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3D 간-혈관-면역세포 공동배양으로 독성 평가 성공

약물의 위험성을 예측하는 차세대 바이오의약품 안전성 평가 플랫폼 제시 간독성 반응 회복 가능성 확인으로 실제 약물 치료 효과 확인 가능한 인체 면역 모사 모델 입증 국가독성과학연구소(소장 허정두) 글로벌의약바이오연구단 이유빈 박사 연구팀

3D 간-혈관-면역세포 공동배양으로 독성 평가 성공

차세대 바이오의약품 개발 과정에서 면역체계 이상반응으로 인한 간독성 위험을 발견하는 기반이 마련되었다. 이는 향후 독성 실험에서 동물실험 의존도를 낮추고, 인체 적용 가능성을 높인 새로운 실험실 플랫폼으로써 주목된다. 국가독성과학연구소(소장 허정두) 글로벌의약바이오연구단 이유빈 박사 연구팀은 ‘3차원(3D) 간-혈관-면역세포 공동배양 모델’을 구축하여, 차세대 바이오의약품의 면역매개 간독성 위험을 정량적으로 평가할 수 있는 연구 결과를 발표했다. 이번 연구는 감염병, 의약품 등 외부 요인에 의한 면역체계 이상 반응과 그로 인한 간 손상을 재현하고, 이를 통해 약물의 위험성을 예측하는 새로운 안전성 평가 플랫폼을 제시했다는 특징이 있다. ▲ (왼쪽부터)박두현, 박대의, 이유빈, 견미랑, 문경식 연구원 특히, 기존의 인체 면역체계를 온전히 반영하지 못하는 동물실험이나, 3차원의 간 조직 형태 및 기능성 구현에 제약을 갖는 단순 2D 세포배양 모델로는 파악하기 어려웠던 복잡한 간 내 면역 시스템을 체외에서 일정 수준으로 구현함으로써, 면역독성 기반 신약 개발 평가 체계 확립에 중요한 전기를 마련한 것으로 평가된다. 본 모델은 기존 2D 단층배양과 달리, ▲간-혈관-면역세포의 직접적 상호작용 ▲염증 및 대사 억제의 동시 관찰 ▲치료제 반응성 검증 등 종합적인 연구 결과를 제시한다는 점에서 차별성을 갖는다. 이는 향후 차세대 바이오의약품의 독성 평가와 더불어, 환경 및 복합 스트레스 인자의 인체 간 독성 위험 평가에도 확장 가능성이 높다. 연구 내용은 다음과 같다. 먼저 연구진은 간세포, 혈관내피세포, 말초혈액단핵세포를 젤라틴 기반 3D 하이드로젤에 공동배양하여, 실제 간의 면역·혈관 환경을 모사한 모델을 개발했다. 해당 모델에 염증 유도제를 처리한 결과, ▲체내 염증 발달 물질의 급격한 분비 ▲약물대사 효소 억제 등 체내 대사 중에 나타나는 간 기능 이상을 재현할 수 있었다. 나아가, 연구진은 면역억제제 처리를 통해 간독성 반응이 완화되는 회복 가능성을 확인함으로써, 해당 연구모델이 실제 약물 치료 효과를 확인할 수 있는 인체 면역 모사 모델임을 입증했다. 이유빈 박사는 “이번 연구는 기존의 단순 다세포 배양을 넘어, 3D 프린팅·하이드로젤 기술과 면역세포 역학을 접목한 사례로서, 국제적으로도 드문 시도”라며, “향후 실험 모델을 간에서 신장·폐 등 다른 장기까지 확장하고, 국제 규격화·자동화를 추진하여 독성에 대한 대량 스크리닝 플랫폼으로 발전시킬 계획”이라고 밝혔다. 한편, 해당 연구는 기관고유사업인 ‘감염병 대응 첨단바이오의약품 안전성평가 원천기술 개발’ 과제를 수행한 결과로, Chemical Engineering Journal에 올해 9월 게재되었다. [그림1] 생체적합성 하이드로젤 기반 3D 간 공동배양 플랫폼의 면역 매개 손상 및 치료 반응성 모사 [그림2] 차세대 치료제 안전성 평가를 위한 표준화된 인체 면역 모사 3D 간 모델로의 발전 방향

