‘피 한방울로 모든 진단을’ 테라노스, 혁신인가 사기인가?

지난 10월 15일 월스트리트 저널에서는 실리콘밸리의 진단검사 스타트업 테라노스 (Theranos) 의 의심스러운 부분들에 대해서 비판하는 기사가 실렸습니다. 몇년 전부터 아마 실리콘밸리에서 가장 주목 받고 있으면서도, 큰 논란의 중심에 있는 기업이 이 테라노스입니다.

‘피 한 방울’ 로 콜레스테롤 수치부터 암에 이르기까지 240 가지의 질병을 진단할 수 있다고 주장하는 이 테라노스는 어느날 갑자기 세상에 소개 되었습니다. 지금까지 혈액검사를 할 때처럼 팔에 압박대를 매고 주사 바늘을 찔러 넣어서 혈관에서 피를 뽑을 필요도 없다고 주장합니다. 단지 손가락 끝을 찔러서 낸 피 몇방울을 소위 ‘나노 용기 (nanotiner)’ 에 넣어서 검사실로 보내게 됩니다. 대부분의 테스트의 경우 가격은 $15 이하이며, 수 시간 내에 결과를 받아볼 수 있다고 합니다.

테라노스는 창업가에게 얽힌 스토리 때문에 더욱 많은 주목을 받게 되었습니다. 이렇게 혁신적인 기술을 가진 기업이, 엘리자베스 홈즈 (Elizabeth Holmes) 라는 불과 31세의 젊고 ‘미모의’ 여성 창업자에 의해서 설립된 것입니다. 특히, 그녀가 스탠퍼드 대학교 화학공학과를 2학년 때 스스로 그만두고 수년간 스텔스 모드로 비밀리에 연구개발을 진행해온 것임이 알려지면서 더욱 주목을 받게 되었지요. 그녀는 단숨에 실리콘밸리의 바이오벤처를 대표하는 수퍼스타 혁신가/창업가로 발돋움하게 됩니다.

테라노스의 창업자이자 CEO, 엘리자베스 홈즈 (출처: Fortune)

논란의 유니콘, 테라노스

테라노스는 가장 최근에 받은 투자 (2014년 6월) 를 기준으로 기업가치가 $9 billion 에 달하며, 지금까지 $400 million 이라는 막대한 금액을 투자 받았습니다. (기업가치 기준으로 미국 스타트업 전체 중 13위 입니다. SpaceX, Pinterest, Dropbox 등의 기업가치가 $10~12 billion 규모) 지분의 절반 이상을 홈즈 자신이 보유하고 있으며, 평가 가치는 무려 $4.5 billion 에 달합니다.

테라노스는 2013년 후반부터 진단 서비스를 제공하기 시작했으며, 피닉스에 42개의 ‘웰니스 센터‘, 캘리포니아에 2개, 펜실베니아에 1개를 가지고 있습니다. 대부분은 미국의 대형 약국 체인인 월그린스에서 의사 없이 약사나 보조원이 피 한방울을 뽑는 것으로 알려져 있습니다.

하지만 테라노스가 가장 큰 문제와 의구심을 자아내는 부분은 역시 지나친 비밀주의에 있습니다. 이 기업이 혈액을 분석하는 기술이나, 방식, 정확성 등을 입증할 수 있는 데이터나 논문 등이 거의 전무한 수준입니다. 혁신적인 기술이 있으면 당연히 학계에서 peer-review 를 통한 검증을 받는 것이 매우 당연한 절차이지만 테라노스는 이를 거친 적이 없는 것이지요.

사실 저는 이 기업을 그동안 별로 관심있게 보지 않았는데 (혹은 보지 못했는데), 왜냐하면 이 기업이 공개하거나 증명한 것이 거의 없어서 알 수 있는 것이 없기 때문입니다. 그렇기 때문이 이 기업에 실제로 자신들이 주장하는 수준의 기술을 보유하고 있는지 등에 대해서 많은 논란이 있었습니다.

