응용화학과 > 커뮤니티 > NEWS > [응용화학과 김광표 교수] 치명적인 심혈관질환, 조기에 진단한다

경희의과학연구원 김광표 멀티오믹스연구소장(응용화학과 교수)이 관상동맥죽상경화증 분자진단을 위한 단백질 진단 마커를 발굴했다. 연구결과는 세계적 학술지 <BMJ Open Diabetes Research&Care> 온라인판에 발표됐다.

김광표 멀티오믹스연구소장, 관상동맥죽상경화증 분자진단 위한 단백질 진단 마커 발굴
특정 단백체 농도 변화 통해 예측 가능··· 한·중·일 특허등록하고, 기술이전까지 완료
“이상적인 연구 수행해 기뻐··· 건강한 삶 영위하도록 난치병 연구 계속할 것”

경희의과학연구원 김광표 멀티오믹스연구소장(응용화학과 교수)이 분당서울대학교병원(최성희 교수), 충북대학교병원(구유정 교수)과의 공동연구를 통해 관상동맥죽상경화증 분자진단을 위한 단백질 진단 마커를 발굴했다. 보건복지부의 ‘차세대 맞춤의료 유전체 사업’, ‘포스트게놈 다부처 유전체 사업’을 수행하며 이룬 성과로, 연구결과는 세계적 학술지 <BMJ Open Diabetes Research&Care> 온라인판에 실렸다.

김광표 교수는 “심혈관질환은 전 세계에서 사망률 1위를 차지하는 질환이고, 우리나라에서도 암 다음으로 사망률이 높다. 특히 30대 이상 성인남녀 3명 중 1명이 심혈관질환의 가장 큰 원인인 대사증후군을 앓고 있다”고 설명하며 “이번 연구를 통해 복잡하거나 비싼 검사절차 없이 쉽고 빠르게 심혈관질환을 예측할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 연구결과가 국내를 넘어 모든 인간 삶의 질을 높이고, 건강 증진에 기여하는 초석이 되길 바란다”는 소감을 밝혔다.

전 세계 사망률 1위인 ‘심혈관질환’, 증상 이전 확인과 진단에 어려움
죽상경화증은 혈관 내막에 콜레스테롤이 침착하고 내피세포가 증식해 ‘죽종(atheroma)’이 형성되는 혈관질환이고, 동맥경화증은 혈관 중간층에 퇴행성 변화가 일어나 혈관의 탄성이 줄어드는 노화 현상의 일종이다. 죽상동맥경화증은 이러한 현상을 통칭하는 것으로, 죽종에 따른 혈액순환 장애는 장기에 손상을 입히고, 결국 죽음에 이르게 한다. 또한, 동맥경화가 진행된 혈관 벽면에 혈전이 들러붙으면 협심증, 심근경색 등을 일으켜 심장마비로 사망할 수 있다. 당뇨환자는 동맥경화가 일반인보다 빠르게 진행되기 때문에 더욱 치명적이다.

김 교수의 설명에 따르면 이러한 심혈관질환은 증상이 나타나기 전에 알아차리는 것이 쉽지 않다. 그뿐만 아니라, 기본적인 검사방법으로는 100% 진단이 어렵고, 핵의학검사나 심혈관조영술, 심혈관 컴퓨터단층촬영(CT) 등 복합적인 검사를 거쳐야만 정확히 진단할 수 있는데 비용도 비싸고, 시간도 오래 걸린다. 코로나19 사태에서도 잘 드러났듯이 의료 접근성이 떨어지는 국가나 지역에서는 해당 검사를 받기가 쉽지 않아 더욱 치명적인 질환이 될 수 있다.

관상동맥죽상경화증 분자진단을 위한 단백질 진단 마커 발굴 실험 모식도. 먼저, 혈관 협착 정도와 기저질환 유무로 환자군을 선정한 후 혈액 내 단백질을 프로파일링 및 정량분석해 1,349개의 단백질을 동정했다(그림 A). 이를 53명의 환자에게 재검증해 52개의 단백질이 혈관 협착 정도에 따라 차이가 나는 것을 확인했고(그림 B), 최종적으로 228명의 환자에게 검증함으로써 6개의 단백질이 혈관 협착 정도를 진단할 수 있는 마커로 활용될 수 있음을 밝혀냈다(그림 C).

혈관 협착 정도 따라 차이나는 단백질 발견··· 심혈관질환 조기 진단, 예방 기대
이번 연구에서는 질량분석법에 기반한 단백체 분석 방법으로 혈관 협착 정도를 진단할 수 있는 단백질을 발굴했다. 먼저, 환자 18명의 혈액에서 1,349개의 단백질을 동정하고, 이를 53명의 환자에게 검증함으로써 52개의 단백질이 협착 정도에 따라 차이가 나는 것을 확인했다. 그리고 최종적으로 임상환자 228명의 단백질을 비교·분석함으로써 당뇨환자에게서는 CXCL7·APOC2·LBP·DOCK2라는 단백질이, 일반인에게서는 CXCL7·APOC2·LBP·C4A·LAMB1·VTDB 단백질이 혈관 협착에 따라 차이가 나는 것을 확인했다.

김광표 교수는 “특정 단백체의 농도 변화를 비교해봄으로써 혈관 협착 정도를 90% 이상 정확하게 예측할 수 있게 됐다. 치명적인 심혈관질환을 비교적 저렴하고 간단하게 진단해 예방할 수 있다는데 큰 의의가 있다”며 “현재 한국과 중국, 일본에서 특허등록을 완료했고, 기술을 이전해 임상적용을 위한 연구가 진행 중인 상황이다. 앞으로의 기대가 크다”고 전했다.

이에 덧붙여 김 교수는 “대학과 산학협력단에서 물심양면 지원해주고, 학생들도 열심히 노력해준 덕분에 논문 발표와 특허등록, 기술이전이 동시에 이뤄지는 이상적인 연구를 수행할 수 있었다”라며 “우리 멀티오믹스연구소는 물질대사, 단백질, 유전자 등 오믹스 분야에서 뛰어난 기술력을 갖추고 있다. 앞으로도 난치병 분야에서 기초, 중개 연구를 이어나가며 인간이 건강한 삶을 영위하는 데 기여하겠다”고 말했다.