중등도 이상 아토피피부염, 자가지방유래 줄기세포 치료 효과 입증

치료군에서 위약군에 비해 아토피피부염의 중증도 평가하는 EASI 점수 유의미하게 개선 혈액 내 염증 지표 분석 TARC(CCL17) 수치 현저히 감소, 이상반응, 심각한 부작용 없어 중앙대병원 피부과 석준 교수와 순천향대학교 부속 천안병원 서성준 교수 연구팀

중등도 이상 아토피피부염, 자가지방유래 줄기세포 치료 효과 입증

중등도 이상 아토피피부염 환자에게 자가지방유래 줄기세포 치료가 효과적이라는 임상 결과가 나왔다. 중앙대병원 피부과 석준 교수와 순천향대학교 부속 천안병원 서성준 교수 연구팀은 자가지방유래 중간엽줄기세포의 효능과 안전성을 입증한 다기관 무작위 대조 임상 2상 결과를 13일 발표했다. ▲ 석 준 교수 ▲ 서 성준 교수 이번 연구는 중앙대병원을 비롯해 서울대병원, 경희대병원, 충남대병원, 고려대안산병원, 보라매병원 등총 114명의 중등도에서 중증의 아피피부염 환자를 대상으로 연구팀은 4주 간격으로 2회에 걸쳐 자가지방유래 줄기세포를 정맥주사한 뒤 16주간 치료 효과와 부작용을 평가했다. 연구 결과, 치료군에서 위약군에 비해 아토피피부염의 중증도를 평가하는 EASI 점수가 유의미하게 개선됐다. 치료 시작 후 16주차에 EASI 점수가 위약군에서는 2.54 감소한 반면, 치료군에서는 9.26 감소했고, 75% 이상 호전을 보인 환자 비율(EASI-75) 역시 치료군이 23.7%로, 위약군 7.3% 대비 유의하게 높은 개선율을 보였다. 또한 SCORAD, IGA 등의 임상 지표 역시 치료군에서 개선을 보였다. 혈액 내 염증 지표 분석에서도 아토피피부염의 대표적 바이오마커인 TARC(CCL17) 수치가 치료군에서 현저히 감소했으며, 중대한 이상반응이나 심각한 부작용은 보고되지 않았다. 연구팀은 “자가 지방에서 얻은 줄기세포가 아토피피부염의 염증 반응을 조절하고 증상을 완화할 수 있음을 임상적으로 입증한 대규모 무작위 대조 연구라는 점에서 의미가 크다”며 “기존 면역억제제나 생물학적 제제와 달리, 줄기세포 치료는 인체 고유의 면역조절 기능을 활용하는 새로운 치료 전략으로의 가능성을 보여줬으며, 향후 3상 임상시험을 통해 장기적 효과와 안전성을 추가로 검증할 계획”이라고 말했다. 이번 연구는 줄기세포를 활용한 아토피피부염 치료의 새로운 접근으로 평가받고 있으며, 향후 만성 염증성 피부질환의 치료 패러다임 전환 가능성을 제시할 것을 기대했다. 한편, 이번 여구 결과는 SCIE급 국제학술지 Stem Cell Research & Therapy에 게재될 예정이다.

