외상성뇌손상, 혈액 바이오마커로 손쉽게 진단
외상성뇌손상, 혈액 바이오마커로 손쉽게 진단
  • 황 현 기자
  • 승인 2020.07.31 20:22
  • 댓글 0
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바이오마커, 질병 진단 및 진행 정도까지 밝혀내
혈액내 NfL, 외상성뇌손상 진단할 수 있어

바이오마커는 이제 익숙한 용어가 되었다. 미국 국립보건원(NIH)은 ‘바이오마커란 정상적인 생물학적 과정, 질병 진행 상황, 치료방법에 대한 약물의 반응성을 객관적으로 측정하고 평가할 수 있는 지표’라고 정의했다. 다양한 바이오마커들이 질병 진단은 물론, 후보물질 개발 단계에서부터 신약개발 단계에 이르기까지 활용되어지고 있다.

출처: 게티이미지뱅크
출처: 게티이미지뱅크

외상성뇌손상, 지금까지 정확한 진단하기 어려워

외상성뇌손상은 교통사고, 산업 재해, 스포츠 손상 등 각종 사고에 의한 뇌손상으로 특히 교통사고는 척수 손상과 더불어 뇌손상을 일으키는 주원인이다. 교통사고로 인한 대다수의 외상성뇌손상은 폐쇄성 뇌손상이며 이 경우 뇌는 다발성 또는 미만성 손상을 받게 되므로 다양한 신체적, 신경행동학적 장애를 나타내게 된다. 미국의 경우 외상성 뇌손상은 척수손상과 비교하여 볼 때 빈도는 40배, 유병률은 30배 높으며, 같은 뇌질환인 뇌졸중 환자와 비교해보면 외상성 뇌손상 환자는 신경손상 부위가 일부 살아있어 뇌의 가소성이 크고 기능적 회복이 더 좋으므로 재활치료에 있어 많은 호전을 기대할 수 있다.

외상성뇌손상은 미국에서 매년 287만건 이상의 응급진료, 입원 및 사망에 이르게 하는 주요한 사망 및 장애의 원인이다. 대부분의 외상성뇌손상은 대부분 경증으로 진단되지만, 정확한 진단은 여전히 어렵다.

환자의 부상정도를 파악하기 위한 다양한 행동 및 관찰 검사가 이루어지지만, 이러한 검사는 대부분 환자의 문진에 의존하고 있다. 영상의학 역시 뇌의 미세구조손상(micro-structural injury)를 발견하지 못한다는 한계를 지닌다.

 

혈액내 NfL, 바이오마커로 질병 진단

최근 혈액기반의 바이오마커로 여러집단에서의 외상성뇌손상(Traumatic brain injury, TBI)을 진단하는 연구가 진행되었다. Neurology에 기재된 논문에 의하면, 혈액내의 뉴로필라멘트경쇄(Neurofilament light chain, NfL)를 바이오마커로 활용하여 외상성뇌손상을 진단할 수 있게 되었다고 한다.

외상성뇌손상이 발생하면, NfL는 뇌의 신경세포에서 떨어져 나와 뇌척수액(cerebrospinal fluid, CSF)에 모이게 된다. 연구팀은 혈액 내의 NfL 수치가 뇌척수액의 NfL 수치와 밀접한 상관관계가 있다는 것과 혈액 내의 NfL이 외상성뇌손상의 발생과 회복의 모든 단계에서 발견된다는 것을 밝혀냈다.

"지금까지는 경증 외상성뇌손상의 진단∙회복에 대한 예측을 객관적으로 제시할 수 있는 혈액기반 바이오마커는 존재하지 않았다,”고 미국 국립보건원(NIH) 클리닉 센터의 재활의학과 단장인 레이튼 찬(Leighton Chan) 박사가 전하면서 “이번 연구로 인해 뇌손상이 진단 되지 않거나 과소 보고되는 환자나 운동선수들에 대한 NfL의 비침습적 검사의 필요성 및 향후 방안을 모색하게 되었다.”고 덧붙였다.

연구팀은 다양한 집단 즉 -스포츠로 인해 뇌진탕을 겪은 프로 하키선수 집단, 뇌진탕을 겪지 않은 하키선수 집단, 지속적인 뇌진탕 후 증상을 겪는 선수 집단, 비선수 집단, NIH 센터의 건강한 환자 및 경미한 급성, 아급성, 만성 외상성뇌손상을 겪는 환자집단군-등을 대상으로 연구를 실시했다.

뇌진탕을 겪고 있는 하키선수 집단과 건강한 비선수 집단에서 혈액과 뇌척수액의 NfL 수치가 높은 상관관계를 가지고 있음을 확인했다. 이는 뇌척수액검사를 혈액검사로 대체할 수 있음을 의미하는 것이다.

혈액내의 NfL 수치는 스포츠로 인한 뇌진탕에 대해 높은 예측율을 보였으며, 하키선수 집단에서 뇌진탕이 있는 선수와 없는 선수를 구분해낼 수 있었다. 또한 이 검사는 건강한 집단, 경증, 중등증, 그리고 중증 외상성뇌손상 환자를 모두 구분해 낼 수 있었다.

추가적으로 혈액 내 NfL는 10일 내 다시 경기를 치를 수 있는 하키 선수와 지속적인 뇌진탕 후 만성적인 증상을 겪고 은퇴하는 선수를 높은 확률로 구분해 낼 수 있었다.

클리닉 환자들의 경우, 한 번이라도 경증, 중등증, 중증 외상성 뇌손상을 입은 환자들은 5년 이후에도 건강한 집단에 비해 높은 혈액 내 NfL 수치를 나타냈다. 이는 경미한 뇌손상도 장기적인 뇌손상을 일으킬 수 있다는 점과 혈청 NfL가 외상 후 긴 시간이 지나도 그대로 존재하여 외상을 판단할 수 있는 바이오마커임을 시사한다.

“이는 혈청 NfL와 다양한 집단, 뇌손상 중증도, 그리고 외상 후 경과 시간에 대한 첨단 뇌영상에 대한 첫 연구”이며, “이번 결과는 급성 뇌진탕을 겪은 선수들과 중증 뇌손상을 겪은 환자들이 호소하는 만성 증상의 원인이 되는 신경적 손상을 발견하는데 있어 혈청 NfL가 영상과학과 더불어 중요한 역할을 할 것이라는 점을 제시한다.” 라고 주저자인 파스툰 샤힘(Pashtun Shahim) 박사가 전했다.



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