뛰는 놈 위 나는 놈… 교묘해지는 도핑, 진화하는 ‘AI 수사관’[한국과학기술연구원(KIST) 함께하는 과학 다이브]

도핑과 과학기술의 한판 승부

벤 존슨·마라도나·암스트롱 추락
러는 ‘올림픽 출전금지’ 불명예

금지약물 100개→800여개로 늘어
뇌 자극·유전자 조작 수법도 등장

인공지능 활용 첨단 디지털 검사
섭취 식품 도핑물질 여부도 분석

모든 생체 표지 인자 분석 기술
전 세계서 한·미·브라질만 보유

올해로 설립 40주년을 맞은 도핑컨트롤센터는 올림픽 등 대규모 국제대회로 국내 도핑 전문가들을 파견하고 있다. 사진은 지난 5월 도핑방지 세미나에 참가한 전문가들이 기념 촬영을 하는 모습.

1988년 서울올림픽은 우리나라뿐만 아니라 세계 올림픽 역사에서도 길이 남을 기념비적인 대회였다. 앞서 1980년 모스크바와 1984년 로스앤젤레스에서 연거푸 반쪽짜리 대회가 열릴 만큼 대립과 갈등이 심했던 동서 진영의 냉전 시대를 지나 여러 국가가 모처럼 모두 참가하며 냉전 종식과 인류 화합에 크게 기여한 올림픽으로 평가받고 있다. 하지만 여러모로 더 큰 세계적 화제는 따로 있었다. 바로 36년이 흐른 지금도 여전히 사상 최악의 도핑 스캔들 중 하나로 회자되고 있는 100m 육상스타 벤 존슨의 금메달 박탈 사건이다.

캐나다 국적의 벤 존슨 선수는 동갑내기인 미국의 칼 루이스 선수와 세기의 라이벌 구도를 형성하며 당대를 호령했던 스프린터다. 국제대회에서 번번이 루이스에게 밀려 아쉬움을 삼켰던 존슨은 1987년 세계육상선수권대회에서 비로소 루이스의 벽을 넘어서며 9초 83의 세계신기록으로 우승했다. 그리고 이듬해 서울올림픽에서 9초 79로 다시 한번 세계신기록을 경신하며 루이스를 제치고 금메달을 목에 걸었다.

하지만 영광은 3일 천하로 끝났다. 존슨의 도핑 검사 결과 대표적인 금지 약물인 아나볼릭 스테로이드가 검출된 것이다. 서울발 속보 경쟁이 전 세계로 뜨겁게 펼쳐졌고 결국 그의 올림픽 금메달은 박탈됐다. 세계기록도 무효 처리됐다. 세계를 놀라게 한 이 희대의 사건은 그간 암암리에 금지 약물을 사용하는 것으로 의심받아 온 동구권 공산주의 국가들뿐만 아니라 서방 자유세계까지 지구촌 스포츠계 전반에 걸쳐 도핑 문제가 만연해 있다는 사실을 알리는 중요한 계기가 됐다.

고된 훈련을 하지 않고도 단기간에 운동 능력을 끌어올릴 수 있는 약물 복용은 사실 매우 오랜 역사가 있다. 고대 그리스에서 열린 올림픽에서도 운동선수들은 경기를 앞두고 무화과나 버섯, 지금은 성분을 알 수 없는 모종의 가루약 등을 먹으며 성적 향상을 꾀했다고 한다. 근대에는 술과 아편도 동원됐다.

국제올림픽위원회(IOC)가 약물 복용의 심각성에 대해 경각심을 갖게 된 것은 1960년 로마올림픽에서 덴마크의 사이클 선수가 각성제인 암페타민 과다 복용으로 사망하는 사건이 벌어지면서부터다. 이를 계기로 IOC와 각 경기 연맹은 약물 복용을 금지하기 시작했고 1968년 동계올림픽부터 도핑 테스트가 공식화됐다.

하지만 메달을 박탈당하고 국제대회 출전이 금지되는 사례들은 끊임없이 등장했다. 독일 통일 전 1970~80년대의 동독은 체제의 우수성을 보여 주기 위해 정부 차원에서 운동선수들에게 강제로 금지 약물을 투여하고 이를 은폐했다. 결국 통일 후 발각돼 일부 가해자들이 재판에서 유죄 판결을 받았지만 심장질환, 암, 불임 등의 더 큰 후유증은 선수들이 고스란히 떠안게 됐다.

