존스홉킨스 메디슨이 전하는 최첨단 의료소식


"잘 맞는" 미생물 면역체계를 갖꾸는데 기여
 
자신에게 완벽하게 맞는 청바지를 찾는 사람들이 있는 것처럼, 인체의 특별한 면역체계 세포는 서둘러 미생물의 다양한 조각을 "입어" 보도록 하여 세포 표피에 맞는 모양을 찾게 하는 보조체계가 있는 것으로 보인다고 존스홉킨스 과학자들은 밝혔다.

이러한 보초체계가 어떻게 조작되는지 조사하기 위해 홉킨스 연구팀이 독감 바이러스로 실험한 결과, 세포의 표면에 꼭 들어 맞는 홈을 찾을 때까지 이러한 보조체계는 미생물의 화학적 모양을 먼저 느껴본다는 것을 발견했다.

"맞지 않는 미생물 부분을 없애 버리는 단백질 보조체계의 힘을 입어 면역체계 세포가 이러한 맞춤과정을 가속화 시키는 것으로 나타났습니다" 라고 생물물리학, 생물물리화학, 병리학 부교수인 Scheherazade Sadegh-Nasseri 박사는 밝혔다. 본 연구의 보고서는 면역학 학술지 ‘Nature Immunology' 1월호에 발행되었다.

연구가들은 이러한 "보조" 단백질 DM 이 면역체계가 감염성 세균의 인식이 가능한 부분에 맞는 항원을 조작해서 항감염 공격을 개시하는데 있어 필요하다는 것을 알고 있었다. DM 이 결손된 세포는 이러한 역할을 전혀 할수가 없다. 이번 홉킨스의 새로운 연구결과는 이 단백질이 가장 잘 맞아 떨어지는 항원을 선택하는 것을 감독한다는 것을 보여주고 있다.

이번 실험에서 항원이 부착되어 있는 시간을 측정한 결과, DM 은 우선 면역세포의 주의를 포착하기에 충분한 시간 동안 감염된 세포가 미생물에 붙어 있게 한것이 관찰되었다고 Sadegh-Nasseri 박사는 밝혔다.

이번DM 의 확대된 역할을 밝혀내기 위해 Sadegh-Nasseri 박사는 독감 바이러스로 부터 단백질 항원을 고립한 결과DM이 있는 세포는 보통 6일 동안 붙잡고 있었고, 이는 면역싸움이 시작되었음을 알리는 발열 및 콧물과 같은 증상이 나타나기에 충분한 시간이다. 정상세포에서 DM을 제거했을때, 세포는 독감항원에 전혀 들어붙지 않았다. 세포의 항원부착 부분을 변이시켰을때 독감 항원은 10분이 채 안되서 "떨어져" 버렸다.

홉킨스 과학자들이 항원을 입어보는 세포의 3차원 모형 부분을 조사한 결과, 항원은 DM이 있는지 없는지의 여부를 떠나서 10분 후에 떨어지지만 한 개의 구체적인 화학결합이 방해 받았을 경우에만 그러하다는 것을 발견했다.

"어떤 이유에서인지 DM은 이 화학결합을 변형해서 보통 보다 1000배가 더 빨리 항원이 떨어지게 합니다" 라고 Sadegh-Nasseri 박사는 밝혔다. "저희 연구팀은 이러한 현상을 보고 매우 놀랐습니다." 맞지 않은 항원은 10분이 채 안되서 떨어져 나가고 다른 항원으로 대체되었다. 반면 독감 항원처럼 잘 맞는 항원은 수일이 지나도록 부착되어 있었다.

"세포가 침략한 미생물에서 발견되는 수천개의 항원을 각각 시도할 때, DM이 이 특정한 화학결합을 방해함으로서 각각의 항원이 얼마나 잘 맞아 떨어지는지 감독하는 것으로 보입니다" 라고 Sadegh-Nasseri 박사는 말한다. "어떤 이유에서인지, 잘 맞는 항원은 DM의 공격을 저항할 수 있고 이렇게 부착된 항원은 결국 면역세포에 제시되어 감염에 대항한 투쟁은 시작됩니다."

