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무릎 퇴행성 관절염 가속 진행 예측 지표 확인

관절선 수렴각(JLCA) 1°커질수록, 가속 진행 위험 O자형 12.9%, X자형 19.4% 증가 O자형 환자 관절염 중증도 높을수록, 가속 진행 위험 약 4~5배 증가 서울대병원 정형외과 노두현 교수팀(분당서울대병원 강기수 전임의)

무릎 퇴행성 관절염 가속 진행 예측 지표 확인

무릎 관절의 정렬 상태가 변화하는 양상과 그 변형 속도에 영향을 미치는 핵심 요인이 확인됐다. 서울대병원 연구팀은 무릎 관절을 이루는 뼈가 벌어진 정도인 ‘관절선 수렴각(JLCA)’이 이러한 변형을 가속화하는 결정적 지표라고 밝혔다. 무릎 퇴행성 관절염은 국내 65세 이상 노인 10명 중 약 4명이 앓고 있는 대표적 만성 질환이다. 관절염의 진행에 영향을 미치는 주요 요인으로는 다리가 O자형(내반슬)이나 X자형(외반슬)으로 휘어 있는 ‘무릎 관상면 정렬(coronal knee alignment, 이하 무릎 정렬)이 꼽힌다. 그러나 환자마다 무릎 정렬이 어떻게 변하는지, 그리고 어떤 환자에서 변형 속도가 급격히 빨라지는지에 대한 대규모 분석은 제한적이었다. ▲[왼쪽부터] 서울대병원 정형외과 노두현 교수, 분당서울대병원 강기수 전임의 서울대병원 정형외과 노두현 교수팀(분당서울대병원 강기수 전임의)은 2002년부터 2020년까지 환자 10,841개의 하지(다리)를 평균 4년간 추적 관찰해 무릎 정렬 변화 양상을 분석하고, 그 결과를 31일 발표했다. 연구팀은 인공지능 기반 소프트웨어를 활용해 환자의 하지 엑스레이 사진을 분석했다. 이를 통해 엉덩이-무릎-발목 각도(HKAA), 관절선 수렴각(JLCA), 관절염 중증도(K-L 등급) 등 주요 지표를 측정했다. 다리가 휘어진 정도인 HKAA를 기준으로 하지를 ▲O자형 ▲중립 ▲X자형으로 구분하고, 정렬 변화가 연간 0.5° 이상인 경우를 ‘가속 진행’으로 정의해 정렬 변화 양상과 영향 요인을 분석했다. 분석 결과, 무릎 정렬은 전반적으로 O자형 방향으로 진행되는 경향이 더 흔하게 나타났다. 특히 O자형 정렬 집단의 34.0%와 X자형 정렬 집단 25.7%에서 정렬이 빠르게 악화되는 가속 진행이 확인됐다. 연구팀은 무릎 관절을 이루는 대퇴골과 경골 사이의 관절선이 벌어진 정도인 ‘관절선 수렴각(JLCA)’이 이러한 가속 진행을 예측하는 공통 지표임을 밝혀냈다. 초기에 측정된 JLCA가 1° 커질 때마다 O자형 환자에서 12.9%, X자형 환자에서 19.4%씩 가속 진행 위험이 증가했다. 특히 O자형 환자의 경우 관절염 중증도가 높을수록 가속 진행 위험이 증가했으며, 중등도 이상(Grade III, IV) 단계에서는 정상군(Grade 0) 대비 약 4~5배 높은 것으로 나타났다. 노두현 교수(정형외과)는 “이번 연구를 통해 엑스레이 사진에 인공지능 기술을 결합함으로써 MRI 없이도 향후 관절염의 변형 위험을 예측할 수 있는 가능성을 확인했다”며 “환자별 무릎 정렬 변화 양상을 정량적으로 제시해 더욱 선제적인 맞춤형 치료가 가능해질 것으로 기대한다”고 말했다. 강기수 전임의는 “세계 최대 규모의 분석을 통해 무릎 정렬이 빠르게 악화되는 환자군의 특징을 확인했다”며, “이는 임상 현장에서 관절염의 가속 진행을 예측하고 대비하는 중요한 단서가 될 것”이라고 덧붙였다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy (KSSTA)’ 최근호에 게재됐다. [사진] 무릎 관절선 수렴각(JLCA) [자료] 초기 정렬(O자형, 중립, X자형)에 따른 무릎 관상면 정렬 변화 양상

