국내 연구진이 신개념 진단·치료를 돕는 기술을 개발해 의료기기 상용화 기대감을 높이고 있다.

18일 업계에 따르면 국내 연구진이 파킨슨병 진단 검사로 초기 치매 전환을 예측하고 혈액 한 방울로 전립선암의 진단부터 치료 예측하며 경도인지장애를 조기 진단할 수 있는 바이오마커를 개발하는데 성공했다.

연세대학교 의과대학 용인세브란스병원 신경과 정석종·전민영 교수는 최근 한국과학기술원(KAIST) 바이오및뇌공학과 정용 교수팀과 함께 파킨슨병 진단 검사로 초기 치매 전환을 예측하는 바이오마커(생체 표지자)를 개발했다.

연구팀은 도파민 운반체 양전자 단층 촬영(FP-CIT PET)을 이용해 파킨슨병에서 초기 치매 전환을 예측하는 신경영상 생체 표지자를 개발하고자 했다.

연구팀은 2015년에서 2017년 사이 세브란스병원에서 새롭게 파킨슨병을 진단받은 187명의 환자를 5년 이상 추적 관찰 후, 치매로 전환된 치매고위험군(47명)과 전환되지 않은 저위험군(140명)을 나눴다.

연구에는 FP-CIT PET을 시간 경과에 따라 이중 단계(Dual-phase)로 촬영한 영상을 활용했다. 이 중 뇌의 관류 패턴을 반영하는 것으로 알려진 조기 단계(Early-phase) 영상을 정량 분석해 파킨슨병 환자의 뇌 관류 패턴을 통해 초기 치매 전환을 예측할 수 있는지 분석했다.

연구 결과, 파킨슨병 치매 고위험군은 저위험군에 비해 하부 내측 측두엽, 후측 띠이랑, 뇌섬엽 등 알츠하이머병에서 흔하게 관류가 떨어지는 부위에 저관류 패턴을 보였다.

또 우측 내후각피질, 좌측 편도체, 좌측 띠이랑잘록에서의 관류 패턴을 기반으로 한 선형 판별분석 예측 모델은 치매로의 초기 전환을 뛰어난 성능으로 예측했다.

이는 FP-CIT PET의 조기 단계 영상에서 알츠하이머병과 연관된 부위의 저관류는 파킨슨병 환자에게서도 치매 초기 전환을 예측하는 데 유용한 신경영상 생체 표지자로 작용할 수 있음을 나타낸다.

연구팀은 FP-CIT PET은 파킨슨병 진단에 필수적인 검사로 한 번의 검사로도 뇌 관류 양상 파악과 초기 치매 전환 예측에 활용할 수 있기에 이번 연구를 통해 개발한 생체 표지자는 향후 치매고위험군을 선별해 인지기능 관리 전략을 세우고 인지중재치료 등 적극적인 치료를 제공하는 데 도움이 될 것으로 기대했다.

인제대 정재승·한기호 교수는 최근 서울대 변석수 교수와 함께 혈중암세포의 전립선특이막항원(PSMA) 메신저리보핵산(mRNA) 농도를 측정해 전립선암을 진단할 수 있는 검사 방법을 개발했다.

연구팀은 6년 동안 추적·관찰해온 전립선암 환자 247명의 혈액을 채취, 혈중암세포(CTC)를 분리했다.

이어 이 암세포들이 발현하는 PSA·PSMA 등 6가지 전사체(mRNA)의 발현량을 측정했다.

그 결과 혈중암세포에서 발현되는 PSMA mRNA 농도가 수술 후 전립선암 환자의 생화학적 재발과 밀접한 관련이 있다는 사실을 확인했다.

이 새로운 바이오마커(질병의 진행 정도를 진단하는 생물학적 지표)를 활용해 단순한 혈액 검사만으로 전립선암의 재발과 진행, 약물 치료 반응성을 예측할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 종양의 위치에 대한 공간적인 정보를 제공하는 PSMA 영상과 혈중암세포 기반 PSMA 검사를 결합하면 PSMA PET-CT의 위양성(가짜 양성) 오류 문제를 해결하고 전립선암 진단 치료 정확성을 높일 수 있을 것으로 내다봤다.

한국한의학연구원 디지털임상연구부 김재욱 박사팀은 최근 건강한 사람과 MCI 환자 간 ERP 평균값에는 큰 차이가 없다는 점에 착안, ERP의 변동성을 측정하는 방법을 제안했다.

인지장애를 효과적으로 치료하기 위해서는 조기 진단이 매우 중요하다.

선택적 주의력을 보는 '사건 관련 전위(ERP·특정 사건 관련 뇌 내 반응)'를 측정해 진단하는데, 통상적으로 자극이 발생해서 인지가 일어나는 데까지 걸리는 300㎳(0.3초) 근처에서 관찰되는 평균 뇌전위 값을 계산하는 방식이 쓰인다.

연구팀은 우선 MCI 환자군과 정상인지 대조군 등 1천524명을 대상으로 5분 동안 256개의 표준 청각자극과 64개의 목표 청각자극을 무작위로 제시한 뒤 목표자극에 대해서만 버튼을 누르도록 했다.

전두엽 뇌파측정장치(EEG)로 시간에 따른 전위의 크기 변동성을 측정한 결과 MCI 환자의 ERP 변동성이 건강한 사람보다 12∼18% 큰 것으로 나타났다.

자극 후 0.2초가 지났을 때 초기 뇌 반응의 변동성은 12% 정도였지만, 감각 정보에 대한 인지가 일어나는 0.3초 구간에서는 변동성이 18%로 증가하는 것으로 나타났다.

MCI 환자군의 집중력 지속시간이 상대적으로 짧고 신경 처리 과정이 불안정하다는 것을 의미한다.

연구팀은 ERP 변동성 지표를 기존 ERP 지표나 신경 심리학적 검사 결과와 통합하면 경도인지장애 환자 조기 진단 가능성을 더욱 높일 수 있을 것으로 기대했다.