"디자인어 청바지를 입어보는 것과 마찬가지로, 만약 청바지를 입었을 때 맨 위의 단추를 열어야만 편안하다면 가장 잘 맞는 청바지라고는 볼 수 없겠죠" 라고 박사는 덧붙였다.

본 연구는 미국립보건원의 보조금으로 이루어졌다.

본 연구 보고서의 저작가들은 모두 홉킨스 소속으로서 다음과 같다. Kedar Narayan, Chih-Ling Chou, AeRyon Kim, Isamu Hartman, Sarat Dalai, Stanislav Khoruzhenko, Sadegh-Nasseri.
 
당뇨환자의 반점시각상실 늦추는 치료제
 
중앙시각 상실을 늦추는 치료제가 동일한 부분의 중앙감광 망막 부위에서 당뇨환자의 시력상실의 요인이 되는 흔한 전구체를 밝혀내는데 도움이 될 것으로 기대하고 있다고 존스홉킨스 윌마 안연구소 과학자들은 보고했다.

존스홉킨스 연구가들은 황반변성 환자에게 효과가 있는 래니비주맵(ranibizumab)을 황반부종으로 시력을 상실해 가고 있는 환자에게 주입했다. 황반부종은 당뇨 합병증의 하나로 당뇨성 망막병증 진전의 첫 단계이다.

수개월에 걸쳐 이번 존스홉킨스 치료 연구가 이루어지는 동안 모든 환자가 표준 시력차트에서 적어도 2줄 이상을 더 읽을 수 있었다고 연구가들은 밝혔다. 또한 미세함을 감지하는 역할을 하는 망막의 중심부인 황반 두께가 평균 85퍼센트 감소한 것으로 나타났다.

"본 치료제의 장기적인 효과는 보다 큰 규모의 임상시험이 이루어져야 알 수 있겠지만, 이번 치료결과는 인상적입니다" 라고 존스홉킨스 윌마 안연구소의 안과 부교수인 Quan Dong Nguyen 박사는 밝혔다.

홉킨스 연구팀은 래니비주맵이 안구 후부에 필요치 않은 혈관의 성장을 부추기는 단백질을 방해하는 것으로 추정하고 있다. 혈관내피성장인자 (Vascular endothelial growth factor, VEGF) 는 당뇨로 인해 손상을 받은 혈관에 의해 안구내에 산소공급이 장애를 받을 때 분비된다.

산소를 더 확보하기 위한 자가 보호의 일환으로 VEGF는 새로운 혈관을 생성하도록 신호를 보내지만, 망막에 빛이 들어오는 것을 방해하기 때문에 시력을 향상시키기 보다는 거의 항상 손상을 입힌다.

"연구가들은 VEGF이 당뇨성 황반부종에 있어 주요한 역할을 하기 때문에 VEGF 신호를 막는 래니비주맵이 효과가 있을 것이라고 생각했습니다."

미국에는 4백만 이상의 당뇨 인구가 당뇨성 망막병증을 앓고 있으며 미국립안과원에 따르면 12중 1명이 적어도 어느 정도의 시력상실을 경험하고 있는 것으로 나타났다.

황반부종은 망막병증 진전의 첫단계로서 장기간에 걸쳐 통제되지 않은 과다한 혈당으로 인해 안구의 미세한 혈관이 손상되면서 안구 후부에 있는 망막에 액체와 지방이 누출됨으로 인해 발생한다. 부종은 초점을 방해하며 시각을 흐리게 한다. 더 심하게는 산소부족으로 인해 VEGF 생성 주기를 부추기기도 한다.

연구참가자 10명 모두는 임상시험을 시작할 때 부터 어느정도의 시력을 상실한 경우였고 래니비주맵이 각각 1개월, 2개월, 4개월 그리고 6개월 시점으로 주입되었다. 각각 환자의 황반의 두께는 최첨단 디지탈 영상기술을 이용하여 동일한 시점에서 각각 측정되었다.

