낭포성 섬유증

1. 개요[편집]

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낭포성 섬유증(囊胞性纖維症, Cystic fibrosis, CF, mucoviscidosis) 는 상염색체 열성인자의 영향으로 인한 상피세포의 이온 균형 붕괴와, 그로 인한 비정상적 세포 삼투압에 의해 점액 분비 등에 문제가 발생하는 유전병이다. 주로 아동 및 청소년기에 증상이 보이며 진단된다. 심각한 만성 폐질환 및 췌장 관련 증상이 동반된다.

백인들에게 주로 발병하는 유전병으로, 북유럽, 미국, 캐나다 백인, 유대인들의 경우 꽤 높은 유전률을 가지고 있으며[1], 이로 인해 캐나다 Hospital for Sick Children (Sickkids Hospital)와 토론토 대학교및 미국내 많은 대학과 연구소에서 비중 있게 연구되어 왔다.[2][3] 희귀병으로 전 세계적으로 약 8만명의 환자가 있는 것으로 알려져 있다. 아시아 및 아프리카 지역에서는 백인 혼혈이 아닌 이상 환자가 거의 발견되지 않으므로 국내에서의 인지도는 전문가 외에는 상당히 낮은 병이다.

미국 보스턴에 위치한 Vertex Pharmaceuticals, Inc.#에서 치료제가 성공적으로 개발되었으며, 이는 현대 생명과학의 큰 업적 중 하나로 꼽힌다. 낭포성 섬유증은 불치병으로 여겨졌던 병으로, 대부분의 환자들이 어린 나이부터 병세가 악화되며 유년기나 청년기에 사망했으나, 2020년 기준으로 치료될 수 있는 희망을 가지게 되었다. 최근의 활발한 연구개발, 상용화로 대부분의 환자들이 정상적 삶을 영위할 수 있을 것으로 기대된다.

Breath from Salt[4]라는 2020년에 출판된 책에 환자들 및 그 가족들의 애환이 잘 나타나 있으며, 뿐만 아니라 연구 기금 마련을 위해 환자 가족 중심으로 세워진 재단(Cystic Fibrosis Foundation#) 관련 이야기, 치료제 연구개발, 상용화 과정이 상세히 서술되어 있다.

국내에서도 Bric동향 신약개발 성공스토리 # 중 하나로 요약이 되어 있어 장기적인 안목으로 어려운 과제의 연구개발 및 성공과정을 상세하게 기술하였다.

2. 발병기전[편집]

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원인은 열성 유전에 의한 염색체 7번의 CFTR 돌연변이이다. 약 70%의 환자들은 CFTR의 F508[5]가 삭제되어 있다. CFTR은 염화 이온 채널로 땀샘이나 기도에 주로 분포되어 있으며 잦은 기도 감염의 원인이 되기도 한다. 또한 이온 밸런스의 붕괴 때문에 환자의 피부 및 땀이 짜다.

이 CFTR 채널은 주로 기도(airway), 위장관(GI tract), 땀샘(sweat gland) 및 생식기 기관(GU tract)의 상피세포(epithelial cell)에 존재하는 단백질로, cAMP 시그널에 반응하여 염소이온(chloride)을 세포 밖으로 배출하는 기능을 가지고 있다. 하지만 낭포성 섬유증(CF) 환자의 경우, 이 채널에 장애가 발생하면서 염소이온을 밖으로 배출하지 못하게 되는데, 이로 인해 이온 밸런스 붕괴가 발생하면서 나트륨(Na+) 역시 배출되지 못하게 되고, 따라서 수분(H2O) 역시 배출되지 못하게 된다. 특히 기관지(respiratory tract)의 경우, 점액(mucous)이 항상 배출되어 병균 및 다른 먼지들을 기관지에서 제거해야 하는데, 수분이 배출되지 않아 매우 뻑뻑한 점액이 생성되고, 이로 인해 점액이 배출되지 않고 다양한 병균들과 함께 기관지에 머물게 되면서 심각한 폐질환을 야기하게 된다. 결국 기관지 확장증(bronchiectasis)이 발병하게 된다. 또한 불투명한 코곁굴(opacified paranasal sinus)과 비용종(nasal polyps)이 나타나게 된다.

