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인슐린 주사 패러다임의 혁신: 이오패치를 통한 국내 당뇨병 환자의 혈당 관리

인제의대 상계백병원 내분비내과 원종철 교수

후생신보 | 기사입력 2022/05/16 [10:25]

인슐린 주사 패러다임의 혁신: 이오패치를 통한 국내 당뇨병 환자의 혈당 관리

인제의대 상계백병원 내분비내과 원종철 교수

후생신보 | 입력 : 2022/05/16 [10:25]

▲ 원종철 교수

2022년 현재, 당뇨병은 국내에서 더 이상 드문 질환이 아니다. 국내 당뇨병 환자가 얼마나 있는지를 최초 연구하였던 1970년대, 당뇨병 유병율은 1%남짓이었다. 그러나, 최근 국내 성인에서의 당뇨병 유병율은 대략 14% 남짓으로 보고되고 있다. 즉, 성인 7명 중 한 명이 당뇨병을 앓고 있다. 

 

인슐린은 당뇨병 치료의 근본이다. 1형 당뇨병, 2형 당뇨병, 또는 임신성 당뇨병 등등 당뇨병의 유형이나, 당뇨병 유병기간, 당뇨병의 심한 정도, 그리고 동반질환 등을 감안할 경우에도 결국 당뇨병 치료의 정답은 바로 인슐린이기 때문이다. 

 

당뇨병은 인슐린 분비의 결핍 또는 저항성에 기인하는데, 이로 인해 신체 내 여러 대사과정에서 결함들이 발생하고, 이는 곧 고혈당을 넘어 당뇨병 만성합병증은 물론 심혈관질환 위험이 증가하는 질환이다. 

따라서 당뇨병 환자에서 혈당 관리는 정상인의 혈당 양상을 최대한 유지토록 하는게 가장 중요하다. 지금으로부터 100여년 전까지만 해도, 당뇨병의 치료 방법은 전무하였다. 

 

당뇨병 환자는 고혈당이 발생하는 순간이 곧 절망의 순간이었다. 1922년 인슐린 발견은 고혈당의 치료를 넘어 당뇨병 환자를 죽음의 문턱에서 온전한 삶으로 회생하는 인류사 최대의 발견이었다. 

인슐린이 발견된 후 100년이 지난 현재, 생리학적으로 면역학적으로 보다 진보한 다양한 인슐린 제제들이 개발되어 실제 환자 치료에 사용되고 있다. 

 

최근 개발된 인슐린 제제들을 적절히 사용하면 정상인에서의 인슐린 분비에 맞출 수 있을 뿐만 아니라 매일매일 또 매 식사마다 달라지는 탄수화물 함량에 따른 인슐린 필요량을 맞출 수도 있다. 

 

당뇨병 환자가 이렇게 정상적인 체내 인슐린 분비 양상과 혈당변화에 따른 인슐린 필요를 적절하게 맞출 수만 있다면 고혈당으로 인한 합병증, 그리고 저혈당 위험을 낮추고 당뇨병으로 인한 합병증을 예방함으로써 정상적인 수명을 유지할 수 있을 것이다. 

 

그렇지만 실제 당뇨병을 앓고 있는 환자나 당뇨병 환자를 접하는 의료진, 양쪽 입장에서 인슐린을 적절하게 사용하여 혈당 관리를 하는 것은 실제 쉽지만은 않다. 

 

2019년 국민건강통계를 보면, 국내에서 인슐린을 사용하는 당뇨병 환자는 전체의 6% 정도이다. 서구의 경우, 인슐린 사용환자가 25%를 넘는 것에 비하면, 국내 환자에서 인슐린을 사용하는 경우는 매우 적은 것으로 여겨진다. <그림 1>

▲ <그림 1> 당뇨병 (당화혈색소 6.5% 기준) 조절율: 2019년 국민건강통계



당뇨병 치료에 있어서 인슐린 치료가 가장 명확한 정답임에도 불구하고, 인슐린 사용이 여의치 않은 이유는 무엇일까? 

물론 경구용 항당뇨병약제를 사용하여 혈당을 적절하게 유지할 수도 있다. 그렇지만 당화혈색소 6.5% 기준으로 혈당조절이 잘 되어지고 있는 경우는 당뇨병 환자 4명 중 한 명 정도일 뿐이다. 

