질병관리청(청장 임승관) 국립보건연구원(원장 남재환)은 인공지능을 활용해, 코로나19 바이러스 변이에 보다 폭넓게 대응할 수 있는 차세대 코로나19 백신 설계 전략을 제시했다. 이번 연구는 특정 변이에 맞춰 백신을 계속 다시 만들어야 했던 기존 방식의 한계를 보완하는 데 목적이 있다. 현재 코로나19 백신에 사용되고 있는 항원(스파이크 단백질)은 구조를 안정화시키기 위해 세포막과 결합하는 부분에 두 개의 변이가 도입되어 있다. ▲정 희진 센터장 이러한 변이는 항원 구조를 안정화시켜 면역원성을 높이는 효과는 있지만, 바이러스 방어에 중요한 중화항체의 표적이 되는 부분은 계속 변이를 일으키며 백신 효과가 약해질 수 있다는 점이 지속적인 문제로 지적되어 왔다. 이에 따라 새로운 변이가 유행할 때마다 백신 항원을 다시 설계해야 하는 한계가 있었다. 연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해, 고려대학교 백신혁신센터(센터장 정희진)와의 공동연구를 통해 여러 변이에서 공통으로 유지되는 유전자 서열을 분석하고, 항원 구조 자체를 더 안정적으로 설계했다. 이렇게 개발한 2가 mRNA 백신을 동물모델에 적용한 결과, 여러 코로나19 변이에 대해 중화항체와 T세포 면역 반응이 모두
충남대학교병원 심장내과 박재형 교수(세종충남대학교병원장) 연구팀이 인공지능(AI)을 활용한 심전도 분석 연구 성과로 국제 저명 학술지 『Scientific Reports』 최신호에 논문을 게재했다. 이번 연구는 서울대학교병원 영상의학과 이동헌 교수와 충남대학교 의과대학 김도헌 학생이 공동 참여해 수행됐다. 심전도에서 나타나는 좌각차단(Left Bundle Branch Block, LBBB) 소견은 좌심실 수축기능 장애와 밀접한 관련이 있으며, 이는 환자의 예후에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 중요한 지표다. ▲(왼쪽부터) 충남대학교병원 심장내과 박재형 교수, 서울대학교병원 영상의학과 이동헌 교수 이를 조기에 발견하기 위해 심초음파 검사를 시행하는 것이 필수적이지만, 실제 임상 현장에서는 적시에 심초음파 검사를 진행하는 데 어려움이 따르는 경우가 많다. 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 심전도 데이터를 인공지능으로 분석해, 심초음파 검사로 확인 가능한 좌심실 수축기능 장애를 예측할 수 있는 모델을 개발했다. 해당 모델은 좌각차단 환자를 대상으로 좌심실 수축기능 장애를 정확도 75.8%, 민감도 77.1%로 검출해 기존 방식보다 진단 능력을 현저히 개선할 수
서울대병원 연구팀이 희귀 유전질환이 의심돼 진료를 받은 환자를 대상으로 전장 유전체 분석(Genome Sequencing, GS)을 시행한 결과, 가구 기준 46.2%에서 질환의 유전적 원인을 규명했다. 이 가운데 14.6%는 기존 유전자 검사로는 진단이 어려웠던 사례로, 전장 유전체 분석을 통해서만 원인 확인이 가능했다. 이번 연구는 국내 최대 규모의 희귀 유전질환 환자군을 대상으로 한 분석 결과로, 기존 검사로 진단에 이르지 못했던 경우에도 전장 유전체 분석이 효과적인 진단 도구로 활용될 수 있음을 보여준다. 서울대병원 임상유전체의학과 채종희·이승복·김수연 교수 연구팀과 쓰리빌리언 서고훈 박사 연구팀은 서울대병원에서 희귀 유전질환이 의심돼 진료를 받은 국내 1,452가구(총 3,317명)를 대상으로 전장 유전체 분석을 시행하고, 희귀 유전질환의 진단 성과와 임상▲(왼쪽부터)서울대병원 임상유전체의학과 적 활용 가능성을 분석한 결과를 30일 발표했다. 채종희·이승복·김수연 교수 희귀 유전질환은 현재까지 약 5,000~8,000종이 보고돼 있으며, 질환의 원인이 되는 유전 변이를 확인하는 것이 정확한 진단과 치료 관리의 핵심이다. 그러나 기존의 엑솜 시퀀싱이나