"일주일이 채 안되어 몇몇 환자들의 황반두께가 극적으로 감소했으며 제차 주입에서 더 향상되는 것이 관찰되었습니다" 라고 존스홉킨스 의과대학의 안과학 교수이자 이번 연구의 조사가인 Peter Campochiaro 박사는 밝혔다.

래니비주맵은 신생혈관성 황반변성 치료제로 알려져 있으며 루센티스(Lucentis) 제품명으로 Genentech 사에 의해 개발되었다.
 
실험쥐 시험에서 자연 단백질이 치명적인 인체 뇌암을 제지할 수 있는 것으로 나타나
 
존스홉킨스와 밀란대학의 과학자들은 실험쥐를 대상으로한 실험에서 세포활동에 있어 선택적으로 양성변화를 유도하는 단백질을 이용하여 치명적인 인체 뇌암을 제지할 수 있음을 증명했다.

가장 흔한 형태의 뇌암은 신경교아세포종 (glioblastoma)으로서 줄기세포와 같은 뇌세포가 손상된 세포 교체하는 대신에 암조직을 형성하는 것이 특징이다. 줄기세포는 올바른 "신호"가 주어졌을때 인체의 어떤 조직으로도 분화할 수 있는 능력을 갖춘 모세포이다.

이번 치료연구를 위해서 연구가들은 신경줄기세포 유사군으로 하여금 줄기세포의 성질을 상실하게 분화하는 능력을 정지시키는 역할을 하는 골 형태발생 단백질(bone morphogenic protein)을 이용하였다.

먼저 연구가들은 인간 신경교아세포종을 제 4 골 형태발생 단백질 (bone morphogenic protein 4, BMP4) 로 선행 치료한 다음 실험쥐 뇌에 주입했다. 그 결과, BMP4처리를 하지 않은 세포를 주입한 실험쥐의 경우 커다란 침습성 암이 성장하였다. 반면, BMP4처리를 한 세포를 주입한 실험쥐는 암이 전혀 성장하지 않았다. 종양을 이식한 후 4개월이 지난 시점에서 무처리구의 모든 생쥐가 사멸한데 반해, BMP4 처리구의 생쥐는 모두 생존한 상태였다.

후속으로, 연구진은 신경교아세포종 세포를 이식한 실험쥐에게 BMP4를 천천히 방출시키는 "구슬"을 삽입했다. BMP4가 들어있지 않은 구슬을 삽입한 쥐는 대형 악성종양이 발달하여 사멸하였다. 반면 BMP4 구슬을 삽입한 쥐는 더 오랫동안 생존하였고, 80포센트가 암세포를 이식받은 후 4개월 생존했다.

"저의 연구진들은 신경교아세포종 제거수술 직후 암이 재성장하는 것을 예방하고 생존기간을 연장하기 위해서 환자들을BMP4 또는 이와 유사한 것으로 치료할 것을 기대하고 있습니다" 라고 홉킨스 신경외과 종양학부 관장이자 이번 연구에 공헌한 Alessandro Olivi 박사는 말한다.

Olivi 박사는 사람들을 대상으로 한 임상 연구를 1년 안에 시작할 계획이며 그것이 성공한다면 약물 치료법은 삼사년 안으로 나올 수 있을 것이라고 밝혔다.

"이번 연구결과는 BMPs가 암조직을 키우는 줄기세포 유사군을 고갈시킴으로서 신경교아세포종을 막을 수 있다는 아이디어를 증명하였습니다" 라고 홉킨스 신경외과 부장이자 이번 연구의 합작자인 Henry Brem 박사는 말한다. "이번 연구결과는 절망스러운 질환을 위한 치료법 및 요법 연구로 이어지는 문을 열어준 기대찬 성과가 아닐 수 없습니다."
 
"발기부전" 치료약이 자연적인 항암활동 강화시켜
 
가스로 가득찬 화학 전달물질을 생산을 촉진하고 혈관을 확장시켜 남성의 발기를 일으키는 실데나필(Sildenafil)과 유사 계통의 "발기부전 치료약" 이 암세포를 포착하여 면역체계가 이를 인식하고 공격하는 것이 관찰되었다고 존스홉킨스 시드니 키멜 암센타의 과학자들은 밝혔다.

