소변으로 배출되는 단백질이 뇌진탕 진단 바이오마커로 사용될 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 보스턴 아동병원(Boston Children's Hospital) 연구팀은 뇌진탕으로 진단받은 경우 소변 내 인슐린 유사 성장 인자 1(IGF-1)과 IGF 결합 단백질 5(IGFBP5) 수치가 낮게 나타난다고 발표했다. 

연구팀은 스포츠 의학 의사로부터 7일 이내에 뇌진탕 진단을 받은 운동선수 48명과 대조군 운동선수 47명 등 총 95명(평균 연령 19.6세)의 소변 샘플을 질량 분광법과 효소 결합 면역흡착 분석법(ELISA)을 사용해 분석했다. 뇌진탕을 앓은 운동선수들은 부상 후 ▲7일 ▲1개월 ▲3개월 ▲6개월 ▲12개월 이내의 소변 샘플을 제공했다.

분석 결과, 뇌진탕을 진단 받은 그룹의 소변에서 인슐린 유사 성장 인자 1(IGF-1)과 IGF 결합 단백질 5(IGFBP5)가 하향 조절된 것으로 나타났다. 두 그룹간 유의하게 다른 71개의 요소 중 해당 인자 2가지가 뇌진탕을 가장 잘 예측하는 것으로 확인됐다. 

연구팀은 뇌진탕 후 신체가 해당 물질을 소변으로 배출하지 않고 보유하면서 뇌 손상 복구에 관여하는 것으로 추측했다. 

보스턴 아동병원 혈관 생물학 프로그램 책임자 마샤 모세(Marsha Moses) 교수는 “많은 질병에서 신체적, 생물학적 손상의 표지가 혈류로 들어가 종종 소변에서 발견될 수 있다”며 “소변 검사는 조기에 자주 할 수 있고 다른 유형의 검사에 비해 저렴하다는 장점이 있다”고 말했다. 

응급의학과 레베카 매닉스(Rebekah Mannix) 교수는 “뇌진탕은 매우 미묘하기 때문에 뇌진탕의 40~60%가 급성 상황에서 진단을 놓친다”며 “뇌진탕을 빠르게 진단해야 하는 이유는 너무 빠르게 스포츠에 복귀하는 것을 방지해 회복을 돕고 2차 충격 증후군을 피할 수 있기 때문이다”라고 설명했다.  

뇌진탕은 머리에 센 충격이 가해졌을 때 일시적으로 의식 장애를 일으키는 상태를 의미한다. 뇌진탕은 진단과 추적이 어렵다. 뇌 영상검사에 나타나지 않고 결정적인 진단 검사도 없기 때문이다.

특히 뇌손상이 없지만 환자가 호소하는 주관적 증상이 있을 때 뇌진탕으로 진단되는데 감정에 쉽게 영향을 받을 수 있어 주의가 필요하다. 또한, 젊었을 때 뇌진탕을 경험했던 사람들에게서 수십 년이 지난 뒤 알츠하이머 치매나 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌 질환이 뇌진탕을 경험하지 않았던 사람들에 비해 조기에 나타날 수 있다는 일부 연구 결과도 있다. 

 

 

인공지능을 이용한 생존 예측 모델로 두경부암의 한 종류인 진행성 침샘암의 잔여수명을 예측할 수 있게 됐다. 침샘암을 비롯한 두경부암 환자의 맞춤형 치료에 도움이 될 것으로 보인다.

강동경희대병원 이비인후과 이영찬 교수, 김태훈 교수 연구팀은 머신러닝 기법을 이용한 침샘암의 생존 예측 모델을 연구해 가장 높은 예측과 낮은 오차를 보인 CSF모델을 확인했다고 19일 밝혔다. 

연구팀은 미국 국립암연구소에서 제공하는 암환자 빅데이터(Surveillance Epidemiology and End Result. SEER data)를 바탕으로 머신러닝 기법을 이용해 2004년~2016년까지 총 607명의 T3 또는 그 이상의 병기를 가진 진행성 타액선(이하선) 암환자를 대상으로 연구를 진행했다. 암환자 빅데이터에는 진단 시 나이, 성별, 인종은 물론 암의 병기, 조직학적 분화도, 종양의 크기, 치료 방법, 생존기간 등이 포함됐다. 