가톨릭대학교 여의도성모 안과병원 노영정 교수 연구팀이 망막 이미지를 활용해 레이저 강도를 정밀하게 조절하는 마이크로초(10⁻⁶초) 레이저 치료가 중심장액맥락망막병증(이하 중심성망막염, CSC) 환자의 황반장액 제거에 효과가 있음을 입증했다. 이번 연구는 시력 중심부인 황반을 손상시키지 않고 병변만 선택적으로 치료할 수 있는 정밀 의료의 가능성을 제시했다는데 의의가 있다. 중심성망막염은 시력의 핵심인 황반 중심부에 액체가 고여 시력 저하와 변시증(사물이 휘어 보임)을 유발하는 질환이다. 주로 20~50대 활동기 연령층에서 빈번하게 발생하며, 만성으로 진행될 경우 영구적인 시력 손상을 초래한다. 특히 누출 부위가 황반 중심부에 위치하면 일반 레이저 치료 시 주변 시세포까지 손상될 위험이 있어 그간 임상 현장에서 치료에 큰 어려움을 겪어왔다. 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 노영정 교수가 개발한 레이저 파워 조절 전략을 '선택적망막치료술(SRT)'에 적용했다. ▲여의도성모 안과병원 노영정 교수 이 치료법은 망막 이미지를 기반으로 레이저 펄스(100만분의 1초 단위) 개수를 미세하게 조절함으로써, 시세포 손상은 최소화하고 병변이 있는 망막색소상피(RPE)에만
환자의 암 조직을 체외에서 3차원으로 배양해 실제 암 특성을 재현하는 암 오가노이드가 정밀 치료의 핵심 토대로 주목받는 가운데, 국내 연구진이 기존 방식으로는 배양이 어려웠던 희귀암 연부조직육종의 오가노이드를 성공적으로 구현해 냈다. 울산의대 서울아산병원 종양내과 김정은 교수, 융합의학과 탁은영 교수 · 최지완 박사 · 한규영 연구원은 연부조직육종 환자의 암세포를 젤라틴 기반의 3차원 환경에서 배양함으로써 종양의 특성을 그대로 재현한 오가노이드 모델을 확립했다고 최근 밝혔다. ▲(왼쪽부터) 울산의대 서울아산병원 종양내과 김정은 교수, 융합의학과 탁은영 교수 · 최지완 박사 · 한규영 연구원 연부조직육종은 지방, 근육, 신경 등 연부조직에서 발생하는 희귀암이다. 50개 이상의 다양한 아형을 지녀 같은 연부조직육종 환자라도 이질성이 매우 크다. 그동안 오가노이드 배양에 주로 사용돼 온 메트리겔(Matrigel) 기반의 방식은 육종암의 복잡한 특성을 재현하기 어려워 오가노이드 형성 실패율이 높았다. 연구팀은 먼저 기존 지지체인 메트리겔이 육종암 특유의 물리적 강도와 미세환경을 충분히 구현하지 못한다는 점에 착안하여, 생체 적합성이 뛰어난 젤라틴의 농도와 가교 조건
세포 안에서는 매 순간 수많은 소기관이 생성되고 이동하며 생명 활동을 이어간다. 이들의 이동은 세포 내부 구조를 따라 정교하게 이루어진다. 그러나 소기관이 인접한 이동 통로로 옮겨 타는 이른바 ‘환승’의 순간은 지금까지 가설로만 존재했을 뿐, 실제로 관찰된 적은 없었다. 기초과학연구원(IBS, 원장 직무대행 김영덕) 분자 분광학 및 동력학 연구단 조민행 단장(고려대 화학과 교수)과 홍석철 교수(고려대 물리학과) 연구팀은 이 환승의 순간을 세계 최초로 실시간 영상으로 포착하는 데 성공했다. ▲(왼쪽부터) 조 민행 단장, 홍 석철 교수 연구팀은 자체 개발한 간섭산란 영상 기법 기반의 DySLIM (Dynamic Scattering-particle Localization Interference Microscopy) 장치를 이용해 소포체에서 생성된 ‘자가포식체’가 인접한 미세소관으로 이전되는 순간을 실시간으로 관측했다. 또한 자가포식체ㆍ소포체ㆍ미세소관을 동시에 관찰할 수 있도록 다중 모드 영상 시스템을 함께 구축했다. 자가포식은 세포 내 불필요하거나 손상된 단백질과 오래된 소기관을 분해·재활용해 항상성을 유지하는 생명 현상이다. 이 과정에서 자가포식체는 인접한 소포