대장과 유방에 종양을 이식한 실험쥐를 대상으로 검사한 결과, 실데나필로 치료받은 쥐의 종양 크기가 그렇지 않은 쥐와 비교했을 때 2배 내지 3배까지 감소한 것으로 나타났다. 조작으로 면역체계를 겹핍하게한 쥐를 관찰했을 때, 종양은 영향을 받지 않았으며, 홉킨스의 과학자들은 이러한 현상이 조사 대상인 약이 면역체계 자체의 세포반응을 부추기는 것을 암시한다고 밝혔다.

홉킨스 연구팀은 화학전달물질인 수치를 높인 일산화질소는 면역체계의 주의를 종양으로 부터 다른 곳으로 돌리는 특수화 세포를 기능을 약화시켜, 암을 공격하는T세포 무리가 설치류의 종양이 있는 지점에 이동하도록 한다고 말한다.

실험실에서 배양한 암세포에 실데나필을 주입한 결과 유사한 결과를 보였으며, 14명의 두경부암 및 다발성골수종 환자로부터 체취한 조직 샘플에서도 유사한 결과가 나타났다.

제품명 비아그라로 시판되고 있는 실테나필은 발기불능으로 고생하는 수백만명의 남성을 치료하는데 사용되고 있다. 그리고 최근에는 일산화질소 생산을 자극할 수 있는 약의 특성이 혈관과 혈액요소의 활동과 관련된 질환의 전문가들에 의해 조사되어 왔다.

이번 홉킨스 연구는 면역체계 요소를 이용하여 면역체계의 감시를 피할 수 있는 암의 성질에 기반을 둔 것이라고 존스홉킨스 키멜암센타의 부교수인 Ivan Borrello박사는 밝혔다.

Borrello박사와 그의 동료들은 종양이 일산화질소를 생산하는 면역세포를 조작하여 일종의 "안개"를 만들어내 종양을 공격하는 백혈구(T세포)에 의해 적발되지 않는것을 관찰하였다.

일산화질소를 생산하는 이 세포는 일명 골수파생 진압세포 (myeloid-derived suppressor cells, MDSCs) 불리며, 보통 일산화질소를 이용하여 면역체계가 외부 물질을 공격한 다음 "공격모드" 에서 감시모드로 제개할 수 있도록 한다.

발기부전 치료제는 MDSCs가 일산화질소를 생산하는 것을 중지시키고 면역세포로 하여금 암세포를 "포착"하고 공격하여 그러한 제개과정을 역행시키는 것으로 보인다고 Borrello 실험실의 특별 연구원이자 이번 연구 보고서의 주도 저작가인 Paolo Serafini 박사가 밝혔다.

일산화질소는 달갑지 않은 도시공해 스모그 현상을 부추기는 요소이지만, 의료 연구계에서는 세포 신호 역할과 인체를 방어하는 T세포의 역할을 변환시키는 것으로 나타나 그 중요성이 부각되고 있다.

"발기부전 치료제가 암을 치료할 수는 없습니다. 그러나 기존의 항암치료요법이나 면역요법 치료에 추가하여 사용할 수 있습니다 " 라고 Borello박사는 주의한다.

조사가들은 내년이면 사람을 대상으로한 조사를 착수할 예정이라고 밝혔다.

이번 연구는 이탈리아 암연구협회의 보조로 이루어졌다.

이번 연구보고서의 공동저작가들은 다음과 같다. 존스홉킨스 소속: Kristin Meckel, Michael Kelso, Kimberly Noonan, Joseph Califano, Wayne Koch. 이탈리아 파두아 Istituto Oncologico Veneto 소속: Luigi Dolcetti, Vincenzo Bronte.
 