미규명 소아 신경발달장애, ‘비암호화 유전자 변이’ 확인

중증 인지·운동 발달 지연, 소두증, 뇌전증, 안면 기형 등 공통적으로 겪음을 확인 “비암호화 유전자 변이가 유전자 정보 처리 오류 일으켜신경발달장애 유발하는 분자 발병 기전 제시" 서울대병원·고려대 공동 연구팀

미규명 소아 신경발달장애, ‘비암호화 유전자 변이’ 확인

국내 연구팀이 1만 5천여 명의 한국인 대규모 유전체 데이터를 분석해, 그동안 원인을 찾지 못했던 ‘미규명 소아 신경발달장애’의 실마리를 풀었다. 질환을 일으키는 핵심 원인인 ‘비암호화 유전자 변이’를 찾아내고, 환자들의 구체적인 임상 특징을 확인한 것이다. 이 변이를 가진 환자들은 중증의 인지·운동 발달 지연과 함께 소두증, 뇌전증, 안면 기형 등을 공통적으로 겪는 것으로 나타났다. 나아가 연구팀은 이 변이가 유전자 정보 처리(스플라이싱)에 오류를 일으켜 뇌 발달 필수 단백질을 불안정하게 만들고 광범위한 유전자 오작동을 초래해, 최종적으로 신경발달장애를 유발한다는 ‘분자 발병 기전’도 새롭게 제시했다. ▲[왼쪽부터] 서울대병원 임상유전체의학과 채종희 교수, 고려대 최정민 교수 서울대병원 임상유전체의학과 채종희·이승복·김수연 교수와 고려대 최정민 교수·홍주현 학생 공동 연구팀은 총 15,450명의 전장유전체 데이터를 바탕으로 원인 미상의 신경발달장애 환자 2,797명을 선별해, 비암호화 유전자 변이의 임상 특징과 분자 발병 기전을 분석한 연구 결과를 30일 발표했다. 신경발달장애는 전반적 발달지연, 소두증, 발작 등을 동반하는 질환이다. 최근 차세대염기서열검사가 널리 쓰이고 있지만, 단백질을 생성하지 않는 ‘비암호화 영역’에 대한 평가는 제한적이어서 명확한 원인을 찾지 못하는 경우가 많았다. 연구진은 최근 해외에서 ‘RNU4-2’라는 비암호화 RNA 유전자에 변이가 있을 경우, 신경발달장애가 발생할 수 있다는 보고에 주목했다. 이 유전자는 단백질을 만들지는 않지만, 유전자가 만들어낸 정보를 정확하게 해석하고 잘라 붙이는 ‘스플라이싱’ 과정에 핵심적인 역할을 한다. 이에 한국인 데이터에서도 동일한 변이와 임상 증상이 나타나는지를 확인하기 위해 연구를 진행했다. 분석 결과, 전체 환자의 0.72%에서 RNU4-2 유전자 변이가 발견됐으며, 이 중 85%에서는 동일한 변이 유형(n.64_65insT)이 반복적으로 나타났다. 이는 다른 질환 원인 유전자와 비교해도 드물게 높은 반복률이다. 특히 변이는 모두 환자에게서 새롭게 발생한 것으로 확인돼, 부모에게서 유전되지 않은 ‘신생 변이’로 밝혀졌다. 해당 변이를 가진 환자들은 모두 중증의 인지 및 운동 발달 지연을 겪었고, 상당수가 걷지 못하거나 말하지 못했다. 또한 많은 경우에 소두증, 뇌전증, 성장 부전, 안면 기형 및 백질 위축 등의 신경학적 이상이 동반됐다. 연구팀은 구조 분석 및 시뮬레이션을 통해 해당 변이가 스플라이싱 과정을 담당하는 RNA 구조를 비정상적으로 바꾸어, 유전자 해석에 필요한 중요한 부분(ACAGAGA 서열)이 노출되지 못하도록 막는다는 점을 밝혔다. 이러한 결함은 결과적으로 신경 발달에 필수적인 단백질들의 조합과 기능을 무너뜨려, 광범위한 유전자 이상 및 면역·염색체·DNA 대사 경로의 이상까지도 유발할 수 있다는 것이 연구진의 설명이다. 서울대병원 채종희 교수(임상유전체의학과)는 “이번 연구는 대규모 유전체 데이터가 희귀질환 원인 규명에 얼마나 중요한지 여실히 보여주는 대표적 사례”라며 “앞으로 국가통합바이오빅데이터구축사업 등을 통해 환자와 가족들의 전장유전체 데이터가 지속적으로 축적되면, 기존 검사로 찾지 못했던 미규명 환자들의 정확한 진단과 유전 상담을 돕고, 나아가 발병 기전 연구와 치료 표적 개발로 이어지는 확장 연구에 핵심적인 밑거름이 될 것”이라고 기대했다. 한편, 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘임상 유전학(Clinical Genetics)’ 최신호에 게재됐다. [그림] 한국인 미규명 신경발달장애 원인 유전자(RNU4-2)의 변이 탐색, 임상 특징 및 분자 발병 기전 요약도