연구팀은 ▲Cox proportional hazard model (CoxPH) ▲conditional survival forest model (CSF) ▲random survival forest model (RSF) ▲DeepSurv model 등 네 가지 생존모델을 이용했다. 일차결과지표(Primary outcome)는 질병 진단일로부터 특정 질병 사망 사이의 기간을 기준으로 나타냈다. 

연구 결과, 생존분석에서 정확도 지표를 나타내는 C-index 값에서는 각각 ▲CSF (0.79) ▲DeepSurv (0.79) ▲CoxPH (0.78) ▲RSF (0.76) 모델 순으로 우수한 예측력을 보였다. 또 다른 비교 척도로 이용되는 Brier score(IBS) 값에서는 ▲CoxPH (0.02) ▲CSF (0.02) ▲DeepSurv (0.03) 모델 순으로 우수한 예측력을 나타냈다.

추가로 평균제곱근오차(Root mean square error, RMSE)와 평균절대오차(Mean absolute error)를 이용해 잔여수명과 실제수명과의 차이를 예측했을 때 ▲CSF ▲RSF 모델에서 낮은 오차를 보이며 더 우수한 예측력이 확인됐다. 

종합적으로 CSF모델이 가장 높은 예측 성능과 낮은 오차를 보임이 확인됐다. 비교적 드문 암에서도 머신러닝을 이용한 분석으로 기존의 예후 예측 방법보다 정확한 분석이 가능할 것으로 기대된다.

머신러닝은 인공지능의 한 분야로 기계학습이라고도 불린다. 주어진 데이터로부터 패턴이나 특성을 학습해 새로운 데이터에 대한 작업을 수행할 수 있도록 하는 알고리즘 및 관련 분야를 일컫는다.

침샘암은 머리에서 가슴 윗부분까지의 영역에서 발생하는 두경부암 중 하나로 주타액선(침샘)과 소타액션(침샘)에서 발생하는 악성 종양을 말한다. 침샘 자체가 귀밑, 혀밑, 턱밑부터 비강, 볼 점막, 구개, 혀를 비롯해 인두와 기관지까지 퍼져있어 다양한 부위에서 발생할 수 있다.

보통 초기 통증이나 증상이 없는데 주타액선에서 암이 발생한 경우 발생 부위에 덩어리가 생길 수 있다. 악성이 심한 경우 안면신경이나 혀가 마비되기도 한다. 저악성도의 경우 국소 수술만으로 치료가 가능하며 고악성도인 경우에는 방사선치료까지 동반해야 한다.

 

 

지구 온난화가 신장의 부담을 증가시켜 신장 결석 발병률을 높이는 것으로 나타났다. 신장 결석은 소변에 단단한 무기질이 축적돼 마치 돌처럼 딱딱하게 굳어지는 것으로, 요로를 통과할 때 심한 통증을 유발한다. 

필라델피아 아동 병원(Children’s Hospital of Philadelphia, CHOP) 연구팀은 기후변화가 신장 결석 발병에 미치는 영향을 분석해 2089년까지 신장 결석 발병률이 증가할 것이라고 밝혔다. 

이전 연구에 따르면, 높은 온도는 수분 손실로 이어지며 소변의 흐름이 변화되거나 농축된 소변을 만들어 신장 결석 발병 위험을 증가시킨다. 특히 미국에서는 더운 날 이후에 더 많은 사람들에게서 신장 결석이 발병하는 것으로 나타났다. 

연구팀은 남동부 지역이 다른 지역보다 신장 결석 질환 ​​사례가 더 많았기 때문에 사우스 캐롤라이나(South Carolina)에서 신장 결석에 대한 열의 영향을 추정하는 모델을 만들었다. 연구팀은 1997년~2014년 사이의 일일 평균 기온과 신장결석 진단 수 사이의 관계를 조사했다. 실내 열과 습도를 모두 측정하는 습구 온도(WBT)를 사용해 신장 결석 발병을 예측했다.