 
신장결석 어린이들에게 더 흔하게 발생
 

최근까지만 하더라도 의료적 광행차로만 여겨졌던 어린이 신장결석이 꽤 흔한 질환으로 부각되고 있다. 이는 존스홉킨스 어린이센타의 소아과 전문의들에게 뿐만 아니라 미국 전역에 경고가 되고 있다.

아직 의료진들이 어린이 신장결석의 정확한 증가률과 원인을 밝혀내지 않았지만, 소아과 전문의들은 어린이들이 과다한 염분을 섭취하는 것에 반해 물을 너무 적게 마시는 것이 주된 원인이 것에 동의한다.

"신장결석이 있는 어린이들이 저희 병원을 찾는 수가 점점 증가하고 있습니다" 라고 존스홉킨스 어린이센터 신장결석클리닉 공동소장인 신장전문의Alicia Neu 박사는 밝혔다. "이러한 현상이 뜻밖이기는 하지만 빈약한 어린이들의 식단으로 인해 증가하고 있는 고혈압이나 2형 당뇨 및 비만이 늘고 있는 것을 감안한다면 완전히 놀라운 현상은 아닙니다."

신장결석이 심각한 경우는 드물지만 매우 심한 통증과 요도염을 일으킬 수 있다.

식단에서 염분을 줄이고 많은 양의 물을 마시는 것이 흔한 형태의 신장결석을 예방하거나 신장결석의 성장을 늦추는 최선의 방법이다. 몇가지 기억해야할 사항은 다음과 같다.

• 의료진들은 하루에 2.4그램 미만의 염분, 또는 6그램 미만 (1티스푼) 의 식용 소금을 섭취할 것을 권하고 있다.

• 칲스, 프래츨과 같이 염분이 많이 들어간 짠스낵을 피한다.

• 훈제고기와 절인 후 말린 고기와 같이 가공된 음식 및 소다와 통조림 식품은 염분이 가장 높은 제품들이다.

• 식품을 살때 "소금을 첨가하지 않은" 또는 "저염분" 이라고 라벨이 붙은 제품을 산다.

• 통조림 음식은 염분을 어느 정도 제거하기 위해 물로 헹군다.

• 차, 커피, 다크 초콜렛, 시금치, 견과류, 정제 밀기울은 일정한 형태의 신장결석을 일으킬 가능성을 높인다.

• 어린이의 경우 하루에 2리터(64온스)의 물을 마셔야 한다.

• 설탕이 첨가된 쥬스와 소다는 수화작용으로 적절하지 않다.

"분명한 사실은, 물을 마시는 문화가 바뀌어야 한다는 것입니다. 학교는 청량음료를 제한하고 병에든 생수를 충분히 공급해야 하며 어린이들이 화장실을 사용해야 할 때 그렇게 하도록 허락해야 합니다" 라고 어린이센타 소아과 결석클리닉의 공동관장인 비뇨기과 전문의Yegappan Lakshmanan박사는 주지한다.

어린이들이 충분한 물을 마시는지 아는 방법은 3시간 마다 소변을 보고 싶어 하는지 확인하는 방법이다. 이 보다 더 적게 소변을 본다면 탈수현상의 신호로 볼 수 있다고Lakshmanan 박사는 말한다.

신장결석의 신호와 증상은 다음과 같다.

• 허리 그리고/또는 옆구리의 강한 통증

• 빈번하고 고통스러운 소변

• 소변에 혈액 그리고/또는 혼탁한 소변

• 신장결석과 함께 나타나는 열을 동반하는 요도염

어린이센타 소아신장결석 클리닉은 영상기술, 치료, 영양관리 그리고 생활유형 상담을 한 곳에서 종합적으로 받을 수 있는 원스톱형 시설로 매우 편리하다.
 
보다 더 안전한 ICU: 저렴, 간단, "저테크"식 단계
 
존스홉킨스 안전 전문가들이 병원에서 가장 빈번하게 발생하고 비용이 많이 들며 치명적일수 있는 중환자실의 카테터-혈류성 감염 발생률을 저렴하면서도 저테크식의 관행을 강화하여 신속히 감소시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이러한 관행에는 상식적인 손씻기, 제시간에 불필요한 카테터를 제거하기, 가능하다면 서혜부 외에 라인을 설치하는 등의 예를 들었다. 이번 조사결과는 ‘뉴잉글랜드 의학저널' 12월 28일자에 개제외었다.

