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Trileptal PED Expert Symposium

2013.12.13(FRI) 18:30, Conrad Seoul, Studio I (6F)

후생신보 | 기사입력 2013/12/13 [23:19]

Trileptal PED Expert Symposium

2013.12.13(FRI) 18:30, Conrad Seoul, Studio I (6F)

후생신보 | 입력 : 2013/12/13 [23:19]

 

▲ 좌장 은백린 교수(고려의대)     © 후생신보

1. Impact of Oxcarbazepine on mood      김성준 교수(가톨릭의대)

2. The Optimal Use of Oxcarbazepine in Pediatric Epilepsy      이문향 교수(성균관의대)

3. Pediatric neurology in the future      채종희 교수(서울의대)

4. Tranlational research for Pediatric epilepsy      강훈철 교수(연세의대) 

 

 

Impact of Oxcarbazepine on mood

▲ 김성준 교수/가톨릭의대     © 후생신보


기분장애(mood disorder)에서 항뇌전증 약물(anti-epileptic drug, AED)이 어떻게 사용되어 왔는지, oxcarbazepine (OXC)이 기분장애에서 어느 정도 사용근거가 있는지, 뇌전증 환자에서 기분장애로 어떤 것이 동반되는지, 이러한 환자에서 AED의 mood effect는 어떠한지에 대해 말씀드리고자 한다.

OXC은 carbamazepine의 keto 유도체로서 carbamazepine 이상의 약동학적 이점을 가지고 있다. Mood stabilizer인 carbamazepine과 마찬가지로 OXC도 기분장애의 치료에 효능을 가질 것으로 기대되고 있다.

 

기분장애에서 AED의 사용

 

AED는 현재 정신질환의 광범위한 스펙트럼에서 실질적으로 사용되고 있는 약제이다. 기분안정에 일차적으로 적용할 수 있고, 그 외 불안장애, 금단현상(withdrawal syndromes)에서도 사용되고 있다.

Affective disorder 환자에서 리튬 투여의 antimanic, prophylactic effect는 pharmacopsychiatry의 중요한 발견 중의 하나로 인식되고 있다. 그러나 리튬에도 여러 가지 문제가 남아 있는데, affective disorder 환자의 30%, 급속 순환형(rapid-cycling) 혹은 분열정동성 정신병(schizoaffective psychosis) 환자의 70%에서 부분반응을 보이거나 또는 반응을 보이지 않으며, 부작용이 많아 순응도가 좋지 않은 편이다. 따라서 리튬과 비슷한 임상 활성을 보이는 AED를 affective disorder에 사용하기 시작한 것은 이쪽 분야에서 중요한 진전으로 생각되고 있다.

 

역사적으로 정신병에 항경련제(anticonvulsant)가 처음으로 사용된 것은 diphenylhydantoin인데, 1940년대에 이 약제에 mood-stabilizing effect가 있다는 것이 밝혀졌다. Valproate의 amide인 dipropylacetamide는 antimanic, neuroleptic에 supportive한 효과를 보이는 것으로 보고되었다. 그리고 이러한 비슷한 효과가 valproate에서도 발견되었다.

 

Carbamazepine은 1970년대에 기질성 정신병(organic psychosis)이 있는 환자에서 내인성 조증(endogenous mania)을 호전시킨다고 보고되었고 또한 급성 조증 증상이나 양극성 정동장애(bipolar affective disorders)에 prophylactic efficacy를 보인다고 보고되었다. 뿐만 아니라 carbamazepine이나 valproate도 약간의 항우울 효과를 보인다고 보고되었다.

 

그럼에도 불구하고 classical bipolar disorder의 예방적 치료에는 리튬이 carbamazepine보다는 조금 더 효과적인 상태이고, 자살의 위험도 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 carbamazepine이나 valproate도 rapid-cycling과 acute mania의 치료와 예방에 있어서 효과적이며, 특히나 carbamazepine은 분열정동성 장애(schizoaffective disorder)의 예방에 리튬이나 valproate보다 더 효과적인 것으로 알려져 있다.

 

따라서 현재 가능성 있는 carbamazepine의 적응증으로는 정신분열증 환자의 adjunctive treatment와 공격적, 충동적 행동을 보이는 인격장애(personality disorders) 환자의 치료, benzodiazepine 남용자의 약제중단에 따른 금단현상을 치료하는데 있어서 적용을 고려해 볼 수 있다.

 

기분장애에 있어서 OXC 사용근거

 

OXC은 carbamazepine의 keto 유도체로서 carbamazepine과 비슷한 mood-stabilizing effect를 보일 것인지, 그리고 carbamazepine보다 더 적은 부작용을 보일 것인지가 관심의 대상이 된다.

 

소개하고자 하는 첫 번째 연구는 양극성 장애(bipolar disorder)로 리튬으로 치료했으나 잔존증상(residual symptom)이 남은 환자에서 carbamazepine 투여군과 OXC 투여군으로 무작위 배정한 뒤 치료했을 때 어떤 효과가 있는지를 알아본 것이다. Baseline과 치료 2주째, 4주째, 8주째에 YMRS (Young Mania Rating Scale), HDRS (Hamilton Depression Rating Scale), MARDRS (Montgomery and Aasberg depression rating scale), CGI (Clinical Global Impression)의 점수를 측정하였다. Baseline에서 양 군간 점수의 차이는 없었다. 하지만 시간이 지나면서 OXC 투여군에서 점수가 좀 더 많이 떨어지는 것으로 나타났다<슬라이드 1>.

 

이 연구를 통해 양극성 장애 환자에서 리튬으로 치료했으나 잔존 증상이 남은 경우 OXC과 carbamazepine을 추가로 투여하는 것은 효과적이며 특히 OXC이 carbamazepine보다 더 효과적이라고 결론을 내릴 수 있다. OXC의 안전성과 내약성으로 인해 다른 치료옵션 즉, valproate, 항정신병 약물의 매력적인 대안이 될 수 있다. 그러나 이 연구만으로 valproate, lamotrigine, 비정형 항정신병약물보다 더 먼저 이 약제를 사용할 수 있다고 주장하기에는 부족한 점이 많다.

 

또 다른 연구에서는 급성 조증을 보이는 환자에서 OXC과 divalproex sodium의 효과를 비교하였다. 60명의 환자를 대상으로 했고, 양 군에 30명씩 배정하여 12주간 진행하였다. 두 군간 인구통계학적 프로파일에 차이는 없었다. YMRS score는 시간이 지남에 따라 양 군에서 점차적으로 떨어졌다. 이상반응을 보면 divalproex sodium 투여군에서 부작용이 더 많이 발생하였다.

