를 통해 다양한 환자 정보를 분석하게 되면 변수가 될 수 있는 요인을 더 많이 파악할 수 있게 된다. 보다 많은 변수를 예측하고 통제할 수 있다는 것은, 보다 정확한 진단과 치료가 가능해진다는 의미다.

    단, 의료 분야에서의 인공지능 활용은 언제나 ‘개인정보 보호’라는 걸림돌을 안고 갈 수밖에 없었다. 인공지능 기술을 활용한 분석·연구에서는 암호화 돼 있는 데이터를 복호화(Decoding)해야 각종 분석 및 연산, 가공이 가능했다. 이 과정에서 민감정보에 해당하는 개인 의료정보가 분석, 활용 등의 과정에서 노출될 수 있다는 우려가 따라다니는 것은 당연한 일이다.

    실제 ‘국가 통합 바이오 빅데이터 구축 사업’과 같은 국가 단위 사업에서도 국민들의 자발적 참여를 독려하며 데이터 보안 및 관리 계획을 명확하게 공개한 바 있다. 이 역시 같은 맥락이다. 수집한 개인 데이터를 가공하거나 활용하는 과정에서 노출되거나 유출될 수 있는 위험이 있기에, 그에 대한 대책을 철저히 수립하고 공개함으로써 신뢰를 얻고자 한 것이다.

     

    보안성 강화한 인공지능 기술

    인공지능을 활용한 대규모 데이터 분석이 속도, 정확성, 비용, 효율성 측면에서 우수하다는 것은 부정할 수 없다. 문제는 언제나 ‘개인정보 보호’였다. 데이터 활용 과정에서 동반되는 정보 노출을 어떻게 관리할 것인가. 동형암호 기술은 이 문제를 해결하기 위한 대안 중 하나다. 

    동형암호(Homomorphic Encryption) 기술이란, 데이터가 암호화 돼 있는 상태에서도 분석, 연산, 모델링 등을 가능하게 하는 기술을 말한다. 데이터가 암호화된 상태에서도 분석, 연산 등을 할 수 있으며, 그 결과를 복호화했을 때도 기존 방법과 다르지 않은 정확한 결과를 얻을 수 있다. 즉, 분석을 위해 암호화된 데이터를 복호화할 필요가 없으므로, 개인정보 노출을 원천적으로 차단할 수 있다는 의미다.

    이를 통해 환자들의 개인정보 및 의료기록 등 민감정보를 안전하게 보호하면서도 그 데이터를 활용한 분석·연구가 가능해졌다. 동형암호 기술을 활용한 예측 모델을 개발한 이상욱 교수는 “향후 다양한 형태의 임상 데이터에 동형암호 기술을 적용해, 개인정보를 보호하면서 대규모 다기관 임상 연구가 가능한 플랫폼을 개발할 계획”이라고 밝혔다.

    서울아산병원 마취통증의학과 이상욱 교수(좌), 비뇨의학과 서준교 교수(우) / 출처 : 서울아산병원 뉴스룸
    서울아산병원 마취통증의학과 이상욱 교수(좌), 비뇨의학과 서준교 교수(우) / 출처 : 서울아산병원 뉴스룸

     

  • ‘마스크 없는 삶’ 되찾을 수 있을까? 대기 중 이산화탄소 처리 기술 신규 개발

    ‘마스크 없는 삶’ 되찾을 수 있을까? 대기 중 이산화탄소 처리 기술 신규 개발

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    대기 중 이산화탄소 농도는 산업혁명 이후 급격히 증가해왔다. 최근 몇 년간 매년 2~3ppm 정도씩 증가해왔으며, 2023년 기준 이산화탄소 농도는 약 420ppm을 넘어선 것으로 알려져 있다. 그 결과 지구 평균 기온은 약 1.2도 상승했으며, 이에 따라 해수면 상승, 생태계 파괴, 이상기후 등의 문제가 발생하고 있다.

