'난치성 천식' 치료할 새로운 길 열리나
'난치성 천식' 치료할 새로운 길 열리나
  • 강지희
  • 승인 2019.12.22 14:00
  • 조회수 731
  • 댓글 0
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천식 치료를 위해. 출처: AdobeStock
천식 치료를 위해. 출처: AdobeStock

스테로이드에 반응하지 않는 난치성 천식을 분류하는 기준이 될 바이오 마커가 발굴됐습니다. 기관지가 특정 물질에 과민하게 반응하는 염증질환인 천식은 반응물질, 염증정도, 염증유도세포 등이 다양한 양상으로 나타납니다. 때문에 환자 분류에 따른 맞춤형 치료가 특히 중요한데요. 포항공과대학교 이승우 교수 · 순천향대 부천병원 박춘식 교수 연구팀이 호중구 천식을 분류할 수 있는 기준으로 '기도 과립구자극인자'를 찾아냈습니다. 해당 연구 논문은 <European Respiratory Journal>에 게재됐습니다. 

 

난치성 천식 환자에 대한 분류와 치료제 개발 시급

 

천식은 외부침입 항원(allergen)에 대한 기도(airway) 내 과도한 면역 반응을 원인으로 하는 면역질환입니다. 많은 경우 호산구(Eosinophil)를 비롯한 면역반응(type 2)에 관여하는 세포와 염증물질이 기도에 축적돼 발병합니다. 때문에 스테로이드 제재를 이용한 면역반응(type 2)의 억제가 주된 치료법이죠. 

 

하지만 스테로이드에 저항성을 보이는 난치성 천식 환자군이 확인됐습니다. 뿐만 아니라 해당 환자 군이 천식 치료를 위한 사회 경제적 비용 중 약 50% 를 차지하는데요. 따라서 난치성 천식 환자군에 대한 분류 및 치료제 개발은 임상적으로 매우 시급하고 중요한 문제입니다.

 

많은 난치성 천식 환자들은 기도 내 호중구(Neutrophil) 침윤 및 면역반응(type 17)의 증가를 보입니다. 호중구가 분비하는 염증물질 및 효소 등에 의해 기도 조직이 손상되고 천식이 심화된다고 알려져 있죠. 게다가 항체(antibody)를 이용한 치료법에 대한 임상적용이 시도되는 호산구 천식과 달리 항체 치료제가 개발되지 않았습니다.

 

때문에 호중구 및 면역반응(type 17)을 표적으로 하는 항-IL-17, 항-TNF-α 단일클론항체 치료법 개발이 시도됐는데요. 적절한 환자군의 분류를 통한 맞춤 적용이 어려워 큰 치료적 효과를 거두지 못했습니다.

  • 호중구?

포유류 내 백혈구 중 가장 높은 비율을 차지하는 과립구 세포입니다. DNA, 효소, 사이토카인 등을 분비하여 박테리아 및 바이러스 등의 병원체를 제거합니다.

 

  • 호산구

알러지 반응, 기생충 감염 등에 관여하는 세포로 세포질 내에 많은 과립을 갖습니다. 과립 내 활성물질을 분비함으로써 염증반응을 심화시킵니다.

 

  • 항-IL-17

자가면역질환, 천식을 비롯한 다양한 호중구성 염증 질환에 관여하는 IL-17 단백잘에 대응하는 항체입니다

 

  • 항-TNF-α

초기 염증반응에 매우 중요한 염증성 사이토카인으로 대부분의 면역 관련 질환에 관여한다고 알려져 있는 TNF-α 에 대응하는 항체입니다.

'과립구자극인자'가 원인이었다

기도 과립구자극인자를 이용한 호중구 천식의 분류. 출처: 한국연구재단

이에 연구팀은 호중구 천식 특이적 바이오 마커 발굴을 위해 먼저 호산구 천식, 호중구 천식, 복합적 천식 등 3가지 타입의 천식 동물모델을 확립했습니다. 그 다음 호중구와 상관성을 보이는 염증물질을 분석했는데요. 그 결과 연구팀은 기도 내 과립구자극인자(G-CSF)가 호산구(Eosinophilic) 천식에 비해 호중구(Neutrophilic) 천식에서 약 12배 이상 높게 발현됨을 발견했습니다.

 

과립구자극인자(G-CSF) 는골수 내 호중구 생성에 관여하는 생성인자입니다. 주로 염증반응에서 상피세포, 내피세포, 면역세포 등에 의해 생성되는데요. 연구에서 과립구자극인자는 호중구와 강한 양의 상관관계(상관계수=0.8838), 호산구와 음의 상관관계 (상관계수=-0.6909)를 보였습니다.

 

연구팀은 나아가 그 원인도 밝혔습니다. 연구팀은 호중구 천식의 원인이 되는 IL-17A, TNF-α가 기도 상피를 자극해 과립구자극인자 분비를 유도했음을 발견했습니다.  

항-IL-17A/항-TNF-α단일클론항체를 이용한 호중구 천식 치료 및 전체 모식도. 출처: 한국연구재단

분비된 과립구자극인자는 혈류를 통해 골수로 이동해 호중구 생성을 돕습니다. 증가한 호중구는 다시 호흡기로 이동해 천식을 악화시킨다고 합니다. 연구팀은 실제 항체를 이용해 과립구자극인자를 만드는 염증물질(IL-17A, TNF-α)을 동시에 억제했는데요. 그 결과 과립구자극인자가 현저히 줄면서 천식반응도 감소했음을 발견했습니다.

 

이번 연구에서 연구팀은 폐와 골수가 과립구자극인자를 통해 밀접히 연결되어 있음을 규명했습니다. 한편 과립구자극인자의 농도를 토대로 호중구 천식 환자를 분류하고 이미 상용화된 단일클론항체(anti IL-17A, anti TNF-α)를 통해 접근할 수 있는 실마리를 제공한 데 의의가 있습니다.

연구팀 단체사진. 출처: 한국연구재단

연구팀은 "이번 연구결과가 병원 및 바이오 회사들과 함께 본격적인 임상 연구 및 개발로 이어져 뚜렷한 치료제가 없는 난치성 호중구 천식 질환 환자들에게 이용될 수 있게 되기를 희망한다"고 밝혔습니다.

 

##참고자료##
 


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