임현국 교수(가톨릭대학교 성빈센트병원 정신건강의학과)

치매는 일상 생활을 방해할 정도의 심각한 기억력 및 기타 인지 기능의 상실을 동반하는 뇌 질환 입니다.

 

치매는 보통 70여가지 이상의 원인이 있는 것으로 알려져 있는데, 그 중 60-70%이상은 알츠하이머병으로 인한 것으로 생각 됩니다. 알츠하이머병이 걸리게 되면, 뇌에서 아밀로이드나 타우 단백질이라는 독성 단백질의 이상 축적으로 인한 노인반(senile plaque)이나, 신경섬유총(neurofibrilary tangle)이 생기게 되고 이로 인해 신경 세포들은 죽어가게 됩니다.

 

알츠하이머병은 치매를 일으키는 여러 원인을 가려낸 후 진단하게 되는데 알츠하이머병의 증상을 가진 환자와 가족 구성원의 병력, 신체검사, 뇌 영상 검사, 혈액 검사, 심리 검사 등을 통해 이루어 지게 됩니다. 현재까지 알려진 검사를 통해 약 80-90%의 정확도를 가지고 진단을 하게 됩니다. 하지만, 이러한 것은 임상적 추정이고, 가장 확실한 알츠하이머병의 진단은 환자가 사망하고 난 뒤 행해지는 부검을 통해서 알 수 있습니다.

 

현재까지 알츠하이머병을 완치시키거나 질병의 진행을 막을 수 있는 의학적인 치료 방법은 없으므로, 조기 발견을 하여 그 증상을 완화 시키는 치료를 하는 것이 현재의 최선의 치료 방법이라 할 수 있습니다.

 

통상적으로 알츠하이머병의 원인으로 알려진 베타 아밀로이드 단백질은 임상적인 치매 증상, 즉 기억력 저하와 일상생활 수행능력의 장애가 발생하기 약 10-15년 전부터 뇌에 축적이 되는 것으로 알려져 있습니다.

 

이렇게 축적된 베타 아밀로이드 단백질은 여러 가지 신경독성을 일으키고, 과 인산화된 타우 단백질과 더불어 신경퇴행과 이와 연관된 기억장애를 비롯한 여러 인지, 행동 장애를 일으킵니다. 이전에는 이러한 뇌의 베타 아밀로이드 축적을 살아있는 사람의 뇌에서 볼 수 있는 방법은 없었으나, 현재는 양전자 방출 단층 촬영 (positron emission tomography, PET)를 통하여 인지 기능이 저하되지 않은 상태에서도, 뇌의 베타 아밀로이드 축적을 관찰 할 수 있는 방법이 개발되어 현재 연구와 임상에 이용하고 있습니다.

 

양전자 방출 단층 촬영은 쉽게 이야기 해서 뇌의 대사 물질, 이상단백질 변화 등의 분자적 변화를 측정할 수 있는 영상 장비로, 뇌 질환에서는 치매와 파킨슨 병의 진단에 많이 이용되고 있습니다. 본격적인 아밀로이드 영상은 2004년 미국에서 William E Klunk 와 Chaster A Mathis교수가 부검 시 뇌 병변 검사를 위한 염색물질인 Thioflavin-T에 탄소 동위원소(C11)를 결합한 Pittsburgh Compound B (PiB)가 개발되면서 시작되었습니다.

 

이 PiB의 경우, 진단의 정확도가 매우 높아 알츠하이머병 환자와 정상인의 차이를 약 80-90%의 정확도로 구분할 수 있습니다. 또한 경도 인지 장애에서 PiB가 양성일 경우, 약 80%에서 알츠하이머의 이환을 예측할 수 있는 것으로 보고 되고 있습니다. 그러나 탄소 동위원소가 반감기가 짧아(약 20분) 방사성 동위원소를 직접 생산할 수 있는 사이클로트론이 없는 곳에서는 사용이 불가능 한 단점이 있습니다. 따라서 상대적으로 반감기가 긴 (약 90분) 방사성 동위 원소인 F-18, 등을 이용한 아밀로이드 뇌 영상 리간드 들 (18F-Flurobetaben, 18F-Flutemetamol, 18Florbetapir 등)이 개발되었으며, 현재 한국에서도 임상에 이용되고 있습니다.

 

뇌의 아밀로이드의 축적은 대뇌 연결성이 발달한 영역, 즉 전 전두엽, 측두-두정 영역, 후대상회 영역, 쐐기 앞 소엽, 후두엽, 시상, 선조체 영역에 주로 침착 되는 것으로 알려져 있습니다. 현재 아밀로이드 영상의 경우, 그 적응증은 설명되지 않는 지속적인 경도 인지 장애, 전형적이지 않는 임상 경과를 보이는 알츠하이머병 의심환자, 비정상적으로 일찍 치매 증상이 시작된 경우, 등으로 촬영을 하여 진단에 도움을 얻는 것으로 되어 있습니다.

 

아밀로이드 영상의 개발은 정상인과 알츠하이머 병 환자 간의 아밀로이드 침착의 정도 차를 생체 내 영상으로 구현 할 뿐 아니라, 뇌 내 아밀로이드 침착과 유전적, 형태학적, 병리학적, 뇌척수액 생체 표지자 간의 관계의 재정립을 가능하게 하였습니다. 좀 더 쉽게 이야기 하면 본격적인 치매의 병리 단계별 대뇌 및 생체 표지자의 변화를 측정 가능하게 만들어 치매 병태생리에 대한 보다 많은 지식을 확보 할 수 있게 되었습니다.

 

이를 통해 현재 개발하고 있는 치매의 근본적 병태 생리를 조절할 수 있는 약제의 중요한 생체 표지자로서의 역할을 할 수 있게 되었습니다. 또한 아밀로이드 영상의 개발로 인해, 인지 기능 장애가 전혀 없으나, 뇌의 아밀로이드 단백질이 침착 된 상태인 전임상 치매 (preclinical dementia) 라는 임상 단계를 발견할 수 있었습니다.

 

전임상 치매의 경우, 25-30%의 정상인에서 이러한 대뇌 아밀로이드 단백질 침착을 발견할 수 있으며, 이 단계의 사람들은 향후 인지 장애, 즉 경도 인지 장애나 알츠하이머 병이 올 수 있는 확률이 높다고 할 수 있습니다.

이처럼 아밀로이드 영상은 최근 임상 진료에 응용되기 시작한 분자 영상의학 방법으로 현재 이용되고 있는 치매나, 경도 인지 장애의 감별이외에, 향후 치매 치료제의 개발에 있어 중요한 치료 반응의 표지자로서 그 이용의 가치가 매우 높은 방법이라 할 수 있습니다.