스크립스 중개과학연구소의 소장, 에릭 토폴 박사도 2014년 말 뉴요커와의 인터뷰에서 다음과 같이 언급하기도 했습니다. “테라노스가 자신들이 가진 기술이 무엇인지를 공개한다면, 의료계로서는 환영할만한 일일 것이다. 하지만 그 때까지는 테라노스의 기술이 존재하지 않는다거나, 기존의 분석들에게 위협이 되지 않을 것이라는 의견이 있을 수 밖에 없다. 나는 테라노스의 기술이 존재한다고 믿는 편이지만, 그래도 논문에 나온 데이터를 볼 수 있다면 훨씬 마음이 편할 것 같다”

실리콘밸리 등에서 일하시는 분들께 제가 개인적으로 들었던 이야기들도 이 회사 내부에서도 비밀주의가 너무 철저하여 내부인들 조차 서로가 무슨 일을 하는지 잘 알지 못한다, 피 한두 방울에 포함된 분자의 수를 산술적으로 보더라도 240가지의 질병을 모두 알기란 불가능하다, 주요 인력이 자꾸 그만둔다… 는 등의 평가들이었습니다.

논문을 통한 검증?

사실 딱 한 번, 2014년 4월에 Hematology Reports 라는 그다지 이름 없는 이탈리아 저널에 테라노스가 논문을 한번 낸 적이 있기는 합니다 (엘리자베스 홈즈도 저자 중 한 명입니다). 이 논문을 근거로 테라노스 측은 ‘기존의 표준 테스트’ 와 자신의 검사 결과가 매우 상관 관계가 높다고 주장하고 있기는 합니다만, 논문에 서술된 분석 방법 등의 측면에서 미심쩍은 부분이 많다는 것이 대체적인 평가입니다.

단 9가지 바이오마커 (C-reactive protein (CRP), protein C, IL-6, IL-8, IL-10, IL-1β, TNF-α, monocyte chemotactic protein-1, and intercellular adhesion molecule-1) 에 관해서 17명의 환자를 대상으로 테스트를 했습니다. (240 가지를 분석하는 테라노스의 기술을 증명하기에는 턱없이 부족한 숫자입니다.) 더구나 이 중에 CRP, protein C만 적은 양의 샘플 (25ul) 을 이용하는 테라노스의 시스템을 이용했고, 나머지는 central line 에서 뽑은 whole blood 를 사용했습니다.

환자 17명 중에 6명만 분석이 가능하다고 했는데 (‘fully evaluable’), 주로 CRP 수치가 표준 테스트와 상관관계가 높다는 설명에 치중하고 있지만, 테라노스의 시스템을 이용해서 분석한 또 다른 수치인 protein C 를 어떻게 분석했는지에 대해서는 설명이 거의 나오지 않고 있습니다.

테라노스의 나노테이너 (nanotainer) (출처: Fortune)

월스트리트 저널이 제기한 의문들

이번 월스트리트 저널에서는 이런 테라노스의 내부 사정에 대해서, 익명의 전직 직원들 4명의 입을 빌려서 공개하고 있습니다. 사실 이 부분들이 사실로 밝혀질 경우에는 테라노스가 그동안 주장해왔던 부분들에 근본적인 타격이 있을 수 밖에 없는 상황이기 때문에, 즉각적으로 테라노스 측에서는 ‘회사에 불만을 품고 퇴직한 비전문가들의 주장에 기반한 잘못된 기사’ 라고 반발하고 나섰습니다.

월스트리트 저널에서 지적한 테라노스에 대한 의구심은 아래와 같은 부분들입니다.

1. 자체 기기로 수행한 분석은 일부에 불과

테라노스는 자체적으로 개발한 혈액 분석 기기인 에디슨(Edison) 을 사용해서 분석을 수행한다고 알려져 있었습니다. 하지만 내부자들의 증언에 따르면 2014년 12월 기준으로 총 200여 가지의 분석들 중에 에디슨으로 분석하는 것은 단 15개 밖에 없다는 것입니다.