아르헨티나 축구 영웅 마라도나가 1994년 미국 월드컵에서 선수 생활의 마침표를 찍게 된 것도 금지 약물 때문이다. 조별 예선 경기 후 치른 도핑 검사에서 그는 금지 약물인 에페드린에 양성 반응을 보였다. 많은 나이에도 여전히 전성기 때의 실력을 과시해 1986년 멕시코 월드컵 우승에 이어 다시 한번 월드컵을 품에 안을 것이라 기대했던 전 세계 축구 팬들은 큰 충격에 빠질 수밖에 없었다.

인간 승리의 표상으로 전 세계의 추앙을 받아 온 미국의 사이클 황제 랜스 암스트롱의 추락은 더 충격적이었다. 암스트롱은 투르 드 프랑스 7연패라는 전무후무한 대기록을 쌓았다. 특히 고환암을 딛고 이뤄 낸 위업이라 더 큰 찬사를 받았다. 하지만 팀 동료로부터 금지 약물에 관한 소문이 흘러나왔고 남성성을 촉진하는 테스토스테론과 적혈구 생성을 촉진하는 에리트로포에틴을 투입해 왔던 게 사실로 밝혀졌다. 국제사이클연맹은 “스포츠 역사상 가장 정교하고 전문적인 도핑 기획”이었다며 그의 우승 기록 박탈과 영구 제명을 결정했다.

2014년 소치동계올림픽에서는 러시아 정부가 자국 선수들의 금지 약물 복용 사실을 숨기기 위해 도핑 검사에서 조작된 결과를 발표한 것을 눈치챈 세계반도핑기구가 한동안 러시아의 올림픽과 세계선수권대회 출전을 금지했다. 이 때문에 2022년 베이징동계올림픽에 출전한 러시아 선수들은 정식 국호 대신 러시아올림픽위원회(ROC)라는 명칭을 달고 나왔는데 그 와중에도 도핑 파문은 계속됐다. 러시아의 강력한 피겨 금메달 후보 카밀라 발리예바가 심장 보호 작용을 하는 트리메타지딘을 복용한 것으로 알려져 결국 메달의 꿈을 접었고, 근육강화제 클로스테볼 등의 검출로 스페인·이란·우크라이나 선수들이 줄줄이 퇴출당했다.

도핑 검사는 통상적으로 선수의 소변과 혈액을 분석하는 방법으로 진행된다. 규모가 큰 대회의 경우 약 10%의 선수들을 무작위로 뽑아 약물 검사를 시행한다. 대표적인 검출 방법은 크로마토그래피 질량분석기를 사용하는 것이다. 스테로이드계 약물은 방사성동위원소 분석 장비로도 잡아낼 수 있다. 근육강화제 등에 포함된 탄소를 분석해 체내에서 자연스럽게 분비된 것인지 아니면 외부에서 주입된 것인지를 알아낼 수 있는 것이다. 자신이나 타인의 피를 수혈해 적혈구 수와 헤모글로빈 농도를 끌어올리는 혈액도핑은 여러 가지 혈액 파라미터를 분석해 재주입 여부를 확인한다.

올림픽과 세계선수권대회 같은 대규모 국제대회가 열리면 전 세계의 많은 도핑 전문가도 검사를 돕기 위해 개최지에 집결한다. 우리나라에서는 한국과학기술연구원(KIST) 도핑컨트롤센터의 전문가들이 파견되는데 2020년 도쿄올림픽에서는 성장호르몬 및 유사 금지 약물, 적혈구 생성촉진인자 분석기술과 도핑 시료 분석 등의 첨단 노하우를 일본 현지 전문가들에게 전수하고 돌아왔다. 올해 설립 40주년을 맞는 센터는 1986년 서울아시안게임과 1988년 서울올림픽을 앞두고 처음 문을 열었다. 존슨의 금지 약물 복용 사실을 적발한 것도 이곳이다.

시대를 막론하고 금지 약물의 유혹은 쉽사리 뿌리치기 힘든 것이다. 당시 100여종이었던 금지 약물 수는 현재 800여개까지 늘어났다. 발각되지 않기 위한 방법도 더욱 교묘해지고 있다. 최근에는 체내 적혈구 생성을 촉진해 지구력을 극대화하는 적혈구 생성 촉진인자 호르몬제나 성장호르몬제를 넘어 브레인·유전자 도핑까지, 기존의 방법으로는 좀처럼 분석과 검출이 쉽지 않은 기술도 등장하고 있다.