 

이 연구의 결과는 divalproex sodium 투여군에서 90%, OXC 투여군에서 80%의 환자에서 symptomatic mania remission의 효과가 있었다는 것이다. 관해에 이르는 시간을 보면 divalproex sodium 투여군이 56일, OXC 투여군이 70일로 특별한 차이를 보이지 않았다. 하지만 좀 더 많은 부작용이 divalproex sodium 투여군에서 관찰되었다. 결론을 정리하면, 급성 조증의 관리에 있어서 OXC은 divalproex sodium만큼 효과적이며 전체 이상반응 프로파일 측면에서는 OXC이 오히려 더 낫다고 볼 수 있다.

 

세 번째 연구는 경조증(hypomania) 치료에 있어서 OXC과 divalproex sodium을 비교한 것이다. 이 연구에서는 각 군에 15명씩 배정되었고, baseline에서 환자특성은 양 군간 차이가 없었다. YMRS total score를 측정했는데, 시간이 지남에 따라 양 군 모두에서 score가 감소하였다<슬라이드 2>.

 

또한 IDS-C total score도 시간이 지남에 따라 양 군 모두에서 어느 정도씩 감소하는 것으로 나타났다. 이 연구의 결과는 hypomania 치료에 있어서 OXC은 divalproex sodium만큼 효과적이라는 것이다.

 

네 번째 연구는 소아 청소년 환자를 대상으로 했는데 양극성 장애 치료에 있어서 OXC 투여군과 위약군을 비교하였다. 190명의 외래 환자를 OXC 투여군(n=59)과 위약군(n=57)으로 무작위 배정하였는데, OXC 투여군은 39명, 위약군은 34명이 연구를 완료하였다. 연구결과, 시간이 지남에 따라 두 군간 비슷한 정도로 YMRS score이 감소되었다. 그 이외 clinical global impression scale, child health questionnaire, global health score도 두 군간 비슷한 정도로 감소되었다. 이상반응 발생률은 OXC 투여군에서 위약군에 비해 더 높았다. 소아청소년 환자에서 양극성 장애를 치료하는데 OXC이 위약에 비해 더 낫다는 것을 증명하는데 실패했고, 뿐만 아니라 부작용도 꽤 있다는 것이 결론이었다.

 

마지막 연구는 impulsive aggression을 보이는 외래환자에서 OXC의 사용에 대한 것이다. 10주 동안, 48명의 환자를 대상으로 이중맹검, 위약대조 연구로 진행되었다. OAS-M global overt aggression의 변화, patient-rated global improvement를 보면, 위약군보다 OXC 투여군에서 모두 양호한 결과를 보였다. 이차 효능지표를 보면, OAS-M subjective irritability의 변화와 BPRS hostility rating의 변화에서 좀 더 효과가 좋은 것으로 나타났다.

 

정신질환에서 항경련제의 효과를 간략히 정리한 표<슬라이드 3>를 보면, +++는 2개 이상의 무작위 위약대조 연구들의 결과인데, OXC은 사실 연구가 많이 실시된 편은 아닌데 그나마 affective disorder에서 연구가 많이 되었고 그 중 양극성 장애의 조증을 치료하는데 가장 많이 적용되었고 그 이외 주요우울장애(major depressive disorder)의 급성기 치료나 예방, 양극성 장애의 우울증상을 예방하는데 일부 사용되었다.

 

 2011년 affective disorder에 있어서 OXC의 사용에 대한 Cochrane Review가 있었는데, 2011년까지 OXC의 효과를 연구한 무작위대조연구는 7개뿐이었다. 리뷰의 결과를 보면, 양극성 장애의 급성기 치료에 OXC을 이용하여 적절한 methodological quality를 제공한 연구는 충분하지 않기 때문에 이 약제의 효능과 acceptability를 보여주기에는 데이터가 부족하다고 결론내리고 있다.

 

뇌전증 환자에서 기분장애

 

뇌전증 환자에서 정신질환의 동반은 임상적, 치료적 측면에서 중요한 의미를 가진다. 뇌전증이 선행할 수도 있고 같이 나타날 수도 있으며 정신질환에 후행하여 나타날 수도 있다. 가장 흔하게 동반되는 정신질환으로는 정신병(psychosis), 신경병(neurosis), 기분장애(mood disorders, DSM-IV axis I disorders), 인격장애(personality disorders, DSM-IV axis II disorders), 행동문제(behavioral problems) 등이 있다. 굉장히 많은 연구가 있었지만 어떤 population을 대상으로 하는지에 따라 유병률에는 굉장히 차이가 났다.

 

그 중 캐나다에서 지역사회 건강보험자료를 대상으로 조사한 연구를 보면, 약 38,000명을 뇌전증 환자군과 뇌전증이 없는 환자군으로 나누어 정신질환의 유병률을 알아보았다. 뇌전증 환자군에서 기분장애, 정신질환이 더 많은 것으로 나타났다<슬라이드 4>.


뇌전증 환자에서 AED의 mood effect

 

뇌전증 환자에서는 우울증, 불안, 기분 불안정이 흔하기 때문에, AED를 선택할 때 positive 혹은 negative psychotropic effect는 매우 중요한 인자가 된다.

AED의 psychotropic effect는 여러 가지 인자를 통해 얻어지게 되는데, 약제 자체의 작용기전이 영향을 미칠 수 있고, 발작이 조절되는 신경생물학(neurobiology)에 의해서도 얻어질 수 있으며, 가족력, 개인력에 따라서 얻어질 수 있다.

 

최근 발표된 논문에 이러한 내용이 가장 잘 정리되어 있는데, 1세대 AED 중 barbiturate는 주로우울과 같은 negative psychotropic effect가 있다고 알려져 있고 phenytoin, ethosuximide는 공히 정신병을 일으킬 수 있다고 보고되었다. Benzodiazepine은 positive psychotropic effect로 항불안 효과를 보이기도 하지만 어떤 일부 환자에서는 과잉행동, 과민성, 공격성을 보일 수도 있고, carbamazepine과 valproate는 mood-stabilizing effect를 가지고 있다. 따라서 뇌전증 환자에서 정신질환을 동반하고 있다면 다음과 같은 약제 선택하는 것이 좋겠다. 우선 우울증이 있는 경우 barbiturate는 피하는 것이 좋으며, phenytoin, ethosuximide는 psychosis가 있는 환자에서 피하는 것이 좋겠다. Benzodiazepine은 불안이 동반된 환자에서 좀 더 고려해 볼 수 있고, carbamazepine과 valproate는 양극성 장애가 있는 환자에서 고려해 볼 수 있겠다.

 

2세대 AED 중에서 vigabatrin, zonisamide는 정신병이나 우울증을 일으킬 수 있다. Lamotrigine은가장 많은 연구를 통해 입증된 기분 안정화 효과를 가지고 있고 일부에서는 항우울 효과도 가지고 있을 것으로 생각되고 있다. 그러나 일부 환자에서는 과잉행동, 공격성을 보일 수 있다.