    카이스트 생명화학공학과 고동연 교수 연구팀이 29일(월) 공기 중 이산화탄소를 효율적으로 제거할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. 해당 기술은 연구팀 소속 김규남 박사과정의 창업기업 소브(Sorv, 대표 김규남)를 통해 상업화를 추진 중이다. 이로써 대기 중 이산화탄소 증가로 인한 각종 문제를 해결할 수 있는 획기적 수단이 될 수 있을지 기대되는 대목이다.

     

    전기만으로 구동할 수 있는 탄소 포집 기술

    고동연 교수 연구팀이 개발한 기술은 순수 전기만으로 구동할 수 있는 것이 특징이다. 태양광, 풍력 등 친환경 재생에너지를 이용할 수 있으므로, 이산화탄소 포집을 위해 환경에 악영향을 미치는 방식의 에너지를 공급해야 하는 역설을 피할 수 있다.

    희박한 농도의 이산화탄소를 효과적으로 포집하기 위해, 연구팀은 고성능의 흡착 소재를 도입했다. 여기에 전기로 작동하는 가열원으로 열을 가해 순수한 이산화탄소를 얻어내는 방식이다. 가열원을 작동시키기 위해 별도의 복잡한 설비가 필요하지 않으므로, 전기에 접근성이 있는 모든 환경에 배치해 보다 효율적으로 이산화탄소를 포집할 수 있다. 

    이러한 과정을 통해 얻어낸 이산화탄소는 합성 연료 생산 및 플라스틱을 비롯한 자원 재활용에 접목할 수 있다. 탄소중립 방식으로 널리 활용함으로써 환경친화적인 성과를 낼 수 있는 것이다.

    전기화된 직접 공기포집 시스템 설명도 / 출처 : 카이스트(KAIST) 연구뉴스
    전기화된 직접 공기포집 시스템 설명도 / 출처 : 카이스트(KAIST) 연구뉴스

     

    각종 산업의 이산화탄소 배출량 관리

    2023년을 기준으로 대기 중 이산화탄소 농도가 420ppm이라는 것은 대기 중 0.042%가 이산화탄소임을 의미한다. 희박한 농도로 보일 수 있지만, 과거에 비해 뚜렷해진 온실효과로 인해 나타난 결과를 생각하면 파괴력이 무척 크다는 것을 실감할 수 있다.

    이산화탄소는 인간이 살아가는 대부분의 장소에서 배출되지만, 대규모로 배출되는 곳을 꼽으라면 보통 화석연료를 사용하는 곳이라 할 수 있다. 즉, 발전소나 각종 공장들이라는 의미다. 고동연 교수팀이 개발한 기술이 상용화될 경우, 이러한 필수 산업에서 배출되는 이산화탄소가 보다 효과적으로 줄어들 가능성이 생긴다.

    배출되는 이산화탄소의 양을 줄이고 이를 활용해 환경친화적인 자원 재활용이 가능해진다면 일석이조의 효과를 거둘 수 있는 셈이다.

     

    공중위생과 건강에의 영향은?

    산업에서 대규모로 발생되는 이산화탄소가 효과적으로 관리된다면 대기 중의 이산화탄소 농도는 획기적으로 줄어들 수 있을 것이다. 이는 대중 건강 차원에서도 뚜렷한 장점이 된다.

    먼저 이산화탄소 배출이 줄어듦으로써 미세먼지나 유해한 가스의 농도가 감소할 가능성이 생긴다. 미세먼지가 유발할 수 있는 호흡기 및 심혈관계 질환의 유병률이 개선될 것을 기대할 수 있다는 의미다. 이렇게 되면 사람들은 ‘마스크 없는 삶’을 되찾을 수 있는 가능성이 생긴다.

    보다 맑은 공기를 마주하게 되면 대중의 전반적인 정신건강에도 긍정적인 효과가 생길 것이다. 미세먼지의 증가가 불안, 강박, 우울증의 증가와 연관이 있다는 연구결과가 있었다. 반대로 말하면, 대기 질이 개선되면 스트레스와 불안이 감소할 수 있다는 것이다. 이는 사회 전반적으로 건강이 증진되는 효과를 가져올 것이다.