20분 내 다양한 질환 진단하는 범용 유전자 검출 기술 개발

유전자 반응 속도 조절로 진단 설계 한계 극복, PCR 수준 정확도 확보 감염병·암·유전병 등 다양한 질환 진단에 적용될 수 있는 차세대 유전자 진단 기술 제시 광주과학기술원(GIST·지스트, 총장 임기철) 화학과 김민곤 교수 연구팀

20분 내 다양한 질환 진단하는 범용 유전자 검출 기술 개발

광주과학기술원(GIST·지스트, 총장 임기철)은 화학과 김민곤 교수 연구팀이 다양한 질환의 표적 유전자를 유연하게 설계·검출할 수 있는 차세대 유전자 진단 기술을 제시했다고 30일 밝혔다. 이 기술은 진단이 필요한 ‘타깃 유전자’를 대상으로 맞춤형 진단 방법을 설계할 수 있어 감염병·암·유전병 등 다양한 질환 진단에 적용될 수 있다. 몸이나 바이러스에 포함된 유전 정보(DNA 또는 RNA)를 기반으로 질병을 진단하는 유전자 기반 진단 기술은 다양한 질환의 진단에 널리 쓰이고 있다. ▲(뒷줄 왼쪽부터) 화학과 이호연 연구교수, 이규한 석사과정생, 박준혁 박사과정생, 박여진 박사과정생 (앞줄 왼쪽부터) 박형빈 석박통합과정생(제1저자), 김민곤 교수(교신저자), 윤지영 석사과정생 현재 표준 진단 방법으로 사용하는 유전자 증폭 검사(Polymerase Chain Reaction, PCR)는 높은 정확도와 민감도를 나타내지만 시간이 오래 걸리고 전문적인 장비와 인력이 필요하다는 한계가 있다. 이러한 한계를 보완하기 위해 질병과 관련된 특정 유전자를 표적하는 ‘유전자 가위(CRISPR)*’와 일정한 온도에서 유전자를 빠르고 많이 복제하는 ‘등온 증폭 기술(Isothermal amplification)*’을 결합한 ‘단일 반응 진단법(One-pot CRISPR)*’이 주목받고 있다. 그러나 이 기술들은 유전자를 찾아내서 신호를 내는 반응 속도가 다르고 이를 조절하기 어려워, 유전자마다 최적 조건을 찾기 어렵고 설계의 유연성이 제한되는 한계가 있다. * 유전자 가위(CRISPR): 특정 유전자 부위를 인식해 유전자 정보(DNA) 또는 유전 정보 전달 물질(RNA)을 선택적으로 자르는 효소 기반 기술이다. 세균의 면역 체계에서 유래해 침입한 유전 정보를 표적으로 제거하는 기능으로, 높은 표적 특이성을 바탕으로 원하는 유전자만 정확히 찾아내서 신호를 내는 것이 가능하다. * 등온 증폭 기술(Isothermal amplification): 일반적인 유전자 검사처럼 온도를 계속 바꾸지 않고, 단일 온도에서 유전 정보를 담고 있는 분자(핵산)를 증폭하는 기술이다. 단일 반응 진단법(One-pot CRISPR)에서는 민감도를 높이는 역할을 하지만 비특이적인 증폭이 많이 일어난다. * 단일 반응 진단법(One-pot CRISPR): 유전자 증폭과 유전자 가위(CRISPR) 표적 탐지를 하나의 시험관에서 동시에 진행하는 방식이다. 이 기술은 검사 과정을 단순화하고 오염 위험을 줄이지만, 증폭 및 탐지 과정의 최적화 극복이 핵심 과제이다. 연구팀은 이러한 한계를 해결하기 위해, 유전자 가위 기술을 제어하여 질환의 유무를 진단하는 ‘타깃 유전자’를 범용적으로 검출할 수 있는 새로운 접근법을 제시했다. 