 

Topiramate는 긍정적인 효과로 anti-impulsive effect를 보이지만 정신병이나 우울증, 과민성을 보일 수 있다. OXC은 기분안정화 효과가 있는 것으로 보고되어 있다. 따라서 뇌전증 환자에서 정신질환이 동반되어 있을 경우, 정신병이나 우울증이 있다면 vigabatrin, zonisamide를, mood lability나 양극성 장애, 우울증이 있다면 lamotrigine을 고려해 볼 수 있지만 불안증이 있는 경우에는 피하는 것이 좋겠다. 정신병이나 우울증이 있다면 topiramate는 조심하는 것이 좋겠다. OXC은 mood lability나 양극성 장애가 있다면 좀 더 고려해 볼 수 있겠다. Levetriacetam은 positive psychotropic effect가 별로 없으며 불안, 정신병, 우울증을 유발할 수 있는 것으로 보고되어 있다. 3세대 AED에 대해서는 별로 연구가 많이 실시되어 있지 않다.

 

정리하자면, 우울증을 악화시킬 수 있는 약물로는 vigabatrin, tiagabine, topiramate가 알려져 있고, phenobarbital, primidone 역시 우울증과 많이 연관되어 있는 것으로 보고되어 있다. 한 연구에 따르면, barbiturates, vigabatrin, topiramate는 10%, zonisamide는 7%, tiagabine, levetiracetam , felbamate는 4%에서 우울증상이 연관되어 나타난다고 보고하였다.

 

Phenytoin, ethosuximide, carbamazepine, OXC, gabapentin, sodium valproate, lamotrigine는 우울증에 대해 가장 낮은 위험을 보이며, 일부에서는 기분에 대해 positive effect를 보이기도 한다고 알려져 있다. Carbamazepine은 기분에 대해 positive effect를 보일 것으로 어느 정도 기대되고 있는데, 이에 대한 근거는 많지 않은 상태이다.

 

뇌전증 환자의 우울 증상을 치료하는 일차 약물이 AED가 아니기는 하지만 몇 가지 AED는 가능성을 보이기도 한다. 발작 자체를 조절하는 AED가 우울증도 호전시킬 수 있다는 사실은 우울증상을 동반한 뇌전증 환자의 치료에 있어서 중요한 영향을 미칠 수 있다.

 

우울증상을 동반한 뇌전증 환자를 대상으로 positive effect를 보일 수 있는지를 전향적으로 알아본 약제는 gabapentin, lamotrigine, levetiracetam, OXC이다.

이중 뇌전증 환자에서 OXC이 기분을 개선시킨다고 발표한 논문을 살펴보면, 이미 약물 치료를 하고 있는 partial epilepsy 성인 환자에서 추가약제로 OXC을 사용하는 군(40명)과 대조군(40명)을 비교해서 차이를 알아보았다. 대조군과 OXC군에서 기저로 사용하고 있는 AED에는 큰 차이가 없었다.

 

연구결과, BDI (Beck Depression Inventory), HDRS (Hamilton Depression Rating Scale), HARS (Hamilton Anxiety Rating Sacle)는 두 군간 차이가 없지만 CDRS (Cornell Dysthymia Rating Scale)는 OXC군에서 유의하게 더 감소하였다. 물론 이 연구만으로 항불안제로 OXC을 사용할 수 있다는 근거는 부족하지만, OXC군에서 우울증 증상이 호전되었다는 것은 OXC이 기분을 개선시킬 수 있다는 가설을 지지하는 자료로 사용될 수 있음을 말해준다.

 

결론

 

몇몇 소연구에서 OXC은 양극성 조증의 급성치료에 효과가 있는 것으로 보고되었지만 결정적인 근거는 없는 상태이다. 게다가 소아청소년 연령에서 무작위, 이중명검, 위약대조연구가 OXC이 좀 더 효과적이라는 것을 증명하는데 실패했다. 뿐만 아니라 양극성 우울증의 급성기 치료제 혹은 양극성 장애의 유지치료제로서 OXC의 효과는 아직 근거가 부족하다.

일부에서는 OXC이 impulsive aggression과 같은 행동장애에 효과가 있는 것으로 보고하기도 했다. 뇌전증 환자에서 OXC이 adverse psychiatric effects의 저위험을 가진 약제라는 것은 분명한 사실인 것 같고, 이러한 측면에서 다른 약제에 비해 비교우위에 있는 것 같다.

 

 

 

The Optimal Use of Oxcarbazepine in Pediatric Epilepsy

▲ 이문향 교수/성균관의대     © 후생신보


OXC의 특성

 

OXC은 carbamazepine의 10-keto analogue로 체내에 들어가면 MHD (10,11-dihydro-5H-dibenzazepine-5-carboxamide)로 빠르게 대사되는데, OXC 자체도 효과가 있지만 대부분의 효과는 MHD에 의해 나타난다.

OXC은 1990년에 덴마크에서 처음으로 AED로 승인되었다. 그리고 2003년에 FDA에서 부분발작을 보이는 소아환자에서 OXC을 단독요법으로 사용할 수 있다고 승인받았다.

 

OXC의 항뇌전증 효능이나 주요 작용기전은 carbamazepine과 유사하다. 다만 OXC은 carbamazepine과 달리 10,11-epoxide로 대사되지 않는다. 10,11-epoxide는 신경독성을 일으키는 원인으로 특히 valproate와 함께 사용 시 10,11-epoxide의 농도가 증가하기 때문에 환자에서 독성이 같이 증가된다. 그리고 carbamazepine과 비교하여 idiosyncratic reactions(홍반, 발열)의 발생률이 적으며, 간 약물대사가 유도되지 않기 때문에 다른 약물과의 상호작용이 적다. 그리고 autoinduction을 유도하지 않는 장점이 있으며 내약성이 우수하다. Carbamazepine은 마크로라이드계 항생제와 병용하게 되면 CBZ의 농도가 증가하게 된다. OXC은 CBZ에 비해 이러한 상호작용이 많이 적지만 완전히 없는 것은 아니다. 몇몇 보고에 따르면, OXC을 clarithromycin과 병용 시 OXC 독성이 증가하는 것으로 나타났다. 그러므로 carbamazepine과 상호작용을 하는 것으로 알려진 약물(마크로라이드계 항생제, INAH 등)을 병용할 때에는 주의를 해야 한다.

 

OXC 용법 용량

 

OXC의 작용기전은 voltage-sensitive sodium channel blockade이다.

성인에서 OXC은 초회용량으로 300-600mg/day(bid)을 사용하며 900-1200(2400)mg/day까지 증량할 수 있다. 모든 AED는 이상반응을 피하기 위해 “Start low & go slow”의 원칙을 따라야 한다. 결국은 억제성 신경전달물질(inhibitory neurotransmitter)을 증가시키고 흥분성 신경전달물질(excitatory neurotransmitter)을 억제하는 것이기 때문에, 너무 빨리 올라가면 환자가 처지고 기능을 못하게 되며 결국 약을 중단하게 되어 순응도가 떨어지게 된다. Sodium channel blockade 중에서 특히 OXC은 천천히 시작하는 것이 부작용(홍반, 졸리움, 권태감)을 줄이는데 도움이 된다.