한림대학교성심병원(병원장 김형수) 감염내과 김용균 교수와 서울아산병원 감염내과 김양수 교수 연구팀은 최근 메티실린 내성 황색포도알균(이하 MRSA) 혈류감염 환자 842명을 15년간 추적 분석해, 표준 항생제 치료가 실패하는 구체적인 원인을 규명하고 치료 성공률을 높일 수 있는 새로운 진단 기준을 제시했다. 이번 연구는 스웨덴 웁살라대학교(Uppsala University)의 댄 안데르손 교수, 니콜라오스 카발로포울로스 연구원과 함께 국제 공동연구로 수행했다. MRSA는 세계보건기구(WHO)가 발표한 항생제 내성 우선순위 병원체 목록(WHO Bacterial Priority Pathogens List)에서 높은 우선순위(High Group)로 분류된 병원체로, 일반적인 페니실린이나 세팔로스포린 계열의 항생제가 듣지 않아 흔히 ‘슈퍼박테리아’로 불린다. 특히 이 균이 혈액을 타고 전신에 퍼지는 혈류감염이 발생하면 장기 부전이나 패혈증으로 이어져 사망률이 매우 높다. 현재 MRSA 치료에 가장 널리 사용되는 항생제는 반코마이신(Vancomycin)이다. 하지만 실제 임상 현장에서는 반코마이신을 투여해도 열이 내리지 않거나 균이 사라지지 않는 등 치료 실패 사례가
전남대학교는 남주택 약학대학 교수팀이 기존 면역항암제의 한계를 극복할 수 있는 새로운 금속-면역치료(metallo-immunotherapy) 나노입자 제형기술을 개발했다고 밝혔다. 최근 항암치료의 패러다임은 환자의 면역체계를 활성화해 항암면역반응을 통해 암세포를 사멸하는 면역항암제로 전환되고 있다. 특히 STING(Stimulator of Interferon Genes) 경로를 활성화하는 환형이분자핵산(Cyclic dinucleotide, CDN)이 임상에서 활발하게 연구되고 있지만, 음전하를 띠는 단분자의 한계인 생체에서 쉽게 분해·배출되고 세포막 투과율이 낮다는 치명적인 단점으로 인해 효과가 제한적이었다. ▲ 남 주택 교수 연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해 망간 이온(Mn²?)과 CDN의 배위결합 복합체를 다공성 실리카 나노입자 내부 기공에 탑재해 망간 이온과 CDN이 활성 제약 성분으로 작용하는 나노-면역항암제를 개발했다. 나노입자의 중요한 설계 요소로서 체내 필수 미네랄인 망간 이온은 STING 경로의 활성을 증폭시킬 수 있고 생분해가 가능한 다공성 실리카 나노입자를 기반으로 해 생체친화도를 높였다. 생분해성 실리카 나노입자는 종양 미세환경 내에서
암 환자의 생존율을 크게 떨어뜨리는 치명적 합병증인 ‘암 악액질(cancer cachexia)’ 을 유발하는 핵심 메커니즘이 국내 연구진에 의해 규명됐다. 광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 생명과학과 다런 윌리엄스(Darren R. Williams) 교수와 정다운 연구교수 연구팀이 암 악액질을 유발하는 이전에 보고되 지 않았던 세포 간 신호 전달 경로를 세계 최초로 규▲(왼쪽부터) 생명과학과 다런 윌리엄스 교수, 명하고, 이를 차단하는 치료 전략을 제시했다고 밝혔다. 정다운 연구교수, 김준형 ·김현준·김선욱 박사 암 악액질은 암으로 인해 전신 대사 균형이 무너지면서 근육과 체중이 지속적으로 감소하는 질환으로, 암이 상당히 진행된 환자의 약 80%에서 발생하며 전체 암 사 망의 20~30%와 연관된 심각한 합병증이다. 단순한 영양 부족과 달리 충분히 식사를 해도 회복되지 않는 것이 특징으로, 환자 의 체력과 면역 기능을 급격히 저하시켜 항암 치료 효과 감소와 생존율 저하로 이 어진다. 이러한 임상적 중요성에도 불구하고, 현재까지 암 악액질을 근본적으로 치 료할 수 있는 약물이나 명확한 치료 타깃은 확립되지 않았다. 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위한