유전자 가위 기술에서는 마치 차량에서 내비게이션의 역할을 수행하는 가이드(RNA, 리보핵산)가 타깃 유전자를 찾으면 실제로 움직이는 엔진(유전자를 자르는 역할을 하는 Cas 단백질)이 그 유전자 부위에서 유전자를 자르며 신호를 발생시킨다. 연구팀은 여기에 속도를 조절하는 브레이크와 같은 역할을 하도록 길이가 짧은 ‘유전자 조각(올리고·oligo)’를 도입해 유전자를 자르고 신호를 내는 과정의 속도를 독립적으로 조절할 수 있도록 했다. 연구팀이 유전자 모델을 이용해 길이가 다른 올리고를 적용한 실험에서, 올리고 길이에 따라 브레이크의 강도가 달라지듯 반응 속도가 정밀하게 조절되는 것을 확인하고, 이를 바탕으로 최적의 조건을 설계할 수 있는 규칙을 제시했다. 또한 실험 결과를 실제 환자에게서 채취한 검체 120개에 적용한 결과, 약 20분 이내에 감염 여부를 판독했으며 정량 PCR(유전자 증폭 검사)과 유사한 수준의 정확도와 민감도를 보여, 기존 대비 신속하면서도 신뢰도 높은 진단이 가능함을 확인했다. 아울러 임상 적용 가능성도 입증했다. 이 기술은 특정 질병에 국한되지 않고 다양한 유전자 표적에 범용적으로 적용될 수 있다. 올리고의 설계를 조절하면 코로나19와 같은 감염병부터 각종 암 진단까지 다양한 분야에 적용할 수 있으며, 하나의 플랫폼으로 여러 질환을 진단할 수 있다. 또한 기존처럼 유전자마다 조건을 반복적으로 최적화할 필요가 없어 질환의 진단 설계를 단순화하고 개발 효율을 크게 높일 수 있다. 김민곤 교수는 “이번 연구는 특정 질환 하나를 위한 기술이 아니라, 다양한 유전자 표적에 맞춰 설계할 수 있는 진단 플랫폼의 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 있다”며 “현재는 실제 감염병 환자 유래 샘플을 중심으로 성능을 검증했지만, 암·유전질환 등 다양한 분야로 확장 적용될 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다. GIST 화학과 김민곤 교수가 지도하고 박형빈 석박통합과정생이 제1저자로 참여한 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 글로벌연구네트워크사업 및 선도연구센터지원사업(IRC), 국가과학기술연구회(NST) 융합연구단 사업의 지원을 받았다. 연구 결과는 생화학 및 분자생물학 분야의 권위 있는 국제학술지《Nucleic Acids Research》에 2026년 3월 3일 온라인으로 게재됐다. [그림] 유전자 가위(CRISPR) 기반 차세대 맞춤형 진단 플랫폼. 기존 유전자 가위 기술은 여러 조건을 바꿔서 맞추는 방식으로 진단을 만들어 시행착오가 많지만, 연구팀이 제시한 기술은 올리고를 통해 유전자 절단 속도를 조절해 더 쉽게 설계할 수 있다(A). 특히 올리고의 길이에 따라 유전자를 자르는 속도를 조절할 수 있고(B), 길이 조절을 통해 상황에 맞는 최적화된 진단이 가능하다(C). 연구팀은 실제 호흡기 바이러스 환자의 검체를 분석해 정확성을 입증했다(D).

