타이레놀 간 독성을 낮추고 효능을 높이는 분자 변형 연구

• 널리 쓰이는 진통제 아세트아미노펜(Tylenol) 은 사용 규모가 큰 만큼 간 독성 문제가 커, 더 안전한 형태를 찾는 연구가 중요함
• 미국에서 매주 6천만 명 이상이 사용하는 이 약물은 미국 급성 간부전의 주요 원인이며, 전 세계 간 이식 원인 중 두 번째로 흔함
• Chloe Yehwon Lee는 분자의 벤젠 고리를 바꾸는 방식으로 독성은 낮추고 통증 완화 효과는 유지하거나 높일 가능성을 탐구함
• 변형 분자의 진통 능력과 독성 효과를 컴퓨터 모델로 평가한 뒤, 후보 분자 하나를 찾아 합성함
• 새 분자는 더 안전하고 효과적인 아세트아미노펜 형태로 이어질 수 있는 초기 단계로 볼 수 있음

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아세트아미노펜의 간 독성 문제

• Chloe Yehwon Lee는 Plano East Senior High School 학생으로, Regeneron Science Talent Search 화학 프로젝트에서 아세트아미노펜의 간 독성을 낮추는 방법을 탐구함
• Tylenol로도 알려진 아세트아미노펜은 미국에서 매주 6천만 명 이상이 사용하는 진통제임
• 같은 약물은 미국에서 급성 간부전의 주요 원인이며, 전 세계적으로는 간 이식 원인 중 두 번째로 흔함

분자 구조를 바꾸는 접근

• 연구는 아세트아미노펜 분자의 벤젠 고리에 화학적 변화를 주는 방식에 초점을 맞춤
• Chloe는 변형 분자들이 통증 완화 능력과 독성 효과에서 어떤 특성을 보이는지 확인하기 위해 컴퓨터 모델을 개발함
• 프로젝트 포스터는 View Poster에서 볼 수 있음

후보 분자와 가능성

• Chloe는 변형된 아세트아미노펜 분자 하나를 찾아 합성함
• 이 분자는 원래 아세트아미노펜보다 간 독성이 낮을 수 있고, 통증 완화 효과도 더 좋을 수 있음
• 더 안전하고 효과적인 아세트아미노펜 형태를 만드는 첫 단계가 될 수 있음

Chloe Yehwon Lee의 활동

• Chloe는 학교 오케스트라 프로그램의 회장이며, Greater Dallas Youth Orchestra의 제1바이올린으로 활동함
• 학교의 Girls in STEM 클럽을 창립하고 회장을 맡고 있음
• 여러 오케스트라에서 연주하는 수상 경력의 바이올리니스트이며, 어린 학생들에게 바이올린을 가르친 경험이 있음
• 학교의 Ensembles for Elderly에서 활동하며, assisted living 및 memory care center에서 연주함

[GN⁺]

Hacker News 의견들

• 아세트아미노펜은 치료지수가 낮다는 점이 늘 이상하게 느껴짐. 효과가 있을 만큼 먹으면 간부전 직전까지 가는 느낌이고, 특히 술을 마시면 더 위험함
  개인적으로는 잘 듣지도 않아서 먹어도 거의 아무 느낌이 없는데, 그래도 전 세계에서 가장 흔히 복용되는 약 중 하나라는 게 신기함