    보다 대승적으로는 환경개선을 기대해볼 수 있다. 이산화탄소는 주요 온실가스 중 하나이므로, 이산화탄소 배출량 감소는 지구온난화를 완화시키는 효과를 가져올 것이다. 이로 인해 폭염 등 이상기후도 완화될 것을 기대할 수 있으며, 이에 따른 온열질환 등 질병의 발생에도 영향을 미칠 것이라 기대해볼 수 있다.

  • 노화와 질병의 원인, ‘세포’ 수준을 넘은 더 근본적인 원리 발견

    노화와 질병의 원인, ‘세포’ 수준을 넘은 더 근본적인 원리 발견

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    우리 몸을 이루고 있는 세포는 끊임없이 분열하고 성장한다. 세포는 분열 과정에서 자신의 DNA를 ‘복제’한다. 본래라면 복제는 기존의 것을 똑같이 가져와야 하는 것이 원칙이지만, 이 과정에서 종종 오류가 발생한다. 이를 가리켜 ‘DNA 돌연변이’라 부른다.

    돌연변이는 다양한 이유로 발생한다. 부모를 통해 유전되는 경우도 있고, 본인의 체내에서 이루어지는 세포 분열 과정에서 발생하는 경우도 있다. 이밖에 DNA에 발생한 손상이 축적되면서 변이가 발생하기도 한다. 특정 화학물질 또는 자외선, 방사선 등에 노출되거나 노화에 따른 자연스러운 DNA 손상이 이러한 변이를 유발할 수 있다.

    DNA 돌연변이가 축적됨에 따라 한 개인에게서 서로 다른 DNA를 가진 세포가 발견된다. 일반적으로 한 사람의 DNA는 모두 동일할 거라고 생각할 수 있지만, DNA 돌연변이의 축적에 따라 서로 다른 DNA가 공존하게 되는 것이다. 이를 ‘모자이시즘(mosaicism)’이라고 한다.

    이는 본래 세포 단위에서 일어나는 현상으로 알려져 있었으나, 카이스트(KAIST) 의과학대학원을 필두로 한 국내 연구팀이 ‘미토콘드리아’ 단위에서도 DNA 돌연변이가 발생할 수 있다는 점을 최초로 규명해냈다. 미토콘드리아는 세포 내 에너지 생산을 담당하는 소기관으로, 자체적인 DNA와 RNA를 가지고 있기 때문에 세포와 마찬가지로 돌연변이를 일으킬 수 있는 주체가 된다.

     

    대부분의 변이는 노화 과정에서 발생

    연구팀은 총 31명의 대상자의 체내 조직 및 혈액으로부터 총 2,096개 단일 세포를 확보해 분석했다. 그 결과 세포들 간에 평균 3개 정도의 미토콘드리아 DNA 차이가 존재한다는 점을 확인했다. 이러한 변화는 대부분 노화 과정에서 생성된 것으로 밝혀졌으나, 그 중 약 6%는 모계 유전에 의해 애초에 변이된 상태로 전달된다는 것을 확인했다. 

    사실, 세포 하나만 해도 그 안에 미토콘드리아가 수백, 수천 개 단위로 존재한다. 그런 관점에서 보면 고작 3개 정도의 차이는 있으나마나한 수준이 아닌가 생각될 수 있다. 그러나 미토콘드리아는 세포의 에너지를 생산하는 역할을 담당하기에, 특정 변이에 따라 해당 세포의 에너지 생산 효율이 감소할 수 있다. 이렇게 되면 해당 세포의 담당 기능에 영향을 줄 수 있다. 

    세포는 하나하나가 정밀하게 구성된 시스템과 같다. 때문에 아주 작은 차이일지라도 그것이 누적되면 노화나 질병 발생과 같은 생리학적 과정에서 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 미토콘드리아 변이로 인해 에너지 생산량이 부족해지면 알츠하이머병이나 파킨슨병과 같은 신경퇴행성 질환의 발생 위험을 높일 수 있다는 것이다.