에디슨 기기 자체의 정확도도 검증 받은 적이 없을 뿐만 아니라, 테라노스에서 수행하는 대부분의 테스트는 지멘스 등에서 구입한 기존의 기기를 이용한다는 것입니다. 이 것이 사실로 드러날 경우에는 테라노스가 보유한 기술에 대해서 과장해서 이야기 했으며, 자체적인 기술이 어느 정도의 수준인지에 대해 심각한 의문점을 가질 수 밖에 없는 부분입니다.

회사 측에서는 15개만 자체 기기로 검사한다는 것에 반박했지만, 몇개를 직접 분석하는지, 샘플을 다루는 과정 등에 대해서는 ‘기업 비밀’ 이라는 이유로 답변하기를 거절했다고 합니다. 하지만 테라노스의 외부 변호사인 David Boies 는 ‘테라노스가 모든 테스트를 자체 기기로 분석하는 것은 아니다’ 라는 언급을 하기도 했습니다.

2. 에디슨 기기의 검증 논란

이 에디슨 기기의 정확성 역시 검증을 받은 기기는 아닙니다. 사실 미국은 병원이나, 실험실 내부에서 개발한 테스트 (LDT, Laboratory Developed Test) 에 대해서 별도의 FDA 승인을 받지 않고도, 분석 서비스를 판매하는 것은 법적으로 문제가 없습니다. (실험실이 분석 서비스를 하기에 적절한 조건을 갖추었다는 CLIA, CAP 등의 인증을 받아야 하지만, 특정 분석 기기의 정확성에 대한 허가는 아닙니다)

그래서 이 에디슨 기기 자체를 판매하지 않는 이상은 정확성/안전성에 대한 허가가 꼭 필요하지는 않습니다. 지난 7월에서야 테라노스는 허피스 (Herpes) 검출, 한 항목에 대해서 FDA 승인을 뒤늦게 받았습니다. 하지만 다른 분석 항목에 대한 FDA 승인 신청이나 진행 여부에 대해서는 답하기를 거부했다고 합니다.

내부자의 보고에 따르면 더 큰 문제는 proficiency testing 에 있었습니다. 실험실이 자체적으로 기기를 만든 경우 연방 Centers for Medicare and Medicaid Services 으로부터 분석 결과의 정확성에 대한 ‘proficiency testing’ 을 받도록 요구된다고 합니다. 테라노스와 같은 기업은 이 샘플을 분석한 결과를 보고하게 되고, 이 결과가 다른 비교 그룹과의 평균적 결과와 크게 차이가 나지 않으면 합격점(passing grade) 를 받게 된다는 것이지요.

하지만 2014년 이 테스트에 대해서도 테라노스에서는 에디슨 기기와 (지멘스와 같은) 기존 기기 모두에서 분석을 진행했다고 합니다. 그 결과 비타민 D, 두 종류의 갑상선 호르몬, 전립선암 등에서 다른 결과가 도출되었다는 것입니다. 결과를 보고서 테라노스의 COO인 Sunny Balwani는 직원들에게 에디슨은 더 이상 사용하지 말고, 기존의 다른 회사 기기의 결과를 보고해라…고 명령을 내렸다고 합니다.

이런 부분들에 대해서 직원들은 연방법을 위반하는 것이 아닌지 우려했다고 밝히고 있으며, (직원들의 말이 사실일 경우) public-health lab’s clinical-lab evaluation program의 소장인 Stephanie Shulman 는 주법과 연방법의 위반에 해당한다고 발겼습니다.

3. 혈액 샘플의 희석

다른 지적은 테라노스가 주장하는 기술의 핵심 장점인 ‘피 한 방울’ 에 관한 것입니다. 내부자들의 폭로에 따르면 피 한방울은 분석을 진행하기에 너무 적은 양이기 때문에 샘플을 희석하여 총 부피(volume)를 늘리는 방법을 사용했다고 합니다. 정말로 테라노스가 지멘스 등 기존 업체의 기기를 활용했다면, 혈액 한 방울로 분석을 진행하기에는 샘플의 양이 턱없이 부족했을 것 같습니다.

