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서울대, 류머티스성 관절염 탐지용 PET 스캔 추적자 개발

   유세비 기자   2018-06-20 14:17
▲류머티스성 관절염으로 인한 통증으로 고생하고 있는 노년의 여성(출처=셔터스톡)

 

류머티스성 관절염(RA)은 만성 염증 및 통증과 관련된 자율면역질환으로, 환자의 손과 발에 끊임없는 고통을 불러 일으키는 질병이다.

이 질병은 조기에 진단할수록 치료가 수월한 경향이 있다. 그러나 류머티스성 관절염을 확진할 수 있는 단일 테스트가 존재하지 않기 때문에, 진단에 어려움이 있었다. 하지만 최근 한국의 연구진이 새로운 이미지 영상 추적자를 사용해 관절 염증을 시각화할 수 있는 새로운 방법을 개발했다.

류머티스성 관절염 조기 진단법

류머티즘 연구자들이 RA를 진단하기 위해 사용하는 가장 일반적인 방법은 환자의 병력과 신체검사, 영상 테스트, 혈액 분석 등이다. RA가 조기 단계에 정확한 증상을 보이지 않는다면, RA를 판단할 수 있는 단일 테스트는 존재하지 않는 셈이다.

전문가들은 관절 염증과 부기, 통증을 확인했더라도, 근본적인 원인을 찾을 수 있도록 추가 테스트를 진행해야 한다. RA를 위한 혈액 분석은 항체 같은 생물학적 지표를 확인하는 반면, MRI 스캔 같은 영상 테스트는 관절 손상의 증상을 검사한다.

그러던 중, 서울대학교 의과대학의 연구진이 RA 조기 진단을 위한 새로운 방법을 개발했다. 연구진은 PET 스캔(양전자방사단층촬영)을 위한 영상 추적자를 만들어냈다. 추적자는 플루오린-18 FEDAC – 식별용 방사선 동위원소 리간드라는 명칭이 붙었다. 리간드는 표적 세포의 특정 수용체와 결합되어 있는 약물 또는 물질의 분자구조다. 연구진은 세포 또는 수용체를 추적 또는 활성화, 비활성화 하기 위해 이 리간드를 사용했다.

18F-FEDAC는 수송체 단백질(TSPO)이라고 알려진 특정한 면역 세포에 있는 특정한 단백질을 표적으로 삼고 있다. TSPO는 대식세포와 호중구의 면역조절에 영향을 미치며, 이 단백질의 발현은 과장된 염증성 반응을 유발한다. 그러나 두 가지 면역 세포 중, 대식세포는 주로 염증성 관절 질환의 원인이 되고 있다.

대식세포는 케모카인과 시토킨 같은 항염증성 화학물질을 생성한다. 이 화학물질은 치유율을 개선하고 손상된 조직을 보수하는 반면, 고농도의 화학물질은 홍반과 부기 같은 부작용으로 이어진다. 이것이 자율면역과 연결된다면, 대식세포는 연골과 뼈의 파괴에 영향을 미치게 되어, RA로 나타나게 된다.

서울대 의대 연구진은 TSPO가 활성화된 대식세포에 상당량이 들어있다면, 18F-FEDAC의 결합이 쉬워질 것이라고 설명했다. TSPO가 결합되면, 임상의는 PET 스캔을 사용해 활성화된 대식세포의 위치와 면역 세포가 관절을 공격하고 있는지 여부도 확인할 수 있게 된다.

“관절의 임상적 증상이 시작하기도 전에 류머티스 관절염의 조기 진단을 위한 염증성 바이오 지표로써 18F-FEDAC PET의 가치를 보여주는 새로운 연구”라고 이번 연구의 공동 저자인 천기정 박사는 설명했다.

연구진은 추적자의 정확성을 판단하기 위해 쥐 모델을 사용해 테스트했다. 그리고 새로운 18F-FEDAC 추적자와 표준 18-F FDG추적자를 사용해 탐지율을 비교했다. 그리고 현미경으로 동물의 조직을 조사해 대식세포와 TSPO의 발현을 분석했다. 분석에 따르면, 추적자의 활용도는 비활성화된 대식세포에 비해 TSPO가 증가된 활성화 대식세포에서 높게 나타났다.

▲의사에게 류머티스성 관절염을 상담하고 있는 중년의 여성(출처=셔터스톡)

 

그리고 관절염 증상이 있는 관절에서의 18F-FEDAC의 활용도는 23일째 발현돼, 표준 추적자의 활용도 37일째와 비교됐다. 연구 결과에 따르면, 새로운 리간드는 PET 스캔을 사용한 RA의 공통 부위에서 염증 증상을 탐지할 수 있으며, 이는 RA의 조기 진단 및 항류마티즘 약의 즉각적인 전달에 도움을 줄 수 있는 것으로 분석됐다.

“이번 결과는 분자 영상법과 핵의학의 범위를 확장해 맞춤형 치료 결과 개선에 기여할 것”이라고 천 박사는 덧붙였다.

염증 증상을 탐지할 수 있는 PET 영상법 사용

임상의들이 찾고 있는 것이 정확히 무엇인지 알지 못한다고 하더라도, PET 스캔은 류머티즘 관절염의 증상을 탐지하기 위해 거의 사용되지 않았었다. 그러나 PET 스캔으로 활액막염이라고 부르는 관절 증상을 탐지할 수 있으며, 이는 RA와 관련이 있다.

임상의들은 네덜란드의 VU대학 의료센터에서 실시한 연구를 바탕으로 RA를 판단하고, 영상 결과로부터 활액막염의 증상을 찾기 위해 PET스캔을 사용할 수 있다. 이 연구에서 연구진은 9개월간 25명의 환자를 조사했다. 환자들은 RA 활동성을 제한하는 치료를 받고 있지만, 활액막염은 명확해 보이지 않았다.

연구진은 PET 스캔을 사용해, 각 환자마다 22개의 관절을 스캔했다. 그 중 11개에서 부은 관절을 확인할 수 있었다. 그리고 단일의 부은 관절은 단일의 재발로 간주했다. 연구는 소규모로 시행됐기 때문에 향후 추가 연구가 필요해 보인다. 그리고 이번 연구 결과를 통해, PET 스캔은 관절 부기의 임상적 발현을 통해 RA를 판단하는 데 도움이 될 것으로 보인다.

류머티즘 관절염의 현재 치료 목적은 증상을 완화하고 진행률을 늦추는 것이다. 치료법에는 비스테로이드계 항염증제와 코르티코스테로이드, 항류머티스 제제, JAK 억제제 등이 있다. RA 증상이 심각한 경우, 관절 기능을 회복하기 위해 관절 교체술을 권하기도 한다.

[메디컬리포트=유세비 기자]

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