범용화 가능 ‘알츠하이머병 체외 조기진단 기술’ 개발

범용화 가능 ‘알츠하이머병 체외 조기진단 기술’ 개발
김종승 교수, 조선대-연세대 공동연구팀과 함께 알츠하이머병 조기 진단 위한 저분자 기반 형광센서 개발 

​▲ 윗줄 왼쪽 부터 김종승 고려대 교수, 이건호 조선대 교수, 김영수 연세대 교수, 아랫줄 왼쪽부터 안주성 고려대 박사과정, 김경환 연세대 박사과정 

이과대학 화학과 김종승 교수는 조선대 의생명과학과 이건호 교수(가드코호트연구단 단장), 연세대 약학과 김영수 교수와 공동 연구팀을 이루어 알츠하이머병의 조기 진단을 위한 새로운 저분자 기반 형광 센서를 개발했다. 이 기술은 환자의 뇌척수액에서 알츠하이머병의 주요 질병인자(바이오마커)인 아밀로이드 베타 올리고머의 생성 여부를 효과적으로 감지하여 알츠하이머병을 조기에 검진하는 기술이다.

해당 연구는 리더연구지원자지원사업, 한국뇌연구원 서남권협력사업, 중견연구자지원사업 등 과기정통부의 지원을 받아 이루어졌으며, ‘뇌척수액 내 아밀로이드 베타 올리고머 검출 프로브를 활용한 알츠하이머병의 조기진단(Early onset diagnosis for Alzheimer's disease patients via amyloid-β oligomers-sensing probe in cerebrospinal fluid)’이라는 제목으로 국제 저명학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션(Nature Communications, Impact Factor 17.7)’ 학술지 최신호에 게재됐다.

알츠하이머병은 전 세계적으로 가장 흔한 형태의 퇴행성 신경계 질환으로, 치매 환자의 대다수를 차지한다. 이 질병은 심각한 인지장애를 동반하며 시간이 지날수록 증상이 심해져 결국은 사망에 이른다. 최근 미국 바이오젠과 일본 에자이의 ‘아두카누맙(제품명 아두헬름), 레카네맙(제품명 레켐비), 그리고 릴리의 도나네맙 등이 잇달아 알츠하이머병 신약으로 부상하고 있다. 이러한 상황에서 적절한 치료시기를 놓치지 않기 위한 알츠하이머병의 조기진단 기술의 개발이 필수적인 상황이다.

알츠하이머병 조기 진단을 통한 예방치료가 진행되기 위해선 증상이 없거나 경미한 질병의 초기단계에서 생체 내 침착되고 있는 아밀로이드 베타를 검출해야 한다. 현재 상용되고 있는 진단 방법으로는 양전자단층촬영(PET) 검사가 유일하다. 그러나 PET 검사를 진행하기 위해선 수십억에 이르는 고가의 장비를 갖춰야 하며, 검사비용도 최소 100만원 이상 소요됨에 따라 경제적 부담이 크다. 또한 검사를 진행하기 위해서 혈관으로 짧은 반감기의 방사능 추적물질을 주사해야 하기 때문에 사전 예약이 필수적이기에 범용화에 큰 한계가 있는 상황이다. 따라서 고비용의 정밀검사에 앞서 치매 고위험군에 속하는 65세 이상 인구를 대상으로 대규모 신속검사가 가능한 저비용의 범용화 체외진단 기술이 개발된다면 치매 치료기술이 가속화되는 현 시점에 발맞춰 치매의 선제적 예방치료를 실현할 수 있다.

이에 따라 김종승 교수 공동 연구팀은 뇌척수액 내 아밀로이드 베타 올리고머를 감지하는 분자 시스템을 성공적으로 개발했다. 공동 연구팀은 아밀로이드 베타 올리고머에 대한 높은 선택성과 감도를 위해 정밀한 분자 소수성 조절 기술을 활용하여 수용액 상에서는 형광을 보이지 않다가, 아밀로이드 베타 올리고머에 결합했을 때만 형광이 증가하도록 했다. 그 결과, 뇌 속에 축적되는 아밀로이드 베타의 생성을 직접 측정할 수 있을 뿐만 아니라 알츠하이머병 환자의 뇌척수액 내에서 아밀로이드 베타 올리고머의 생성여부를 정확히 측정할 수 있는 효과적인 조기진단 기술을 발표했다.

형광센서를 개발한 김종승 교수는 “이번에 개발된 물질은 적은 비용으로 대량합성이 가능하여 1만원 이하로 치매 발병 조기예측검사가 실현될 날이 멀지 않았다”고 언급하며, “국민건강검진에 적용 가능한 범용적 기술 개발을 위해 남아있는 마지막 장벽은 혈액 내에서 아밀로이드 베타 올리고머를 안정적으로 측정하는 기술을 확보하는 것”이라고 말했다. 아울러 아시아 최대 지역사회 치매고위험군 코호트(가드코호트)를 이끌어온 조선대 이건호 교수는 “대규모의 신속검사가 가능한 범용성 높은 치매예측 기술의 실용화를 위해 증상이 없는 초기 단계의 알츠하이머병 환자를 대상으로 치매 발병 예측 정확도를 입증해야 한다”며, “지난 10년간 60세 이상 지역민들을 대상으로 정밀의료검사를 통해 치매 고위험군을 선별하여 장기 추적관리와 동시에 혈액 검체를 확보해왔기에 가드코호트의 검체를 활용하면 전세계에서 가장 신속하게 치매 발병 예측 정확도를 검증할 수 있어 수년 이내에 국민건강검진에 적용 가능할 것으로 본다”고 언급했다. 

(원문 : 고대소식|고대뉴스|연구 (korea.ac.kr))