예측 모델은 2가지의 기후변화 시나리오를 사용했다. 첫 번째 기후 변화 시나리오는 탄소 배출량 감소, 탄소 포획 기술 사용, 이산화탄소 배출량에 대한 세금, 산림 확장 등과 같은 온실가스 배출의 적극적인 감소를 가정한 미래를 나타냈다. 반대로 두 번째 시나리오는 온실가스 배출을 제한하지 않는 미래를 나타냈다.

그 결과, 첫 번째 시나리오에서는 2085년~2089년까지 5년 동안의 평균 기온이 2010년~2014년 대비 4.1도 상승해 신장 결석 환자가 2.2% 정도 증가할 것으로 예측됐다. 반면, 두 번째 시나리오에서는 훨씬 더 높은 온도인 6.5도 증가가 예상돼 신장 결석 환자가 3.9% 증가할 것으로 예측됐다. 

연구팀에 따르면, 2025년~2089년까지 첫 번째 시나리오의 신장 결석 치료 비용은 약 5700만 달러(약 678억 3000만 원)로, 두 번째 시나리오의 경우 9900만 달러(약 1178억 1000만 원)가 될 것으로 예측됐다. 

신장 결석 질환은 약 11명의 미국인 중 1명에게서 발생하며 발병률은 20년 간 여성과 청소년 사이에서 증가 추세를 보이고 있다. 신장 결석 질환은 일생에 걸쳐 재발할 수 있다. 

특히 주변의 온도가 높으면 신장 결석 질환 발병 위험이 높아지고 급성 증상이 있는 결석이 나타날 위험도 높아진다. 정확한 메커니즘은 설명되지 않았지만, 수분 손실이 높아질수록 수변이 더 농축되어 칼슘, 옥살산염, 요산, 인산염이 결정화 될 가능성이 높아진다.

소아비뇨기과 전문의 그레고리 E. 타시안(Gregory E. Tasian)은 “온실 가스 배출과 기후 변화를 확실하게 예측하고 미래의 일일 기온이 어떻게 될지 정확히 아는 것은 불가능하다. 하지만 이번 연구는 지구 온난화가 신장의 부담을 증가시킬 가능성이 있음을 시사한다”고 설명했다.

 

 

폐기능이 떨어질수록 당뇨병 발병률이 높아진다는 연구 결과가 나왔다. 폐기능 저하와 기도 저항이 폐뿐만 아니라 혈당 변화에 영향을 끼쳐 폐 건강관리에 주의가 필요할 것으로 보인다. 

가톨릭대학교 서울성모병원 내분비내과 김헌성 교수(교신저자), 알레르기내과 이화영 교수(제1저자) 연구팀은 2009년 3월부터 2012년 10월까지 서울성모병원 평생건강증진센터에서 건강검진을 받은 19~85세의 건강한 성인 중 당뇨병이 없고(당화혈색소 6.5% 미만), 6년 간 폐기능검사를 받은 기록이 2회 이상 있는 1만 7568명(평균 나이 45.3세)을 대상으로 당뇨병과 폐기능의 연관 관계를 비교 분석했다. 

연구팀은 분석대상을 폐기능에 따라 최저값(1분위)부터 최대값(4분위)까지 사분위수로 분류했다. 분석에 사용된 폐기능검사 종류는 노력성 호기량(FEV1), 노력성 폐활량(FVC), FEV1/FVC 비율, 노력성 호기 중간유량(FEF 25-75%) 등 4가지였다.

FEV1/FVC 비율은 기도의 폐쇄성 유무를 나타내는 지표로 기도가 좁아지면 공기저항이 증가하는 것을 의미한다. 노력성 호기 중간유량(FEF 25-75%)은 말초의 소기도 기능을 나타낸다.

연구 결과, 1만 7568명 중 152명(0.9%)이 당뇨병으로 진단됐다. 당뇨병 발병과 다중 변수의 연관성을 알아보기 위해 다중 로지스틱 회귀분석을 실시한 결과, 나이·성별·체질량지수를 보정하고도 FEV1/FVC 비율이 78-82%인 그룹의 경우 86% 이상인 그룹보다 당뇨병 발생 확률이 40% 낮은 것으로 나타났다. 