    미토콘드리아 DNA 돌연변이의 연구 개요 / 출처 : 카이스트 연구뉴스
    미토콘드리아 DNA 돌연변이의 연구 개요 / 출처 : 카이스트 연구뉴스

     

    암 발생 과정에서 돌연변이 증가

    암이라는 질병은 세포의 DNA 변이가 축적된 결과로 발생한다. 앞에서 설명한 DNA 변이 유발 요인들에 의해 만들어진 DNA 손상이 꾸준히 쌓이면 암 세포가 형성될 가능성이 생기는 원리다.

    연구팀은 이번 연구를 진행하면서 ‘암이 발생하는 과정에서 DNA 돌연변이가 크게 증가한다’는 사실을 확인했다. 정상적인 세포에 비해 암 세포가 더 많은 DNA 돌연변이를 발생시키고 축적시킨다는 의미다.

    또한, 암 세포에 의해 발생하는 변이는 미토콘드리아에서 단백질 합성 역할을 담당하는 RNA의 불안정을 유발하는 것으로 밝혀졌다. 미토콘드리아 RNA가 불안정해지면 단백질 합성 등 세포의 대사 과정에 높은 확률로 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 이 때문에 암 세포가 증식하며 병변이 진행되는 등의 문제가 생길 수 있는 것이다.

     

    노화, 질병과의 연관성을 볼 수 있는 새로운 시각

    상세한 내용은 다소 복잡하지만, 결론은 좀 더 단순하게 정리할 수 있다. 기존까지 세포 핵 내에서의 DNA 돌연변이에 주로 초점을 맞췄지만, 이제는 그보다 더 작은 미토콘드리아 단위에서의 DNA 돌연변이도 접근 경로로 활용할 수 있다는 것이다. 

    이는 비유하자면 화학 반응에서 분자나 원자 수준에서의 분석을 넘어, 더 미세한 입자들인 소립자 수준에서의 변화와 상호작용을 이해할 수 있게 된 것과 같다. 이는 노화와 질병이 어떤 원리로 발생하는지, 보다 깊은 수준에서 이해하기 위한 초석이 될 수 있을 것이다.

    한편, 이번 연구 결과는 카이스트 의과학대학원 주영석 교수의 연구팀 안지송 박사과정에 의해 국제 과학학술지 ‘네이처 지네틱스(Nature Genetics)’의 7월 22일자 온라인판에 게재됐다.

  • 팔방미인 산나물 ‘곰취’, 에센셜 오일에서 항염증 효과 입증

    팔방미인 산나물 ‘곰취’, 에센셜 오일에서 항염증 효과 입증

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    산림청 국립산림과학원(원장 배재수)가 곰취에서 추출된 ‘에센셜 오일’에 알레르기성 염증을 억제하는 효능이 있다고 25일(목) 밝혔다. 풍부한 영양가로 인해 기존부터 식재료로 널리 활용되고 있는 곰취가 이번 국립산림과학원의 연구를 통해 의학적인 효능도 있음이 입증된 것이다.

    본래부터 곰취는 항산화, 항염증, 항암 효과가 입증돼 있는 식재료였다. 또, 혈당 상승을 억제하고 지방 대사를 개선해 고지혈증을 가지고 있는 환자들에게 권장되는 음식 중 하나였다. 다만, 이번 연구는 음식으로서의 효능에 더해 직접적으로 추출해낸 에센셜 오일을 의학적으로 활용할 수 있는 가능성을 열어준 사례라 할 수 있다.

     

    곰취, 영양만점 팔방미인 식재료

    본래 곰취는 국화과의 여러해살이풀로, 넓은 잎을 가지고 있는 취나물의 일종이다. 특유의 쌉쌀한 맛과 풍부한 향으로, 밥에 넣어 곰취밥을 짓기도 하고, 장아찌나 채소절임, 샐러드 등 여러 가지 조리법으로 널리 활용된다. 

