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강직성 척추염 결함 유전자 발견, 새로운 치료법 가능성 제기
2018-10-08 13:35:21
김성은
▲강직성 척추염은 주로 척추와 엉덩이에 증상이 나타난다(출처=셔터스톡)

일반적인 관절염 질환과 연관 있는 기능 이상 유전자가 면역 세포 손실과 관련이 있다는 연구 결과가 발표됐다. 면역 세포는 각종 질환을 예방하는 기능을 한다.

미시간주립대학 연구팀은 강직성 척추염과 관련된 유전자 세포질그물 아미노펩티다아제 1(ERAP1)을 발견했다. 이번 연구는 학술지 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)에 발표됐다.

자율면역질환과 관련된 유전자를 밝히다

강직성 척추염(AS)은 자율면역장애이며 척추에 주로 발생하는 관절염의 한 형태다. 이 질병은 전 세계적으로 수백만 명의 사람들이 앓고 있다. 증상은 주로 척추와 엉덩이에 나타나며 빠르게는 17세부터 발병돼 평생 지속된다. 다른 관절염과 마찬가지로 현재까지 이 증상을 치유할 방법은 없다.

한편, 미시간주립대학 연구팀은 강직성 척추염과 관련된 유전자를 발견했다. ERAP1 유전자의 기능 이상으로 인해 질병 예방 기능을 하는 중요한 면역 세포가 손실된다는 것을 밝혀냈다. 연구팀은 강직성 척추염이 다른 자율면역질환처럼 작용한다는 것을 강조했다. 자율면역질환이란 면역체계가 건강한 세포와 병든 세포를 구분할 수 없는 질병이다.

ERAP1 유전자는 같은 이름의 단백질에 지시를 한다. 유전자 이름처럼, 이 단백질은 세포의 세포질그물 구조에 직접 영향을 미친다. 이 세포 구조는 단백질을 처리 및 수송하는 기능을 한다. ERAP1 단백질은 펩타이드를 생성하기 위해 다른 단백질을 잘라내는 효소다.

연구팀은 기능 이상 유전자를 조사하기 위해 쥐 모델을 대상으로 강직성 척추염을 연구했다. 그리고 ERAP1이 결핍된 실험에게서 Tr1s라고 불리는 특정 유형의 면역 세포가 상당히 소실됐다는 것을 확인할 수 있었다. 2014년에 발표된 연구에 따르면, Tr1s 또는 유형 1 조절 T세포는 적절한 면역 반응을 관리하는 데 중요한 역할을 하며 이 세포에 조절 장애가 발생하면 자율면역기능에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다.

“우리는 ERAP1 활동성이 줄어들면 Tr1s라는 특정 면역 세포가 소실되는 것과 상관관계가 있다는 것을 증명했다. 즉, Tr1s가 건강한 조직 및 세포를 공격할 수 있는 과잉 면역 반응을 조절하는 역할을 한다는 것을 밝혀낸 것이다. 이번 연구 결과를 통해 유전자와 Tr1s에 중점을 두게 됐다”고 선임 저자 겸 소아과 교수인 안드레아 아말피타노 박사는 설명했다.

유전자가 강직성 척추염 환자에게 미치는 영향

Tr1s가 적절한 면역 반응을 유지하는 데 불충분한 경우, 강직성 척추염 환자는 골반과 척추 관절에 뼈 융합이라는 증상이 나타난다. 이 증상은 만성 통증과 장애로 이어지고 조절 면역세포의 결핍으로 위장관 문제처럼 관련된 여러 질환이 발생할 수 있다.

미시간주립대학의 율리야 페펠야예바 박사에 따르면, Tr1s는 염증성 장 질환을 포함해 여러 위장 질환과 관련되어 있다. 쥐 모델 연구 결과에 따르면, 면역세포의 양이 줄어들면 위장관에 염증 반응이 높아지는 것으로 나타났다.

▲AS 환자는 골반과 척추에 뼈 융합 증세가 나타난다(출처=셔터스톡)

연구 결과가 시사하는 점

연구팀은 이번 연구 결과를 바탕으로 Tr1s 세포 문제를 해결할 수 있는 새로운 면역치료 모델을 연구할 수 있게 됐다. 페펠야예바 박사는 Tr1s 결핍과 관련된 강직성 척추염 면역치료의 한 사례로 주사를 언급했다. 이 주사에는 환자의 문제를 바로잡을 수 있는 Tr1s 세포가 상당량 들어있다.

그 외에도 새로운 치료법으로 염증 반응을 바로잡아 면역 체계를 개선할 수 있다. 그 결과 척추와 골반의 염증과 관련된 뼈 융합 증상을 개선할 수 있을 것으로 전망된다. 그러나 연구팀은 유전적 기능 이상을 더욱 제대로 이해하기 위해 추가 연구가 필요하다고 덧붙였다. 향후 연구에서는 ERAP1 유전자와 다른 면역질환의 면역 세포 간의 관계를 밝힐 예정이다.

강직성 척추염이란 무엇인가?

미국국립보건원(National Institutes of Health, NIH)에 따르면, 미국에서만 강직성 척추염 발병률이 인구 1,000명당 3.5~13명에 달한다. 유전질환과 관련된 자율면역 장애이지만, 증상은 유전질환과 완전히 다르다. 이와 관련된 또 다른 유전자인 사람백혈구항원복합체 B27이 유전된 어린이 중 80%가량은 걸리지 않는다.

임상 증상은 사람마다 다르다. 대부분의 경우 사춘기 말에 증상이 나타나기 시작하지만, 성인기에 시작하는 사람도 있다. 유년기에 나타나거나 노년기에 나타나는 사람도 더러 있다. 등 아랫부분과 엉덩이에 잦은 통증이 생기고 강직 현상이 나타난다. 통증은 주로 밤에 나타나지만 아침에 악화할 수 있다. 미국척추염협회(Spondylitis Association of America)에 따르면, 치료법에는 규칙적인 운동과 치료제, 통증 부위의 냉찜질 또는 온찜질, 자세 교정, 교정 수술 등이 있다.

[메디컬리포트=김성은 기자]


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