스텐트 시술 후 출혈 고위험 환자위한 새로운 치료 기준 제시

투여 기간 무작위 배정해 1년 추적 관찰, 최적의 이중항혈소판제 투여 기간 규명 출혈 고위험군, 이중 항혈소판제 3개월 유지가 1개월보다 심혈관사건 예방 효과 우수 서울대병원 의생명연구원 김효수 교수 순환기내과 박경우·강지훈 교수팀

스텐트 시술 후 출혈 고위험 환자위한 새로운 치료 기준 제시

관상동맥 스텐트 시술 후에는 스텐트 혈전증과 시술부위 재발을 막기 위해서 시술 직후부터 일정기간 강력한 이중(二重) 항혈소판제를 투여한다. 그러나 혈전을 예방하기 위해서 처방하는 항혈소판제는 부작용으로 출혈을 동반할 수 있어, 스텐트 시술을 받았지만 출혈 위험이 높은 환자들은 이중 항혈소판제를 얼마나 투여해야 할지 정하기가 어려웠다. 이런 환자들을 위한 최적의 투여 기간이 대규모 임상연구를 통해 밝혀졌다. 특히 기존에 적절하다고 여겨졌던 1개월보다 ‘3개월 유지 요법’이 심혈관사건 예방 효과가 우수하다는 결과가 나타나, 출혈 고위험군을 위한 새로운 치료 기준을 제시해 국제학술지 ‘란셋(The Lancet)’에 게재됐다. ▲(왼쪽부터) 김 효수 교수, 박 경우 교수, 강 지훈 교수 서울대병원 의생명연구원 김효수 교수와 순환기내과 박경우·강지훈 교수팀은 스텐트 삽입술 환자 4897명을 대상으로 한 무작위배정 임상연구(HOST-BR)에서 이 같은 사실을 입증했다고 13일 발표했다. 허혈성 심장질환은 심장에 혈액을 공급하는 관상동맥이 좁아지는 병이다. 표준 치료법은 약물용출 스텐트를 삽입해 좁아진 부위를 넓히는 경피적 관상동맥 중재술(PCI)이다. 이 시술 후에는 일생동안 한 가지의 항혈소판제 약물 치료가 필수적인데, 시술 직후부터 혈전 위험성이 높은 수개월 간 혈전증을 확실하게 예방하기 위해서 2가지 약제를 병용하는 ‘이중 항혈소판제 요법’이 실시된다. 그러나 이중 항혈소판제 요법은 출혈 부작용을 수반하므로 환자마다 최적의 투여 기간 설정이 필요하다. 이에 국제 가이드라인은 출혈 고위험군의 투여 기간을 1~3개월까지 조정할 수 있다고 권고했지만, 이 기간의 효과와 안전성에 대한 객관적인 연구는 부족했다. 연구팀은 2020년부터 2023년까지 한국의 50개 기관에서 스텐트 삽입술을 받은 환자를 출혈위험도에 따라 구분하고, 출혈 고위험군(1598명)을 이중 항혈소판제 1개월 또는 3개월 유지군에 무작위 배정했다. 나머지 출혈 저위험군(3299명)은 3개월 또는 12개월 유지군에 배정했다. 이후 이중 항혈소판제 투여 기간에 따라 사건 발생률을 1년간 추적했다. 심혈관사망/심근경색증/뇌경색증 등 혈전성 사건과 그 반대인 출혈성 사건을 각각 평가했다. 출혈 고위험군 분석 결과, 이중 항혈소판제 3개월 유지군은 1개월 유지군과 비교해서 출혈성 사건이 의미 있게 늘지 않았다. 반면 3개월 유지군은 혈전성 사건이 의미 있게 감소했고(5.8% vs 9.8%), 이로 인해서 전체사건 발생률이 낮았다(14.0% vs 18.4%). 출혈 저위험군 분석 결과, 이중 항혈소판제 3개월 유지군은 12개월 유지군에 비해서 혈전성 사건이 늘지 않으면서, 출혈성 사건이 의미 있게 줄어들었다(7.4% vs 11.7%). 즉, 출혈 고위험군에서는 3개월 요법이 1개월보다 혈전성 사건 예방에 우월했고, 출혈 저위험군에서는 3개월 요법이 12개월보다 출혈성 사건 예방에 우월했다. 결론적으로 출혈위험도와 무관하게, 스텐트 삽입술 후 이중 항혈소판제의 가장 이상적인 투여 기간은 ‘3개월’인 것으로 나타났다. 김효수 교수는 “이번 연구는 환자의 출혈위험도에 따라 이중 항혈소판제 기간을 결정하는 기존 알고리즘을 최초로 검증한 의미 있는 성과”라며 “이전까지 출혈 고위험군은 투여 기간을 1개월 유지하는 것도 충분하다고 여겨졌지만, 이번 연구에서 최소 3개월의 치료가 필요함을 입증해 기존의 견해에 대한 재고가 필요함을 제시했다”고 말했다. 이어서 “이 결과는 기저질환을 가진 고령의 환자들이 증가하는 상황에서 유용할 뿐 아니라, 복잡했던 치료 결정 과정을 단순화 해주었기에 진료의 일관성과 안전성을 높일 것으로 기대된다”며, “대규모 코호트를 구축하는데 5년 동안 힘을 보태준 공동연구자분들께 진심으로 감사드리며, 후속 분석 결과들도 차례로 발표할 계획”이라고 덧붙였다. ▲ [그래프] 출혈위험도 및 이중 항혈소판제 투여 기간에 따른 심혈관사건 발생률