기도 저항을 대변하는 FEV1/FVC 비율이 건강한 성인에게서 미래의 당뇨 발생률을 예측할 수 있는 인자로 확인됐다.

특히, 동일인에서 6년간 추적한 폐기능과 당화혈색소와의 상관관계를 분석한 결과 폐기능 검사(FEV1, FVC, FEV1/FVC 비율, FEF 25-75%) 수치가 낮을수록 당화혈색소는 높아지는 음의 상관관계가 확인됐다. 

당뇨병은 고혈당이 장기간 지속되는 전신 염증성 질환으로 당뇨 환자에서 만성 염증으로 인한 폐활량 저하에 대한 사전 연구들이 발표된 바 있다. 반대로 천식이나 만성폐쇄성폐질환 같은 만성기도질환자에서 당뇨병의 발생에 대한 연구 또한 발표되고 있다. 하지만 당뇨병을 진단받지 않은 성인을 수년간 추적해 폐기능과 당뇨병 발생과의 연관성에 대해 분석한 논문은 거의 없었다. 

 

 

후두신경통 등 각종 합병증을 최소화하는 새로운 제1-2경추 수술법이 나왔다. 

의정부을지대병원 정형외과 이형래 교수, 서울아산병원 이동호 교수 연구팀은 제1경추에 나사못을 삽입하기 어려운 경우, 제1경추 외측괴 상방에 나사못을 직접 삽입하는 새로운 수술법을 발표했다.

이번에 발표된 수술법은 통상적인 제1경추 나사못 삽입 지점(후방 아치)보다 위쪽(외측괴 상방)에 나사못을 삽입해 수술 후 후두신경통을 최소화하는 것이 특징이다. 

연구팀은 ▲후방 아치의 두께가 3.5mm 이하인 경우 ▲제1경추 외측괴 하방의 두께가 3.5mm 이하인 경우 ▲하방으로 경사진 후방 아치인 경우를 제1경추 나사못 삽입술의 위험요소 3가지(Risky triad of C1)로 규명하고, 지난 2011년부터 2019년까지 환자 60명을 대상으로 새로운 수술법을 적용했다. 

 

그 결과, 척추동맥 손상, 후두신경통 등과 같은 합병증 발생률이 현저히 낮은 것으로 나타났다. 특히 수술 후 후두신경통이 발생한 환자는 없었다.

그동안 제1경추에 나사못을 삽입하기 어려운 경우엔 두경부부터 경추까지 유합 범위를 확장하는 ‘후두경부 유합술’이 이용됐다. 하지만 수술 후 환자의 목 움직임이 제한되거나 전방 주시 기능에 장애가 생기는 등 다양한 합병증이 발생했다.

제1-2경추는 뼈가 아주 작고 주변에 척추동맥, 척수, 경동맥 등 주요 신경이 밀접해 있어 고난도 술기가 필요한 수술 부위다. 제1-2경추가 불안정하면 중추신경인 척수가 압박돼 보행장애를 일으키거나 미세한 동작이 어려워지고, 심한 경우 전신마비 등 심각한 합병증을 초래한다.

 

 

간으로 암이 전이되는 것을 막는 혁신적인 나노치료 약물이 개발됐다. 미국 텍사스대(UT) 사우스웨스턴 메디컬센터(UT Southwestern Medical Center) 연구팀은 최근 새로운 간 특이적 마이크로RNA(microRNA, miRNA) 약물을 개발해 마우스모델에서 간 전이 예방을 확인했다고 밝혔다.

연구팀은 간 특이적 마이크로RNA인 miR-122에 인산칼슘(Gal-LCP)을 합성하고 지질로 감싼 나노제형을 설계했다. 개발된 나노치료제는 독성 없이 miR-122를 특이성과 고효율로 간세포에 전달했다.

대장암 마우스 모델 연구 결과, miR-122를 전달받은 간세포는 암세포가 간에서 자리를 잡는 것을 방지해 대장암 간 전이를 효과적으로 예방하고 마우스의 생존 기간을 연장한 것으로 나타났다.