 

인슐린 치료의 장벽은 주사제에 대한 공포, 인슐린 치료를 당뇨병 치료의 최후 방법으로 인식하고 있는 사회심리적 상황, 인슐린을 스스로 주사하는 것에 대한 두려움과 교육의 어려움 등등이 주요 원인으로 알려져 있다. 이런 측면에서 인슐린 펌프(insulin pump), 또는 자동 인슐린 체내 주입기기를 사용하는 것은 여러 장점이 있을 수 있다. 

 

매번 인슐린 주사를 하지 않아도 된다는 가장 큰 장점이 있고, 의학적으로는 체내 인슐린이 분비되는 양상과 유사하게 인슐린을 주입할 수 있을 뿐만 아니라 식사량에 따른 인슐린 요구량을 맞출 수 있다는 장점이 있다. 

물론 인슐린 펌프 치료에 따른 경제적 부담과 늘 복부나 팔 부위에 기계를 차고 다녀야 하는 불편함이 있다. 

인슐린 펌프를 성공적으로 사용하기 위해서는 당질에 대한 교육과 인슐린 용량을 본인의 혈당 변화에 맞추어 스스로 관리해야 하는 어려움 또한 있다. 

 

1999년 미국에서 1형 당뇨병 환자의 치료와 합병증 발생에 관한 연구(DCCT) 결과가 발표되었는데, 하루 3번 이상 인슐린을 주사하는 적극적인 혈당 조절군이 인슐린을 하루 한번 또는 두번씩 주사하는 경우에 비하여 당뇨병 합병증이 현저하게 예방될 수 있었다. 

 

그 이후 당뇨병 환자의 관리에서 적극적인 혈당 조절은 매우 중요하고 강력한 신념이 되었고, 세계 각국의 유관 기관이나 당뇨병 전문 학회에서도 이러한 연구결과에 근거하여 적극적인 혈당 조절을 강조하고 있다. 

 

적극적인 혈당 조절에 있어서 인슐린 펌프를 이용한 인슐린 치료는 바로 가장 분명하고 확실한 모범 답안일 수밖에 없다. 그렇기 때문에 인슐린 사용과 인슐린을 주사하는 방법, 즉 인슐린 펌프 치료가 보다 간편하고, 안전하고, 효과적일 수만 있다면 당뇨병 환자는 물론 당뇨병 환자를 접하는 의료진에게도 매우 만족스러울 수 있을 것이다.  

 

인슐린 펌프는 인슐린 용량을 수동적으로 유연하게 조절하는 방법과 개별화된 알고리즘에 따라 자동으로 주입되는 방법이 있다. 

이런 인슐린 주입기기 즉 인슐린 펌프는 환자의 피하조직에 연결된 주사기와 삽입관, 그리고 인슐린을 주입해주는 기기로 구성되어 있다. 

환자 피부에 부착된 주사기와 삽입관은 감염 위험성이나 지방과 인슐린 주사부위의 지방비대증(lipohypertrophy)를 예방하기 위해 며칠마다 바꿔주어야 한다. 

 

인슐린 제제의 개발과 진화와 더불어 최근에는 인슐린 주입기기 즉, 인슐린펌프는 물론 피부감염증이나 알레르기 등을 줄일 수 있는 다양한 기기와 기구들이 개발되었고, 2017년 미국의 경우, 50만명 이상의 당뇨병 환자가 인슐린 펌프를 사용하는 것으로 알려져 있다 (https://www.prnewswire.com/news-releases/north-america-insulin-pump-market2017-prospect-share-development-growth-and-demand-forecast-to-2022-300513453.html). 

 

인슐린 제제의 발전과 더불어 최근 디지털 산업의 진보와 발전, 그리고 디지털 기술의 의료 활용, 즉 디지털 헬스케어가 최근 각광받고 있다. 

이러한 디지털 헬스케어는 4차 혁명을 타고 당뇨병 진단 및 치료에도 적극적으 로 활용되어지고 있으며, 이러한 움직임은 향후 더욱 가속화되어질 것으로 전망된다. 

 

국내 디지털 헬스케어의 대표회사인 이오플로우(EOFLOW)에서 개발한 ‘이오패치(EOPatch)’는 당뇨병 관리에서 효과적이고 안전하며, 편리한 인슐린 주입기기의 필요성에 부응하여 디지털 헬스케어의 진보된 기술을 당뇨병 치료에 적용한 주목할 만한 국내 연구진의 세계적인 성과로 여겨진다. 