화상환자 패혈증 조기진단·항생제 최소화 가능성 입증

화상환자 패혈증 조기진단 위한 단백질 ‘프리셉신’ 유용성 입증 프리셉신 진단정확도(AUC) 0.810 가장 높았고, 음성패혈증 환자군에서도 높은 성능 보여 한림대한강성심병원 화상외과 김도헌 교수팀

화상환자 패혈증 조기진단·항생제 최소화 가능성 입증

화상으로 손상된 피부는 외부 감염에 취약하다. 화상 부위 감염이 패혈증으로 이어지면 심각한 장기부전으로 생명을 위협할 수 있어 신속한 진단과 치료가 중요하다. 최근 한림대학교한강성심병원 연구진이 화상환자의 패혈증을 조기에 진단하고 항생제 사용을 최소화할 수 있는 새로운 가능성을 열었다. 한림대한강성심병원 화상외과 김도헌 교수(교신저자), 박선태 교수(제1저자), 허준 병원장, 윤재철 교수, 조용석 교수, 화상연구소 등 공동연구팀은 ‘화상 관련 패혈증에서 프리셉신의 진단 정확도와 항생제 조기 감량에 미치는 영향(Diagnostic Accuracy of Presepsin and Its Impact on Early Antibiotic De-Escalation in Burn-Related Sepsis)’ 연구를 통해 프리셉신이 화상환자 패혈증 조기진단에 유용하다는 사실을 입증했다. 프리셉신은 감염에 대한 우리 몸의 초기 면역 반응을 보여주는 단백질 조각이다. 세균 등 병원체가 몸에 들어왔을 때 면역세포가 활성화되면서 분비되는데, 혈액 내 프리셉신 수치가 높아졌다는 것은 패혈증과 같은 감염에 대한 면역 체계가 작동하고 있음을 의미한다. 패혈증의 표준 진단법으로 사용되는 ‘혈액배양검사’는 결과가 나오기까지 평균 3~4일이 소요되고 병원균의 종류에 따라 최대 5일 이상 걸릴 수 있어 조기에 패혈증을 진단하는 데 어려움이 있었다. 특히 패혈증 의심환자에게 항생제를 선 투여했을 경우 균이 검출되지 않는 ‘음성 패혈증’이 많아 정확한 판단에 한계가 있었다. 연구팀은 2021년 1월부터 2022년 12월까지 한림대한강성심병원 화상중환자실에 입원한 중증 화상환자 221명을 대상으로, 피검사로 확인할 수 있는 바이오마커 7가지를 동시에 측정하고 진단정확도를 비교·분석했다. 측정된 바이오마커는 ▲혈액 내 단백질 조각 ‘프리셉신’ ▲갑상선호르몬 전구물질 ‘프로칼시토닌(PCT)’ ▲급성 반응 단백질 ‘CRP’ ▲영양 상태·중증도를 반영하는 ‘알부민’ ▲혈액 응고 시간 지표 ‘프로트롬빈 시간(PT)’ ▲혈액 내 적혈구 비율 수치 ‘Hct’ ▲혈전 분해 산물 ‘디다이머(D-dimer)’ 등 총 7가지였다. 그 결과, 프리셉신의 진단정확도(AUC)가 0.810(0~1, 높을수록 정확)으로 가장 높았다. 이는 시간이 오래 걸리는 혈액배양검사 대신 피검사만으로도 패혈증의 조기진단이 가능하다는 점을 의미한다. 