 

OXC은 autoinduction이 안되어서 많은 사람에서 농도가 별로 변화하지 않지만 임신 중에는 대사가 변화하기 때문에 OXC의 용량을 증가시켜야 하며 약물농도를 모니터링 해야만 한다.

소아에서 OXC은 5-10mg/kg/day으로 시작하여 점차 용량을 증가시켜 20-30mg/kg/day (부작용이없는 경우 30-46mg/kg/day)까지 올릴 수 있다. 그러나 적정 농도라도 환자가 졸리면 독성이 나타나는 것이고, 농도가 높아도 부작용이 없고 혈액학적으로 문제가 없으면 그 환자에게는 적정용량에 해당하므로 환자의 전신상태를 보면서 용량을 조정해야 한다.

 

Carbamazepine을 사용하다가 OXC으로 전환할 때는 titration없이 바로 바꿀 수 있다. 그러나 carbamazepine보다는 조금 고용량의 OXC을 사용하는 것이 필요하다. Carbamazepine을 200mg 사용한 경우 OXC을 300mg 사용하는 식으로 1.5배 정도 높게 용량을 사용하면 breakthrough seizure를 하는 것을 막을 수 있다. 그러나 carbamazepine의 서방형 제제는 1:1 혹은 1:1.25배 정도로만 용량을 올려야 한다. 그리고 carbamazepine의 enzyme-inducing effects가 없어지기 때문에 병용하는 약물의 농도가 영향을 받게 되므로 이를 고려해야 한다.

 

OXC의 부작용

 

OXC의 부작용으로는 carbamazepine과 유사하게, 두통, 어지러움, 졸리움, 피곤, 오심, 운동실조, 복시가 나타날 수 있다. Carbamazepine에 비해 신경독성이 적고, 사용하기 편하며, CBC를 모니터링할 필요가 없다. AV block이 있는 환자에서는 금기이고, 알러지 반응의 발생률은 낮은 편이며 carbamazepine에 비해 저나트륨혈증(hyponatremia)이 더 많이 발생한다.

 

저나트륨혈증은 125mmol/L 이하일 때를 말하는데, 저나트륨혈증의 발생률이 소아는 0.4%, 성인은 2.4%, 노인에서는 7.3% 정도 된다. 저나트륨혈증은 처음부터 나타나는 것이 아니라 점차적으로 나타나므로 환자가 증상을 호소하고 있지 않은지 살펴봐야 한다. 대부분은 benign한데 환자가 신질환을 가지고 있거나 이뇨제를 사용하고 있다면 주의해야 한다. OXC과 관련된 저나트륨혈증 증상은 오심, 구토이며, 가장 흔한 증상은 두통이다. 그리고 혼돈, 에너지 고갈, 피곤, 과민성이 발생할 수 있다. 약물의 용량을 줄이거나 불필요한 수분섭취를 줄이고 너무 지나친 저염식 식단을 피하도록 해야 한다.

 

실제로 저나트륨혈증으로 인해 약물 복용을 중단하는 경우는 많지 않다. 모든 항경련제와 마찬가지로 OXC에서도 피부발진(Skin rash)은 문제가 된다. 성인에서는 2%, 소아에서는 5% 정도 발생하며, carbamazepine과 교차반응성(cross-reactivity)이 25% 정도 된다. 피부부작용으로는 mild maculopapular eruption (MPE), hypersensitivity syndrome (HSS), stevens-Johnson syndrome (SJS), toxic epidermal necrolyis (TEN)이 있다. Carbamazepine, phenobarbital, phenytoin, lamotrigine, primodone, OXC은 비슷한 구조를 가지고 있기 때문에 OXC에 피부발진이 있다면 나머지 약물에서 피부발진이 발생할 확률이 매우 높다.

 

Hypersensitivity syndrome (HSS)은 열이 나고 목도 부으며, 온 몸에 발진이 나는 전신적인 증상을 보인다. 특히 HLA-B*1502 allele는 carbamazepine에 의한 SJS/TEN의 발생과 강한 관련성이 있다. 이에 미국 FDA에서는 HLA-B*1502 allele를 가진 환자에서 carbamazepine의 사용은 중증의 알러지 피부반응을 유발할 수 있으므로 주의해야 한다고 권고하고 있다.

 

OXC 사용으로 피부발진이 발생한 많은 환자들에서도 탈감작화(desensitization)를 통해 이를 극복할 수 있다. OXC의 탈감작화 방법을 보면, 트리렙탈 시럽 1cc (=60mg)와 생리식염수 59cc를 섞는다(희석액A: 1cc=1mg). 희석액A 1cc와 생리식염수 9cc를 섞어 10cc를 만든다(희석액B: 1cc=0.1mg). 트리렙탈 시럽 1cc(=60mg)와 생리식염수 9cc를 섞어 10cc를 만든다(희석액C: 1cc=6mg). 그리고 표<슬라이드 1>와 같이 차츰 용량을 올리면서 복용한다.

 

MPE가 발생한 군(12명)과 전신 반응(systemic reaction)이 발생한 군(6명)을 가지고 탈감작화(desensitization)를 비교한 연구를 보면, 각각 75%, 70%에서 탈감작화에 성공했다<슬라이드 2>. 탈감작화를 시도하는 중에 피부발진이 나타나도 계속하면 성공률은 굉장히 높아진다.

 

OXC의 효능

 

OXC의 일차 적응증은 부분발작(단순, 복합)이다. 2013년 T.A. Glauser 등은 OXC이 class I evidence로 부분발작을 보이는 소아 환자에서 초기 단독요법으로 사용할 수 있다고 보고하였다.

영국의 경우 OXC을 6세 이상에서 부분발작에 단독 혹은 adjunctive 치료제로 사용할 수 있다고 제시하고 있다. FDA에서는 4세 이상 소아에서 단독요법으로 사용하거나 부분발작을 보이는 성인에서 adjunctive 치료제로 사용할 수 있으며, 2세 이상 소아에서 adjunctive 치료제로 사용할 수 있다고 밝히고 있다. 우리나라에서는 3세 미만에서는 주의를 요하고, 부분발작과 GTC에서 단독요법 혹은 adjunctive 치료제로 사용할 수 있다고 되어 있다.

 

OXC은 국소 발작이나 이차적으로 발생하는 GTCSs에 효과적이라고 보고되어 있고, 대부분의 text book에는 일차적으로 발생하는 GTCSs에도 효과적이라고 되어 있지만 개인적으로는 primarily GTCSs에는 주의를 요하는 약물인 것 같다<슬라이드 3>.