이렇게 혈액을 희석시키게 되면, 혈액 속의 분자 들의 농도가 기존 기기의 허용 범위를 넘어서는 일이 발생할 수 있습니다. 이는 결국 (기존 기기를 사용하더라도) 분석 결과에 오류의 원인이 될 것입니다. 사실 실험실에서 샘플 희석은 꼭 필요할 때만 하는 일입니다. 혈액 검사에서는 환자가 약물을 과다복용 했는지 등을 검사할 경우 정도에만 희석을 한다고 합니다.

또한 희석을 한다는 것은 어쨌든 환자의 혈액 이외의 불순물이 들어간다는 것이므로, 어떤 식으로든 샘플의 상태를 변화시키게 됩니다. UCSF의 Timothy R. Hamill 교수는 ‘실험할 때 샘플 희석을 자주 한다는 것은 결과에 잠재적으로 오류를 야기할 수 있다’ 며 ‘좋지 않은 연구 방식이다 (poor laboratory practice)’ 라고 언급했습니다.

테라노스 측에서는 ‘샘플 프렙 할 때 (실험 준비할 때) 샘플을 희석시키는 것은 일상적인 일이다’ 라고 했지만, 자신들이 분석 과정에서 혈액 샘플을 희석 시키는지에 대해서는 함구했다고 합니다.

4. 분석 결과의 정확성

마지막으로 테라노스의 분석 결과의 정확성에 대한 논란이 있습니다. 아직까지 테라노스가 테스트의 정확성에 대해서 공개적으로 검증하지 않았기 때문에 이 부분은 항상 논란거리가 되어 왔습니다.

작년 말 뉴요커의 인터뷰를 보면, 홈즈는 병원과 제약회사 등에서 “테라노스가 ‘수십 번’ 의 검증과 다른 제 3의 분석법들과 비교를 거쳤다 (“tens” of audits and “external third-party comparisons”)” 고 언급하기도 했습니다. 그리고 테라노스의 홈페이지를 보더라도 기존의 검사 방법에서 나온 결과와 테라노스의 결과에 매우 높은 상관관계가 있다는 그래프를 보여주고 있습니다. 하지만 그 결과를 검증한 기관이 어디인지, 이 실험 결과들이 구체적으로 어떻게 도출된 것인지에 대한 정보는 없다고 해야 할 것 같습니다.

테라노스 홈페이지에 소개된 결과 검증 데이터 (출처: 테라노스)

이번 월스트리트 저널 기사에서는 몇몇 환자에 대해서 테라노스의 결과와 기존 분석의 결과가 다르게 나온 사례들을 지적하고 있습니다. 예를 들어, 2014년 피닉스의 한 환자는 혈압약의 부작용 가능성을 보기 위해 일상적인 칼륨 (potassium) 검사를 테라노스에서 분석을 받았습니다. 그 결과 칼륨 수치가 위험할 정도로 높은 것으로 나왔지만, 3일 뒤에 다른 회사의 검사를 받았을 때에는 수치가 정상으로 나왔다고 합니다.

또 다른 환자에 대해서는 그래프까지 보여주고 있습니다. 이명 증상으로 병원을 찾은 Maureen Glunz 라는 환자는 (손가락 끝에서 뽑은 혈액이 아닌) 혈관에서 뽑은 혈액으로 테라노스에서 검사를 받았습니다. 그 결과 당수치, 칼슘, 총 단백질 (total protein), 간 효소 수치 (liver enzymes) 세 가지에 대해서 비정상적으로 높은 수치가 나왔습니다.

Maureen Glunz의 주치의 Nicole Sundene 뇌졸중의 위험이 높다고 판단해서 그녀를 응급실에 입원시켰지만, 이틀 후 병원에서 받은 테스트의 결과는 이 수치 모두가 정상으로 나왔다는 것입니다.