특히, 혈액배양검사에서 세균이 검출되지 않은 음성패혈증 환자군에서도 진단정확도 0.846을 기록해 프리셉신이 다른 물질들보다 높은 성능을 보였다. 이는 두 번째, 세 번째로 높게 나온 프로칼시토닌(0.752), CRP(0.692)에 비해 유의미하게 우수한 결과다. 김도헌 교수는 “프리셉신은 화상환자의 혈액 내에서 감염 발생 1시간 이내부터 수치가 상승하기 시작해 3시간 내 최고치에 도달하고, 반감기가 4~5시간으로 짧아 패혈증 조기 진단에 유리하다”며 “특히 예방적 항생제 투여로 혈액배양검사가 위음성(가짜음성)으로 나오는 경우에도 정확한 진단이 가능해 화상환자 패혈증을 조기에 발견할 수 있는 중요한 지표가 될 수 있을 것으로 보인다”고 설명했다. 이번 연구는 항생제 최소화 전략 측면에서도 의미가 크다. 프리셉신 수치가 기준치(472pg/mL) 이하여서 패혈증 위험이 낮은 것으로 확인되면 항생제를 조기에 줄이거나 중단할 수 있기 때문에, 불필요한 항생제 사용을 줄이고 항생제내성균 발생을 억제할 수 있음이 확인됐다. 허준 병원장은 “이번 연구는 화상환자에서 패혈증을 보다 신속하고 정확하게 진단할 수 있는 새로운 근거를 마련한 것”이라며 “향후 프리셉신을 활용한 진단 프로토콜을 실제 임상현장에 적용해 환자 맞춤형 치료와 항생제 관리에 앞장설 계획”이라고 밝혔다. 이번 연구결과는 SCIE급 국제학술지 ‘Antibiotics[피인용지수(IF) 4.6]’ 8월호에 게재됐다.







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영양불균형이 부르는 질환들
우리가 살아가기 위해 하는 모든 활동에는 에너지가 필요하다. 뇌가 생각하고, 심장이 혈액을 내보내며, 팔다리가 움직이는 것 등 아주 기초적인 활동에도 모두 연료가 필요하다. 이 연료를 공급하는 영양소가 바로 탄수화물, 단백질, 지방이다. 흔히 ‘탄단지’라고 부르는 세 가지 영양소는 각기 다른 기능을 하는데, 세 가지 모두를 섭취하는 것뿐 아니라 이들 간에 서로 균형을 이루어야 우리 몸이 제대로 작동할 수 있다. 영양불균형이 부르는 질환들에 대해 서울특별시보라매병원 가정의학과 오범조 교수로 부터 알아보기로한다. 탄수화물 불균형과 질환 탄수화물은 인체의 가장 기본적인 에너지원이다. 특히 뇌와 신경세포는 주로 탄수화물의 기본 단위인 포도당을 연료로 사용하기 때문에, 탄수화물이 부족하면 집중력이 떨어지고 쉽게 피로를 느낄 수 있다. ▲ 오 범조 교수 그러나 탄수화물을 지나치게 많이 섭취하면 비만, 당뇨병, 고혈압, 고지혈증 등 대사질환의 근본적인 원인이 된다. 흰쌀밥, 흰 빵, 설탕이 많이 들어간 음식 등 정제된 탄수화물은 혈당을 급격히 올리고, 인슐린 분비를 과도하게 자극하여 인슐린 저항성을 악화한다. 이는 시간이 지날수록 2형 당뇨병과 지방간, 대사증후군으로 이