    고원이나 깊은 산 속에 있는 습지대에서 자생하는 성질이 있어, 보통은 골짜기 주변에 가야 볼 수 있다. 자연산 곰취는 봄과 가을이 제철인 나물이다. 여름이 지나가는 8월~9월경부터 두 번째 제철을 맞는 것으로 알려져 있지만, 현재는 기술의 발달로 시설 재배를 통해 계절에 상관없이 먹을 수 있는 나물이 됐다.

    보통 곰취는 잎을 채취해서 먹는다. 수분 함량이 높고 따뜻한 성질을 가지고 있어, 봄에 수확한 곰취는 여름 보양식 재료로도 흔히 쓰인다. 비타민 A와 C, 칼슘, 철, 마그네슘의 공급원이며, 식이섬유도 들어있다. 폴리페놀 등 항산화 물질도 들어있어 여러 모로 건강에 도움이 되는 재료다.

     

    곰취의 주요 효능

    곰취는 비타민 C, 플라보노이드, 카로티노이드, 폴리페놀 등 여러 계통의 항산화 물질을 다양하게 함유하고 있다. 활성산소로 인한 산화 스트레스를 경감시켜주고, 그로 인해 발생할 수 있는 염증을 줄여주는 효과가 있는 것으로 알려졌다.

    또한, 간의 해독 작용을 돕는 기능이 있고 면역력 개선에 도움을 주는 영양소도 가득하다. 혈압이 높은 경우 혈압을 내리고 혈액순환을 개선해 풀리지 않고 쌓여있는 피로물질을 해소해주는 효과도 있다. 

    곰취는 잎 자체를 채집해 쌈 채소로 활용하기도 하고, 잘 말려서 밥을 지을 때 영양밥의 재료로 활용하기도 한다. 곰취를 넣어 지은 밥은 그 자체로 풍미가 있어, 간단한 양념간장과 밑반찬 한두 가지만 곁들여도 입맛을 돌게 한다는 장점이 있다.

     

    곰취 건강 효능, 에센셜 오일로도 얻을 수 있어

    식물의 꽃이나 꽃봉오리, 잎, 줄기 등에서 얻을 수 있는 에센셜 오일(Essential Oil, 정유)는 천연 그대로의 고농도 식물성 오일로, 그 식물 특유의 향기를 갖는다. 국립산림과학원에서는 이처럼 식물이 가진 고유의 향기물질을 활용해 식물 에센셜 오일을 연구해왔다. 이들은 식품, 화장품, 생활용품 등에 첨가하기 위한 천연향료로 널리 쓰인다.

    국립산림과학원 연구진이 다양한 식물 에센셜 오일의 효능을 평가하는 과정에서, 곰취에서 추출한 오일이 알레르기성 염증 반응에 관여하는 유전자의 발현을 효과적으로 억제하는 것으로 나타났다. 식재료로서도 항염증 효과가 있는 것으로 알려졌는데, 직접적으로 추출한 오일에도 같은 효과가 있는 것으로 밝혀진 것이다.

    특히, 염증 유발 인자인 인터루킨-5(IL-5)의 경우 알레르기성 비염 등의 질환에서 기도 과민성 증가, 점액 분비 증가를 유발하는 요인으로 알려져 있다. 이때 곰취 오일을 10ppm으로 처리하면 아무런 처리를 하지 않았을 때에 비해 인터루킨-5가 74% 억제되는 경향을 보였다.

    한편, 이번 연구 결과는 곰취에서 추출한 에센셜 오일의 새로운 효능을 발굴한 사례로, ‘곰취 유래 정유 추출물을 유효성분으로 함유하는 항염증 조성물 및 이의 제조방법(출원번호 10-2024-0091118)’이라는 명칭으로 특허 출원을 완료하였다. 향후 이를 바탕으로 상용화를 추진할 예정이다.

    곰취 / 출처 : 국립산림과학원 보도자료
    곰취 / 출처 : 국립산림과학원 보도자료

     

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