 

OXC 사용 시 주의해야 하는 환자그룹에 대해 살펴보면, generalized seizures와 partial seizures (multifocal partial seizures)를 모두 가지고 있는 환자에서는 encephalopathic seizures를 가지고 있을 가능성이 많으므로 주의를 요한다. 그리고 primary GTC 환자에서도 주의를 해야 하는데, EEG를 보면 generalized spike가 많기 때문에 sodium channel blockade는 이러한 뇌파를 나쁘게 만들 가능성이 많다. 또한 generalized seizure/multiple types의 generalized seizures 환자에서도 사용하면 안된다. EEG에 빈번한 generalized SWC가 있으면 sodium channel blockade를 사용할 때 환자가 어떤 임상양상인지를 확인해야 하고 주의를 요한다. 그리고 SCN1A positive seizures (Severe Myoclonic Epilepsy in Infancy), febrile seizures에서도 사용하면 안된다.

 

AED로 악화되는 경우도 드물지 않게 있다. 발작빈도를 증가시키고, 새로운 형태의 발작을 유발할 수 있다. 그러나 OXC은 발작 빈도는 증가시키지 않으면서 다른 형태의 발작을 유발하는 경우가 많다. 사실 이는 모든 AED에서 일어나는 일이다. AED에 의해 발작이 악화되는 것은 드물지 않게 일어난다. 특히 pregabalin, gabapentin, carbamazepine, OXC, lamotrigine은 promyoclonic effects를 가지고 있는데 단지 myoclonus의 문제만 있는 것이 아니다. EEG가 generalized spike-wave 또는 poly spike-wave로 잠시 정신이 멈추는 EEG로 변하기 때문에 언어와 기능이 나빠지는 경우가 많으며, tiagabine은 stupor 혹은 spike-wave stupor까지도 보고된 적이 있다.

 

요약

OXC은 부분발작에 사용할 수 있는데 많은 부작용이 발생할 수 있기 때문에 저용량으로 시작하여 서서히 증량하는 방법으로 사용해야 하며, 문제가 발생하면 용량을 줄이고, 저나트륨혈증이 오면 체액을 감소시키며, desensitization을 하고, 사용해서는 안되는 뇌전증 환자에서는 피하는 것이 중요하겠다.

 

 

Pediatric Neurology in the Future

▲ 채종희 교수/서울의대     © 후생신보


 우리가 pediatric neurologist로서 어떤 일을 하고 있는지를 보면, 진단 시 phenotype을 분류하고 genotype을 예측하기도 하고, 관리를 하며, 질병에 대해 설명하고 예후도 예측하는 등의 상담을 하며 연구도 하고 있다.

 

Moore’s Law는 같은 마이크로칩에 직접할 수 있는 데이터의 양이 두 배가 되는데 18개월이 안걸린다는 것을 말한다. Genome을 sequencing하는데 드는 비용이 2008년부터는 급격하게 떨어지기 시작했다. 2004년에 한 사람의 holy genome을 sequencing하는데 드는 비용이 15,000,000달러였는데, 2011년에는 10,000달러까지 떨어졌다. 그리고 23andMe나 PATHWAY GENOMICS와 같은 상업적인 서비스를 해주는 회사도 많아지고 있다.

 

2013년 1월부터 11월까지 PubMed에 발표된 Next Generation Sequencing 관련 논문은 6739개였고, exome sequencing으로 찾아보면 1132개의 논문이 검색된다. 현재 많은 사람들이 이에 대한 연구를 하고 있는데 2010년 기준으로 엄청난 논문이 발표되고 있다<슬라이드 1>.

 

환자를 대상으로 하는 exome sequencing 이외에도 많은 genome sequencing이 이뤄지고 있으므로 이를 어떻게 임상에서 적용할 것인지를 고민해야 할 시기가 온 것 같다.

2013년에 발표된 논문 중 뇌전증 환자를 대상으로 하는 exome sequencing 관련 논문은 49개로 많지 않으므로 이에 대해 우리가 해야 할 일이 많다고 생각한다.

 

임상실제에서 New Genomic Technology

 

New genomic Technology가 우리가 기존에 알고 있던 질환의 발생에 관해 다른 clue를 주기도 하므로 이와 관련하여 최근 발표된 내용을 소개하고, 실제로 뇌전증이나 neuromuscular disorders에서 얼마나 도움이 되는지를 사례별로 간단히 말씀드리고자 한다.

 

임상에서 New Genomic Technology를 사용하여 genetic diagnosis를 해야 하는 이유는 원론적이긴 하지만 환자의 예후를 잘 설명할 수 있고 재발위험에 대해 토의를 많이 할 수 있으며 일부에서는 medical management에도 도움이 되기 때문이다. 그러나 아직까지는New genomic Technology의 활용이 치료보다 진단에 머물고 있는 것이 현실이다.

 

Undiagnosed Patients에서 New genomic Technology 적용

 

2011년 Gen Medicine에 NIH의 UDP (Undiagnosed Disease Program) 중간보고가 발표되었다. UDP는 미국 혹은 외국 환자의 medical record를 제출하여 지원하면 각 분과별로 1-5명의 전문가가 consultation을 받아서 그 중 일부만 UDP admission이 되고 admission이 되면 SNP analysis, CNV study, Whole exome, whole genome analysis을 하는 프로젝트이다. 이 프로젝트에서 중간보고를 했는데 2년 동안 약 3000개의 요청이 있었다. 전문가 리뷰 결과, 90%는 임상적 경험의 한계로 진단을 못했던 것이었고, 10% 이하인 242명만 UDP service에 admission되었다. 이중 50%는 소아환자였고 대부분이 신경과 환자였다. 최종적으로 160명이 whole genome analysis까지 complete study가 끝났는데, 39명(25%)만이 진단되었고 75%는 여전히 숙제로 남아 있으며 2개의 새로운 질병이 발견되었다<슬라이드 2>.

 

2013년 Gen Medicine에 발표된 논문에서는 이보다는 진단율이 높지만, 아직까지는 New Genomic Technology가 모든 것을 해결해 줄 수는 없는 것 같다.

 

New Insights to Elucidation of Pathogenetic Mechanisms

 

Sturge-Weber syndrome과 Port-Wine Stain의 somatic mutation이 밝혀져서 2013년 NEJM에 발표되었다. 얼굴에 Port-Wine Stain이 있는 환자의 6% 정도는 Sturge-Weber syndrome이 되는데, 녹내장도 생기고 발작도 하며 cerebral angiomatosis도 생기며 정신지체, 운동장애도 생기게 된다.

같은 somatic mutations이 언제, 어디에 생기는지에 따라서 Sturge-Weber syndrome이 되거나 Port-Wine Stain이 될 것이라는 가설이 있어 왔는데, 이번 연구에서 이 가설이 증명되었다.