흡연 상태 변화와 파킨슨병 위험의 상관관계 확인

파킨슨병 발생위험이 과거 흡연력보다 최근의 흡연 여부와 더 밀접한 관련 확인 파킨슨병 발생위험 금연군 높게, 전체 사망위험에서는 금연군이 낮아 금연의 건강상 이점 확인 고려대학교 안암병원 가정의학과 윤지현 교수, 노원을지대학교병원 가정의학과 이준혁 교수 연구팀

흡연 상태 변화와 파킨슨병 위험의 상관관계 확인

고려대학교 안암병원 가정의학과 윤지현 교수, 노원을지대학교병원 가정의학과 이준혁 교수 연구팀이 파킨슨병 발생위험이 과거 흡연력보다 최근의 흡연 여부와 더 밀접한 관련이 있을 수 있다는 점을 확인했으며, 이러한 결과가 역인과관계 (reverse causation)에 의한 것일 가능성을 제시했다. 흡연과 파킨슨병의 관계는 오래전부터 여러 연구에서 다뤄져 왔다. 일부 연구에서는 흡연자에서 파킨슨병이 상대적으로 적게 관찰된다는 보고가 있었지만, 그 이유를 명확하게 설명하기는 쉽지 않았다. 특히 흡연자는 암이나 심혈관질환, 호흡기질환 등으로 더 일찍 사망할 위험이 커 파킨슨병이 실제보다 적게 관찰될 가능성도 있어, 흡연과 파킨슨병의 관계를 정확하게 해석하는 데 한계가 있었다. 연구팀은 2009~2010년, 2011~2012년, 2013~2014년 국가건강검진을 세 차례 모두 받은 사람 가운데 2009~2010년 첫 검진 당시 현재 흡연자였던 40세 이상 41만489명을 분석했다. 대상자는 계속 흡연군, 재흡연군, 최근 금연군, 지속 금연군으로 나눴다. 또한 흡연자가 다른 질환으로 먼저 사망해 파킨슨병 진단 기회가 줄어드는 상황까지 고려하는 경쟁위험 분석을 적용해 결과의 정확도를 높였다. 추적관찰 기간동안 새롭게 파킨슨병을 진단받은 사람은 1,794명, 사망자는 3만1,203명이었다. 파킨슨병 발생위험은 계속 흡연군을 기준으로 비교했을 때 최근 금연군에서 1.60배, 지속 금연군에서 1.61배 높게 나타났다. 반면 재흡연군은 계속 흡연군과 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 즉, 파킨슨병 발생위험만 놓고 보면 계속 흡연군과 재흡연군은 뚜렷한 차이가 없었던 반면, 최근 금연군과 지속 금연군은 계속 흡연군보다 더 높게 나타난 것이다. 이번 연구에서 주목할 부분은 재흡연군과 최근 금연군의 차이다. 두 집단 모두 세 차례 평가 시점 가운데 두 번은 흡연 상태였지만, 파킨슨병 발생위험은 서로 다르게 나타났다. 재흡연군은 계속 흡연군과 유의한 차이가 없었지만, 최근 금연군은 계속 흡연군보다 위험이 높았다. 연구팀은 이를 통해 파킨슨병 발생과의 관련성은 단순히 과거에 얼마나 오래 흡연했는가보다 2013~2014년 마지막 평가 시점에 실제로 흡연 중이었는지가 더 밀접하게 작용했을 가능성이 있다고 해석했다. 또 약 2년 정도의 짧은 금연만으로는 이러한 연관성이 바로 약해지지 않을 가능성도 제기했다. 전체 사망위험은 파킨슨병 발생위험과는 다른 양상을 보였다. 계속 흡연군과 비교했을 때 최근 금연군은 3%, 지속 금연군은 17% 낮았고, 재흡연군은 유의한 차이가 없었다. 다시 말해 파킨슨병 발생위험에서는 금연군이 높게 나타났지만, 전체 사망위험에서는 금연군이 오히려 더 낮게 나타난 것이다. 특히 전체 사망위험 감소 폭은 지속 금연군에서 가장 크게 나타나, 금연의 건강상 이점은 이번 연구에서도 분명하게 확인됐다. 연구팀은 이번 결과가 흡연의 해로움을 부정하거나 흡연의 이점을 지지하는 의미가 아님을 분명히 강조했다. 이번 연구는 흡연 상태 변화와 파킨슨병 발생위험의 연관성을 관찰한 것이며, 전체 사망위험은 금연군에서 오히려 낮게 나타난 만큼, 조기 금연과 금연 상태 유지는 건강과 생존을 위해 여전히 가장 중요하다. 윤지현 교수는 “이번 연구는 흡연과 파킨슨병의 관계를 한 시점의 흡연 상태만으로 보지 않고, 시간에 따른 변화와 전체 사망위험까지 함께 반영해 분석했다는 점에서 의미가 있다”며 “연구 결과를 흡연의 이점으로 받아들여서는 절대 안 되며, 조기에 금연하고 금연 상태를 오래 유지하는 것이 건강을 지키는 데 가장 중요하다”고 말했다. 이준혁 교수는 “파킨슨병의 전구 증상(prodromal symptom)으로서 후각 저하나 뇌의 보상 체계 변화 등이 임상 진단 이전 단계에서 나타나면서, 환자 스스로 담배를 덜 찾게 되거나 끊게 되었을 가능성도 있다”며, “이번 결과는 금연해서 파킨슨병이 생겼다는 의미가 아니라, 병이 진행되는 초기 변화-즉 역인과관계(reverse causation)-로 인해 담배에 대한 의존도가 낮아져 금연으로 이어졌을 가능성을 시사하는 것이다”라고 설명했다. 한편, 이번 연구 ‘Dynamic Smoking Patterns and Risk of Parkinson Disease and All-Cause Mortality: A Competing Risk Analysis Approach’는 신경과학 분야 세계 최상위 저널인 미국신경학회 학술지 Neurology에 게재되었다.