테라노스의 결과와 병원 테스트 결과의 비교 (출처: WSJ)

몇몇 환자의 사례를 통해서 통계적으로 유의미한 결론을 낼 수는 없겠지만, 이런 결과들을 보면 테라노스의 혈액 분석법에 대한 정확성에 의구심이 갈 수 밖에 없는 상황입니다.

이제 테라노스는 과연 어디로?

월스트리트저널의 10월 15일 기사에 대해서 테라노스는 공개적인 성명을 내어 놓으며 즉각 반발했습니다. 하지만 그 다음날 또 다시 월스트리저널이 내어놓은 기사에 따르면 테라노스에서 여러 가지 변화가 있는 것으로 보입니다.

가장 큰 변화는 (이번 기사 때문만은 아닌 것으로 보입니다만) 나노테이너 (nanotainer) 라고 불리는 작은 용기로 혈액을 체취하는 것을 단 한 가지의 분석을 제외하고는 중단한다는 것입니다. 지난 7월 최초이자 유일하게 FDA 승인을 받은 검사인 허피스 (Herpes) 검사에 대해서는 이 나노테이너를 계속 사용할 계획입니다.

이 결정에 대해서는 최근 FDA의 조사관들이 불시에 테라노스를 방문한 결과, 이 나노테이너가 FDA 승인을 받지 않은 의료기기로 분류될 수도 있다고 판단한 것으로 보여집니다. (테라노스 측에서는 “FDA가 공식적으로 손가락에서 혈액 샘플을 체취하는 것을 중지하라고 명령한 적은 없다” 고 합니다만..) 다른 테스트들에 대해서도 나노테이너를 사용하기 위해서는, 테라노스는 추가적인 FDA 승인을 받아야 할 것으로 예상되고 있습니다.

이는 ‘혈액 몇 방울’ 로 많은 종류의 검사가 가능하다고 하는 테라노스의 핵심 주장에 큰 타격을 줄 수 있습니다. 월스트리트 저널 기사에서는 앞으로 테라노스도 여타 전통적인 회사들처럼 환자의 팔에서 혈액을 뽑아야 할 것이라고 이야기하고 있습니다.

월스트리트 저널에서 첫번째 기사를 준비하는 동안 테라노스는 홈페이지의 문구도 수정했다고 합니다. “우리 테스트의 많은 부분은 피 몇 방울만 가지고도 가능하다 (Many of our tests require only a few drops of blood)” 며, “대게 아주 작은 용기 세 개 분량 (usually only three tiny micro-vials)” 이라는 문구를 삭제했습니다. 테라노스 측에서는 이 변화에 대해서 “더 정확한 마케팅을 위해서 (marketing accuracy)” 라고 했습니다만, 테라노스의 대한 최근 FDA의 판단과 맥락을 같이 하는 것이 아닌가 추측되고 있습니다.

수정된 테라노스 홈페이지 문구 (출처: WSJ)

이상 말도 많고 탈도 많은 테라노스를 둘러싼 최근 논란에 대해서 간략하게 살펴보았습니다. 테라노스에 대한 의구심은 그동안 지속적으로 제기되어 왔습니다. 하지만 ‘인류의 삶을 바꿔놓을 수 있는’ 혁신적인 기술을 보유하고 있다고 하는 테라노스에 대한 의심을 공개적으로 제기하기에는 부담이 따랐을 것입니다. 외부에 공개된 것이 없는 만큼, 기술이 존재하지 않는다는 것을 증명하기도 어렵기 때문입니다.

하지만 이렇게 월스트리트 저널이 이렇게 공개적으로 테라노스의 기술이 과장되었을 가능성이 있다, 혹은 실체가 없을 수도 있다는 보도를 내어 놓은 이상 테라노스에 대한 논란을 더욱 커질 것 같습니다. (기술의 존재 여부를 떠나서) 테라노스의 기업 가치가 훼손되는 것은 피할 수 없을 것 같으며, 기술의 공개 검증에 대한 압박은 더 심해질 것으로 예상됩니다.