 

Sturge-Weber syndrome인 9명의 환자에서 23개의 샘플을 얻었는데, Port-Wine Stain이 있는 피부와 그렇지 않은 피부를 비교하였고, Sturge-Weber syndrome이 아닌 nonsyndromic PWS이 있는 13명의 환자에서 14개의 샘플을 비교하였다. 그리고 3명의 Sturge-Weber syndrome 환자에서는 whole genome sequencing을 실시하였다.

 

연구결과, 1294 somatic single-nucleotide mutation이 나왔는데 그 중 658 single-nucleotide variants를 찾았고 다시 분류하고 functional annotation을 끝내고 나서 GNAQ1 gene에서 nonsynonymous single mutation이 원인임을 찾아냈다. 실제 환자의 피부조직, 뇌조직에서도 GNAQ variant의 비율에 차이가 있는지를 살펴보았다<슬라이드 3>.

 

피부조직 샘플을 보면, SWS 환자에서 PWS가 있는 피부에서는 변이가 100% positive로 나왔고, 정상피부에서는 86% negative로 나왔다. Nonsyndromic PWS 환자에서 PWS이 있는 피부에서는 92% positive로 나왔다. 뇌조직 샘플을 보면, SWS 환자에서는 83% positive, CV 기형이 없는 환자에서는 100% negative, 정상대조군에서는 100% negative로 나왔다.

이 연구를 통해 발달과정 중 early progenitor cell에서 mutation이 생기면 syndromic phenotype 이 되고 vascular endothelial cell까지 분화된 후 나중에 mutation이 생기면 nonsyndromic port-wine stain이 됨이 증명되었다.

 

New Ggeneration Technique: Epilepsy in Bedside

 

최근 2013년 AES가 열렸는데 뇌전증에서의 최근 상황을 보면, CNV testing이 필요한 경우는 infant epileptic encephalopathy 환자, 뇌전증에 뇌기형이 같이 있는 경우, 뇌전증과 같이 ID, ASD가 있는 경우, 다른 organ anomalies가 있는 경우로 diagnostic yield는 4-10% 정도된다.

 

뇌전증 진단을 위해 많은 Gene Panel을 시행하고 있는데, 이에 대한 많은 논문과 상업적인 서비스를 제공하는 회사도 많이 나오고 있다. 지금까지 밝혀진 모든 gene을 각각의 회사가 상업화 한대로 Panel testing을 하게 되는 것인데, 이러한 Panel은 이미 상용화되었고 연구분야에서 많이 시행되고 있다. Clinical Gene Panel은 비용이 4000-6000달러 정도로 비싼 편이다. 또한 exome sequencing도 굉장히 많이 하고 있고 이러한 검사를 통해 gene을 찾아낸 논문도 많이 보고되고 있다.

 

그렇다면 환자에 대해 어떤 것을 해야 하는가?<슬라이드 4> Specific diagnosis가 확실히 의심되면 예를 들어 Dravet이면 SCN1A를 하고, Rett이면 single gene test를 하며 nonspecific epilepsy 같은 경우에는 CNV testing, Panel을 같이 하고 그 이외 specific syndrome으로 진단할 수 있고 다른 organ anomalies가 없다면 Gene Panel을 한다. 그리고 여기서 답이 안나오면 whole exome sequencing을 한다. 미국은 이미 이러한 단계까지 와 있는 것 같은데, 이때 우리가 생각해 봐야 할 문제가 있다.

 

Clinical care와 임상실제에 많은 도움을 받을 수 있지만, 우리가 무엇을 찾으려고 하는 것인지, whole exome을 하다 보면 뜻하지 않은 gene이 나오는데 이러한 내용을 환자에게 알려줘야 하는지에 대해서도 고민해야 한다. 해석이 정말 맞는 것인지에 대해서도 주의를 해야 한다. 즉, 주의해야 할 점에 대해 먼저 견고히 한 다음에 exome sequencing을 해야 하지 않을까 한다.

 

New generation Technique: Neuromuscular disorders in Bedside

 

2013년 Neuromuscular Disorders 23에 새로운 논문이 발표되었는데, Jeanette Erdmann이라는 저자가 본인의 병을 진단하는데 45년이 걸렸다는 내용을 보고하였다. 저자가 4살 때 유치원의 다른 아이들과는 다르다는 것을 알게 되었고, 7세 때 근육병이 시작되었다. 고등학교 때 많은 병원을 다녔지만 혈액검사, 근육 생검에서도 명확한 진단이 나오지 않았다. 대학교 때 저자는 molecular genetics를 전공하게 되었으며 증상이 더 악화되어 28세 때에는 night time ventilator가 필요하였다고 한다.

 

이후 cardiovascular genetics로 박사과정까지 마쳤다. 45세 때 다시 본인의 질병을 진단하기로 결심하고 다시 병원을 돌아다녔고 biopsy를 하기로 결정했다. 그런데 그냥 또 근육병이라고 진단되었다고 한다. 이에 저자 구글 검색창에 ‘hip dislocation, keloid, muscular destrophy’의 세 단어를 입력했는데 ‘Bethlem or Ullrich muscular dystrophy’라고 나왔다고 한다.

 

이에 본인의 exome sequencing을 직접 의뢰하여 gene mutation이 있다는 것을 알게 되었다고 한다. 저자는 의사들에게 환자가 직접 인터넷으로 찾아 볼 수 있는 검색엔진이 있고, 저비용에 Nnext-Generation Sequencing Technology를 할 수 있다는 사실을 주의하라고 당부하였다.

 

Molecular Genetic Testing in inherited myopathies, SNU experience

 

최근 Next Generation Sequencing (NGS)과 관련된 논문이 많이 발표되었는데, 사실 neuromuscular disease는 제일 genetic diagnosis를 하고 싶은 분야에 해당한다.

 

본인이 근무하는 병원에서도 Next Generation Sequencing (NGS)를 이용하여 Duchenne and Becker muscular dystrophy의 genetic diagnosis 연구를 실시하였다. Duchenne and Becker muscular dystrophy의 경우 우선 의심이 되면 진단율이 70-80%인 MLPA를 하고, 안나오면 Direct sequencing을 하는 두 단계를 거치게 된다. 그런데 이제 NGS를 이용하면 single platform target sequencing의 한 단계로 해결할 수 있다. 이 연구에서는 deletion, duplication도 잘 찾고, point mutation도 다 찾아냈다. 이와 관련하여 아주 많은 카테고리, 대표적인 congenital muscular dystrophy도 관련 gene 27개를 한꺼번에 Panel을 만들어 sequencing을 해서 일부 환자들에서 찾아냈다.