환자의 췌장(pancreas) 역시 마찬가지로, 같은 병리로 인해 다양한 효소를 동반한 췌장액이 위장관으로 배출되지 못하고, 이를 통해 지용성 비타민 및 지방을 흡수하지 못하는 장애가 발생하게 된다. 또한 위장관 내 점액에도 비슷한 증상이 나타나게 되어 담즙성 간경변(biliary cirrhosis)이 발생하게 된다.

낭포성 섬유증의 특징적인 증상인 매우 짠 땀은 CFTR 채널의 방향이 반대로 설치되어 있어서 나타난다. 채널의 방향이 반대라 항상 염소이온(chloride)과 나트륨(Na+)을 세포 안으로 끌어들이는 역할을 하게 되는데, 이 채널의 장애로 인해 염소이온이 세포 안으로 운반되지 못하고 나트륨 역시 세포 밖에서 머물러 있기 때문에 짠 땀이 나타나게 된다.

또한 생식기 기관(GU tracts)에도 영향을 미치게 되는데, 여성의 경우 자궁경관내막염(endocervicitis)이 발생하기도 하며, 남성의 경우 다양한 기관이 파괴되면서 불임증이 발생하게 된다.

비록 한 이온채널의 돌연변이로 생기는 병이지만 이온채널이 몸 곳곳 있기에 증상도 여러가지이다.

3. 증상[편집]

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주로 기도의 점액이 너무 끈적해지거나 짙어져 세균 감염 및 여병이 따라오기 때문에 시간이 지나면서 점점 악화되어 죽음까지 이르는 병이다.

장기 기관에 따른 증상은 다음과 같다.

• 위장관 관련(intestinal tract)

• 호흡기관 관련(respiratory tract)

• 생식기 기관 관련(GU tracts)

4. 진단과 검사[편집]

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환자의 땀에 염화 이온이 다량 검출되거나, 유전검사를 통해 진단된다.

낭포성 섬유증을 진단하는 데 있어서 가장 중요한 검사는 땀 검사(sweat test)이다. 땀에 포함된 염소이온(chloride)의 농도를 검사하는 방법인데, 검사 시 염소 농도가 60 mEq/L 이상으로 다른 날 2번 이상 발견될 시, 낭포성 섬유증으로 진단을 내리게 된다.

만일 땀검사의 결과가 불분명할 경우, 다양한 검사를 통해 진단하게 된다.

• 췌장 기능 검사
• 폐기능 검사(PFT) - 만 5세 이전엔 폐쇄성 패턴(obstructive)을, 그 후 제한성 패턴(restrictive)을 보이게 된다.
• 유전검사(genetic test)는 다음과 같은 경우에 시행하게 된다.
  • 가족력이나, 전의 아이에게서 낭포성 섬유증(CF)이 진단되었을 경우, 출생전 진단(antenatal diagnosis)
  • 가족력이 보여진 어른의 배우자(spouse of carrier)
  • 질병이 자주 발생하는 지역의 경우, 스크리닝(newborn screening)을 시행한다. 이는 혈청 내면역반응성 트립시노젠(trypsinogen)을 발견할 경우, 땀검사를 시행하여 진단하게 된다.

5. 치료와 예방[편집]

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Vertex Pharmaceuticals, Inc를 중심으로 상당한 연구개발이 최근10여년동안 급격히 성공적으로 진행되었고, 2019년 Trikafta (elexacaftor/ivacaftor/tezacaftor and ivacaftor) 등이 The US Food and Drug Administration (FDA)승인을 받아 95%의 환자들이 정상적인 삶을 영위할수 있을것으로 기대되며 앞으로도 지속적인 연구 및 진전이 예상된다.

6. 경과와 합병증[편집]

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기도의 점액이 너무 진하기 때문에 세균 및 진균(fungi)이 살기 적합한 곳이 된다. 포도상구균 및 각종 감염에 의해 생긴 면역반응 등에 의한 2차 피해를 받을 수 있다.