  • 효과 면에서는 꽤 좋아하는 편이고, 두통이나 관절통에 정말 잘 들었음
    다만 비교적 최근에 나온 알츠하이머 위험 가능성 연구가 걱정됨: 정기적으로 파라세타몰을 쓴 참가자는 모든 원인의 신규 치매 위험이 비사용자보다 높았고(adjusted HR 1.18), 이부프로펜은 유의미한 관련이 없었다는 결과가 있음
    이 근거가 얼마나 신뢰할 만한지는 연구를 충분히 따라가지 않아 모르지만, 비슷한 결과를 보인 다른 연구들도 있음. 파라세타몰은 공감을 억제하는 등 기분에도 영향을 준다고 알려져 있는데, 개인 차원보다 수백만 명이 공감 능력이 둔해진 사회를 상상하면 더 섬뜩함
    https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37633120/
    https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6455058/
  • 치료지수를 걱정하는 건 조금 이상한 기준임. 그 지수는 효과와 독성의 균형을 보는 숫자임
    아세트아미노펜은 효과적인 진통제이고, 다만 고용량에서 독성이 있음. 낮은 강도의 통증에는 딱 좋고, 중독성이 없으며 NSAID처럼 장기 문제가 크지 않아서 인기 있는 데는 이유가 있음
  • 안 듣는다니 아쉽지만, 개인적으로는 이렇게 일관되고 예측 가능하게 듣는 약을 거의 본 적이 없음. 아이들이 어렸을 때 열이 나면 약 25분 안에 거의 예외 없이 내려갔음
    물론 내가 겪어본 약이 많지는 않아서, 이렇게 선명하게 작동하는 약이 더 많을 수도 있음
  • 영국의 Calpol은 어린이용 액상 파라세타몰인데, 열 나는 아이들에게 정말 잘 들었음. 아이들을 데리고 만난 의사들마다 열을 낮추는 데 큰 도움이 되니 굳이 참기지 말라고 했음
  • 두 알이면 내 두통에는 아주 잘 들지만 결과는 사람마다 다름. 간 손상 위험 구간은 대략 한 번에 14알 정도이고, 술을 마셨다면 더 적어도 위험함
    들은 바로는 아세트아미노펜 과다복용으로 죽는 건 꽤 고통스러운 방식이라고 함

• 같은 웹사이트에서 훌륭한 종이 잡지 Science News도 운영하는데, 최고 수준의 과학 보도를 집까지 보내줌. 아버지가 파란 LED가 발명될 즈음부터 구독자였고, Science News에서 그 기사를 읽었던 기억이 남
  과학을 좋아한다면 강력 추천함

  • Science News는 내 어린 시절의 큰 부분이었음. 의붓아버지의 아버지가 구독자였고, 매 호가 살짝 사용된 상태로 우리에게 물려왔음. 과월호가 수천 권 있음

• 이 대회에서 상위 10위에도 들지 못했음: https://www.societyforscience.org/regeneron-sts/2025-student...
  그래도 이 아이들은 말로 표현하기 어려울 만큼 인상적이고, 나라면 이 학생에게 최고상을 줬을 것 같음. 할아버지의 마지막 나날이 모르핀 효과로 빼앗기는 걸 본 뒤로, 훨씬 효과적인 비마약성 진통제가 있으면 좋겠다고 늘 바랐음

  • https://www.societyforscience.org/press-release/regeneron-is...
    상위 4명 안에 들고 600달러를 받은 건가? 총 900만 달러 수여라는 제목에 비해 프로그램 진행 방식과 페이지 구성이 헷갈림
  • 가역 컴퓨팅, 재료과학, 유전 연구까지… 고등학생들이 이 수준의 작업을 한다는 게 말이 안 될 정도임
  • 그건 아마 그의 마지막 날들이 아니었을 가능성이 큼. 현대 의학이 인위적으로 생명을 유지한 것이고, 그런 마지막 날들은 죽음의 자연스러운 일부가 아님
  • 모르핀은 중독과 금단 증상 외에는 인체에 건강 손상을 일으키지 않는다고 생각했음
  • 나는 모르핀을 극심한 통증과 임종기 치료에 통제된 약으로 쓰는 데 찬성함. 실제로 효과가 있는 걸 봤고, 수술 후에 직접 맞아본 적도 있음
    동생은 fentanyl이 최고라고 주장함. 그것도 통제된 환경에서는 놀라운 효과를 낼 수 있음

