항지질 항체와 세포벽 변화, 라임병 진단 및 치료에 새로운 통찰 제시

두 가지 새로운 연구가 라임병에 대한 이해를 한층 발전시켜, 조기 진단과 라임 관절염을 포함한 지속 증상 치료의 개선 가능성을 제시하고 있다.

매년 약 50만 명의 미국인이 라임병 진단을 받고 치료를 받는다. 보렐리아 부르크도르페리(Borrelia burgdorferi) 박테리아에 의해 발생하며 감염된 검은다리 진드기(사슴 진드기라고도 알려짐)의 물림을 통해 전파되는 이 질환은 치료하지 않을 경우 관절염, 신경계 문제, 심장 합병증을 유발할 수 있다. 대부분의 환자는 치료 후 회복되지만, 약 10~20%는 피로, 통증, 인지 장애 등의 증상을 계속 경험하는데, 이를 치료 후 라임병 증후군(post-treatment Lyme disease syndrome)이라고 한다.

조기 진단을 위한 항지질 항체

미국 미생물학회(American Society for Microbiology) 저널 Infection and Immunity에 발표된 터프츠대학교 의과대학(Tufts University School of Medicine) 주도 연구는 항지질 항체(anti-lipid antibody)라는 면역 분자 그룹이 현재 라임병 검사의 한계를 보완할 수 있음을 시사한다. 현재 검사는 보렐리아 부르크도르페리 박테리아에 반응하여 면역계가 생성하는 항체를 찾지만, 이러한 항체는 나타나는 데 수 주가 걸릴 수 있고 박테리아가 사라진 후에도 수년간 검출되는 경우가 많다.

연구진의 이전 연구에 따르면 라임병 박테리아는 박테리아가 인간 숙주로부터 빌려 쓰는 특정 지질(지방)에 대한 항체를 유발한다. 현재 검사에 사용되는 항체와 달리, 이러한 항지질 항체는 감염 초기에 나타나며 성공적인 치료 후에는 감소한다.

연구진은 라임병 진단을 받은 199명(치료 후 수개월에서 수년간 증상이 지속된 일부 환자 포함)의 혈액 샘플을 분석했다. 이들은 시간 경과에 따른 항지질 항체 수치를 추적하고, 이를 건강한 지원자와 치료 후 라임병 증후군과 유사할 수 있는 질환(루푸스, 다발성 경화증, 섬유근육통, 장기 코로나19, 만성 피로 증후군 포함)을 앓고 있는 사람들의 샘플과 비교했다.

여러 분석을 통해 라임병 감염 중 더 높은 수준으로 나타나는 세 가지 항지질 항체가 확인되었다. 이 중 두 가지 항체인 항포스파티드산(αPA)과 항포스파티딜세린(αPS)은 진단 시점에 이미 상승해 있었으며, 일부 환자는 표준 라임병 검사에서 양성이 나오기 전이었다. 이는 이 항체들이 감염을 더 일찍 식별하는 데 도움이 될 수 있음을 시사한다. 치료 후에도 지속 증상이 있는 환자들은 수개월 후에도 αPS 수치가 상승해 있을 가능성이 더 높았다.

데이터에 따르면 이러한 항지질 항체의 일시적 상승은 새로운 라임병 감염을 나타낼 수 있는 반면, αPS의 지속적 상승은 일부 환자의 지속 증상과 관련이 있다. αPS 수치 상승은 지속적 라임병 증상이 있는 많은 환자들에게서 흔하게 나타났지만, 치료 후 라임병 증후군과 유사할 수 있는 다른 자가면역 및 만성 질환을 앓고 있는 사람들에게서는 대부분 나타나지 않았다.

연구진은 이번 발견이 아직 새로운 임상 검사를 뒷받침하는 것은 아니라고 강조한다. 이 표지자들이 감염을 얼마나 정확히 식별하고 장기 증상을 예측하는지 확인하기 위해서는 더 큰 규모의 연구가 필요하다. 연구팀은 터프츠대학교가 주도하는 대규모 다기관 연구로 전환하여 라임병 진단 후 최대 15개월 동안 환자를 추적하며 항지질 항체가 초기 감염을 신뢰할 수 있게 식별하고 장기 증상으로 발전하는 환자를 구별할 수 있는지 평가할 예정이다.

라임 관절염과 연관된 세포벽 변화

PloS Pathogens에 발표된 별도의 연구는 라임병 후기 단계가 관절염을 포함한 근골격계 질환으로 이어질 수 있는 방식을 조사했다. 보렐리아 부르크도르페리 세포벽의 화학적 구조가 라임 관절염의 빈도와 중증도를 결정할 수 있다.

이전 연구에 따르면 B. 부르크도르페리 세포벽의 구조적 구성 요소인 펩티도글리칸(peptidoglycan)이 라임 관절염으로 발전하는 환자의 관절에 존재하는 것으로 나타났다. 보렐리아 부르크도르페리 박테리아에 존재하는 펩티도글리칸은 다른 감염에서 발견되는 것과 근본적으로 다르다.

B. 부르크도르페리 세포벽의 구성과 구조가 라임병 발병에 필수적이라는 가설을 바탕으로, 연구진은 펩티도글리칸 펩타이드의 화학적 구성을 조작했다. 이들은 변형된 형태의 펩티도글리칸을 만드는 박테리아를 생산했으며, 이것이 질병의 전임상 모델에서 유기체가 관절염을 유발하는 능력을 심각하게 변화시킨다는 사실을 발견했다.

연구진은 펩티도글리칸 합성에 관여하는 효소를 돌연변이시키는 데 성공했다. 박테리아 유전체에서 이 유전자를 삭제함으로써 펩티도글리칸의 화학적 성분을 변경했으며, 이러한 변화는 박테리아가 배양 배지에서 자라는 방식이나 라임병 감염의 전임상 모델에서 마우스를 감염시킬 수 있는 능력에 영향을 미치지 않았다. 그러나 라임 관절염이 거의 완전히 약화되는 결과를 초래했다. 감염 후 3개월이 지나도 관절염은 사실상 검출되지 않았다.

이 발견은 펩티도글리칸 및 관련 인자가 라임 관절염을 유발하는 역할을 더욱 뒷받침한다. 염증 반응을 치료하거나 염증 분자를 제거하는 것은 일반적인 치료법이 실패하는 경우 매력적인 전략이 될 수 있다.