이오패치는 탈부착이 가능한 패치형 인슐린 펌프로, 바늘과 펌프를 연결하는 삽입관 또는 튜브가 없기 때문에 착용과 일상생활에 보다 용이하며,  이미 2017년 국내 식품의약품안전평가원으로부터 승인을 받은 제품이다. <그림 2>   

▲ <그림2> 이오패치



이후 최근 주목받고 대중화되어지고 있는 무채혈 혈당 측정 기술인 연속혈당측정기와의 접목하여 인슐린 주입 조절을 한층 발전시킨 제품이 2020년에 또한 식품의약물안전평가원으로부터 승인받은 바 있다. 

 

전세계적으로 가장 많이 사용되는 미국 인슐렛사(Insulet사)의 ‘옴니포드’제품에 비교하여, 사용일수가 3일보다 긴 3.5일이고, 주사침으로 인한 불편함으로 최소화한 삽입관으로 구성되었으며, 옴니포드에 비해 보다 정밀하게 인슐린 주입 용량을 조절할 수 있는 전기-삼투압 모터를 사용한다는 획기적인 장점 외에도 크기가 보다 작고, 소음이나 방열 등의 불편함이 크게 감소되었을 뿐만 아니라 디지털 강국인 국내 환자들의 스마트폰 활용을 통해 보다 쉽고, 보다 빠르고, 보다 정밀하게 인슐린을 ’필요에 맞는 만큼’ 적절하게 제공할 수 있는, 소위 국내 연구진의 IT기술의 쾌거라고 단언할 수 있는 제품으로 알려져 있다. 

 

국내에서 개발된 이오패치 인슐린 주입기기는 최대 84시간 사용가능한 패치형 체외용 인슐린 주입기와 블루투스 통신으로 연결된 스마트 리모컨이나 나르샤라는 어플리케이션, 그리고 인슐린 주입 결과들을 확인할 수 있는 이오브릿지로 구성되어있다. 

이는 정상적인 체내 인슐린 분비양상, 즉 매 순간 파동형으로 분비되는 인슐린인 기초 인슐린과 탄수화물 섭취에 따라 필요한 식사 인슐린의 주입 용량을 결정하여 제공하기에 보다 쉽고 간편할 수 있다는 이점이 있다. 

 

그러나, 국내 과학자가 개발한 세계적인 이 기기가 국내 당뇨병 환자의 혈당관리에 과연 효과적인지, 그리고 그보다 더 안전한 건 지를 검증하는 것은 환자는 물론 의료진에 있어서도 매우 중요한 문제일 것이다. 

 

삼성서울병원 김재현 교수팀이 최근 전세계 당뇨병 관련 저널의 상위에 입지한 대한당뇨병학회에서 발간하는 <당뇨병>지에 발표한 ‘국내 1형 당뇨병 환자에서 이오패치 4주 사용의 안정성과 효과에 관한 연구’는 국내에서 개발한 인슐린 주입 기기가 국내 1형 당뇨병 환자에서 안전하고 효과적인지를 가늠해보는데 매우 중요한 근거를 제시하였다고 평가되고 있다. 

 

김 교수팀은 삼성서울병원과 서울아산병원에서 치료 중인 19세 이상의 당뇨병 환자 중 인슐린 펌프나 다회 인슐린 피하주사로 인슐린 치료 중인 1형 당뇨병 환자 10명을 대상으로 패치형 인슐린 펌프 사용 시간과 심각한 부작용(400 mg/dL 를 초과하는 심각한 고혈당 또는 의식변화나 심각한 일상생활 장애를 초래하는 저혈당) 발생 여부를 조사하였으며, 인슐린 주사 용량과 단시간 내의 당화혈색소 값의 변화를 관찰하였다. 

 

연구 대상 환자들은 평균 나이 38세로 당뇨병 유병기간이 평균 8년, 그리고 인슐린 사용경험이 8년 정도되었으며, 당화혈색소 수치가 평균 6.6%로 혈당 조절이 비교적 매우 잘 되고 있는 환자였다. 

대상 환자의 평균 당화혈색소가 7% 미만이었던 것은 환자들 대부분이 오랫동안 인슐린을 사용하였고, 자가 관리는 물론 인슐린 주사 용량이나 횟수 등을 제대로 파악하여 자가관리가 매우 잘되고 있었다는 것을 의미한다. 

 

그럼에도 불구하고 이오패치를 4주간 착용 후, 당화혈색소가 6.4%로 감소하고, 연속혈당 측정을 통해 측정한 치료 목표 범위(혈당이 70~180 mg/dL)에 해당하는 혈당 측정값의 비율이 71%에서 83%로 의미 있게 증가하고, 심각한 저혈당(54 mg/dL 미만) 감지 비율이 1%에서 0.3%로 의미 있게 감소한 것은 임상적으로 의미가 큰 결과라고 볼 수 있다. 

