혈액 바이오마커, 뇌 위축과 연관성 확인... 신경퇴행성 질환 탐지 신기술 발전

최근 연구들은 혈액 기반 바이오마커가 알츠하이머병에서 특정 패턴의 뇌 위축 및 인지 저하와 연관되어 있음을 보여주었으며, 다른 연구 주제들은 망막 영상, 언어 분석, DNA 앱타머를 신경퇴행성 질환의 탐지 및 모니터링 도구로 발전시키고 있다.

Neurology에 발표된 연구에서 Vrije Universiteit Amsterdam의 연구진은 주관적 인지 저하가 있는 참가자 167명을 대상으로 혈액 기반 바이오마커와 뇌 위축 간의 종단적 연관성을 평가했다. 참가자들은 반복적인 혈액 샘플링과 MRI 스캔을 받았다. 결과에 따르면 GFAP의 기준치와 종단적 증가는 거의 모든 AD 특징적 뇌 영역에서 더 큰 위축과 연관되었고, 기준치 혈장 pTau217은 여러 내측 측두엽 영역의 위축과 연관되었으며, pTau217의 종단적 증가는 주로 측두엽 영역의 위축과 연관되었다. 탐색적 분석을 통해 연구진은 pTau217의 변화가 해마 위축보다 19.8년(범위 10.7~43.7년) 앞선 것으로 추정했다. 전반적으로 이러한 결과는 서로 다른 혈액 기반 바이오마커가 뇌 위축의 특정 영역과 연관되어 있음을 시사하며, AD 환자에서 질병의 조기 식별과 진행 모니터링을 위해 pTau217과 GFAP를 모두 사용하는 것을 뒷받침한다.

The Lancet 5월 30일자에 발표된 연구에 따르면 알츠하이머병 신경병리가 더 나쁜 인지 수행 능력과 연관되어 있다. 캘리포니아대학교 샌프란시스코 연구진은 CARDIA(Coronary Artery Risk Development in Young Adults) 연구에서 35년차에 혈장 바이오마커 데이터가 있는 참가자를 조사했다. 35년차 방문을 완료한 2,248명 중 1,500명이 혈장 바이오마커 측정을 위해 무작위로 선택되었으며, 최종 코호트는 1,350명(평균 연령 61세)이었다. 알츠하이머병 신경병리 양성은 p-tau217/Aβ42, Aβ42/40, p-tau217 기준으로 각각 참가자의 6%, 15%, 4%에서 나타났으며, 처리 속도와 실행 기능 저하와 연관되었다. 음성과 비교해 양성은 언어 기억의 가속화된 저하(오즈비 각각 Aβ42/40 4.31, p-tau217/Aβ42 2.44)와 처리 속도(오즈비 각각 p-tau217 3.98, p-tau217/Aβ42 3.35)의 증가된 가능성과 연관되었다. 수석 저자는 성명에서 "이 혈액 검사는 주의해서 사용해야 한다"고 말했지만, 바이오마커가 있다는 것을 발견한 일부 사람들에게는 검사가 알츠하이머병 발병을 늦출 수 있는 중재의 기회를 열어줄 수 있다고 설명했다.

유전성 트랜스티레틴(ATTRv) 아밀로이드증에서 혈청 **신경필라멘트 경쇄(NfL)**는 조기 증상 질환 평가와 질병 진행 모니터링을 위한 유망한 비침습적 바이오마커로 제시된다. 이 연구는 ATTRV30M 아밀로이드증 환자와 증상 전 유전자 보인자를 대상으로 했다. 연구진은 ATTRV30M 환자 34명, 증상 전 ATTRV30M 보인자 17명, 대조군 35명의 혈청 샘플을 분석했다. 혈청 NfL 수치는 대조군과 비교해 ATTRV30M 환자에서 유의하게 높았으며(3배, p = 0.0005), 증상 전 보인자보다 1.6배 높았다. 증상 전 보인자와 대조군 간에는 유의한 차이가 관찰되지 않았다. NfL 농도는 다발신경병증 장애 점수(PND) I보다 > I인 환자에서 더 높았다(p = 0.0007). 혈청 GFAP와 페리페린 수치는 연구 그룹 간에 유의한 차이가 없었다.

알파-시누클레인 혈액 바이오마커는 파킨슨병 및 시누클레인병증 연구에서 중요한 연구 영역이다. α-시누클레인의 잘못된 접힘과 응집은 파킨슨병, 루이소체 치매, 다계통 위축증을 포함한 시누클레인병증의 특징인 루이소체(Lewy bodies)와 루이 신경돌기(Lewy neurites)로 알려진 병리학적 봉입체를 형성한다. 총 α-시누클레인과 pS129-α-시누클레인은 모두 유망한 바이오마커이며, 루이소체 내 α-시누클레인의 90% 이상이 세린 129에서 인산화되어 있다. 혈액 기반 바이오마커는 반복 샘플링, 종단 연구, 대규모 중개 연구를 위한 덜 침습적이고 확장 가능한 경로를 제공할 수 있다.

