김동석 연세대 세브란스병원 소아뇌전증센터 신경외과 교수

김동석 연세대 세브란스병원 소아뇌전증센터 신경외과 교수팀(박은경·강훈철·김흥동·이준수 교수)과 이정호 한국과학기술원(KAIST) 의과학대학원 교수팀은 난치성 뇌전증을 유발하는 유전자 변이를 세계 최초로 규명하고, 이를 억제하면 좋은 치료효과가 나타나는 것을 확인했다고 24일 밝혔다. 이번 연구결과는 의생명 분야 세계적인 학술지인 ‘네이처메디신’(Nature Medicine, 인용지수 28) 지난 24일자 온라인판에 실렸다.

연구팀은 소아 난치성 뇌전증을 유발하는 주원인으로 꼽히는 대뇌피질 이형성증(뇌신경세포가 정상적으로 생성되지 않은 상태)에 주목했다. 이 질환에 의한 난치성 뇌전증으로 뇌수술을 받은 77명의 뇌조직, 혈액, 타액을 채취한 뒤 유전자 분석을 실시한 결과 12명(15%)의 뇌 조직에서 혈액·타액에 없던 특정 유전자 변이가 발견됐다. 뇌 조직 안에서도 1% 미만으로 존재하는 희귀 질병 유전자를 찾은 셈이다. 이어 질병 유전자를 실험용 쥐에 이식해 실제로 뇌전증을 유발하는지 검증한 결과 뇌전증 환자와 동일한 병리 양상이 나타났다.

연구팀은 이를 바탕으로 해당 유전자 변이를 억제하는 치료법 개발에 착수했다. 김 교수는 “많은 치료후보약물 중 현재 항암제로 쓰이고 있는 한 약물을 투여한 결과 실험용 쥐의 발작 횟수를 포함한 전체 질환 증상이 크게 호전됐다”며 “향후 뇌전증 치료는 단순히 약물로 발작을 억제하는 단계를 넘어 예방적 단계로 넘어갈 것”이라고 말했다. 이어 “이번 연구는 수술적 치료만이 유일한 대안이었던 난치성 뇌전증의 원인을 처음 규명함으로써 혁신적 치료약물 개발에 필요한 실마리를 제공할 것으로 기대한다”고 덧붙였다.

뇌전증은 뇌신경세포의 일시적이고 불규칙적인 이상 흥분현상이 발생하는 질환으로 전체 인구의 1%에서 발견된다. 환자의 30%는 치료약물에 반응하지 않는 난치성으로 잦은 발작, 정신지체, 발달장애가 동반될 수 있다.

김 교수는 “문제가 있는 뇌 부위를 절제하거나 해당 부위에 전기자극을 주는 수술은 난치성 환자의 70%에서 치료효과를 보인다”며 “하지만 큰 수술이다보니 환자의 부담이 크고, 언어 및 운동기능 장애를 초래하는 등 부작용 위험이 존재했다”고 설명했다. 이어 “또 뇌수술을 받아도 증상이 조절되지 않는 중증 난치성 환자도 있어 발병원인 규명을 통한 새 치료법 개발이 절실하다”고 덧붙였다.

이정호 교수는 “이번 연구는 난치성 뇌질환의 원인 유전 변이가 혈액을 포함한 인체 전체에 분포해 있다는 기존 학설을 뒤집었다”며 “유전 변이가 뇌 영역에만 국한돼 존재하면서 뇌기능 전반에 영향을 줄 수 있다는 사실을 사람과 동물 모델에서 증명한 최초의 연구”라고 설명했다.

연구팀은 이번 연구에서 얻은 노하우와 치료약물의 국내외 특허를 출원 중이며, 빠른 시일 내에 임상시험에 들어갈 계획이다.