 

Neuromuscular disease에서 Next Generation Sequencing (NGS), Massively Parallel Sequencing (NGS), Targeted exome Sequencing, Targeted genome Sequencing이 어떻게 적용될 것인가? 개인적으로는 검사비용만 낮아진다면 앞으로 5년 이내에 neuromuscular disease에서 biopsy는 사라지고 진단을 위해 NGS를 사용하게 될 것이라고 생각한다. 그렇게 되면 neuromuscular disease에서 더 많은 새로운 gene이 밝혀질 것이고, maternal plasma를 통한 prenatal diagnosis도 가능해질 것이며, carrier detection에도 많은 역할을 할 것으로 보인다. 하지만 여전히 false negative/false positive이 있고, 검증(validation)과 해석(interpretation)에 문제가 있으며, bioinformatics에 대해 공부하는 임상의의 숫자가 절대적으로 부족하다는 제한점이 있다.

 

한 가지 사례를 보면, 3세 남아 환자인데, 비정상적 보행과 LE weakness, 운동발달지연이 있었다. Definite Gowers sign (+)이었고, CK 1000-2000 IU/L이었다. Dystrophin gene deletion test에서 MLPA에 negative로 나와 muscle biopsy를 실시했다. Muscular dystrophy의 양상이 약간 아니었고 잘 판단이 안되었다. Becker type muscular dystrophy로 생각하고 phenotype이 빠른 상태라고 생각했다. Dystrophin gene whole sequencing에서 변이가 보이지 않았다. 이후 RNA study로 17 gene panel sequencing을 했더니 laminopathy로 나왔다.

 

질병관리본부에서는 희귀질환진단지원사업이라고 해서 muscular dystrophy로 의심되면 17개 gene에 대해서는 Panel을 무료로 지원해주고 있다.

 

그렇다면 NGS가 최상의 해결책인가? 꼭 그렇지는 않다. NGS를 해보면 결과지를 받게 되는데, 사실 muscle을 전공하지 않은 사람은 결과를 이해할 수 없을 수도 있다. 예를 들면 CAPN3 gene에 대해 known mutation으로 나왔으므로 calpainopathy이라 생각할 수 있지만 Western blot을 해서 다시 한번 검증을 해야 한다. 결국 NGS가 다 말해주지는 않으므로 validation을 꼭 해야만 한다.

 

그래서 본인 병원에서는 neuromuscular disease 환자에 대해 specific diagnosis가 의심되면 specific test를 하고, 진단은 되지만 genetic heterogeniety가 확실한 clinical diagnosis가 되어 있으면 muscle biopsy와 targeted gene panel을 한다. 여기서 답이 안나오면 whole exome을 한다. 또 하나 소아는 아주 많은 부분이 central type hypertonia가 있기 때문에 다른 anomalies가 같이 있으면 CNV testing을 먼저 하도록 하고 있다<슬라이드 5>.


Next generation technology is the magic master key for the diagnosis and management?

 

2013년 NEJM에 발표된 논문을 보면, 250명 환자를 대상으로 whole exome을 했는데 진단율이 25%로 나왔다. 250명 중 85%가 neurologic disorder였고 대부분이 나이가 어린 환자였다.

Diagnostic exome sequencing의 yield를 다른 검사와 비교해 보면, karyotype은 약 10%, chromosomal microarray는 15% 내외, whole exome sequencing은 25%, single gene test은 CHD7가 47%, SCN1A가 70-80%정도 된다.

 

NGS가 진단 및 관리에 있어서 magic master key인가? 개인적으로는 그렇다고 생각하는데, 누가 그 key를 가지고 있을 것인지, 어떻게 사용할 것인지, 윤리적 의식을 가지고 비용효과를 생각하면서 사용할 것인지가 중요한 문제이다.

 

그렇다면 우리가 무엇을 해야 하는가? 환자를 볼 때는 basics과 phenotype으로 돌아가서 진단하고 가능하면 single genetic test로 하고 비용대비 효용을 고려해야 하며, new technology을 고려할 때는 이점과 제한점을 생각해 보고, 해석할 때는 전문가와 qualified laboratory에 꼭 contact을 해야 한다. 그리고 ethical issue에 대해 보호자에게 어떻게 알려줄 지에 대해서도 논의해 봐야 한다.

Clinical sequencing에서 incidental finding이 나왔을 때 보호자에게 알려줘야 하는 유전자를 보면, 미국은 질병 예방이 가능한 경우에 한해 physician에게 알려주는 것으로 되어 있다.

 

 

Tranlational research for Pediatric epilepsy

▲ 강훈철 교수/연세의대     © 후생신보


 iPSCs의 임상적 의미

 

Embryonic stem cell을 유지하는데 중요하다고 알려진 많은 transcriptional factors 중 Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc 네 가지만 가지고 피부를 embryonic stem cell 비슷하게 만드는 연구가 실시되었는데 이 연구결과는 2006년 Cell에 발표되었으며 연구저자는 노벨상을 수상하였다.

 

 Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs)가 의미하는 것은 매우 큰데, 의사들이 iPSCs에 관심을 가지는 이유는 기존에 모델이 없었던 많은 질환에서 human diseases의 model을 얻을 수 있게 된 methodology가 되기 때문이다. iPSCs는 cell therapy, 작용기전 연구, 약물개발에 사용되고 있다<슬라이드 1>.

 

Neurodevelopmental disorder에서 iPSCs의 현황에 대해 정리를 해봤더니 monogenic하게 mendelian 유전을 가지고 있는 질환들은 거의 다 만들어졌다고 할 수 있다.

 

본인은 X-linked adrenoleukodystrophy (ALD)에 대한 model을 확립했는데, X-linked adrenoleukodystrophy는 소아 대뇌형과 성인 척수형이 있으며 두 가지의 phenotype은 아주 다르다. Genotype이 아주 다양하며 genotype과 phenotype이 correlation이 전혀 되지 않아 ALD를 연구하는 많은 연구자에게 숙제이기도 하다. 대뇌형에서 iPSCs를 확립하고 소뇌형에서도 각각 확립했다. ALD에서 가장 치명적인 병리를 보이는 것은 oligodendrocytes이므로 oligodendrocytes로 분화시켰다. 사실 iPSCs가 없다면 환자의 oligodendrocytes를 model로 해서 연구를 할 수가 없으므로 iPSCs가 그만큼 의미가 있다고 하겠다.

 

iPSCs 단계에서는 very long chain fatty acid (VLCFA)가 증가되어 있지 않다가 oligodendrocytes가 되면서 VLCFA가 증가하고 특히 neuron보다 oligodendrocytes에서 증가가 뚜렷했다. 인간에서의 실제 phenotype을 iPSCs에서 그대로 재현할 수 있다는 것을 보여준다.