카탈루냐오베르타대학교(Universitat Oberta de Catalunya)가 참여한 국제 연구진이 서로 다른 뇌 영역의 불균등한 퇴화를 분석하는 뇌 비대칭성 일반 지수를 개발했다. 연구진은 지수 값이 높을수록 뇌 비대칭성이 커지며, 이는 더 심각한 신경퇴행과 더 많은 증상과 상관관계가 있음을 발견했다. 이 연구는 바르셀로나의 Hospital Clínic 참가자 60명과 DIAN 프로젝트 참가자 564명의 코호트를 사용했으며, 이 지수가 알츠하이머병 환자와 건강한 사람을 구별하고, 질병 진행을 결정하며, 신약의 효과를 평가할 수 있음을 발견했다. 또한 증상이 있는 APOE4 유전자형 보인자와 증상이 없는 질병 관련 유전자 돌연변이 보인자를 식별할 수 있었다. 연구진은 산발성 알츠하이머병 환자에서 결과를 재현하기 위해 노력하고 있다.

듀크 안센터(Duke Eye Center)에서 2017년에 시작된 신경퇴행성 질환의 눈 다중모드 영상(iMIND) 이니셔티브는 고해상도 망막 영상, 종단 임상 데이터, 기계 학습 접근법을 결합하여 신경퇴행성 질환을 연구한다. iMIND는 광간섭단층촬영(OCT)과 광간섭단층촬영 혈관조영술(OCTA)을 포함한 다중모드 망막 영상이 알츠하이머병, 경도인지장애, 파킨슨병에서 질병 특이적 시그니처를 감지할 수 있는지 조사하고 있다. iMIND 연구 책임자는 미세혈관 순환이 신체에서 유일하게 직접 볼 수 있는 곳이 신경감각 망막이며, 망막을 통해 미세혈관과 신경 정보를 비침습적으로 연구할 수 있다고 말했다. 최근 동료 검토를 위해 제출된 단면 연구에서 연구진은 루이소체 치매 환자가 알츠하이머병 환자보다 망막의 미세혈관 소실이 더 많은 경향이 있으며, 특히 중심황반 미세혈관 손상이 더 두드러진다는 것을 발견했다.

SynaptixBio는 H-ABC 환자를 대상으로 한 새로운 연구가 시작되면서 언어 분석이 신경퇴행성 질환의 진행을 추적하는 비침습적 방법으로서의 잠재력을 강조했다. 머독 어린이 연구소(Murdoch Children's Research Institute)가 언어 분석 기업 Redenlab과 협력하고 SynaptixBio가 주관하는 이 연구는 의사소통 변화가 뇌 건강의 지표가 될 수 있는지 평가할 것이다. 이 연구는 전 세계적으로 생후 6개월부터 성인까지 환자에게 열려 있으며, 언어, 수화, 몸짓, 보조 장치를 포착하도록 설계되었다. SynaptixBio의 최고 의료 책임자는 언어 매개변수가 기존의 임상 평가 척도보다 먼저 조기 치료 효과를 감지하는 강력한 도구가 될 수 있다고 말했다. 회사는 향후 임상 시험에서 언어 기반 측정을 탐색적 평가변수로 포함할 계획이다. 이 연구는 완전히 온라인으로 진행되며 여러 언어로 제공된다. Redenlab은 인공지능을 포함한 디지털 분석의 발전이 명확성, 휴지 길이, 어휘 사용과 같은 언어 패턴을 보다 객관적으로 평가할 수 있게 할 것이라고 말했다.

일본 연구진이 세계 최초로 NfL에 높은 친화력과 특이성으로 결합할 수 있는 앱타머(작은 단일 가닥 합성 DNA 분자)를 개발했다. 앱타머는 7라운드의 SELEX 선택을 통해 생성되었으며, 86개의 고유한 앱타머 후보가 나왔고 그중 30개 서열이 전체 길이 NfL을 성공적으로 인식했다. MN711과 MN734로 명명된 두 앱타머는 각각 11nM과 8.1nM의 해리 상수로 NfL에 결합했으며, 아밀로이드 베타 및 인산화 타우와 같은 다른 AD 관련 바이오마커보다 NfL에만 결합하는 고도로 특이적인 특성을 보였다. 이 앱타머는 NfL 단백질의 아미노산 잔기 281~338을 포함하는 특정 영역을 인식했으며, 인간 혈장에서도 결합이 유지되었다. DNA 앱타머는 높은 친화력과 특이성에 더해 화학적으로 합성되고, 배치 간 변이가 최소화되며, 바이오센서에 사용하도록 쉽게 변형할 수 있는 실용적 장점을 결합한다. 이 연구는 2025년 12월 16일 온라인에 공개되었으며, 2026년 1월 18일 Biochemical and Biophysical Research Communications 제796권에 게재되었다.

인도 연구에서 신경퇴행성 바이오마커와 근감소증(노화 인구에서 근육량과 근력이 점진적으로 감소하는 상태) 사이의 잠재적 연관성이 확인되었다. 연구진은 NfL과 GFAP 수치 상승이 노인에서 근감소증 발병과 연관될 수 있으며, 농도가 높을수록 근감소증이 더 심각한 경우와 일관되게 연관되어 있음을 발견했다. 이러한 발견은 신경 건강과 근육 퇴화 사이의 가능한 생화학적 관계를 시사하며, 조기 발견 방법이나 표적 중재의 길을 열 수 있다.