세균에 백혈구 면역반응 기전 세계 최초 규명
패혈증 독성물질 나타나는 원인 밝혀 특효 치료제 개발 가능성 大

왼쪽부터 김효수 교수, 김영찬 ·장현덕 ·이상언· 김솜이 연구원(사진제공=서울대병원 제공)
왼쪽부터 김효수 교수, 김영찬 ·장현덕 ·이상언· 김솜이 연구원(사진=서울대병원 제공)

[소비자경제신문 박은숙 기자] 서울대병원 김효수 교수팀은 20일 패혈증 독성물질 나타나는 원인을 밝혀 획기적으로 생존율 높이는 패혈증 새 치료제 개발에 박차를 가하고 있다.

패혈증은 세균에 감염된 백혈구가 세균을 공격하는 동시에 장기를 손상시키는 물질 방출하면서 생기는 질병이다.

전 세계적으로 연간 약 3천만 명의 환자가 발생하고 한 달 내 사망률이 30%에 달한다. 수많은 패혈증 치료제들이 개발되고 있으나 원인과 진행 과정이 단순하지 않아 뚜렷한 성과가 없었다.

서울대병원의 연구중심병원 프로젝트 염증/대사 유니트 김효수 교수팀은 “세균 감염 시 백혈구인 호중구가 세균 박멸과 함께 독한 사이토카인을 방출해 인체에 손상을 준다”고 세상에 최초로 밝혔다.

이어 조절할 수 있는 기전을 규명해 패혈증 치료제 개발에 대한 새로운 방향을 제시했다.

감염된 세균을 죽이는 역할은 백혈구 중 호중구가 담당한다. 세균을 빨리 제거하는 동시에 인체에 손상을 입히는 사이토타인의 과도한 방출은 자제해야 한다. 하지만 적절하게 균형 잡기가 어려워 세균 박멸했음에도 불구하고 환자가 사망하는 결과를 초래하는 것이 패혈증 치료의 난관이다.

연구팀은 “패혈증 주요 원인 물질은 세균의 균체내에 함유된 독소인 ‘내독소(endotoxin)’다. 내독소가 백혈구의 사이토카인을 대량 방출해 인체를 손상시키는 원인을 추적했다”고 설명했다.

패혈증 악화의 중요한 계기는 염증반응-후폭풍이 발생하는 것이다. 연구결과에 따르면, 세균의 내독소에 의해 백혈구 안의 염증매개 단백질인 ‘MYD88’이 팔미토일화(단백질에 지질(lipid)이 결합되어 단백질의 활성이 변형되는 과정) 되는 변형이 중요하다는 것을 규명했다.

연구팀은 “팔미토일화의 재료인 팔미트산(palmitic acid)을 생산하는 지방산 합성 효소(FASN) 억제제를 패혈증 쥐에 투여했다”며 “그 결과 억제제를 투여한 쥐는 복강에 감염시킨 세균이 감소하면서 쥐의 생존율이 대폭 향상됐다”고 강조했다.

김효수 교수는 “패혈증에서 백혈구가 인체에 해를 끼치는 사이토카인 폭풍을 불러일으키는 기전을 밝히면서 이를 적절하게 제어할 수 있는 핵심 효소를 최초로 규명한 것이다”고 연구 의의를 덧붙였다.

이어 “핵심 효소를 선택적으로 억제하는 물질만 개발하면 체내 백혈구가 다른 부위에 손상 없이 세균만 선택적으로 죽여 환자 생존을 향상시키는 특효약을 개발할 수 있을 것”이라고 기대했다. 뿐만아니라 5년 여 만의 노력과 땀으로 맺은 이번 성과는 보건복지부가 연구중심병원 사업 염증/대사-유닛 프로그램으로 지원했다.

한편 이 연구는 세계 최고의 권위지인 네이처 자매지 ‘네이처 케미컬 바이올로지(Nature Chemical Biology; IF; 13.94) 온라인 19일자에 게재됐다.

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