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조용히 시력 위협하는 증식성 당뇨망막병증, 정기적인 안과 검진 중요
건강보험심사평가원에 따르면 2020년 334만8,237명이었던 당뇨병 환자 수가 2024년에는 396만9,134명으로 최근 5년 사이 19% 급증했다. 이에 따라 시력을 위협하는 눈 합병증에 대한 경고도 커지고 있는데, 대표적인 합병증인 당뇨망막병증은 국내 실명 원인 중 상위를 차지하는 질환으로 각별한 주의가 요구된다. 당뇨망막병증은 당뇨병으로 인해 망막의 미세혈관이 손상되는 질환으로 혈당 조절이 안되는 경우에 발생하고, 치료 시기를 놓치면 망막 박리나 실명으로 이어질 수 있으므로 조기 발견과 관리가 중▲ 분당제생병원 안과 길현경 주임과장 요하다. 대진의료재단 분당제생병원(병원장 나화엽) 안과 길현경 주임과장은 “당뇨망막병증은 비증식성과 증식성 두 단계로 나뉜다”며 “ 초기 단계인 비증식성 당뇨망막병증은 미세혈관이 부풀어 오르거나 가벼운 출혈이 나타나는 상태로 변화가 망막 내부에 국한되어 시력 저하가 크지 않은 경우가 많다. 하지만 적절한 치료 없이 질환이 진행되면 증식성 당뇨망막병증으로 발전할 수 있다”고 말했다. 증식성 당뇨망막병증은 망막 혈류의 흐름이 나빠지면서 망막이나 시신경 유두 표면에 비정상적인 신생 혈관이 생기는 상태다. 이러한 혈관들은 구조적으

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