사망률 40% 이상 ’패혈증 쇼크‘ 생존율 높이는 새 치료법 개발

감염 질환은 자칫 생명도 앗아갈 수 있어서 예방과 신속한 치료가 중요합니다. 중증 감염질환인 ‘패혈증(sepsis)’도 그 중 하나입니다.

패혈증은 우리 몸에 균이 침입해서 전신성 염증반응이 나타난 상태입니다. 이 영향으로 생명을 위협할 수 있는 장기부전이 발생합니다.

패혈증에 따른 증상은 매우 빠르게 진행해서 발병 후 며칠 내에 사망할 수도 있기 때문에 신속한 치료가 중요합니다. 하지만 현재까지 특이적인 치료제가 없는 실정입니다.

이에 가천대 의대 진미령 교수팀을 중심으로 한 공동 연구팀이 최근 패혈증의 새로운 치료법 개발 가능성을 확인해서 주목 받았습니다. 패혈증 환자들의 치료 결과를 끌어올릴 수 있는 새 치료법에 대해서 알아보겠습니다.

▶‘패혈증 테라노스틱스’ 개발 가능성 규명

‘패혈증’은 미생물 감염에 대한 인체의 전신적인 이상 면역반응으로, 주요 장기에 손상을 일으키는 치명적인 질환입니다.

특히 순환계와 대사계 이상이 동반된 ‘패혈성 쇼크’는 40% 이상의 사망률을 보입니다. 세계적으로 패혈증 탓에 매년 약 1100만 명이 사망하지만, 특이적인 치료제가 개발되지 않은 상태입니다.

이와 관련 가천대 의대 진미림 교수팀이 최근 가천대 길병원, 서울아산병원, 서울대병원 응급의학과, 삼성서울병원, ㈜미림진, 오송 첨단의료산업진흥재단 신약개발지원센터(KBIOHealth®)와 공동 연구를 통해서 ‘WARS1’을 타깃으로 한 패혈증의 새로운 치료법인 ‘패혈증 테라노스틱스’ 개발 가능성을 규명했습니다.

‘WARS1’은 트립토파닐 티알앤에이 합성효소(tyrptophanyl tRNA synthetase)의 약자입니다. 진미림 교수는 박테리아‧바이러스 같은 병원균 감염 시에 WARS1이 단핵구로부터 혈액으로 분비돼 대식세포 톨유사수용체(Toll-like receptor)를 활성화하는 인체 내인성 선천면역 활성화인자임을 세계 최초로 보고한 바 있습니다.(Nature microbiology, 2017)

테라노스틱스(theranostics)는 ‘치료(Therapy)’와 ‘진단(Diagnosis)’의 영어 합성어로, ‘환자의 병리를 정확히 진단하고 동시에 치료’를 진행하는 정밀치료기술을 말합니다.

이번 연구 결과는 최근 세계적 의학 학술지 ‘EMBO 분자의학(EMBO‧Molecular Medicine)에 게재되며 주목 받았습니다. 이 연구는 과학기술정보통신부 혁신신약 파이프라인 발굴사업 사업, 중소기업벤처부, 보건복지부 감염병 예방치료기술개발사업, 국가신약개발사업의 지원을 받아서 수행됐습니다.

<WARS1을 타깃으로 하는 ’패혈증 테라노스틱스‘ 연구 결과>

응급 중환자실 입원 시 혈중 고농도의 WARS1 수준으로 △과도한 염증 △사이토카인 스톰 △쇼크 △장기 부전 △급성사망 위험의 환자를 진단‧선별할 수 있었다. WARS1 수준이 높은 중증 패혈증 마우스에 WARS1 중화항체를 주입해서 WARS1을 제거하면, 사이토카인 스톰과 장기손상을 제어해서 90%의 생존율로 사망을 예방했다.

▶항생제 병용 투여로 90%의 마우스 생존

우선 이번 연구에서는 응급 중환자실 입원 시 혈중 고농도의 WARS1 수준으로 △사이토카인 스톰 △쇼크 △장기손상 △조기 사망의 위험이 있는 과염증성 패혈성 쇼크 환자임을 신속히 진단(diagnosis)하고 선별할 수 있는 것을 확인했습니다.

사이토카인 스톰은 수많은 염증성 사이토카인들의 과다분비로 발열과 장기부전을 유발하는 급성 면역이상 반응을 말합니다. 또 염증성 사이토카인은 주요 면역세포들이 분비하는 저분량 단백질로서 염증 반응을 유발합니다.

또 WARS1은 사이토카인 스톰을 일으키는 최상위 염증 유발 인자로서 경증 패혈증 마우스에 WARS1을 주입하면, 사이토카인 스톰을 일으키고 장기 손상이 일어나서 패혈성 쇼크로 사망에 이르기 때문에 과염증성 패혈증 치료 타깃이라는 것도 알아냈습니다.

중증 패혈증 마우스는 혈중으로 고농도의 WARS1을 분비하고, 사이토카인 스톰을 일으켜서 72시간 내에 모두 사망합니다. 하지만 WARS1 중화항체(Therapy)를 투여해서 WARS1을 제거하면 사이토카인 스톰이 억제됐고, 항생제 병용 투여로 90%의 마우스가 생존했습니다.

가천대 의대 진미림 교수는 “지난 30여 년간 패혈증 치료제 개발 실패 원인인 환자의 이질성과 단일 사이토카인 억제제의 한계를 극복할 수 있는 새로운 정밀 치료제 개발 가능성을 최초로 규명했다는데 큰 의미가 있다”고 강조했습니다.

▶“WARS1 중화항체 임상으로 효과 증명 계획”