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국내 최초 타액 기반 우울증 진단 보조 소프트웨어 의료기기 선보여
정신건강 디지털 헬스케어 전문기업 마인즈에이아이(대표 석정호)가 국내 최초로 타액 내 호르몬을 활용한 우울증 진단 보조 소프트웨어 의료기기 ‘마인즈내비(Minds.NAVI)’의 식품의약품안전처(식약처) 허가를 획득했다고 밝혔다. ‘마인즈내비’는 사용자의 자가보고식 심리 설문 평가와 함께, 타액 내 Cortisol(코르티솔) 및 DHEA(디하이드로에피안드로스테론) 농도 분석을 결합하여 우울증 진단을 보조하는 소프트웨어 기반 의료기기다. 이는 생물학적 지표를 활용한 우울증 진단 보조 기기로는 국내 최초이자, 세계적으로도 상용화된 사례가 없는 혁신적인 시도다. 마인즈에이아이는 연세대학교 강남세브란스병원 정신건강의학과 석정호 교수가 설립한 기업으로, 기존의 심리학적 평가 도구를 재구성한 ‘PROVE Battery’를 기반으로 ‘마인즈내비’를 개발했다. 이 소프트웨어는 사용자가 심리 설문을 완료한 후, 정해진 시간에 타액을 채취해 진단 기관으로 보내면 알고리즘이 이를 분석해 우울증 여부를 보조 진단하는 방식으로 작동한다. 특히, 123명의 피험자를 대상으로 진행된 확증 임상시험에서 ‘마인즈내비’는 민감도 97.22%, 특이도 95.24%라는 높은 진단 정확도를 기록하

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인공지능(AI) 예측으로 위험도 높은 수입식품 걸러낸다
식품의약품안전처(처장 오유경)는 위해도가 높은 수입식품의 국내 유입을 사전에 차단하기 위해 가공식품 중 ‘농산가공식품류*’와 ‘수산가공식품류**’의 특성을 반영해 개발한 ‘인공지능(AI) 위험예측 모델’을 내년 1월부터 수입 통관검사에 적용한다고 밝혔다. * 전분류, 밀가루류, 땅콩 또는 견과류가공품류, 시리얼류 등 ** 어육가공품류, 젓갈류, 건포류, 조미김 등 ‘인공지능(AI) 위험예측 모델’은 ▲축적된 과거 부적합 내용, 원재료 등 ‘수입식품 검사 정보’ ▲기상, 수질 등 ‘해외 환경 정보’ ▲회수, 질병 등 ‘해외 위해정보’를 융합한 빅데이터를 인공지능(AI)이 학습하여 부적합 가능성(위험도)이 높은 식품을 통관 과정에서 자동으로 선별하는 모델이다. 기술발전, 환경오염 등 식품안전 위협 요인이 복잡·다양해지고 수입식품이 지속적으로 증가*함에 따라 식약처는 ’23년부터 가공식품, 건강기능식품 등 7개 품목별** 위해요소의 특징을 반영한 예측모델을 개발하였으며, 고위험 식품을 보다 정밀하게 식별하기 위해 ’24년 12월부터 가공식품 중 과자류·조미식품의 통관단계 무작위검사***대상을 선별하는데 활용하고 있다. * 수입 건수 (‘20년) 75만건 → (’2

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