• 이게 시뮬레이션만이 아니라 현실에서도 작동한다면 엄청나게 멋질 것 같음. 작성자가 17세라는 점도 놀라움

  • 가족 사업에 뛰어드는 게 잘못이라는 뜻은 아니지만, 이 학생의 아버지가 UT Tyler의 생화학 박사라는 점이 완전한 우연은 아님
  • 이런 기사를 보면 읽기조차 힘들 때가 있음. 내 아이들도 아주 똑똑하지만 이 소녀는 그들이 하는 일보다 1000배는 앞서 있고, 내가 하는 일보다도 1000배는 앞서 있는 느낌임
    그냥 가면증후군일 수도 있지만, 이런 기사를 읽으면 인생에서 부족했다는 생각이 들 때가 있음. 그래도 직장에서는 동료들 중 상위권이고, 의료 제공자로서 고객들이 모두 나를 찾으니 잘하고 있다는 것도 앎. 가끔은 내가 이 세상에 어떤 흔적을 남길지 궁금해짐
  • 이 학생은 바이올린도 매우 잘함

• Ir를 쓰는 핵심 합성 단계가 내가 졸업하고 화학을 떠난 뒤에 발표됐다니, 괜히 늙은 기분이 듦 :)
  17세가 보여준 화학 수준이 정말 인상적임. 내가 화학을 공부하던 시절이라면 이 정도 프로젝트와 합성은 석사 논문의 한 부분으로 들어갈 수도 있었을 것 같음. 합성을 전부 직접 했는지 궁금하고, 그 정도면 꽤 실험 기술이 필요하며 무엇보다 어느 연구실에서 이걸 다 했는지도 궁금함
  어느 대학이든 이런 조숙한 재능을 얻으면 기뻐할 것임

• 고등학생치고는 인상적이지만, 이건 타이레놀에 보호기를 하나 붙인 것처럼 보임. 뭔가 놓친 건가?
  수정: 흐릿하지만 silyl로 변형한 타이레놀이 계산상 TRPV1 결합이 좋을 것으로 예측된 듯함. 내가 보기엔 시험관 실험이나 동물 실험은 없었음. 흥미로울 수는 있지만 diethylethynylphenylsilyl기가 Lipinski 기준에 잘 맞을지는 모르겠고, 아닐 것 같음
  수정: aspirin이 아니라 Tylenol

  • aspirin이 아니라 Acetaminophen임. N-acetyl-para-aminophenol(APAP) 또는 paracetamol이라고도 함
  • 좋은 코멘트임. 여기서 질문을 더 붙여보고 싶음
    이 단계들이 얼마나 비싼가? 연구실에서 몇 마이크로그램을 만들 수 있는 고급 단계처럼 보이는데, 산업 생산으로 확장 가능한지는 모르겠음
    왜 탄소가 아니라 실리콘인가? 도킹을 더 잘 막는 건가, 궤도 에너지 준위를 더 잘 움직이는 건가, 포스터에서 주장한 만큼 안전한 건가?

• 제약화학 전문가는 아니지만, 비교적 복잡하고 수율이 낮은 반응들의 연쇄처럼 보임. 이렇게 되면 이 제품의 가격이 일반용 의약품으로 합리적인 수준을 넘어설 가능성이 있지 않을까?

  • 출발 물질은 거의 공짜에 가까움. 미국 제네릭 기준으로 1회 복용량 소매가가 2~4센트 정도임. 내 진통제 사용량이 많지 않다는 점을 감안하면, 독성이 줄어든다면 그 10배도 낼 의향이 있음
    그리고 확인된 반응들이 반드시 가장 비용 효율적인 합성 경로라는 보장도 없음
  • 높은 가격으로 시장에 나온다면 직접 경쟁하기보다는 독성 위험군을 대상으로 삼을 것 같음