연세대학교 용인세브란스병원(병원장 김은경) 입원의학과 연구팀(교신저자 경태영 교수, 제1저자 신아름‧이수현 교수, 김재웅 연구원)은 입원전담전문의가 주도하는 진료가 당뇨병을 동반한 입원 환자의 혈당 변동성 개선에 중요한 역할을 한다는 연구 결과를 발표했다. 본 연구 결과는 국제학술지 ‘임상의학저널(Journal of Clinical Medicine)’에 최근 게재됐다. 당뇨 환자는 입원 기간 급성 질환으로 인한 스트레스 반응, 수술, 약물 사용, 식사 변화 등 다양한 요인으로 인해 급격한 혈당 변화가 쉽게 발생한다. 이러한 혈당 변동성은 혈당의 평균값보다 감염, 심혈관 합병증, 사망률 등 임상적 예후와 더욱 밀접한 관련이 있어 지속적이고 세심한 관리가 중요하다. 그간 입원전담전문의 제도의 효과를 평가한 연구는 주로 재원 기간, 의료비, 환자 만족도와 같은 행정‧운영적 지표에 초점을 맞춰왔다. 이에 연구팀은 입원 환자의 실제 치료 경과를 반영하는 임상 지표로서 혈당 변동성을 분석해, 입원전담전문의 진료의 임상적 효과를 규명하고자 했다. 연구팀은 2020년 3월부터 2022년 2월 사이 용인세브란스병원에 입원한 당뇨 환자 가운데, 입원전담전문의와 기존 임상과의
난치성 혈액암인 다발골수종 환자에서, 암이 생기기 전 단계인 ‘전구질환(전구상태)’을 미리 발견하고 추적한 경우가 그렇지 않은 경우보다 생존기간이 더 길다는 사실이 국내 대규모 빅데이터 분석을 통해 처음으로 입증되었다. 가톨릭대학교 서울성모병원 혈액병원 박성수·민창기 교수(혈액내과)와 가톨릭대학교 약리학교실 한승훈·최수인 교수 연구팀은 2009년부터 2022년까지 건강보험심사평가원의 전 국민 보건의료 빅데이터를 활▲(좌측부터) 서울성모병원 혈액병원 박성수·민창기 교수 용한 후향적 코호트 연구 결과를 국제학술지에 발표 (혈액내과), 가톨릭대학교 약리학교실 한승훈·최수인 교수 했다. 특히 세계적 권위자인 영국 옥스퍼드 (Oxford) 대학병원 혈액내과 카르티크 라마사미 (Karthik Ramasamy) 교수와 협력연구로 검증되어 결과의 신뢰성을 한층 높였다. 연구팀은 전구질환인 단클론감마글로불린혈증 (MGUS, Monoclonal Gammopathy of Undetermined Significance) 환자 5,500명과 무증상 및 증상성 다발골수종 환자 17,809명 중, MGUS에서 다발골수종으로 진행한 환자 199명, 무증상 다발골수종에서 증상성 다발골수종
분당서울대병원 소화기내과 김나영 교수 연구팀(제1저자 이정환 전문의)은 위암 환자 대상 면역관문억제제의 치료 성과와 이를 추정하는 주요 지표인 ‘PD-L1(Programmed Death Ligand-1)’ 발현에 따른 분자생물학적 성격이 남녀에 따라 다르게 나타날 수 있다는 연구결과를 밝혔다. 면역관문억제제는 암세포가 면역세포의 제거 대상으로 인식되지 않도록 위장하는 신호경로(면역관문)를 차단하는 면역항암제다. 정상적인 면역반응 체계에서 T림프구(T세포)는 종양세포를 공격하여 제거하는데, 암세포는 PD-L1을 발현시켜 정상적인 면역반응을 회피하는 전략을 구사한다. ▲분당서울대병원 소화기내과 김나영 교수, 이 정환 전문의(오른쪽) 면역관문억제제는 이러한 PD-L1 단백질과 면역세포의 PD-1 간의 결합을 억제함으로써 T림프구가 활발하게 암세포를 죽이도록 작용한다. 암세포를 화학적으로 제거하는 ‘세포독성항암제’나 특정 돌연변이 및 수용체를 겨냥하는 ‘표적항암제’와 달리 우리 몸의 T림프구를 이용한다는 점에서 근본적인 차이를 보인다. [그림] 면역관문억제제 치료 기전. PD-L1과 PD-1 결합을 억제해 면역세포가 암세포를 공격하게 한다. 이러한 면역관문억제제는
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