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난치성 호중구 천식의 새로운 바이오 마커 개발호중구 천식 환자의 분류 및 맞춤형 항체 치료법 적용 가능성 제시
조충연 기자  |  dw@doctorw.co.kr
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승인 2019.12.27  09:50:24
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▲ 기도 과립구자극인자를 이용한 호중구 천식의 분류
(왼쪽 위) 천식 동물모델에서 관찰한 결과 호산구 천식에 비해 호중구 천식에서 기도 내 과립구자극인자 농도가 높았다.
(오른쪽 위) 천식 환자 객담 샘플에서도 호중구 침윤이 많은 환자에서 과립구 자극인자가 높은 농도로 검측됐다.
(아래) 과립구자극인자의 농도가 각각 호중구와는 강한 양의 상관관계를 갖는 반면 호산구와는 음의 상관관계를 나타냈다.
   
▲ 항-IL-17A/항-TNF-α단일클론항체를 이용한 호중구 천식 치료 및 전체 모식도
(위) 호중구 천식모델 확립 후 항-IL-17A/항-TNF-α 단일클론항체를 이용해 동시 중화했다. 과립구자극인자 생성 및 기도 내 염증 등이 완화됐고, 천식의 대표 증상인 기도저항성이 정상화됐다.
(아래) 호중구 천식 유래 과립구자극인자에 의해 골수 내 호중구 생성이 증가되고 천식 증상이 악화된다. 이 과정을 IL-17A/TNF-α 단일클론항체를 이용해 동시에 억제함으로써 호중구 천식을 완화할 수 있다.

스테로이드에 반응하지 않는 난치성 천식을 분류하는 기준이 될 바이오 마커가 발굴됐다.

기관지가 특정 물질에 과민하게 반응하는 염증질환인 천식은 반응 물질, 염증 정도, 염증 유도세포 등이 다양한 양상으로 나타나기 때문에 환자 분류에 따른 맞춤형 치료가 특히 중요하다.

한국연구재단(이사장 노정혜)은 이승우 교수(포항공과대학교)·박춘식 교수(순천향대 부천병원) 연구팀이 호중구 천식을 분류할 수 있는 기준으로 기도 과립구자극인자를 발굴했다고 밝혔다.

호중구가 관련된 천식은 호산구가 활성화된 천식과 달리 스테로이드에 반응을 보이지 않는다. 게다가 항체(antibody)를 이용한 치료법에 대한 임상적용이 시도되는 호산구 천식과 달리 항체 치료제가 개발되지 않았다.

연구팀은 골수에서 백혈구를 만드는 데 관여하는 것으로 잘 알려진 기도 과립구자극인자에 주목했다. 환자의 객담이나 천식 동물모델에서 확인한 결과 다른 유형의 천식에 비해 호중구 천식에서 기도 과립구자극인자의 농도가 최대 12배로 확인됐기 때문이다.

나아가 그 원인도 밝혔다. 호중구 천식의 원인이 되는 IL-17A, TNF-α가 기도 상피를 자극해 과립구자극인자 분비를 유도한 것이다.

분비된 과립구자극인자가 혈류를 통해 골수로 이동, 호중구 생성을 돕고 증가한 호중구가 다시 호흡기로 이동해 천식을 악화시키는 과정을 밝혀냈다.

실제 항체를 이용해 과립구자극인자를 만드는 염증물질(IL-17A, TNF-α)을 동시에 억제하면 과립구자극인자가 현저히 줄면서 천식반응도 감소했다.

폐와 골수가 과립구자극인자를 통해 밀접히 연결돼 있음을 규명하는 한편 과립구자극인자의 농도를 토대로 호중구 천식 환자를 분류하고, 이미 상용화된 단일클론항체(anti IL-17A, anti TNF-α)를 통해 접근할 수 있는 실마리를 제공한 데 의의가 있다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구지원사업 및 선도연구센터사업의 지원으로 수행된 이번 연구성과는 국제학술지 유럽호흡기학회저널(European Respiratory Journal)에 11월 19일 논문명 ‘Airway G-CSF identifies neutrophilic inflammation and contributes to asthma progression’, 김영민 박사과정 (1저자, 포항공과대학교), 박춘식 (공동저자, 순천향대 부천병원) 이승우 (교신저자, 포항공과대학교) 등으로 게재됐다.

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