 

환자의 fibroblast나 기껏해야 mouse brain에서 실험한 근거를 가지고 임상연구를 하면 실패하는 경우가 많다. 4-phenytutyrate, Lovastatin을 주었을 때 ABCD 2 gene의 상향조절을 통해 iPSCs으로부터 분화된 CCALD-oligodendrocytes에서 VLCFA를 감소시킬 수 있음을 보여주는 연구를 시행하였는데, 이는 세부적인 작용기전 연구는 아니고 iPSCs 모델이 작용기전 연구에 이용될 수 있다는 것을 보여 주는 것이다.

 

최근 진행하고 있는 연구는 target이 되고 있는 human ABCD2 gene의 promoter에 Luc을 붙여서 하나의 Drug Screening System으로 만들어서 candidate가 되고 있는 많은 약물들, 알려져 있지 않은 small molecule을 줌으로 인해 좀 더 쉽게 ABCD2 gene의 발현을 볼 수 있게 하는 것이다.

 

뇌전증에서도 iPSCs가 작용기전 연구에서 사용될 수 있다. Dravet Syndrome의 경우, 기존에 sodium channel이 닫히지 않아서 hyperexcitable다고 이야기했는데, sodium channel을 닫는 carbamazepine을 사용했을 때 오히려 증상이 더 심해져 모델이 설명되지 않았다. 하지만 특정 mouse model에서 명확하게 작용기전을 제시한 연구결과가 2006년 Nature Neuroscience에 발표되었다.

 

Glutaminergic neuron은 sodium channel 1번이 완전히 깨졌을 때 3번에 dependent하게 excitability를 보일 수 있는데, GABAnergic neuron은 sodium channel 1번에 의존적이기 때문에 오히려 억제를 못해서 hyperexcitable해진다는 ’Loss of Function’을 설명하고 있다. 이후 human iPSCs SCN1A 환자에서 어떤 현상이 일어나는지에 대해 연구한 세 논문이 발표되었는데, 일본의 연구는 ‘Loss of Function’이라고 설명하고 있고 미국과 중국의 연구는 ‘Gain of Function’이라고 설명하고 있다. 하지만 SCN1A gene mutation은 매우 다양하며, 이것을 모두 본 것이 아니라 하나의 특정 genotype, phenotype만을 보고 연구한 것이므로 제한점이 있다고 하겠다.

 

본인의 SCN1A gene mutation 환자 중 truncation되어서 depletion된 경우와 pore부분에 missense mutation된 환자가 있는데 두 환자의 증상은 같은 패턴을 보였다. 두 환자를 같이 iPSCs을 확립하면 작용기전상 차이를 밝힐 수 있겠다고 생각하였고, 이에 첫 번째 환자에서는 iPSCs model을 확립했고, 연구를 진행 중에 있다.

 

Yamanaka가 iPSCs로 노벨상을 수상했지만 iPSCs를 만들기까지 상당히 많은 background가 있었다. iPSCs field는 Yamanaka 이전 세대와 이후 세대로 나눌 수 있다<슬라이드 2>.

 

결국 cell therapy로 가려면 사람 몸에 세포가 들어가야 하기 때문에 필요충분조건이 많은데 이러한 방법론적인 부분은 다 준비가 되어 있는 상태이다. 요즘에는 cell level에서 fibroblast를 neural cell로 바꾸는 것이 아니라 바로 우리가 필요로 하는 skin에서 neural cell로 transdifferentiation하는 것이 이미 되어 있다. 그리고 이를 뛰어넘어 장기를 만드려는 노력을 하고 있고 간에서는 이미 성공했다. 피부세포를 뇌조직으로 만드는 치료까지 되고 있다고 볼 수 있다.

사실 임상의는 iPSCs와 관련된 methodology까지 할 수는 없고, 질환 모델의 iPSCs를 만들어서 우리가 알고 있는 질환에 대한 약물개발, 기전연구에 집중해야 하지 않나 생각한다.

 

Somatic Activating Mutations in MTOR Cause Focal Cortical Dysplasia Type IIA

 

Cortical Development가 가장 먼저 시작되는데 fetus 3주부터 시작하고 태어나서도 한동안은 계속 발달하게 된다. 이 과정에서 많은 변이가 발생할 수 있는데, 초기 line에서 mutation이 발생하면 전체 분화과정에서 기형을 보이게 된다. AKT3에 대해서는 최근 밝혀졌는데 분화과정에서 somatic mutation이 발생하면 국소적으로 neurological disease가 발생할 수 있다.

 

본원에서 9명의 환자를 대상으로 연구를 했는데 3명 환자에서 의미있는 변이를 찾아냈다. FCDIIA인 경우를 대상으로 whole exome sequencing을 실시했고 처음에는 100-150X의 coverage depth를 가지고 검사를 했는데 발견되는 것이 별로 없어서 결국은 500X 내외까지 올려서 검사를 하게 되었다. Virmid와 MuTect 분석결과, blood cell에서 발견되지 않는 mutation이 brain cell에서 발견되었다.

 

세 개의 mutation을 찾았는데, 모두 mTOR mutations이었으며 이는 계통발생학적으로 종에 상관없이 보존되고 있던 mutation이다<슬라이드 3>.

 

mTOR와 관련하여 PI3K, AKT가 활성화되면 mTOR가 활성화되어 세포성장, 암, apoptosis에 영향을 미친다. 이 연구에서 발견된 mutation은 mTOR Kinase Protein의 활성을 이끄는데, mTOR가 활성화되면 S6 Protein이 phosphorylated S6 Protein (P-S6)으로 되기 때문에 mutation이 있을 때 P-S6의 발현이 증가됨을 증명하면 된다. Western blot에서 P-S6가 wild type에 비해 mutation이 있을 때 단백질의 발현이 증가하는 것으로 나타났다. 그리고 FCDIIA 환자의 pathological samples에서도 FCDIIA가 없는 wild type이나 대조군에 비해 P-S6의 immunostaining이 증가함을 확인할 수 있었다.

 

그리고 mTOR mutant constructs의 utero electroporation을 시행하였는데, mTOR mutations이 있는 경우 wild type에 비해 cortical radial neuronal migration이 잘 안됨을 확인하였다<슬라이드 4>.

 

또한 developing mouse neocortex에서 pS6가 wild type에 비해 증가되어 있는 것도 immunostaining을 통해 확인하였다. 3명 환자만을 대상으로 했기 때문에 앞으로 좀 더 많은 연구가 필요하다. 이 연구를 통해서는 mTOR가 기존에 알려진 바대로 TSC에만 영향을 미치는 것이 아니라 FCDIIA에서도 어느 정도 관여함을 알 수 있었다.

 

변이가 있을 때 mouse에서 어느 정도 재현을 하게 되는데, 지금은 iPSCs를 이용해서 조직(organ)도 만드는 시대이기 때문에 중간에 mutation을 시킬 때 mouse가 아닌 사람의 뇌에서 cortical dysplasia가 생기는지를 보는 실험도 곧 진행될 것으로 보인다<슬라이드 5>.


 

 

 

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