브레인 도핑은 특수 장비를 통해 약한 전류로 뇌의 특정 부위를 자극해 균형감각과 운동기능을 극적으로 끌어올리는 방법이다.(그림①)

유전자 도핑은 스포츠 활동과 관련된 유전자의 결함과 결핍을 보완해 빠른 근육 강화와 근섬유 재생, 염증 감소, 회복력 향상 등을 도모하는 유전자 조작 기술이다.

과거와는 전혀 다른 차원의 최신 도핑 수법을 찾아내기 위한 과학기술의 진화도 그에 못지않게 빠르다. 방대한 도핑 데이터를 학습한 인공지능이 패턴을 인식해 도핑 가능성이 높은 사례를 신속하게 식별하는 iD²(intelligent Doping Diagnosis) 등의 첨단 디지털 도핑 기술이 대표적이다. 기존의 혈액 시료 분석법과 달리 운송과 보관이 자유로운 건조혈반 기술, 선수 생체 여권 빅데이터를 기반으로 금지 약물 복용을 선제적으로 예측하는 분석시스템 등도 연구가 활발하다. 적혈구 생성 촉진인자 호르몬제나 성장호르몬제 정밀 분석기술은 이미 확보된 상태이다.(그림②)

한편에서는 스포츠의 생명인 공정성과 선수들의 건강을 함께 지킬 수 있는 기술 개발도 활발하다. 무심코 감기약이나 보충제 등을 먹었다가 뜻하지 않게 도핑에 적발되는 선의의 피해자들을 구제하기 위해 선수들이 섭취하는 식품과 약물에 도핑 물질이 포함됐는지를 미리 확인하는 식품 도핑 기술(VFD)이 개발되고 있다. 최근에는 체대 입시생을 대상으로 한 정기 검사와 교육 프로그램도 주요 관심사다. 경쟁이 워낙 치열하다 보니 일부 학생들의 금지 약물 사용 가능성까지 대두되고 있기 때문이다.(그림③)

손정현 KIST 도핑컨트롤센터장

이처럼 공정하고 건강한 스포츠 환경을 만들기 위한 노력에 힘입어 우리나라는 까다로운 조건 때문에 아직 전 세계 30여개소밖에 없는 세계반도핑기구(WADA) 인증 공식 분석기관 중 한 곳이다. WADA의 ‘전 세계 도핑센터별 고위험 종목 특수분석 기술’ 자료에 따르면 모든 종류의 생체 표지 인자 분석 기술을 갖고 있는 나라는 전 세계적으로 한국, 미국, 브라질 등 3곳뿐이다.

오는 26일 전 세계가 하나 되는 축제, 파리올림픽이 4년 만에 다시 개최된다. 이미 한 해 전부터 각국 대표 선수들을 대상으로 사전검사와 도핑 방지 대책에 분주했던 국내외 반도핑 전문가들은 개막이 한 달도 남지 않은 지금 더욱 바쁜 나날을 보내고 있을 게 분명하다. 130년 전 근대 올림픽의 창시자인 쿠베르탱 남작은 “건강한 몸에 건전한 정신이 깃든다”라는 명언을 남겼다. 더불어 “올림픽의 정신은 이기는 것이 아니라 잘 싸우는 것”이라는 말도 전하고 있다. 그가 남긴 진정한 올림픽 정신의 수호를 위해, 또 스포츠라는 순수한 열정을 향한 선수들의 도전과 헌신이 공명정대한 결과로 이어질 수 있도록, 오늘도 무대 뒤에서 동분서주 굵은 땀을 흘리고 있을 그들 모두에게 뜨거운 응원의 박수를 보낸다.

■손정현 센터장은

대한민국 최고의 반도핑 과학자로서 지난 20여년간 직간접적으로 반도핑 과학에 헌신하고 있다. 그동안의 경험을 바탕으로 도핑컨트롤센터를 세계 최고의 자리로 이끌었으며 혁신적인 기술 개발, 끊임없는 아이디어와 도전으로 공정한 스포츠 정신을 지키는 데 기여하고 있다.

손정현 KIST 도핑컨트롤센터장