 

또한 이오패치의 착용 시간 중간값이 84시간으로 이미 전 세계적으로 많이 사용되는 옴니포드의 72시간에 비해 장시간 사용 가능한 것은 경제적인 이점이 있음을 의미한다. <표 1> 

▲ 표1. 국내 1형 당뇨병 환자 10명에서 이오패치 4주 착용 후 변화(김재현 등. Diabetes and Metabolism Journal. 2022)


인슐린이 발견된 지, 100년이 지난 이 시점에 인슐린 발견 전에 비해 당뇨병 환자의 생존은 의미 있게 증가하였다. 인슐린 발견 직후 당뇨병 환자의 생존 기간은 6배나 증가하였다. 

 

최근에는 당뇨병 환자의 생존기간이 정상인과 거의 유사한 것으로 보고되고 있다. 

고혈당으로 인한 합병증, 그리고 이로 인한 생존위협보다, 당뇨병 유병기간이 증가함에 따라 이로 인한 만성합병증과 심혈관질환을 어떻게 효과적이고 안전하게 예방하느냐는 최근의 당뇨병 관리의 가장 중요한 이슈이고 숙제이기도 하다. 

이를 위해서는 효과적이고 안전한 혈당 관리가 최우선일 수밖에 없다. 인슐린 치료가 필수적인 1형 당뇨병 환자에서 인슐린 치료는 많은 어려움이 있다. 

 

인슐린에 대한 부정적인 사회문화적 장벽은 우리 사회가 풀어 나가야할 문제로 치부하더라도, 인슐린 자가 주사를 위한 교육체계와 효율적인 치료를 위한 인슐린 주입 기기가 필요할 수밖에 없다. 

 

특히 1형 당뇨병 환자에서는 적극적인 혈당 관리를 위해 일일 3회 이상 다회 인슐린 주사가 필요하고, 잦은 주사의 번거로움과 효과적인 인슐린 요법을 위해 인슐린 펌프를 이용하는 것이 필요할 수 있다. 

 

미국의 경우, 1형 당뇨병 환자의 63%가 인슐린 펌프를 사용하고 있다. 우리나라는 고작 5% 남짓이다. 2형 당뇨병 환자에서도 적극적인 혈당 관리 또는 안전한 혈당 관리를 위해 인슐린 펌프는 필요할 수밖에 없다. 인슐린 요법이 절대적으로 필요한 1형 당뇨병환자에서는 인슐린 펌프의 필요성은 절실하다. 

 

장기적인 관점에서 혈당 조절을 꾀함으로써 얻을 수 있는 개인의 안녕과 건강은 물론 사회경제적 관점에서도 당뇨병으로 인한 질병부담을 고려한 보건의료학적 관심과 적절한 대책, 그리고 현행 의료보험 체계에서의 효과적인 변제 프로그램을 관계당국은 물론 의료계와 보건산업계에서 심각하게 고민해보아야 할 시점이다. 

 

당뇨병 환자에서 효과적이고 안전한 치료, 특히 당뇨병 치료의 명확한 모범 답안인 인슐린 치료는 필수불가결하다. 다만, 이런 인슐린 치료를 어떻게 적용하고, 편리를 갖춰 제공하느냐가 중요한 문제일 수 있다. 

전세계적으로 인정받기 시작한 이오패치는 국내의 월등한 IT 및 디지털 기술을 접목한 패치형 인슐린 펌프로 인슐린 치료가 필요한 환자가 모범 답안에 다다르도록 친절하게 안내해주는 하나의 길잡이가 될 수 있을 것이다. 

 

국내 당뇨병 환자 유병률의 변화는 이미 많이 알려져 있다. 그러나 당뇨병 발생 위험이 높은 전당뇨병 환자는 국내의 경우 당뇨병 유병율의 2~4배 이상으로 추정되고 있다. 

건강한 혈당, 건강한 대한민국의 미래를 위해서는 효과적인 혈당 관리 체계가 갖추어져야 한다. 특히 이오패치의 경우, 국내에서 개발된 만큼, 국내 당뇨병 환자가 접하는 식사문제, 학교문제, 직장문제 등 ‘한국형’ 일상생활에 보다 개별화된 인슐린 주입기기 체계와 인슐린 제공 알고리즘이 더욱 개발되어, 당뇨병 환자의 생존은 물론 삶의 질 개선 향상을 꾀할 수 있기를 기대한다. ▣

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