"상대적으로 간단한 이러한 관행을 사용하지 않을 이유가 없습니다" 라고 홉킨스의 환자케어 품질개선 센타의 의료관장이자 교수를 역임하고 있는 Peter Pronovost 박사는 밝혔다. Pronovost 박사는 미시간주 103개 중환자실을 대상으로 병원에서 흔한게 발생하는 감염을 감소시키기 위한 다양한 관행법을 시행 전중후 조사를 실시한 연구팀을 주도했다.

"환자의 안전을 현저하게 향상시키려면 자금과 시간이 너무 많이 든다는 잘못된 인식이 병원 임상자들 사이에 있습니다" 라고 Pronovost 박사는 말한다. "저의 연구팀의 조사결과는 임상팀이 안전 향상에 헌신하고 상대적으로 간단하고 안전한 방법을 부지런히 관찰한다면 최소한의 비용과 노력으로 상당한 향상을 가져올 수 있다는 것을 보여줌으로서 그러한 인식이 근거없는 통념임을 증명하고 있습니다."

미국 전역에 걸쳐, 치료와 모니터 목적으로 심장이나 그 근접 부위에서 끝나는 혈관에 삽입되는 중심정맥카테터로 인해 80,000 건에 해당하는 혈류성 감염이 매년 발생하는 것으로 추정되고 있다. 혈류성 감염은 미국에서만 하더라도 중환자들 사이에서 28,000 건의 사망 원인이 되고 있다. Pronovost 박사에 따르면, 경제적으로 보았을 때 건강보호시스템이 평균 환자 한 명당 소요하는 비용이 $45,000에 이르며 전국적으로 보았을 때에는 수십만 달러에 해당한다고 한다. "애초에 감염예방 시행단계에 드는 비용을 감안 한다면 차후에 드는 비용이 훨씬 많이 든다는 것을 알수 있습니다."

미시간 병원 시스템은 감염관리의 일환으로 의사와 간호사들을 훈련하고자 하는 감염예방조처 선구시험 지점이며 시행한 예방조처를 다음과 같다.
일회만 사용하도록 조정된 특별 표준 중앙라인 공급카트를 사용한다. 손씻기 등과 같은 감염관리 관행을 준수하고 있는지를 확인하기 위해 조종실 스타일 "열람표"를 사용할 것을 요구한다. 서혜부에 위치한 대퇴동맥은 무균상태를 유지하는 것이 매우 힘이 들기 때문에 카테터를 설치하는 것을 피한다. 새로운 절차로 바뀔 때마다 장갑, 가운, 마스크를 교체하여 사용한다. 클로로헥시딘(chlorhexidine)으로 환자의 피부를 세척한다. 카테터는 차후에 다시 필요할 가능성이 있더라도 되도록이면 빨리 제거한다.

또한 이 안전계획에서는 의료팀 중 누구라도 확인 열람서에 준수되지 않은 사항을 발견하는 경우 "즉시중단"지시가 요구된다. 주중 회의와 분기별 회의에서 의료팀은 카테터로 인한 혈류성 감염 발생건수와 비율에 대한 서로의 의견을 나눈다.
Pronovost 박사는 이번 연구조사팀은 미시건주의 375, 757일에 해당하는 중환자 카테터설치 정보를 수집했다. 이 자료는 안전조처시행 후 18개월에 걸쳐 분기마다 집결되었다.

시행조처가 착수되었을 때 결과는 극적으로 달랐다. 안전조처가 착수된 후, 카테터로 인한 혈류성 감염의 중간률은 카테터 사용 1,000일 당 기저값 2.7에서 0으로 감소했으며 평균률은 16개월 내지 18개월 후속 조사결과 기저값 7.7에서 1.4로 감소했다.

이번 조사연구는 의료품질연구소의 연구 보조금으로 이루어졌다.
 

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