• 평생 자주, 거의 매일 두통을 겪어왔음. 열 살 생일쯤 찍은 사진도 있는데, 머리를 붙잡고 있는 모습만 봐도 두통이 있었다는 걸 알 수 있음. 두통의 성격과 강도는 시간이 지나며 바뀌었음
  20대에 Excedrin, 즉 acetaminophen + caffeine을 발견했는데 놀랍게도 정말 잘 들었음. 당시 겪던 대부분의 두통은 한 알이면 15분쯤 안에 사라졌음
  하지만 30세쯤부터는 더 이상 듣지 않게 됐고, 이제는 눈에 띄는 효과가 없음. Aspirin, Naproxen, Ibuprofen, Tylenol 3도 효과가 없음

  • 턱을 꽉 무는 습관 때문에 생기는 머리·목 근육 긴장은 배제해봤는지 궁금함. 근육 Botox 주사를 맞아봤거나 편두통 전문의를 본 적이 있는지도 궁금함
  • 비극적이네. 정밀의학이 필요해 보이지만, 그 혁명은 아직 빠르게 오지 않는 느낌임
  • 의학적 조언은 아니고 이론적 검토일 뿐임. 실제 의사, 신경과 전문의, 편두통 전문의를 만나야 함
    급성·중단용 진통제를 써온 것처럼 보여서 약물과용두통이 매우 의심됨. Excedrin은 aspirin, acetaminophen, caffeine 조합이고, aspirin과 acetaminophen은 각각 COX 관련 경로와 염증·통증 신호를 줄이는 쪽으로, acetaminophen은 AM404를 거쳐 CB1·TRPV1·세로토닌성 하행 억제에도 관여할 수 있음. caffeine은 adenosine 길항과 뇌혈관 수축, 보조 진통 효과가 있음
    aspirin 단독과 Tylenol-3 단독이 듣지 않는다면 단순 COX 기전 두통은 아닐 가능성이 높고, caffeine의 adenosine·혈관 효과가 필요했을 수 있음. 효과가 사라진 건 CB1/TRPV1, adenosine, 세로토닌, opioid 경로의 둔감화를 시사함
    먼저 실제 의사와 약물과용두통을 다뤄야 하고, 이후 amitriptyline 같은 TCA 예방요법, CGRP 억제제나 gepant, 복잡한 만성 매일두통이면 Botox도 고려할 만함. 드문 가능성으로는 Ditan/Lasmiditan도 있지만 약물과용두통 때문에 피하는 편이 나을 수 있음
    의사에게 물어볼 점은 두통이 박동성인지 둔하고 조이는지, 스트레스로 시작되는지, 한쪽인지 양쪽인지임. 다음 단계로는 신경과 예약을 잡고, 진료 전 두통 시작·종료 시간, 강도, 위치와 성질, 구역감·빛 민감성 같은 동반 증상, 유발 요인, 시도한 완화 방법과 효과를 자세히 기록한 두통 일지를 만드는 게 좋겠음

• 아세트아미노펜을 N-acetylcysteine과 함께 포장해서 그쪽 대사 제한을 풀 수는 없을까?

  • 문제는 N-acetylcysteine의 맛과 냄새가 끔찍하다는 것임. 방귀나 썩은 달걀 냄새가 나고, 부작용으로 메스꺼움과 구토를 자주 일으킴
    대다수는 아세트아미노펜을 안전하게 쓰고, 아세트아미노펜 자체는 부작용이 많지 않음. 아주 적은 수의 급성 중독을 막기 위해 많은 사람의 복용 경험을 더 불쾌하게 만드는 셈임
    아마 그렇게 만들면 대부분의 사용자는 예를 들어 ibuprofen으로 옮겨갈 텐데, ibuprofen은 과다복용 시 급성 독성은 덜하지만 장기간 정상 용량으로 써도 위와 신장에 만성 독성이 훨씬 큼. 전체적으로는 오히려 순손해일 수도 있다고 봄
  • 늘 궁금했음. 어쩌면 사람들이 더 많이 먹게 될까 봐 그런 걸 수도 있음

• 예전에 피칭받았던 이 제약회사가 떠오름
  https://en.wikipedia.org/wiki/Antibe_Therapeutics