 

연구를 진행한 방사선 종양학 앤드류 왕(Andrew Wang) 교수는 “miR-122를 간세포로 전달해 암세포가 간에서 스스로 자리를 잡는 것을 방지함으로써 간세포를 더 건강하게 만든다”며 “나노치료제는 아직 생쥐에서만 테스트됐지만 간 전이를 치료할 수 있는 방법을 발견했다는 것은 가치 있는 발전이다”라고 설명했다.

연구팀에 따르면, miR-122의 전달은 암 전이 및 염증 경로에 관여하는 핵심 유전자의 하향 조절과 관련이 있다. 새로 개발된 나노치료제는 면역을 담당하는 CD8+/CD4+ T세포 비율의 증가 및 면역억제세포 침투 감소를 일으켜 간의 항종양면역반응에 도움이 되는 것으로 확인됐다.

해롤드 C. 시몬스(Harold C. Simmons) 종합 암 센터 카를로스 L. 아르테아가(Carlos L. Arteaga) 소장은 “이번 연구는 나노의약품 기반의 miRNA 전달로 암 예방과 치료를 개선하는 전략을 총체적으로 제시한다”며 “간 전이는 폐 전이에 이어 두 번째로 발생되기에 새로운 치료법은 시급히 필요했다. 이번에 개발된 치료제는 최소한의 독성을 나타내기에 유망하다”고 말했다. 

간 전이는 암 사망의 주요 원인이 된다. 특히 대장암의 경우 가장 흔하게 발생되는 전이 부위가 간이다. 대장암 환자의 약 15~25%는 진단 당시에 이미 간 전이가 있으며 이 중 약 80~90%의 경우는 진단 초기에 절제 불가능한 간 전이가 있는 것으로 보고되고 있다. 대장암에서 간 전이가 흔한 이유는 대장의 혈액순환이 간으로 향하는데, 소장과 대장에 있는 정맥이 ‘간문맥’이라고 하는 큰 정맥을 통과해 간으로 흘러들어가기 때문이다.  

 

 

유방암 병력이 있는 여성의 경우, 고혈압이나 당뇨병에 걸릴 위험이 높아지는 것으로 나타났다.

미국 의료기관 카이저 퍼머넌트 노던캘리포니아(Kaiser Permanente Northern California, KPNC) 연구팀은 유방암 생존자와 심혈관계 위험 인자의 발생률을 설명하기 위해 2005년부터 2013년까지 침습성 유방암으로 진단받은 평균 연령 61.2세의 유방암 생존자 1만 4942명과 대조군 7만 4702명을 비교 분석했다. 

분석 결과, 유방암 환자의 암 진단 2년 후 고혈압 발병률은 10.9%로, 대조군 8.9%에 비해 높았다. 당뇨병은 유방암 환자 2.1%에서 나타난 반면, 대조군은 1.7%에서 나타났다. 암 진단 10년 후 당뇨병 발병률은 유방암 환자 9.3%, 대조군은 8.8%로 유방암 환자에게서 더 높았다.  

연구팀에 따르면, 치료 요법에 따라서 발병률에 차이가 있었다. 당뇨병의 경우, 항암화학요법을 받은 경우는 1.23배(sHR, 1.23; 95% CI, 1.11~1.38), 왼쪽 유방 방사선 요법은 1.29배(sHR, 1.29; 95% CI, 1.13~1.48), 내분비 요법은 1.23배(sHR, 1.23; 95% CI, 1.12~1.12) 높게 발병됐다. 

고혈압 위험은 왼쪽 유방 방사선 요법을 받은 경우 1.11배(sHR, 1.11; 95% CI, 1.02~1.21), 내분비 요법은 1.10배(sHR, 1.10; 95% CI, 1.03~1.16) 높게 발병되는 것으로 확인됐다.

연구를 진행한 마릴린 L. 콴(Marilyn L. Kwan) 박사는 “왼쪽 유방 방사선 요법이나 내분비 요법을 받은 여성은 당뇨병과 고혈압의 위험이 더 높다”며 “해당 그룹의 경우 보다 자주 임상 모니터링을 진행하고 생활 방식을 바꿈으로 위험을 낮추는 것이 필요하다”고 설명했다.